中國科學院華南植物園小良站生態(tài)研究團隊近日發(fā)布了一項關于全球紅樹林保護與恢復的最新研究成果。該研究表明，紅樹林不僅具有重要的生態(tài)價值，其經(jīng)濟回報也遠超預期。紅樹林是地球上最獨特的生態(tài)系統(tǒng)之一，是重要的藍碳生態(tài)系統(tǒng)。研究指出，2019年全球紅樹林的生態(tài)系統(tǒng)服務價值（ESV）高達8940億美元，其中調節(jié)服務和供應服務分別占57.4%和19.7% （圖 1）。這些數(shù)據(jù)凸顯了紅樹林在調節(jié)氣候、保護生物多樣性和提供漁業(yè)資源等方面的不可替代作用。然而，研究發(fā)現(xiàn)，自1996年至2019年間，全球紅樹林的減少導致了約292億美元的生態(tài)系統(tǒng)服務價值凈損失。這意味著紅樹林的消失不僅對環(huán)境造成了嚴重破壞，還帶來了巨大的經(jīng)濟損失。好消息是，恢復紅樹林的投資回報率驚人。在未來20年，預計紅樹林恢復將需要40億至521億美元的投資，但預期帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務價值凈收益高達2310億至7250億美元。此外，通過藍碳交易，封存的19.4 Tg C 可能帶來0.69億至2.36億美元的額外收益。研究團隊還指出，紅樹林恢復項目的全球效益成本比（BCR）在6.35到15之間，顯示出極高的投資回報率。這表明，保護和恢復紅樹林不僅對環(huán)境保護至關重要，也是一項具有經(jīng)濟可行性的投資。該研究成果為政策制定者、環(huán)保組織和公眾提供了重要的科學依據(jù)，強調了保護和恢復紅樹林的緊迫性和重要性。研究結果還填補了現(xiàn)有知識的空白，并為全球環(huán)境保護策略提供了新的視角。相關研究成果以“Getting the best of carbon bang for mangrove restoration buck”為題在線發(fā)表在綜合類學術期刊Nature Communications（《自然通訊》）上。中國科學院華南植物園可持續(xù)生態(tài)學團隊博士研究生張靖凡為論文的第一作者，研究方向負責人、小良站站長王法明研究員為論文通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金項目、“一帶一路”國家與國際科學組織聯(lián)盟項目、國家重點研發(fā)計劃、中國科學院青年創(chuàng)新促進會項目和科技部“ONCE”海洋負碳排放大科學計劃資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56587-2圖1. 紅樹林提供的不同類別的生態(tài)系統(tǒng)服務價值。圖2. 全球紅樹林的生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化。圖3. 全球紅樹林恢復所需要的投資以及通過藍碳交易獲得收益。圖4. 國家尺度的紅樹林恢復的收益投資比。
動植物傳粉互惠關系對于生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務功能的維持，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。夜行性昆蟲在夜間訪花，受到光線條件和人為活動周期的限制很容易被忽視，相對較為隱蔽。夜行性昆蟲的傳粉服務同樣具有很高的科學和應用價值，然而我們對其了解卻甚少。中國科學院華南植物園羅世孝研究員長期從事植物與傳粉昆蟲協(xié)同演化研究，發(fā)現(xiàn)了五味子科植物與傳粉松脂癭蚊（Schisandraceae–resin midges）、葉下珠科與葉下珠蛾（leafflowers–leafflower moths）兩類全新的植物與夜間傳粉昆蟲專性共生系統(tǒng) （Luo et al.,2010；2017a,b;2018）。進一步研究發(fā)現(xiàn)昆蟲與植物宿主之間存在物種特化的傳粉-寄生互作關系（Chheang et al.,2022），并且這種特化關系在物種內種群間存在一定的波動，形成地理尺度上馬賽克式的動植物互作關系（Hao et al.,2023;Hao et al.,2024）。鑒于研究組在植物與傳粉昆蟲協(xié)同演化領域的進展和貢獻，國際知名植物學主流期刊New Phytologist邀請羅世孝研究組撰寫Tansley Insight綜述文章，該文于近日以題為“New insights into coevolution between plants and their cryptic pollinators”的論文在線發(fā)表 (DOI: 10.1111/nph.20450)。