Phytoplankton biomarkers in surface seawater from the northern South China Sea in summer 2009 and their potential as indicators of biomass/community structure

生物标志物已被广泛应用于重建浮游植物生产力和群落结构变化。该方法假设之一是生标的含量可以反映表层海水的浮游植物生物量,但这个假设还缺乏现场观测的充分验证。对2009年冬季南海北部表层海水颗粒物中主要生标做了分析,利用其含量及比值研究浮游植物的生物量及群落结构的分布。生标含量表明硅藻、甲藻、颗石藻的高值区位于珠江口南部及广东沿岸,在陆坡区也有高值。生标比值显示硅藻在3个类群中的相对比例最高。其中,甲藻/硅藻比值高值区位于陆坡区,这与大洋水(黑潮)的入侵,带来大量暖水性甲藻有很大关系;颗石藻/硅藻比值总体趋势与生物量的分布相反,在近岸少数站位有高值,向外海逐渐增加,主要是因为颗石藻更适于寡营养盐的环境。生标结果所指示的生物量及群落结构的空间分布与前人的调查结果类似,为利用生标重建此区域的浮游植物生产力和群落结构变化提供了依据。Biomarkers have been widely used to reconstruct phytoplankton productivity based on the assumption that biomarker contents could reflect phytoplankton productivity in the surface seawater.However,this hypothesis has not been validated with modern survey.In this study,the contents and ratios of three phytoplankton biomarkers in the surface seawater of the northern South China Sea in winter 2009 were analyzed,to indicate spatial distributions of phytoplankton biomass and community structure.The results show high values for diatoms,dinoflagellates and coccolithophorids near the Pearl River Estuary and Guangdong coastal areas.The community structure indicates diatoms are the dominant phytoplankton species in winter.High values of dinoflagellate/diatom ratio occur near the slope area owing to intrusion of the Kuroshio,which favors the growth of dinoflagellates.The coccolithophorid/diatom ratio displays an increasing trend from the Pearl River Estuary to offshore region due to the advantage of coccolithophorids in oligotrophic environment,which is opposite to the productivity pattern of all biomarkers.These results are consistent with previous studies using phytoplankton cell and pigments,which provides support for the use of biomarker to reconstruct phytoplankton productivity and community structure in the SCS.国家重点基础研究发展计划项目(2007CB815934、2009CB421201);国家自然科学基金项目(40776029

近海生态系统碳汇过程、调控机制及增汇模式

海洋是地球上最大的碳库,发挥着全球气候变化缓冲器的作用.蓝色碳汇,简称蓝碳,即由海洋生态系统捕获的碳(主要是有机碳),是海洋储碳的重要机制之一.; 蓝碳最初认识的形式是可见的海岸带植物固碳.其实之前没有得到足够重视的、看不见的微型生物(浮游植物、细菌、古菌、病毒、原生动物)占海洋生物量90%; 以上,是蓝碳的主要贡献者.中国陆架边缘海占国土总面积的1/3,碳汇潜力巨大,亟待研发.本文以近海生态系统碳汇过程、调控机制及增汇模式为主线,论述; 了近海生态系统结构与碳循环功能特征、碳汇形成过程与机理,并结合近海碳汇在沉积记录中的地史过程演变探讨了自然过程和人类活动对碳汇的可能影响,展望了; 碳汇工程在增加近海海洋储碳能力方面的应用前景.国家重大科学研究计划项目; 国家重点研发计划项目; 国家自然科学基金项目; 国家海洋局全球变化与海气相互作用专项项

中国海及邻近区域碳库与通量综合分析

中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依\"世界第三极\"青藏高原、南邻\"全球气候引擎\"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区（渤海、黄海、东海、南海）、不同界面（陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等）,以及不同生态系统（红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等）多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO2约0.22Tg Ca-1,黄海吸收CO2约1.15Tg Ca-1,东海吸收CO2约6.92～23.30Tg Ca-1,南海释放CO2约13.86～33.60Tg Ca-1.如果仅考虑海-气界面的CO2交换,中国海总体上是大气CO2的\"源\",净释放量约6.01～9.33Tg Ca-1.这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳（DIC）分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca-1,而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca-1,远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca-1.东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca-1.就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca-1,海草床溶解有机碳（DOC）输出通量为0.59Tg Ca-1;中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca-1,沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca-1.总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca-1.中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca-1,南海输出约31.39Tg Ca-1.综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO2的\"源\",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵（DOC转化输出）作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析.国家重点研发计划项目(编号:2016YFA0601400);;国家自然科学基金项目(批准号:91751207、91428308、41722603、41606153、41422603);;中央高校基础研究项目(编号:20720170107);;中海油项目(编号:CNOOC-KJ125FZDXM00TJ001-2014、CNOOCKJ125FZDXM00ZJ001-2014)资

The effects of ocean acidification on marine organisms and ecosystem

海洋酸化是CO2排放引起的另一重大环境问题.工业革命以来,海洋吸收了人类排放CO2总量的三分之一.目前,海洋每年吸收的量约为人类排放量的四分之一(即约每小时吸收100万吨以上的CO2),对缓解全球变暖起着重要的作用.然而,随着海洋吸收CO2量的增加,表层海水的碱性下降,引起海洋酸化.海洋酸化会引起海洋系统内一系列化学变化,从而影响到大多数海洋生物的生理、生长、繁殖、代谢与生存,可能最终导致海洋生态系统发生不可逆转的变化,影响海洋生态系统的平衡及对人类的服务功能.地球历史上曾多次发生过海洋酸化事件,伴随着生物种类的灭绝,其内在联系虽然不甚明确,却也可能暗示未来海洋酸化可能对海洋生态系统产生重大的影响.Ocean acidification is known as another global change problem caused by increasing atmospheric CO2.Since the industrial revolution, the oceans have absorbed more than one third of the anthropogenic CO2 released to the atmosphere, currently, at a rate of over 1 million tons per hour, totaling to about one quarter of all anthropogenic CO2 emissions annually.Uptake of CO2 by the ocean has played an important role in stabilizing climate by mitigating global warming.However, rising ocean carbon levels caused by the uptake of anthropogenic CO2 (acidic gas) leads to increased ocean acidity (reduced pH) and related changes in ocean carbonate chemistry, or "ocean acidification".Recent research has shown that ocean acidification affects the physiology, growth, survival, and reproduction of many, if not most marine organisms.Ultimately, future ocean acidification may lead to significant changes in many marine ecosystems, with consequential impact on ecosystem services to societies.Several ocean acidification events are known to have occurred during Earth’s history, each coinciding with high rates of species’ extinctions.Although the mechanisms involved in past massive species extinction associated with ocean acidification events, they certainly hint potential disastrous impacts on ecosystem functions in short future.中国科学院“百人计划”(2006-067); 国家自然科学基金(40872168)资