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

近海生态研究团队发文阐明东海陆架单细胞蓝藻及非蓝藻固氮生物对生物固氮的潜在贡献

近日，我室近海生态研究团队在国际期刊《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》发表题为“Potential Contribution of Unicellular Cyanobacteria and Non-Cyanobacterial Diazotrophs to Biological Nitrogen Fixation on the Continental Shelf of the East China Sea During Spring and Autumn”的研究论文。该论文已于2026年5月发表。我室/上海交通大学联合培养博士研究生孙振皓为论文第一作者，江志兵研究员与曾江宁研究员为共同通讯作者。海洋生物固氮是缓解海洋生物初级生产力氮限制、驱动碳泵及促进海洋碳汇的关键生物地球化学过程。长期以来，丝状非异形胞蓝藻束毛藻（Trichodesmium）和硅藻-固氮生物共生体（DDAs）被认为是东海等边缘海海洋固氮的主要贡献者。然而，已有观测发现束毛藻的时空分布与东海固氮速率的总体变化不一致，特别是在弱光层水体中，暗示单细胞固氮蓝藻和非蓝藻固氮生物（NCDs）可能发挥着重要作用。此外，东海陆架在温度相对较低的春、秋季的固氮速率分布、主导贡献类群及其调控机制仍不清楚。本研究于2021年春季（3–4月）和秋季（10月）在东海陆架（25°–30°N, 120°–128°E）开展了两个多学科综合调查航次（图1）。首次在东海陆架真光层（100%–0.1%光强层）采用高精度的15N2溶解法，结合分级（>10 μm和<10 μm粒径分级）过滤培养试验，定量测定了丝状固氮蓝藻（>10 μm）与小型固氮生物（<10 μm，包括单细胞固氮蓝藻和游离/颗粒附着态NCDs）的固氮速率。图1 采样站位和海流示意图研究结果表明，东海陆架秋季水柱积分固氮速率（89.81±118.87 μmol N/m2/d）显著高于春季（4.34±4.35 μmol N/m2/d）（图2）。粒径分级实验揭示，<10 μm粒径固氮生物的固氮贡献在春季和秋季分别占水柱积分固氮总量的63.1%和77.9%，是东海陆架生物固氮的主要贡献者（图2）。秋季在真光层底部（0.1%光照层）观测到了较高的固氮速率（平均速率达2.46±3.76 nmol N/L/d），真光层底部（0.1%–1%光照层）的固氮速率占水柱固氮速率的52

2026-09-02 查看详情

近海生态研究团队阐明无植被光滩种植红树林后的底栖食物网响应机制

近日，我室近海生态研究团队在国际环境类期刊ICES Journal of Marine Science发表题为 “Mangrove expansion onto mudflats leaves benthic food webs energetically decoupled” 的研究论文。该论文已于2026年6月在线发表。张荣良助理研究员为论文第一作者，寿鹿正高级工程师为通讯作者。全球红树林恢复项目正越来越多地向原生无植被滩涂扩张，以追求“蓝碳”封存和海岸绿化。然而，这种根本性的生境转换不仅改变了底栖环境，也引发了关于这种改变是否真正改善了原生生态系统食物网结构与能量流动的关键科学问题。本研究在中国浙江沿浦湾的原生无植被滩涂和人工红树林生境中进行了季节性实地采样。结合碳、氮稳定同位素分析、贝叶斯混合模型以及同位素生态位指标，对比分析了大型底栖无脊椎动物的营养结构和能量流动路径的变动。研究发现，两类生境的营养级和食物链长度基本相当，底栖微藻始终是支持大型底栖动物的主要能量来源（图1）。短期来看，红树林凋落物对大型底栖消费者食性的整体贡献量不大，更多是转化为原位碳库。此外，光滩生境的总体同位素生态位面积更大，表现出比红树林更高的资源多样性和营养异质性。图1 红树林在光滩种植后底栖食物网的能量流动途径概念图。注：TL，营养级；OM，有机质；MPB，底栖微藻；SOM，沉积物有机质；POM，颗粒有机质。在无植被光滩种植红树林虽然增加了生境的物理复杂性，但并未在底栖食物网中实现红树林生产力的功能性整合，导致新增的碳源输入未能实质性地融入能量传递链条中。鉴于淤泥质光滩在候鸟觅食、生物多样性保护等方面的多重生态价值，未来的滨海红树林生态修复应优先在其历史退化区进行，并将基于食物网视角的生态功能指标纳入空间规划和管理框架中。本研究得到国家自然科学基金青年项目（42306170）、浙江省自然科学基金探索项目（LMS25D060001）、浙江省“尖兵”研发攻关计划（2023C02003）和自然资源部第二海洋研究所基本科研业务费（JG2312、SZ2502）等项目联合资助。论文信息：Zhang R, Shao O, Tang Y, Qu Y, Yang B, Liao Y, Shou L* (2026). Mangrove expansion onto mudflats leaves benthic food webs energetically decoupled. IC

