自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室 - 自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室

海洋生物地球化学团队研究揭示洪水增加东海陆源与海源有机碳的耦合埋藏

近日，我室海洋生物地球化学研究团队在国际地学期刊Paleoceanography and Paleoclimatology发表题为“Floods Enhanced the Terrestrial and Marine Organic Carbon Burial in the East China Sea”的研究成果。该研究利用东海内陆架近300年的沉积记录，揭示了极端洪水对陆源和海源有机碳埋藏的协同促进作用，为认识大型河流主导陆架边缘海的长期碳汇机制提供了新的沉积记录证据。论文于2026年7月24日正式在线发表。博士后许燕红为论文第一作者，金海燕研究员和孙永革教授为共同通讯作者。大型河流主导的陆架边缘海是陆地与开放海洋之间物质交换的活跃区域。洪水发生时，大量水体、泥沙、陆源有机碳和营养盐会在短时间内由流域输送至河口和陆架海。然而，过去对于洪水影响海洋碳循环的认识更多集中于“洪水将多少陆源有机碳带入海洋”，对于这些突发的大规模物质输入是否会进一步改变海洋自身的生物生产和有机碳埋藏，以及这种作用能否在百年尺度的沉积记录中保存下来，认识仍较为有限。针对这一问题，研究团队以东海内陆架泥质沉积区为研究对象，对一根覆盖近300年的沉积岩芯开展年代学、粒度、碳同位素以及脂质生物标志物等多指标分析，并分别构建反映陆源有机碳和海源有机碳变化的综合指标（MultiTerrOC和MultiMarine），从而追踪历史洪水事件及其对应的有机碳埋藏响应。研究通过粒度异常与陆源有机碳的埋藏异常，鉴定出沉积物中的洪水信号和台风信号。远端泥质沉积物中的洪水信号会随着洪水强度和频率的增加而被放大，其中来自长江上游的大规模洪水更容易形成明显的沉积信号。图1 F5岩芯中洪水沉积特征及其与东亚冬季风（EAWM）的关系。（a）沉积物与砂组分的平均粒径；（b）敏感组分1的平均粒径及其百分含量；（c）敏感组分2的平均粒径及其百分含量；（d）敏感组分3的平均粒径及其百分含量；（e）MultiTerrOC指数；（f）长江洪水记录；（g）由冬季温度异常指示的东亚冬季风。研究还发现重大洪水时期陆源有机碳与海源有机碳往往同步增加。并且，洪水时期伴随着较强的低氧信号，表明“陆源物质输入增加—营养盐供应增强—浮游植物生产力提高—低氧环境形成—有机碳保存增强”构成洪水促进东海有机碳埋藏增加的重要过程链条。可见，洪水不仅增强了陆源有机碳向海洋的输送，还可促进浮游植物生产及其有机碳埋藏，从而强化陆地物质输入与海洋生物

