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印太交汇区海洋环流与气候观测国际计划回顾与展望

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中国科学院院刊 2022年第7期37卷 939-953页

作者：王凡周慧汪嘉宁王琳马一心中国科学院海洋研究所青岛266071 中国科学院大学海洋学院北京100049

目前,人类社会面临全球变暖及由此引发的一系列严峻挑战。海洋作为维持地球生命系统的一个重要组成部分,在实现人类社会可持续发展目标中起着关键作用。印太交汇区作为地球气候系统中的热动力引擎所在地,其海洋状态及其变异在调节全球... 详细信息

目前,人类社会面临全球变暖及由此引发的一系列严峻挑战。海洋作为维持地球生命系统的一个重要组成部分,在实现人类社会可持续发展目标中起着关键作用。印太交汇区作为地球气候系统中的热动力引擎所在地,其海洋状态及其变异在调节全球热量分配和气候变化中起着举足轻重的作用,是国际海洋观测计划的重点区域。文章通过回顾20世纪以来在印太交汇区开展的海洋环流与气候观测方面的国际计划,梳理该区域已取得的成果和面临的挑战。通过文献调研分析,进一步量化我国自“十二五”以来通过实施海洋强国战略,印太交汇区海洋环流与气候观测国际合作取得的长足发展,以及由此推动的我国在该领域的国际引领地位和丰硕的科研产出。结合近10年我国在印太交汇区海洋环流与气候观测国际合作及科考调查取得的经验与问题分析,提出了未来在该区域加强深海观测,开展多圈层、多学科领域交叉合作的国际观测计划框架,突出顶层设计和中国在其中的引领作用的建议,为我国乃至全球应对气候变化、实现可持续发展提供有力保障。

关键词：印太交汇区海洋观测国际计划全球变暖多圈层协调观测系统深海调查多学科交叉

耳螺在中国海的北扩：三种耳螺在我国黄海的报道（腹足纲：耳螺科）

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海洋与湖沼 2024年

作者：张树乾张素萍张均龙中国科学院海洋研究所海洋生物分类与系统演化实验室青岛市海洋生物多样性与保护重点实验室

2020年至2023年，作者在我国黄海沿岸潮间带进行软体动物多样性调查时获取到多个耳螺科标本，通过形态学比较和研究，鉴定为3属3种，分别为:中国耳螺Ellobiumchinense(Pfeiffer，1855)、赛氏女教士螺Pythia cecillii (R. A. Philippi， ... 详细信息

2020年至2023年，作者在我国黄海沿岸潮间带进行软体动物多样性调查时获取到多个耳螺科标本，通过形态学比较和研究，鉴定为3属3种，分别为:中国耳螺Ellobiumchinense(Pfeiffer，1855)、赛氏女教士螺Pythia cecillii (R. A. Philippi， 1847) 和教徒肋耳螺Laemodonta exaratoides Kawabe， 1992。中国耳螺和赛氏女教士螺采自江苏盐城，教徒肋耳螺采自青岛和大连。作者对这三种耳螺进行了分类学描述和报道，其中教徒肋耳螺在我国沿海系首次报道，为中国新记录种。作者基于COI、16S rRNA和H3基因对其进行了系统发育分析，确定了该种在耳螺科中的分类地位。耳螺科是典型的暖水性类群，在我国主要见于热带和亚热带海域，之前仅有中国耳螺可向北扩散至黄海南部。该研究中三种耳螺在黄海的发现表明该海域内的耳螺种类在不断增多，且出现了明显的北扩现象。这种现象很可能与全球变暖导致的黄海水温持续升高有关。研究结果不仅丰富了中国海软体动物多样性研究内容，也为更好地理解气候变化背景下软体动物的扩布提供了新的数据和资料。

关键词：耳螺科肋耳螺属黄海印太交汇区新记录气候变化

印太交汇区海洋鱼类多样性格局与演化研究进展

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海洋与湖沼 2021年第2期52卷 498-507页

作者：刘静肖永双中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 中国科学院海洋研究所青岛266071

