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《Cell子刊发表海洋所全球气候变化对海洋生物多样性影响新观点》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： liguiju
  • 发布时间：2022-01-04

  • 全球气候变化对海洋生态系统和生物多样性产生复杂而深远的影响。然而目前绝大多数的研究却忽略了一个重要事实：不同发育阶段的海洋生物对环境拥有不同敏感度，变态是海洋无脊椎动物最敏感和脆弱的发育时期，全球气候变化对变态的影响可能是影响种群生存、补充和扩散的关键因素。

    近日，国际学术期刊Cell子刊Trends in Ecology and Evolution（IF 17.6）在线刊发了中国科学院海洋研究所宋浩博士、张涛研究员和美国夏威夷大学Michael Hadfield教授共同撰写的观点性文章《Metamorphosis in warming oceans: a microbe-larva perspective》。文章首次提出了以变态过程的易感性（susceptibility）和易损性（vulnerability）视角重新审视全球气候变化对海洋生物多样性影响的新观点。

    该研究论文指出，绝大多数海洋无脊椎动物均需要经历变态过程，变态对环境的易感性和易损性最高；不同于陆地无脊椎动物（昆虫类）、脊椎动物（鱼类、蛙类）的变态，海洋无脊椎动物的变态往往依赖外源信号，其中最重要的就是来自微生物的变态诱导信号；全球气候变化将产生“微生物—幼虫变态”的平衡漂变，进而产生蝴蝶效应；忽视变态过程的脆弱性和“微生物—幼虫变态”的平衡漂变去评估全球气候变化对海洋生物多样性的影响可能导致错误性结论。

    论文作者宋浩围绕海洋无脊椎动物的变态过程，聚焦进化地位最原始的多细胞动物（海绵）和多样性最繁盛的软体动物门（贝类），深度解析了变态的分子调控机制和适应性进化特征，取得了多项创新性成果，以第一作者和通讯作者在《Current Biology》（IF 10.8）、《Trends in Ecology and Evolution》（IF 17.6）、《BMC Biology》（IF 7.4）等国际学术刊物发表系列论文，累计影响因子>100。荣获中国科学院院长特别奖、中国科学院百篇优秀博士论文、水产学会范蠡科技进步奖二等奖、海洋所优秀博后出站奖励、国家实验室优秀青年学者报告等奖励。

    文章链接：https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(21)00217-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0169534721002172%3Fshowall%3Dtrue#relatedArticle

  • 原文来源：http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202201/t20220104_6332507.html
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相关报告

