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

近海生态团队揭示非本土植物扩张对潮滩底栖食物网的重构机制

近日，MED近海生态团队在《Journal of Environmental Management》上发表题为"Non-indigenous plant expansion reconstructing benthic food web in tidal flats of China"（非本土植物扩张重建中国潮滩底栖食物网）的研究论文。硕士研究生邵欧文为第一作者，廖一波研究员为通讯作者。研究基于稳定同位素与脂肪酸双示踪技术，系统揭示了秋茄红树林引入与互花米草入侵对我国潮滩底栖食物网的差异化重构机制，为滨海湿地外来物种的科学管理与蓝碳功能优化提供了重要依据。研究以西门岛国家级海洋特别保护区为对象，在秋茄红树林、互花米草盐沼和无植被潮滩三种典型生境中，结合稳定同位素分析（δ13C、δ15N）与脂肪酸生物标志物，构建了“双维度示踪体系”：稳定同位素揭示碳源的空间分异，脂肪酸特征则刻画有机质的生物地球化学转化过程。图1 西门岛潜在食物来源和大型底栖生物稳定碳氮同位素值双标图（δ13C和δ15N）。KO：秋茄红树林；SA：互花米草盐沼；TF：无植被潮滩。潜在食物来源和大型底栖生物的数值代表了每个物种在四个季节采集的平均值，并提供了整体平均值和标准差。研究发现，非本土植物引入显著拓宽了本地泥滩的碳源基线，形成“双极同位素谱”。其中，互花米草作为一种快速分解的C4植物，使底栖食物网的能量途径由以微藻为主的“牧食型”转向以碎屑为主的“碎屑型”——其碎屑为底栖消费者提供了超过60%的碳源，在促进短期资源利用的同时，也导致食物链缩短、不同食性类群生态位重叠加剧、种间竞争增强；同位素生态位分析显示，互花米草生境中底栖消费者的生态位宽度显著收窄。相比之下，秋茄红树林凭借复杂的根系结构和降解缓慢的凋落物，贡献了更加多样化的有机质库，使底栖食物网的生态位更大、营养级范围更广，从而增强了生态系统的长期稳定性。在无植被潮滩对照生境中，微藻底栖（MPB）是底栖消费者的主要食物来源（贡献超过90%）；而在受非本土植物影响的生境中，维管植物碎屑成为不可忽视的能量来源，互花米草入侵还可能通过遮阴与化感作用抑制硅藻生物量的积累。图2 三种生境的代表性食物网。（a）秋茄红树林；（b）互花米草盐沼；（c）无植被潮滩。箭头粗细表示猎物对消费者营养的相对贡献。本研究揭示了非本土植物对潮滩底栖食物网能量流动与生态位结构的差异化影响，从物理—生物过程耦合与营养级联的视角，为

2026-08-25 查看详情

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

科研动态

近海生态团队揭示非本土植物扩张对潮滩底栖食物网的重构机制

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

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

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Overview of the Cook Islands Seabed Minerals Authority (SBMA) and its activities

海洋痕量元素采样技术的应用及进展

极端环境化学测量仪器与传感器研究

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