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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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  • 《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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  • 《PNAS刊发海洋所古火研究新成果》
    • 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：熊萍
    • 发布时间：2025-06-28
    • 近日，中国科学院海洋研究所万世明团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS,Proceedings of the National Academy of Sciences）发表了题为“Onset of extensive human fire use 50,000 y ago”的重要研究成果。该研究基于海洋沉积物中的黑碳记录重建了过去30万年以来东亚北部的古火演化历史，结合欧洲、东亚、东南亚及澳大利亚区域的记录以及考古遗址大数据，发现现代人类的大规模用火始于约5万年前。 火是地球生态系统中的一种自然现象，其存在可追溯至志留纪时期，对植被的演化进程、动物的行为模式以及地表碳循环过程均产生了极为深远的影响。在长达数亿年的漫长岁月里，火的发生主要受到植被分布、温度变化和干湿状况等生物因素与气候因素的共同制约。然而，自第四纪伊始，人类逐渐掌握了用火技术并开始频繁使用火，进而成为影响火活动发生与蔓延的重要因素。考古学研究发现，人类最早的用火记录可追溯至约170万年前。火在人类进化历程中发挥了间接的推动作用，它改善了早期人类的饮食结构，助力他们适应寒冷的气候环境，并为抵御野生动物的侵袭提供了有效保护。与此同时，火的使用还促进了人类制作工具技术的进步与发展。考古学与遗传学证据表明，自中更新世以来，不同人类群体之间的频繁互动与交流，可能推动了用火技术的复杂化，同时也促使人类用火频率的增加。当前，针对人类用火历史的研究主要依赖于考古遗址的发掘与分析。然而，由于考古遗址分布较为分散，且年代框架存在间断性，这给获取人类用火历史的连续、高分辨率记录带来了巨大挑战。因此，关于人类究竟何时开始大规模用火的问题，目前仍难以给出确切的答案。 黑碳是生物质及化石燃料燃烧过程中所生成的一系列含碳化合物的统称。鉴于其芳香族结构具备高度稳定性，黑碳能够在沉积环境中得以长期留存。以大河作为主要沉积物源区的边缘海，其沉积物中的黑碳很大程度上能够反映大陆尺度的火活动状况。尤为关键的是，大河流域是人类文明孕育与发展的重要区域，人类在河流流域内的火活动所产生的信号，能够被黑碳记录下来并最终被输送至边缘海中沉积下来。基于此，本研究依托来自东海东北部国际综合大洋钻探计划（IODP）U1429站位沉积物中的黑碳记录，成功重建了过去30万年以来东亚北部的古火演化历史。 研究结果显示，在30万至5万年前这一时段内，东亚季风气候是主导古火演化的关键因素，冷干气候时期火活动更强，暖湿期则较弱。然而，自5万年前至今，火强度出现了大幅升高的现象，呈现出与季风气候脱耦的趋势。这一变化正好对应了东亚地区人口的急剧扩张时期，表明人类大规模用火所产生的显著影响。研究进一步对全球其他区域的古火证据进行了综合对比，发现5万年前在欧洲、东南亚以及巴布亚新几内亚-澳大利亚等地区，均出现了火强度急剧升高的现象。研究认为，5万年前的冰期，现代人类开启了第二次走出非洲的迁徙历程。冰期海平面下降，印太暖池区大面积的陆架出露为陆地，雨林屏障作用减弱，使得人类在不到一万年的时间里就迅速扩散至东亚、东南亚乃至澳大利亚。人口的急剧扩张极大地促进了用火频率的上升。此外，冰期气候寒冷，食物资源相对匮乏，人类对用火的需求也随之大幅增加。这些因素最终共同促成了5万年前人类开始大规模用火的关键时间节点。这也进一步表明，人类可能在末次冰期就已经通过用火在全球碳循环演变中留下了深刻的印记。 论文第一作者为中国科学院海洋研究所博士生姜寿恕和副研究员赵德博，通讯作者为赵德博副研究员和万世明研究员。该研究获得了国家自然科学基金项目、中国科学院战略先导专项、国家重点研发计划等的联合资助。 论文信息： S. Jiang,D. Zhao*#,S. Kaboth-Bahr,L. Beaufort,H. Tu,Z. Lu,Z. Cheng,S. Zhang,Y. Zhong,X. Hao,W. Pei,G. Cui,Y. Yang,A. Lin,J. Huang,& S. Wan*. (2025). Onset of extensive human fire use 50,000 y ago. Proceedings of the National Academy of Sciences,122 (27),e2500042122. https://doi.org/10.1073/pnas.2500042122
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