  • 《Science子刊刊发海洋试点国家实验室海洋环流与气候变化最新研究成果》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2020-02-14
    • 2月5日，国际顶级学术期刊Science（《科学》）子刊Science Advances（《科学进展》）在线发表了题为“Deep-reaching acceleration of global mean ocean circulation over the past two decades”（过去二十多年延及深海的全球平均海洋环流加速）的最新研究成果。该项成果由海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室（以下简称海气功能实验室）胡石建研究员为第一作者兼通讯作者，海气功能实验室王凡研究员为联合通讯作者，海气功能实验室官聪博士、海洋试点国家实验室学术委员会副主任胡敦欣院士和海洋试点国家实验室-澳大利亚联邦科工组织南半球海洋研究中心主任蔡文炬教授等为合著者的科研团队共同完成。该成果首次揭示了全球平均海洋环流在过去20多年以来的加速现象，阐明了海洋环流加速的能量来源、物理机制以及人类温室气体排放在其中的重要作用。 大尺度海洋环流是地球物质和能量再分配的主要动力过程，对海洋环境和气候系统具有非常重要的作用。在全球气候变暖背景下，大尺度海洋环流如何变化是一个重要的科学问题。由于内部动力过程和自然振荡的调节，海洋环流变化具有极强的区域性和显著的复杂性，不同区域的海洋环流对气候变暖的响应非常不同。同时，由于人类仍然缺乏对海洋环流的系统性连续直接观测，数据匮乏，导致学界一直未能解析气候变暖下海洋环流变化的趋势背景。 针对上述问题，研究团队集成多种全球海洋环流和海表面风速的数据资料，包括多源观测资料、再分析资料、同化资料和模式资料，发现自1990年代早期以来的近20年，全球积分的大尺度海洋动能存在显著增长趋势，这表明全球平均海洋环流存在显著的加速趋势。数据显示，这种大尺度海洋动能的增加主要集中在全球热带海域，并且延伸至数千米的深海。这种全球平均海洋环流加速主要是由行星尺度的海表面风加速引起的。 进一步分析表明，全球平均海洋环流的加速呈现出一种长期趋势，而温室气体持续排放在其中扮演了非常重要的角色。尽管太平洋年代际振荡（PDO）对全球积分的大尺度海洋动能具有重要影响且自上世纪90年代以来PDO发生了明显的位相转变，但PDO的位相转变在全球平均海洋环流加速过程中仅作出了较小的贡献。温室气体排放相关的外强迫是近20多年以来全球平均海洋环流加速的主要原因。文章指出，在温室气体排放持续增加的背景下，海洋和地球气候系统未来如何做出响应无疑是非常重要的问题，这对理解过去和预测未来海洋和地球气候系统的长期变化具有重要意义。 该成果是海洋试点国家实验室在全球海洋环流与气候变化研究领域取得的重要突破进展，进一步彰显了海洋试点国家实验室在全球海洋与气候变化领域的创新引领实力。成果在线发表当日即获得国际科学界的广泛关注。Science期刊新闻栏目连续发表两篇新闻对该项研究进行了报道，美国《科学家》杂志、《华盛顿邮报》等多家国际媒体报道了该研究成果及其重要意义，多位国际著名学者对该成果进行了点评。美国亚利桑那大学Joellen Russell教授评论道：“这是一篇十分令人兴奋的论文，我认为结果是强有力的，它们很重要、令人震惊”（This is quite an exciting paper. I think the results are robust, I think they’re important, and I think they are a little shocking）。美国伍兹霍尔海洋研究所Susan Wijffels研究员指出：“这项工作将激发很多后续工作” (It’s going to stimulate a lot of other work)。
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  • 《全球海洋前所未有的生物变化》
    • 来源专题：可再生能源
    • 编译者：pengh
    • 发布时间：2019-02-27
    • 目前对海洋生物系统的监测只覆盖了海洋的一小部分，这限制了科学家自信地预测气候扰动对海洋生物多样性的预期影响的能力。由美国国家海洋资源研究中心领导、索邦大学研究人员参与的一个国际研究小组利用一种新的计算机模型证明，生物变化正在加速，这对我们使用海洋资源产生了影响。他们的研究结果发表在《自然气候变化》杂志上。 随着时间的推移，由于自然气候的波动，海洋生物系统经历了不同程度的变化。被称为“气候意外”的生物突变也在海洋的许多区域被发现。为了理解这些变化，无论是突然的、意料之外的，还是长期的，来自CNRS和索邦大学的科学家，与来自欧洲、美国和日本研究机构的同事，开发了一种基于生命(金属)排列的宏观生态理论的新方法。为了构建他们的计算机模型，研究人员设计了大量的模拟物种(“伪物种”)，它们对自然温度变化表现出广泛的反应。这些伪物种避免了超出其耐受性范围的热波动，形成了“伪群落”，并逐渐在模型中占据所有海洋区域。 海洋生物多样性监测项目只覆盖海洋的一小块区域，通常只覆盖海岸附近的区域。这个以金属理论为基础的新模型提供了全球覆盖范围，并允许快速识别能够强烈影响海洋生物多样性和相关生态系统服务(如渔业、水产养殖和碳循环)的重大生物变化。当最初对14个海洋区域进行测试时，该模型准确地预测了自20世纪60年代以来实地观察到的实际生物变化。通过将该模型应用到全球海洋，研究人员能够量化这些生物变化的力量和空间范围。该模型还让他们注意到，最近“气候意外”的数量出现了前所未有的上升，这可能是由厄尔尼诺现象、大西洋和太平洋的温度异常以及北极变暖造成的。 在大多数情况下，该模型可以在事件发生前一年预测它，从而有可能确定目前野外观察项目忽略的生物多样性受到威胁的地区。尽管海洋生物多样性每年为人类提供8000万吨鱼类和无脊椎动物，但这一新计算机模型揭示的变化可能会以对人类有益或有害的方式在世界范围内重新分布海洋群落和物种。
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