印太交汇区不仅是热带物理海洋海气能量汇聚中心、地质板块活跃中心以及生物多样性中心,而且也是用于开展地球系统物质能量交换与全球气候变化以及海洋生物多样性起源研究的理想靶区,因此一直受到世界科学家们的广泛关注。作为全球34个... 详细信息

印太交汇区不仅是热带物理海洋海气能量汇聚中心、地质板块活跃中心以及生物多样性中心,而且也是用于开展地球系统物质能量交换与全球气候变化以及海洋生物多样性起源研究的理想靶区,因此一直受到世界科学家们的广泛关注。作为全球34个生物多样性热点区域之一,印太交汇区的珊瑚礁三角区孕育了全球76%的造礁珊瑚、75%的红树林、50%的珊瑚礁鱼类和45%的海草物种数。鱼类是珊瑚礁生态系统中最重要的组成部分之一,在整个印度-太平洋海域中珊瑚礁群落的组成和维持中起到重要作用。过去,生物学家们围绕热带珊瑚礁鱼类多样性格局与演化做了大量工作,提出了许多生物地理学假说模型,如中心物种形成模型、汇聚中心模型、重叠中心模型和华莱氏线假说等,这些假说在一些珊瑚礁鱼类类群得到验证。但是,相对于印太交汇区的热带珊瑚礁鱼类多样性研究,深海的鱼类区系和生物多样性研究起步较晚,仍缺乏时间序列的观测数据和系统研究。目前对于印太交汇区深海与浅海生物多样性中心形成演化机制以及深浅海生物之间的源汇关系认知方面仍存在分歧。本文梳理了过去国内外学者在印太交汇区鱼类多样性方面的研究工作,综述了该地区浅海热带珊瑚礁和深海鱼类多样性格局演化研究最新进展,提出在深海极端环境和生命过程研究对策,以期为探讨印太交汇区海洋生物多样性中心形成演化过程及证实/证伪各种生物地理学假说提出科学论据,并为战略生物资源开发利用提供新视角。

关键词：印太交汇区珊瑚礁三角区鱼类生物多样性分布格局演化

印太交汇区浮游植物和浮游动物生态学研究进展

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海洋与湖沼 2021年第2期52卷 323-331页

作者：孙晓霞郭术津刘梦坛李海波中国科学院海洋研究所山东胶州湾海洋生态系统国家野外科学观测研究站青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 中国科学院大学北京100049

海洋浮游植物和浮游动物是海洋生态系统中的重要组成部分,支撑了整个海洋生态系统的正常运转。因此,海洋浮游植、动物的生态学研究有利于我们全面认识和了解一个海洋生态系统的状况。印太交汇区作为全球最大的海洋生物多样性中心,是国... 详细信息

海洋浮游植物和浮游动物是海洋生态系统中的重要组成部分,支撑了整个海洋生态系统的正常运转。因此,海洋浮游植、动物的生态学研究有利于我们全面认识和了解一个海洋生态系统的状况。印太交汇区作为全球最大的海洋生物多样性中心,是国际上生物多样性研究的热点区域,但该区域对浮游生物生态学方面的研究较少,不利于我们深入认识该区域生物多样性中心形成的生态机制。本文针对当前国内、外关于印太交汇区浮游植、动物生态学研究的进展进行综述,介绍了印太交汇区的浮游植物群落结构、生物量、粒级组成和初级生产力水平,以及浮游动物群落结构特征、生物量分布及影响因素等,对未来印太交汇区浮游生态学研究的方向进行了展望,希望可以为该区域相关生态学研究提供借鉴和参考。