Tansley Insight系列是為紀念 New Phytologist創(chuàng)刊人Arthur Tansley教授而設立，發(fā)表植物科學前沿和熱點領域的觀點文章。本文綜述了兩種新興的隱存的專性傳粉系統(tǒng)中動植物的互作模式、協(xié)同適應和協(xié)同演化機制，提出相關研究對農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥的重要價值，為研究植物與傳粉昆蟲協(xié)同演化提供了新視角。華南植物園助理研究員郝凱為論文第一作者，羅世孝研究員為通訊作者。該工作得到國家自然科學基金的資助。文章鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.20450圖1. 五味子科植物八角和黑老虎的花、果、傳粉癭蚊及人工栽培種群圖2. 五味子科植物-癭蚊和葉下珠科植物-葉下珠蛾系統(tǒng)中動植物的互作模式、協(xié)同適應、協(xié)同系統(tǒng)發(fā)生、互惠起源、協(xié)同演化機制以及未來的研究方向
近期，由中國科學院南海海洋研究所牽頭主導編制的團體標準《紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估技術規(guī)程》（T/CI 874–2025）由中國國際科技促進會標準化工作委員會批準發(fā)布、實施，并已在全國團體標準信息平臺發(fā)布（https://www.ttbz.org.cn）；該標準為我國首個紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估技術標準，有望解決目前紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估無技術規(guī)程可依的局面，進一步促進我國紅樹林保護和發(fā)展。紅樹林生態(tài)系統(tǒng)處于海陸動態(tài)交界面、周期性遭到海水浸淹的潮間帶環(huán)境，作為獨特的海陸邊緣生態(tài)系統(tǒng)，具有很高的生態(tài)、社會和經(jīng)濟價值，尤其在發(fā)展近海漁業(yè)、凈化環(huán)境、固碳增匯等方面。由于全球氣候變化和人類活動雙重影響，如海平面上升、溫度異常和污染加劇等導致區(qū)域環(huán)境異常變化。2024年全球紅樹林聯(lián)盟（Global Mangrove Alliance）發(fā)布了《2024全球紅樹林狀況（The State of the Word’s Mangroves 2024）》報告，目前年全球約有1470萬公頃的紅樹林，與2005年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO：The Word’s Mangroves 1980-2005）報告全球紅樹林有1700萬公頃相比，全球紅樹林面積凈減少230萬公頃，全球50%的紅樹林面臨崩潰的風險。因此，如何加快恢復受損紅樹林生態(tài)系統(tǒng)已成為國際海洋科學亟需解決問題之一，為了扭轉紅樹林退化和消失現(xiàn)狀，紅樹林的生態(tài)修復與保護已經(jīng)成為了國際海洋科學研究領域中的熱點內容之一。目前，我國現(xiàn)有2.71萬公頃紅樹林，為更好地保護紅樹林，2020年中國政府發(fā)布了《紅樹林保護修復專項行動計劃（2020-2025年）》，預計到2025年中國紅樹林面積將達到3.6萬公頃，助力國家“雙碳”戰(zhàn)略實施。迄今為止，國內外都沒有紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估規(guī)程，為了規(guī)范不同生境紅樹林生態(tài)修復與成效評估技術應用，迫切需要制定紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估技術規(guī)程，進一步指導紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估生產(chǎn)實踐，促進我國乃至南亞、東南亞紅樹林生態(tài)保護和生物資源可持續(xù)發(fā)展，助力國家海洋生態(tài)文明建設，支撐國家“一帶一路”倡議。《紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估技術規(guī)程》中確立了紅樹林精準生態(tài)修復的原則和修復技術流程，包括不同生境（抗高溫、耐低溫、抗污染、抗沖淤和耐鹽）紅樹植物物種選擇、篩選與配置以及微生物修復群落配置等，給出了紅樹林精準生態(tài)修復的成效評估方法。