《自然资源部第一海洋研究所在北极海洋微塑料研究方面取得重要进展》

  • 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:2023-07-16
  • 近日,自然资源部第一海洋研究所科研团队在北极海洋微塑料研究方面取得重要进展。该研究首次引入鱼类年龄特征参数,研究白令海黄线狭鳕摄入微塑料的特征以及年龄与摄入微塑料的相关性,并结合海水微塑料数据初步推断黄线狭鳕可能的迁移路径,为预测微塑料对鱼类种群的影响提供了基础数据,并为更加系统、科学地制定生物微塑料污染监测方案提供了参考。

    微塑料污染已被列为全球环境问题,备受关注。早期研究发现,北大西洋温盐环流、波驱动的斯托克斯漂移、河流输入和海冰掺入等过程都有助于微塑料在北冰洋积聚和移动,导致北冰洋区域微塑料污染水平相对较高。已有学者基于北冰洋大西洋扇区表层水微塑料数据提出北极海底是微塑料“汇”的观点,但少有研究关注北冰洋太平洋扇区的微塑料污染情况。由于白令海位于北冰洋太平洋扇区一侧,是太平洋水流入北冰洋的唯一通道,因而研究白令海海洋生物体中微塑料的赋存对于解析北冰洋海域微塑料的环境行为和生态风险具有重要意义。

    该研究利用黄线狭鳕的寿命相对较长的特点,首次引入鱼类年龄特征参数,解析了白令海黄线狭鳕摄入微塑料的特征以及鱼的年龄效应,并结合海水微塑料数据初步推断黄线狭鳕可能的迁移路径。此外,通过研究黄线狭鳕摄入微塑料的特征与海水中微塑料特征的关系,发现黄线狭鳕摄入的微塑料存在空间尺度上的影响,推测高年龄段的黄线狭鳕可能曾到过楚科奇海,与生态学调查结果一致。研究结果丰富了我们对北极生物体内微塑料的认知,也为北极微塑料风险防控奠定了基础。

    该研究的相关成果发表在国际著名学术期刊《Science Advances》(SCI, IF: 13.6; 中国科学院一区, Top)。自然资源部第一海洋研究所资环中心新型污染物生态效应与风险评估研究团队博士研究生丁金凤和鞠鹏副研究员为该研究论文共同第一作者,孙承君研究员为通讯作者,中国科学院动物研究所张洁副研究员为共同通讯作者。

    该团队自2015年开始开展海洋微塑料研究工作,构建了“检测技术构建-环境分布分析-国内外合作交流-技术成果支撑”为一体的海洋微塑料研究体系,是国内开展海洋微塑料研究起步较早的研究团队之一。该团队自2018年开始多次参加我国极地和大洋科考,对海洋微塑料进行了长期调查,目前在海洋微塑料研究领域已发表相关研究论文30余篇。

    该研究得到了国家自然科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费(海洋一所“鲲鹏”青年学者人才引进经费和“束星北”青年学者基金)、国家海洋局极地考察办公室等项目的资助。

    论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5897。(Elder fish means more microplastics? Alaska pollock microplastic story in the Bering Sea. Science Advances, 2023, 9, eadf5897. https://doi.org/10.1126/sciadv.adf5897)