2026-08-24 查看详情

大洋生态团队提出针对深海采矿重金属环境风险的分阶段自适应治理模型

深海采矿既承担着保障能源转型背景下关键金属供给的战略使命，又代表着当今世界海洋强国竞相突破的海洋尖端技术前沿。然而，深海采矿活动可能释放的重金属对海洋生态系统的潜在影响，仍有待进一步的科学认知。目前，关于深海特有物种的敏感性、慢性低剂量暴露、多金属混合毒性及食物链传递效应等关键问题尚未完全阐明。深海采矿环境影响数据与相关管理理论的缺口成为国际海底管理局推进《开发规章》及相关环境政策制定的重要阻力之一。针对这一现状，我室大洋生态团队近期在海洋治理领域的国际主流期刊《Marine Policy》上发表综述论文，系统梳理了深海采矿背景下的重金属从个体到生态系统的毒性效应（图1）。该研究探讨了高压、低温、低氧、低食物等深海极端环境对重金属毒性的潜在影响，分析了重金属与悬浮颗粒物联合暴露可能产生的协同作用，以及食物链传递与生物泵过程对重金属长期生态风险的作用机制。相关梳理与分析为深海采矿的环境影响评估与管理阈值探讨提供了科学参考。图1. 深海采矿背景下的重金属从个体到生态系统的毒性效应基于上述基础，研究团队结合科学证据与预防性方法，提出了一种分阶段自适应治理模型（图2）。参照中国大洋协会在国际海底管理局第30届会议上关于国际海底采矿“勘探试采、预商采、商业开采”三阶段的划分建议，该模型主张根据科学数据的不断积累来动态调整管理措施，形成“设定保守阈值—补充科学证据—优化管理阈值”的自适应过程。该模型的提出，旨在为国际海底管理局探讨环境阈值制定及区域环境管理计划提供一种可行思路，同时也是我所在深海环境治理理论研究方面的一项新探索。图2. 深海采矿环境治理中预防性方法与科学证据之间自适应平衡的概念框架论文第一作者为我所联合培养博士研究生钟圳，通讯作者为孙栋研究员。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFC2806805）和国家自然科学基金（42522712，U25A6027，42377387）的联合资助。

2026-08-17 查看详情

近海生态团队揭示孟加拉湾浮游动物群落对多种物理过程的响应特征

近日，MED近海生态团队分别在《Progress in Oceanography》（PO）和《Journal of Oceanology and Limnology》（JOL）上发文，揭示了孟加拉湾浮游动物群落对多种物理过程的响应特征。PO论文杜萍研究员与马晓副研究员为共同第一作者，寿鹿正高级工程师为通讯作者；JOL论文硕士研究生张棽然为第一作者，曾江宁研究员与杜萍研究员为通讯作者。两项研究分别揭示了孟加拉湾全水深 (0–3000 m) 和真光层 (0–200 m) 中型浮游动物群落结构对涡旋等物理过程的响应机制，为深入理解物理-生物过程耦合调控生物泵提供了观测证据。0–3000 m 的研究发现，不同强度与类型的物理过程对浮游动物群落的影响存在深度差异（图1）。极端正向印度洋偶极子 (pIOD) 事件和较弱的涡旋仅能影响表层 (0–100 m) 浮游动物群落，但对中深层群落结构无影响，其主要机制是上升流效应促进真光层初级生产，从而提高浮游动物生物量；而在冷涡持续影响时间超过 2 个月的站位，中上层 (0–1000 m) 浮游动物群落结构均发生显著改变，主要表现为涡旋内部的中型浮游动物总丰度和生物量显著升高，且 500–1000 m 群落结构和优势种组成呈现出与上层水体相似的结构 (即“上层化”现象)，但较强涡旋对 1000 m 以深浮游动物群落的影响依然不明显。中层浮游动物生物量的增加可能促进海洋中层碳输出和碳封存，为孟加拉湾中层迁移碳通量研究提供了数据支撑。图1 0–3000 m水柱中型浮游动物群落对印度洋偶极子（IOD）事件和冷涡的响应概念图。(a) 无IOD事件的正常年份的无涡旋区域，(b) 受正向印度洋偶极子（pIOD）事件影响的赤道东印度洋（Eastern EIO）区域，(c) 受较短周期且较弱冷涡影响的区域，(d) 受较长周期且较强冷涡影响的区域。Cold-core Eddies: 冷涡，MLD: 混合层深度，ILD: 等温层深度。0–200 m 的研究发现，浮游动物群落结构对不同强度涡旋与河流输入表现出响应差异（图2）。受较强冷涡影响持续时间超过 2 个月的站位，强烈的上升流补充了表层营养盐、使初级生产力提高，进而提升了浮游动物生物量；而受较弱冷涡影响站位的浮游动物群落丰度和生物量相对较低、但深水物种的比例显著升高，表明短期的较弱涡旋影响可能无法显著提升次级生产力、但上升流结构可通过输运作用改变水柱中浮游动物物种的空间分布。研究同时发现缅

2026-05-25 查看详情

科研动态

海洋生物地球化学团队研究揭示洪水增加东海陆源与海源有机碳的耦合埋藏

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