該標準所提出的技術規(guī)程力求符合實際、便于操作，并符合國家有關法律法規(guī)的要求。確保了紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估工作有標可依，填補了國家該領域標準的空白，為海洋生態(tài)文明建設提供技術支撐，促進紅樹林精準生態(tài)修復和成效評估工作發(fā)展，提升紅樹林的生態(tài)健康水平和功能服務效果。該規(guī)程適用于不同生境紅樹林精準生態(tài)修復與成效評估。團體標準編制的主要工作由中國科學院南海海洋研究所王友紹紅樹林研究團隊完成，廣東湛江紅樹林國家級自然保護區(qū)管理局、廣東雷州珍稀海洋生物國家級自然保護區(qū)管理局、廣東徐聞珊瑚礁國家級自然保護區(qū)管理局和溫州市洞頭區(qū)海洋經(jīng)濟科技創(chuàng)新中心為該標準的參與編制單位。該標準的編制得到2024年綠美廣東生態(tài)建設重點任務保障專項資金項目、2021年南沙區(qū)高端領軍人才創(chuàng)新團項目、中國科學院A類戰(zhàn)略性先導科技專項（美麗中國生態(tài)工程）和國家自然科學基金重點項目等項目的資助和技術支持。廣東湛江紅樹林耐鹽、抗污染生態(tài)修復技術示范區(qū)浙江溫州紅樹林耐低溫、抗污染生態(tài)修復技術示范區(qū)廣東湛江紅樹林抗沖淤（抗風浪）生態(tài)修復技術示范區(qū)
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國重點實驗室夏少紅研究員團隊聯(lián)合日本東北大學，在南海晚新生代巖漿與流體活動成因機制研究方面取得了重要進展，相關研究成果發(fā)表于Science Bulletin《科學通報》期刊上。研究員夏少紅為論文第一和通訊作者，副研究員茍濤為共同通訊作者，副研究員趙芳、副研究員范朝焰以及日本東北大學教授趙大鵬為共同作者。南海作為西太平洋最大的邊緣海，其形成和演化一直是地質學界的熱點問題。南海被認為是在中生代古太平洋板塊俯沖的基礎上，經(jīng)過新生代巖石圈張裂和海底擴張而形成的。然而，南海在裂后期，尤其是海底擴張停止后，經(jīng)歷了廣泛而強烈的晚新生代巖漿活動，這一現(xiàn)象在全球張裂陸緣中極為罕見，其成因機制一直存在爭議。許多研究將南海晚新生代巖漿活動歸因于海南及鄰區(qū)下方的地幔柱作用。然而，由于缺乏典型地幔柱的大火成巖省和年齡遞變的海山鏈，且深部成像未呈現(xiàn)出經(jīng)典地幔柱的幾何特征，海南地幔柱的存在及其對巖漿活動的影響一直存在爭議。為解決這一問題，研究團隊運用遠震各向異性層析成像、深度學習生成的三維地殼模型以及多道地震反射數(shù)據(jù)，從深到淺系統(tǒng)研究了南海北部陸緣不同尺度的殼幔三維結構，精細刻畫了海南地幔柱復雜的上升路徑和上涌過程，并探討了深部地幔過程與上覆地殼之間的潛在耦合關系。研究發(fā)現(xiàn)，海南地幔柱上涌物質在兩個深度范圍內發(fā)生了橫向擴展：一是在地幔過渡帶，由于相變和溫度降低，地幔柱上涌物質的熱化學狀態(tài)發(fā)生變化，受到一定阻礙而發(fā)生橫向擴展，但徑向各向異性主要為負值，表明物質整體仍為向上的流動方向；二是在巖石圈尺度，雷瓊地區(qū)各向異性表現(xiàn)為負值，表明地幔柱物質主要為垂向上涌，導致該地區(qū)火山噴發(fā)活動；而遠離雷瓊地區(qū)各向異性表現(xiàn)為正值，表明地幔柱物質主要沿北東-南西方向發(fā)生橫向擴展。此外，海南地幔柱引發(fā)的巖漿活動與經(jīng)典的夏威夷地幔柱存在顯著不同。其巖漿侵入體的特征不再是大火成巖省和年齡遞變的海山鏈，而是隨著上覆地殼伸展減薄程度和沉積地層厚度的不同呈現(xiàn)出獨特的特征。在地殼較厚的地區(qū)，地幔柱物質傾向于在下地殼中底侵，形成高速體；而在地殼顯著減薄且沉積層較厚的區(qū)域，巖漿更易穿透地殼，導致巖床、巖脈等侵入體在沉積地層中廣泛發(fā)育，并誘發(fā)海底流體噴發(fā)活動。研究還發(fā)現(xiàn)，海南地幔柱的形態(tài)和巖漿活動模式與南海的區(qū)域構造環(huán)境密切相關。南海在張裂之前的晚中生代時期，經(jīng)歷了古太平洋板塊的復雜俯沖過程，目前仍被俯沖帶所環(huán)繞。研究表明，南海深部地幔過渡帶和下地幔中存在顯著的俯沖物質痕跡，大量地殼物質和流體通過俯沖進入地球深部，榴輝巖等物質被卷入上升的地幔柱中。因此，海南地幔柱表現(xiàn)出熱化學地幔柱的幾何形態(tài)特征，榴輝巖等折返物質的加入削弱了上涌的正浮力，使得大部分巖漿物質在巖石圈層面發(fā)生橫向流動，經(jīng)局部聚集侵入到地殼和沉積層中，形成了現(xiàn)今南海晚新生代巖漿活動的分布態(tài)勢。