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

 6月8日，《2025中国海洋经济发展指数》发布。该指数是对2024年中国海洋经济发展状况的综合量化评估，涵盖发展规模与效益、结构优化与升级、资源节约与利用、对外经济与贸易、民生保障与改善5个领域，指数以2015年为基期，基期指数值为100。   该指数显示，2024年中国海洋经济发展指数为125.2，比上年增长2.3%，海洋经济发展势头强劲，高质量发展取得新成效。   分领域看，2024年，发展规模与效益指数为125.2，比上年增长2.0%，海洋经济总量再上新台阶，发展效益恢复向好。结构优化与升级指数为131.0，比上年增长1.8%。海洋新兴产业增加值同比增长7.2%，海洋制造业增加值3.2万亿元，占海洋生产总值比重超3成；海洋新兴产业不断壮大，传统产业转型升级步伐加快，科技创新能力稳步提升，金融支持海洋经济高质量发展成效显著。资源节约与利用指数为121.5，比上年增长2.5%。2024年全国新增批准用海用岛项目数量和面积比上年分别增长70.0%和6.9%，有效保障核电、油气、海上风电等重大项目用海用岛需求，海洋资源节约集约水平持续提高，资源开发利用能力不断增强。对外经济与贸易指数为121.3，比上年增长3.7%。海运进出口总额、国际航线集装箱吞吐量、船舶出口金额等多项指标创历史新高。海洋领域对外经贸合作不断拓展，高水平对外开放成效明显。民生保障与改善指数为125.7，比上年增长1.9%。亲海空间品质不断提升，海洋旅游市场持续升温，民生保障与改善扎实推进。

近日，中国科学院海洋研究所王珍岩研究团队在国际学术期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》发表研究成果，揭示了班达海颗粒有机碳（POC）分布呈季节性“双峰”循环特征的形成机制，阐明了厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）对该海域POC分布年际变异的调控作用。 班达海是全球“珊瑚三角区”核心和印度尼西亚贯穿流（ITF）的关键通道，同时也是印太暖池的重要组成部分，受低纬度热带海区气候变化过程的直接作用，其碳循环过程对于深入探究气候变化对热带海洋环境的影响具有重要指示意义。POC是海洋生物碳泵效应的核心载体，也是形成海底沉积物埋藏碳汇的重要来源，目前有关班达海POC时空演变过程受气候变化的调控机制尚未开展系统研究。 研究团队整合分析了2003-2021年间多源卫星遥感数据，发现班达海POC时空分布存在显著的季节性“双峰”循环特征，即每年5月~10月东南季风期（SEM）在班达海东部形成主峰区，11月至次年4月西北季风期（NWM）在西南部形成次峰区。使用人工智能理论的自组织映射（SOM）模型开展聚类分析，发现该“双峰”循环受控于随季节切换的两个季风过程驱动形成的不同营养盐输送通道对班达海POC时空分布产生调控作用。在SEM期间，东南风驱动在班达海东部形成上升流，将富营养盐深层海水输送至表层，促使浮游植物爆发，形成POC主峰；在NWM期间，南海贯穿流（SCST）挟带来自爪哇海和弗洛勒斯海的营养盐从西南部入侵，在班达海西南部形成POC次峰；其中SEM期间POC浓度显著高于NWM期间，反映出上升流对于班达海的初级生产力具有更强的主导作用。 而在年际变异方面，气候事件发挥了关键的调控作用，ENSO和IOD通过调控亚洲-澳大利亚季风间接主导了班达海POC分布的年际变异。在El Ni?o/+IOD事件期间，增强的东南风使SEM期间的上升流更强，POC分布呈正异常；但同期被削弱的西北风则抑制了SCST入侵，导致相应NWM期间POC分布呈负异常。La Ni?a/-IOD事件则呈现完全相反的响应模式。这种“此消彼长”的调控机制导致班达海POC年际异常持续时间普遍较短。 研究特别解析了班达海POC分布对两类特殊气候事件的差异化响应机制：在2009~2010年发生El Ni?o Modoki事件期间，因中太平洋异常增暖，引发沃克环流西移，导致在班达海出现罕见的西风异常，造成在当年SEM期间POC分布呈现负异常（与常规El Ni?o响应相反）；而在2010~2013年发生多年La Ni?a事件期间，在班达海区形成超强降水，使海洋层化作用增强，抑制了深层营养盐上涌，引发班达海出现长期POC负异常。这种对气候事件的敏感响应进一步凸显了班达海生态系统和碳汇效应受控于气候变化影响的脆弱性。研究成果可为深入理解印太暖池区碳循环过程及其碳汇贡献提供科学依据，为科学预测未来全球变暖趋势下复杂气候事件对海洋生态系统的影响提供新视角。 论文第一作者为中国科学院海洋研究所硕士研究生贾一佳，通讯作者为王珍岩研究员。研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导专项等科研项目资助。 论文信息： Jia,Y.,Wang,Z.*,Song,X.,et al. (2025). Seasonal and interannual variability of particulate organic carbon in the Banda Sea.?Journal of Geophysical Research: Oceans,130,e2025JC022520. https://doi.org/10.1029/2025JC022520