  • 原文来源:https://www.fio.org.cn/news/news-detail-11447.htm
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    • 近日,自然资源部第一海洋研究所新型污染物生态效应与风险评估研究团队联合马来西亚的马来亚大学科研人员在海洋微塑料检测技术与珊瑚礁系统中微塑料分布等方面取得新进展。 海洋微塑料(粒径小于5 mm的塑料颗粒或碎片)作为新型污染物一直受到国际社会的高度关注,其被列为与全球气候变化、臭氧耗竭、海洋酸化并列的重大全球环境问题。海洋微塑料研究中最为基础的环节之一是不同环境介质内微塑料的分离与分析检测技术,方法的不统一性导致海洋环境中微塑料浓度可靠性和可比性较差,尤其是对国际上不同研究结果的比较更加困难;其次,海洋环境中微塑料的基础数据还不完整,缺乏系统的监测数据,导致无法客观评估海洋环境中微塑料的潜在危害。 目前,自然资源部第一海洋研究所研究团队和马来亚大学科研人员建立了良好的科研合作关系,前期已共同开展了生物体中微塑料的富集特征等研究;为了进一步提升海洋微塑料检测技术的规范化,拓展典型海域微塑料基础数据的积累与合作,我所研究团队与马来亚大学科研人员基于长期在海洋微塑料检测技术及环境监测方面的研究合作基础,针对微塑料的检测识别构建了检测技术体系,系统阐述了微塑料鉴定识别与统计过程,为海洋微塑料的鉴定分析提供技术依据,该研究合作撰写了题目“Observation and visual identification of microplastics”的专著章节;另外,自然资源部第一海洋研究所研究团队为马来亚大学提供检测平台支撑,开展了马来西亚槟城岛、波德申、停泊岛和刁曼岛珊瑚礁生态环境中微塑料分布特征合作研究,结果显示所有检测站位水体中微塑料的平均丰度为0.344 ± 0.457 MP/m3,微塑料的物化指标呈现多元化的分布特征,研究中也评估了四个岛屿环境中微塑料的潜在危害,为深入研究微塑料对马来西亚珊瑚礁生态系统的影响和珊瑚礁保护提供基础数据支撑,本研究结果共同发表了题目为“Abundance of microplastics and its ecological risk assessment in coral reef regions of Peninsular Malaysia”学术论文等。 针对防治海洋微塑料这一国际性环境问题,自然资源部第一海洋研究所研究团队与东盟国家科研人员建立了良好的合作研究关系,有助于推动国际区域性微塑料的污染评估与防控,为促进海洋资源环境的可持续发展贡献力量。 专著链接: https://shop.elsevier.com/books/analysis-of-microplastics-and-nanoplastics/shi/978-0-443-15779-0 论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025326X24010890 https://www.mdpi.com/2305-6304/10/4/186
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    • 近日,依托自然资源部第一海洋研究所的自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室在北极海洋热浪研究方面获得重要发现。 海洋热浪(Marine Heatwave, MHW)是指海洋温度超过一定阈值的持续性极端增暖事件,反映海温的极端增温变化,对海洋生态系统以及天气和气候演变都具有重要影响;总热暴露度(Total Heat Exposure, THE)包括海洋热浪与长期增暖趋势,是包含了气候变化趋势的极端增暖事件,这两类极端事件在全球海洋中普遍存在。在过去的几十年中,随着气候变暖MHW和THE极大地影响了海洋生态系统的健康。 以往的研究指出,北冰洋边缘海的海洋热浪强度与世界其它中低纬度大洋的强度相当。然而,北极大气和海洋均存在放大现象,即北极表层气温和整个北冰洋的海洋增温都远超过全球平均水平,且北冰洋存在着独特的海洋生态系统,但北极MHW和THE的未来变化尚不清楚。 研究团队利用最新的第6次国际耦合模式比较计划(CMIP6)多气候模式模拟结果,深入研究了北极MHW和THE的未来变化趋势,发现:在气候变暖背景下,北极的MHW和THE将会显著增强。尤其值得注意的是,在高二氧化碳排放情景下,到21世纪末北极MHW强度的增幅将达到全球平均增幅的七倍,该研究团队据此提出了“北极海洋热浪放大”的新概念。进一步研究发现,北极MHW强度增强主要是由于北极海冰退缩、开阔海域增加、北极海-冰-气相互作用增强导致的。“北极海洋热浪放大”现象说明北极海洋生态系统将受到远超全球平均水平的气候变化的影响,亟需制定实施相应的应对策略,共同采取针对性保护措施。 该研究成果以“Arctic Amplification of Marine Heatwaves under global warming”为题,发表在著名国际学术期刊《Nature Communications》上。该研究由自然资源部第一海洋研究所、中国科学院海洋研究所、德国极地与海洋研究所和南京大学合作完成。何琰助理研究员和舒启研究员为共同第一作者,乔方利研究员和王强研究员为共同通讯作者。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1 近年来,自然资源部第一海洋研究所舒启研究员带领科研团队基于数值模拟等方法,在北极气候变化研究领域取得了系列创新性研究成果:研究揭示了北冰洋大西洋化中海-冰-气相互作用的变化规律及其对大西洋化的作用(Shu et al., 2021, Nature Communications);原创提出了“北冰洋放大”现象,发现了其驱动机制(Shu et al., 2022, Science Advances);系统评估了气候模式对北极海冰和海洋的模拟能力、诊断出了模式的共性偏差,并提出了有效的改进方案(Shu et al., 2020, Geophysical Research Letters; Shu et al, 2023, Geoscientific Model Development; Pan et al., 2023, Geophysical Research Letters);针对北极气候变化研究,发展了新版本的地球系统模式(Shu et al., 2024, Ocean Modelling);在国际上首次提出了“北极海洋热浪放大” 新概念,并揭示了其形成机制(He et al., 2024, Nature Communications)。 相关论文链接: He et al., 2024, https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1 Pan et al., 2023, https://doi.org/10.1029/2022gl102077 Shu et al., 2020, https://doi.org/10.1029/2020GL087965 Shu et al., 2021, https://doi.org/10.1038/s41467-021-23321-7 Shu et al., 2022, https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9755 Shu et al., 2023, https://doi.org/10.5194/gmd-16-2539-2023 Shu et al., 2024, https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102308