該研究不僅揭示了海南地幔柱在塑造南海張裂陸緣殼幔和地表地質過程中的重要作用，還為理解巖漿和海底流體活動的分布提供了新的視角。這一發(fā)現(xiàn)對于南海地區(qū)海底資源的勘探和地質災害的評估具有重要意義，同時也為地幔柱活動和巖漿流體系統(tǒng)演化提供了獨特的見解，有助于更好地理解地球深部過程與淺表地質響應的耦合關系。相關研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金項目、中國科學院南海海洋研究所自主部署項目、以及廣東省基礎研究與應用基礎研究項目等支持。圖1南海北部（a）多道地震反射數(shù)據(jù)、（b）深度學習生成的三維地殼模型、以及(c)遠震各向異性層析成像地幔模型的垂直剖面。（b）、（c）中背景顏色分別代表P波速度（Vp）和擾動值（dVp）。（d）中黑色線段指示了剖面位置。（c）中水平和豎直短線分別表示P波徑向各向異性正值(水平Vp>垂直Vp)和負值(水平Vp<垂直Vp)，短線長度表示幅值。(d)中粉色區(qū)域指示了晚新生代玄武巖分布。圖2 遠震各向異性層析成像模型的三維視圖。圖3南海北部的多道地震反射剖面。（a-d）對應圖1d中的A-D剖面。該圖顯示了海底火山、巖床、熔巖流和熱液噴口的分布，注意到在火成巖侵入體上方出現(xiàn)了氣體聚集、煙囪狀區(qū)和沉積物變形。T60（紅色曲線）對應于下中新統(tǒng)地層的底部。論文信息：Shaohong Xia*,Tao Gou*,Fang Zhao,Dapeng Zhao,Chaoyan Fan. Late Cenozoic magmatism of the South China Sea driven by the Hainan mantle plume. Science Bulletin,2024.?論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.12.010
植物是人工濕地系統(tǒng)的重要組成部分之一，其根際是植物與微生物相互作用的主要區(qū)域。大約5%-21%的總光合固定碳以根系分泌物的形式轉移到根際，根系分泌物可以改變根際微生物的豐度和多樣性，進而影響人工濕地中氮的去除效率。然而，處理高負荷污水過程中植物根系分泌物的變化特征及根際微生物群落的響應機制仍不清楚。因此，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員團隊通過野外小區(qū)控制試驗，選擇了美人蕉、梭魚草和黃菖蒲三種濕地植物對養(yǎng)殖廢水進行處理。研究旨在揭示處理高負荷污水過程中濕地植物根際微生物群落的響應特征及氮去除機制。植物是人工濕地系統(tǒng)的重要組成部分之一，其根際是植物與微生物相互作用的主要區(qū)域。大約5%-21%的總光合固定碳以根系分泌物的形式轉移到根際，根系分泌物可以改變根際微生物的豐度和多樣性，進而影響人工濕地中氮的去除效率。然而，處理高負荷污水過程中植物根系分泌物的變化特征及根際微生物群落的響應機制仍不清楚。因此，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員團隊通過野外小區(qū)控制試驗，選擇了美人蕉、梭魚草和黃菖蒲三種濕地植物對養(yǎng)殖廢水進行處理。研究旨在揭示處理高負荷污水過程中濕地植物根際微生物群落的響應特征及氮去除機制。研究發(fā)現(xiàn)：相比于美人蕉，梭魚草和黃菖蒲更適合處理含高濃度氮的養(yǎng)殖廢水。梭魚草和黃菖蒲根系分泌的溶解性有機碳（DOC）和總有機酸（TOA）在處理養(yǎng)殖廢水后分泌速率增加，而美人蕉則呈現(xiàn)相反趨勢。不同濕地植物根際微生物群落具有相同的優(yōu)勢門，但其相對豐度上存在差異。在處理養(yǎng)殖廢水后微生物群落具有更加明顯的協(xié)同和共生關系。養(yǎng)殖廢水中的NH4+-N、TN濃度、pH、溶解氧（DO）含量以及根系分泌的丙二酸和琥珀酸可促進根際低豐度的氮循環(huán)功能微生物生長，進而增強微生物對氮素的降解能力，從而提高了人工濕地中氮的去除效率。本研究結果有助于進一步理解高負荷污水處理過程中植物根際氮的去除機理，也對人工濕地系統(tǒng)處理高負荷污水的功能提升技術具有重要理論價值。相關研究成果以Effect of root exudation on community structure of rhizosphere microorganism of three macrophytes during treating swine wastewater為題發(fā)表在環(huán)境科學與生態(tài)學Top期刊Journal of Environmental Management上。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學基金項目的共同資助。論文鏈接人工濕地植物根際脫氮機制示意圖環(huán)境因子及根系分泌物對根際微生物群落的組成和氮循環(huán)功能的影響