近日，中国科学院海洋研究所海藻遗传与发育研究团队在环境微生物学期刊 Applied and Environmental Microbiology 发表题为Effects of Vibrio parahaemolyticus on physiology and metabolism of Thalassiosira weissflogii in the co-culture system的研究论文。该研究基于弧菌与硅藻共培养实验，结合生理指标检测与转录组高通量测序，系统揭示了副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）对硅藻威氏海链藻（Thalassiosira weissflogii）的生理及生化代谢过程的影响及内在机制，为深入理解藻菌互作提供了新视角。 硅藻在海洋初级生产中占据主导地位，约贡献 40% 的海洋初级生产力和 20% 的全球光合固碳量。硅藻通过分泌各种代谢产物与周围微生物互作，形成独特的 “藻际环境”。已有研究表明，藻际细菌通过利用藻际高浓度光合产物、降解硅藻胞外多糖等影响海洋碳循环。然而，在这种海洋微生态环境下，硅藻的生长与代谢活动是如何变化与调控的仍不清晰。副溶血性弧菌是一类广泛存在于海洋环境中且常与硅藻共存于“藻圈”微生态系统中的微生物。本研究通过构建威氏海链藻与副溶血性弧菌的共培养体系，分析硅藻在光合作用、碳氮代谢和几丁质代谢等方面的生理变化及转录响应。 研究发现，与副溶血性弧菌共培养条件下，威氏海链藻可能通过上调细胞周期相关蛋白的表达、利用细菌代谢物（如IAA）来维持正常的生长速率。弧菌显著抑制了藻细胞中叶绿素尤其是叶绿素c的积累，从而影响了硅藻光合作用效率，且藻细胞碳氮代谢平衡被打破，碳固定能力下降。几丁质作为威氏海链藻重要的细胞壁结构多糖，其代谢过程受弧菌影响：威氏海链藻通过上调几丁质合酶的表达量以及降低几丁质酶活性来增加几丁质的合成量，从而提高细胞壁强度以应对弧菌侵扰。此外，弧菌调控了威氏海链藻抗氧化酶系统与信号转导，硅藻表现出多层次的生理响应机制。该研究首次从分子水平系统解析了副溶血性弧菌对硅藻生理代谢的影响机制，拓展了对藻菌互作的理解，为未来在海洋生态和养殖水体健康调控等领域的研究提供了理论支撑。 中国科学院海洋研究所与青岛农业大学联培硕士研究生王佳慧为文章第一作者，副研究员邵展茹为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会等项目的共同资助。 论文信息： Wang, J., Cheng, M., Wang, X., Wang, G., Duan, D., & Shao, Z*. Effects of Vibrio parahaemolyticus on physiology and metabolism of Thalassiosira weissflogii in the co-culture system. Applied and Environmental Microbiology, 2025, 91(5), e0032325. https://doi.org/10.1128/aem.00323-25

全球塑料污染日益严峻，其中纳米塑料（<1 μm）因尺寸小、比表面积大、易吸附污染物且穿透生物屏障等性质，其生态与健康风险尤为突出。然而，复杂环境中纳米塑料的精准识别与定量分析一直是巨大挑战。近日，中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生态环境监测与健康研究组（陈令新研究团队）开发了一种简单、快速、高灵敏的表面增强拉曼散射（SERS）检测新策略，在纳米塑料检测技术领域取得新进展。 针对纳米塑料颗粒在SERS基底表面易团聚、分布不均以及难以高效嵌入信号增强“热点”区域等挑战，研究巧妙利用了纳米粒子液-液界面自组装原理，将待测纳米塑料溶液与银纳米粒子混合，同时加入一种“桥梁”分子—1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇。该分子一端通过疏水作用结合纳米塑料，另一端通过硫基锚定在银纳米粒子上。这种“双重绑定”作用驱动两种纳米粒子在有机溶剂与水的界面快速自发组装形成单层粒子薄膜，该薄膜可轻松转移到硅片上，用于纳米塑料的SERS检测。 这种共组装单层膜SERS检测纳米塑料技术具有如下优势：（1）高效富集，溶液中待测纳米塑料可在30秒内富集到单层膜上，回收率大于90 %；（2）精准“捕获”，单个纳米塑料颗粒被多个银纳米粒子紧密包裹，精准落入SERS“热点”区域，其本征拉曼信号显著增强；（3）高灵敏度，对80、300、800 nm的聚苯乙烯（PS）纳米塑料的检测限分别低至0.01 mg/L、0.1 mg/L和0.1 mg/L；（4）普适性，该技术可应用于PS、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚甲醛（POM）等塑料类型的识别；（5）操作简便，无需固态SERS基底制备和样品浓缩步骤。基于该方法，研究量化了模拟海滩环境（沙粒摩擦老化泡沫塑料）中纳米塑料的生成速率，分析了黄粉虫摄食PS发泡塑料过程中纳米塑料生成量，揭示了烟台养马岛局部海滩区域海水中纳米塑料的赋存特征。 本研究为纳米塑料的快速、高灵敏、定量检测提供了新方法，相关成果发表于国际期刊《Environmental Science & Technology》。文章第一作者为烟台海岸带所2022级硕士研究生袁琦，共同通讯作者为陈令新研究员和王运庆研究员。该研究得到了国家自然科学基金项目、山东省重点研发计划、泰山学者计划以及烟台市领军人才计划专项基金的资助。 论文信息： Yuan,Q.;Wang,Y. Q.;Mei,R. C.;Zhao,X. Z.;Song,J.;Chen,J. D.;Wu,Y. X.;Chen,L. X. Co-Self-Assembled Monolayer Enables Sensitive SERS Detection of Nanoplastics via Spontaneous Hotspot Entrapment. Environmental Science & Technology 2025,59,24,12292–12301.?https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c03571