2026-08-31 查看详情

海洋生物地球化学研究团队揭示多重人为扰动下滨海湿地甲烷排放规律及关键控制机制

近日，我室海洋生物地球化学研究团队在国际环境类期刊Journal of Environmental Management发表题为 “Preserving bare mudflats reduces methane emissions: Implications for coastal wetland management” 的研究论文。该论文已于2026年7月在线发表。我所硕士研究生徐志豪为第一作者，李杨杰副研究员与李宏亮研究员为共同通讯作者。滨海湿地是全球重要的蓝碳碳汇，在全球碳循环中扮演关键角色，同时也是大气甲烷的重要排放源，甲烷排放会在很大程度抵消湿地碳汇效益。我国东南亚热带滨海湿地正面临多重扰动：互花米草入侵改变滩涂原有生态格局；为治理入侵物种开展的深挖掩埋工程大规模改造湿地沉积物；治理后的部分区域进一步开展人工秋茄红树林引种修复。目前学界尚缺少对这一连续扰动链条下湿地甲烷产生‑排放过程的系统研究，制约了对滨海湿地修复项目气候效应的客观评估。针对以上科学问题，研究团队选取我国东南沿海三门湾、台州湾、乐清湾典型滨海湿地开展原位野外观测，设置光滩、互花米草盐沼、互花米草深挖掩埋治理区、人工红树林 4 类典型生境，结合静态箱‑温室气体在线分析仪开展原位通量监测，同步测定沉积物孔隙水甲烷浓度、有机碳及其稳定同位素、地下生物量、氧化还原电位Eh、pH等关键指标，解析不同生境甲烷排放特征及其驱动机制（图1）。图1 不同生境类型甲烷排放特征研究结果表明，四类生境均为大气甲烷源，甲烷排放强度整体表现为：光滩＜互花米草盐沼＜人工红树林＜互花米草深挖掩埋治理区。互花米草依靠通气组织实现甲烷高效传输，即便孔隙水甲烷浓度低于光滩，甲烷排放通量仍达到光滩的 40 倍。互花米草深挖掩埋治理区甲烷平均通量可达7.421 mg m⁻²·h⁻¹，是光滩的 285 倍，高排放主要来自孔隙水甲烷累积后的气泡脉冲式释放。互花米草清除之后开展红树林造林，短期内并不能将甲烷排放降低至光滩水平。图2 自然光滩向不同生境类型转变过程中甲烷产生排放状况示意图研究提示，滨海湿地生态修复实践需要充分考量人为扰动对甲烷产生过程的影响，避免工程措施不当造成甲烷排放加剧（图2）。在互花米草治理上，可优先考虑低干扰管控手段，减少深挖掩埋这类强扰动方式；对于已实施掩埋治理的区域，需要持续监测米草复萌带来的二次甲烷高排放风险。在全球变暖背景下，滨海光滩作为低甲烷排放的蓝碳基底，极易受人类扰动而被破

2026-08-26 查看详情

科研动态

近海生态研究团队发文阐明东海陆架单细胞蓝藻及非蓝藻固氮生物对生物固氮的潜在贡献

近海生态研究团队阐明无植被光滩种植红树林后的底栖食物网响应机制

海洋生物地球化学研究团队揭示多重人为扰动下滨海湿地甲烷排放规律及关键控制机制

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