隨著陸源空氣污染物排放控制力度不斷加大，船舶排放對港口和沿海地區(qū)環(huán)境空氣質量影響日益凸顯。前期對船舶排放的氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）、顆粒物等污染物研究相對較多，但船舶排放的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）、中等揮發(fā)性有機化合物（IVOCs）等活性有機氣體研究相對較少，特別是其基于實測的貢獻影響研究非常缺乏。針對這一問題，中國科學院廣州地球化學研究所童夢雪博士生在王新明研究員和張艷利研究員的指導下，與南方科技大學、廣東省廣州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站、廣州市生態(tài)環(huán)境局南沙監(jiān)測站、廣東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、暨南大學等合作，選擇代表性內河船只在航行過程中進行實測（圖1），獲得船舶尾氣VOCs和IVOCs排放源譜；基于典型沿海站點和城市站點環(huán)境大氣VOCs和IVOCs觀測，探討了實際環(huán)境空氣中船舶排放對臭氧和二次有機氣溶膠（SOA）生成的潛在貢獻。取得的主要研究進展如下：（1）?內河船舶VOCs及IVOCs的排放因子均高于海船，其中內河船舶IVOCs平均排放因子達3.7 ± 3.5 g kg-1?fuel，高于已報道的其它IVOCs相關源（海船、汽油車、柴油車、非道路移動機械和生物質燃燒等）（圖2）。（2）?烷烴組成方面，有別于其它IVOCs排放源所排放C12-C22 正構烷烴中C12正構烷烴占主導的情況，內河船尾氣中C12-C15正構烷烴排放因子大致相當，以C14正構烷烴相對較高，這一特征可有助于識別內河船舶排放IVOCs。（圖3）。（3）?廣州沿海站點觀測表明船舶排放對環(huán)境VOCs濃度及其臭氧生成潛勢（OFPs）和二次有機氣溶膠生成潛勢（SOAFPs）的年均貢獻分別為6%、5%和14%，但7月受海洋傳輸影響較大時，船舶排放的貢獻達到最高，分別占到總VOCs濃度的22%、OFPs的15%和SOAFPs的31%（圖4）。（4）?2021年冬季PM2.5污染時期對廣州市城區(qū)和沿海站點的觀測表明，盡管船舶排放對環(huán)境空氣中總有機蒸氣（包括VOCs和一次碳氫IVOCs）濃度貢獻不到10%，但它們對SOA生成的貢獻可高達40%（圖5）。上述研究結果表明，船舶排放VOCs和IVOCs已成為沿海地區(qū)O3和SOA生成的重要前體物，控制船舶源排放有助于港口城市和沿海地區(qū)O3和PM2.5污染協(xié)同控制與空氣質量持續(xù)改善。圖1 采樣船舶圖2 實測船舶VOCs和IVOCs排放因子及其與他源的比較圖3?船舶及排放C12-C22正構烷烴組成及其與其它源比較圖4 不同污染源排放對VOCs濃度（a）、OFPs（c）以及SOAFPs（e）的貢獻的月變化；船舶與陸上柴油機排放源排放對VOCs濃度（b）、OFPs（d）以及SOAFPs（f）貢獻的月變化。圖5 城區(qū)站點（GYQ）和沿海站點（HKUST）不同污染源排放對有機蒸氣（VOCs + IVOCs）在8:00-19:00（a，b）、12:00-15:00（c，d）的初始排放貢獻及其在12:00-15:00對SOAFPs的貢獻（e，f）。?本研究受到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、香港RGC項目、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、廣東省科技廳等項目的聯(lián)合資助。相關成果發(fā)表在國際學術期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》和《Environmental Pollution》上。?相關論文信息：(1) Mengxue Tong（童夢雪）,Yanli Zhang*（張艷利）,Huiyi Zhang（張惠儀）,?Duohong Chen（陳多宏）,Chenglei Pei（裴成磊）,Hao Guo（郭昊）,Wei Song（宋偉）,Xin Yang（楊新）,?and Xinming Wang（王新明）. (2024),?Contribution of ship emission to volatile organic compounds based on one-year monitoring at a coastal site in the Pearl River Delta region. Journal of Geophysical Research: Atmospheres,129,e2023JD039999.?https://doi.org/10.1029/2023JD039999(2) Mengxue Tong（童夢雪）,Yanli Zhang*（張艷利）,?Shaoxuan Xiao（肖少軒）,Chenglei Pei（裴成磊）,Jun Wang（王?。?Runqi Zhang（張潤琪）,Xiaoqing Huang（黃曉晴）,Wei Song（宋偉） and Xinming Wang（王新明）*.?(2024),Simultaneous determination of volatile organic compounds (VOCs) and intermediate volatility organic compounds (IVOCs) for their contributions to secondary organic aerosol in Guangzhou,Journal of Geophysical Research: Atmospheres,129,e2024JD041018.?https://doi.org/10.1029/2024JD041018(3) Mengxue Tong（童夢雪）,Yanli Zhang*（張艷利）,?Mei?Li（李梅）,Qi Wang（王琪）,Xiao Tian（田曉）,Dan Zhang（張丹）,Aoqi Ge（葛澳琪）,Wei Song（宋偉）,Xin Xiong（熊鑫）,Yinong You（游亦農(nóng)）,Yongjang Xu（徐永江）,Yihua Huang（黃奕華）,Xin Yang（楊新） and Xinming Wang（王新明）.(2024) Onboard measurements of organic vapor emissions from river vessels under various operational conditions,Environmental Pollution,364,125332.?https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125332
中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室（LMB）浮游生物生態(tài)學研究團隊在季風對南海浮游生物生態(tài)學影響研究領域取得重要進展，從浮游植物和浮游動物兩個方面量化闡明了浮游生物群落對季風變化的響應規(guī)律。相關研究成果分別以“Monsoon‐Driven Phytoplankton Community Succession in the Southern South China Sea”和“Effects of Monsoon‐Driven Currents on Copepods in the Northeastern South China Sea”為題，近日發(fā)表于地學領域研究權威期刊Journal of Geophysical Research: Oceans。中國科學院南海海洋研究所2022級博士研究生郭笳和柳原各自為兩篇文章的第一作者。季風是南海環(huán)流的主要驅動力之一，全球變暖導致大部分海域的海洋環(huán)流加快，海洋環(huán)流的輸運改變了浮游生物的種類組成、分布、生物量和轉換效率，從而導致浮游生物群落重組和影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務功能。浮游生物作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的基石，在海洋生物地球化學循環(huán)和能量傳遞中利用中發(fā)揮著重要作用。因其個體小、代謝快，隨波逐流地生活，浮游生物的群落結構可對海洋動力環(huán)境變化快速做出響應。南海地處東亞季風區(qū)，是研究浮游生物對季風以及全球氣候變化效應的理想?yún)^(qū)域。然而，目前關于南海浮游生物的研究多集中于特定季風時期，且主要依賴遙感和色素數(shù)據(jù)，對其群落演替和響應機制的深入探討相對不足。研究以浮游生物群落對象，發(fā)現(xiàn)不同季風時期浮游生物群落存在顯著差異，浮游生物群落網(wǎng)絡穩(wěn)定性在東北季風期高于西南季風期；季風轉換期較高的環(huán)境異質性導致浮游植物群落表現(xiàn)出較高的多樣性，固氮藍藻束毛藻（Trichodesmium）在反氣旋渦邊緣維持高豐度；錐型寬水蚤（Temora turbinata）、黃角光水蚤（Lucicutia flavicornis）和中華哲水蚤（Calanus sinicus）可作為南海東北部沿岸上升流、夏季黑潮入侵和冬季中國沿岸的有效指示物種。研究結果明確了不同季風時期浮游生物的空間分布特征及其關鍵調控因子，診斷出群落演替的優(yōu)勢種，并量化了關鍵種其對海流變化的指示作用，從而揭示浮游生物群落對季風驅動的海洋動力過程的響應機制。該研究為在氣候變化下背景下理解海洋浮游生物分布格局及其對全球氣候變化的適應提供了重要依據(jù)，為監(jiān)測海洋生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的適應能力提供新策略。本研究得到該研究由國家自然科學基金項目、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）A類和國家自然科學基金委共享航次計劃等共同資助完成。論文信息：Guo,J.,Liu,J.*,Jing,Z.,Zhou,L.,Ke,Z.,Long,A.,Wang,J.,Ding,X,Tan,Y.*. (2025). Monsoon‐driven phytoplankton community succession in the southern south China sea. Journal of Geophysical Research: Oceans,130,e2024JC021698.Liu,Y.,Ren,Y.,Li,K.*,Tan,Y.,Liu,H.,Ke,Z.,Liu,J.,Li,G.,? Liang,J. (2025). Effects of Monsoon‐Driven Currents on Copepods in the Northeastern South China Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans,130(1),e2024JC021944.文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2024JC021698??????????https://doi.org/10.1029/2024JC021944圖1 研究海域及調查站位圖2 不同季風時期浮游植物對海洋環(huán)境變化的響應模式圖3 浮游動物對不同季風驅動海流變化的響應模式
2025年2月13日，中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院副研究員孫益嶸團隊和美國加州大學洛杉磯分校合作在Cell Death & Differentiation期刊發(fā)表題為“STING directly interacts with PAR to promote apoptosis upon acute ionizing radiation-mediated DNA damage”，證實了干擾素基因刺激因子（STING）蛋白可以通過一個全新的路徑（PARP1-PAR-STING）促進細胞凋亡。研究人員通過體內和體外實驗研究了STING如何響應DNA輻射損傷，輻射導致的 DNA損傷可以激活PARP1蛋白，進而誘導PAR（多聚核糖）的過度合成，從而觸發(fā)STING蛋白介導的細胞死亡。對于STING基因缺陷的小鼠，對其腹部輻射后，相對于正常小鼠，存活率提升5倍，從11%躍升至67%，腸道病理損傷顯著減輕。通過給予低劑量的PARP1抑制劑PJ34來下調PAR的合成，則可以抑制STING激活，可以觀察到類似于在STING基因缺陷小鼠中觀察到的現(xiàn)象。這些結果揭示了PARP1-PAR-STING通路在輻射誘導的細胞凋亡途徑中的關鍵作用。該研究是對STING響應DNA損傷機制的全新認識，顛覆傳統(tǒng)認知，證明STING響應DNA損傷可不依賴于cGAMP而是直接與DNA損傷誘導的高濃度PAR相互作用，為抗輻射損傷提供全新思路。中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院副研究員孫益嶸、加州大學洛杉磯分校助理教授Saba R. Aliyari為本論文的共同第一作者，中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院副研究員孫益嶸及加州大學洛杉磯分校教授程根宏為通訊作者。該項目得到了天津市合成生物學重大專項以及廣東省自然科學基金的支持。論文鏈接PARP1-PAR-STING介導的細胞凋亡模式圖