关键词：浮游植物浮游动物印太交汇区群落结构生物量

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晚第四纪印度洋-太平洋交汇区降水时空演化

第四纪研究 2022年第4期42卷 991-1009页

作者：唐小洁于兆杰万世明中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

印度洋-太平洋交汇区(印太交汇区)作为全球的水汽和热量中心,在多种时间尺度的气候变化中都扮演着重要的角色。然而,迄今该区域晚第四纪古降水时空演化仍不清楚,主要体现在不同区域或不同指标的降水重建结果出现明显不一致、甚至相反的... 详细信息

印度洋-太平洋交汇区(印太交汇区)作为全球的水汽和热量中心,在多种时间尺度的气候变化中都扮演着重要的角色。然而,迄今该区域晚第四纪古降水时空演化仍不清楚,主要体现在不同区域或不同指标的降水重建结果出现明显不一致、甚至相反的现象。本研究基于印太交汇区已有重建记录,总结了该区域轨道和千年时间尺度上古降水演化特征及机制。在轨道时间尺度上,尽管该区域大多数降水记录都主要受到岁差主控的日射量变化影响,但其响应的相位关系却截然不同,推测是多种气候因子共同作用的结果。在千年时间尺度上,降水变化主要受控于北大西洋千年时间尺度气候突变事件导致的热带辐合带(ITCZ)迁移;其次,厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)以及印度洋偶极子(IOD)的活动也对该地区局部降水有所贡献。另外,苏拉威西等印太交汇区中部区域的降水受到海平面变化的显著影响。总体来看,印太交汇区古降水记录仍存在重建指标单一、部分区域缺乏高分辨率记录等问题,降水空间分布及其变化机制也尚不明朗,需更多的高分辨率古降水重建以及模拟工作的开展去全方面阐明印太交汇区降水的时空演化特征及机制。

关键词：印太交汇区古降水轨道时间尺度千年时间尺度

海洋生物多样性中心形成与演变机制的比较基因组研究进展

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海洋与湖沼 2021年第2期52卷 274-286页

作者：陈楠生中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071

在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等多圈层相互作用下,全球范围内海洋生物多样性中心的地理位置、物种组成结构和优势度都呈动态变化。迄今,海洋生物多样性中心的形成与演变机制在生态、遗传和分子等层面正逐步得到解析。在生态层面,学... 详细信息

在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等多圈层相互作用下,全球范围内海洋生物多样性中心的地理位置、物种组成结构和优势度都呈动态变化。迄今,海洋生物多样性中心的形成与演变机制在生态、遗传和分子等层面正逐步得到解析。在生态层面,学界涌现出了物种形成中心、物种汇聚中心、物种重叠中心和物种保存中心等重要科学假说,解析了生物多样性分布格局的重塑以及生物多样性中心的形成机理;其中,地质和洋流等是生物多样性分布格局形成的重要制约因素,从而形成了类似华莱士区这样具有特殊生物多样性的区域。在遗传层面,物种种内或种间频繁的基因交流和适应性辐射可以促进生物间不同基因型和表型的重新组合,衍生出更高更复杂的生物多样性水平,进而加速了生物多样性中心的形成。在分子层面,染色体进化、基因组多倍化、超级基因形成、基因复制、基因渗入、水平基因转移、遗传通路的进化和调控元件的进化等分子调控与进化机制可以引发新性状的形成和物种的多样化,从而推动生物多样性中心的形成。本文重点介绍了比较基因组学方法在揭示海洋生物多样性形成与演变的分子生物学机理方面的研究进展。对于海洋生物多样性中心形成和演变机制的深入了解,不仅可以提高我们对生物多样性动态变化理论的认知,亦可以促进海洋生物多样性保护和资源利用手段的改进和提高。

关键词：印太交汇区生物多样性生态比较基因组学基因组加倍超级基因基因家族基因渗入

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海洋多毛类动物的再生演化

海洋与湖沼 2021年第2期52卷 450-467页

作者：张琳琳翁洁羊李倩中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室青岛266237 中国科学院大学北京100049

再生是生物体丢失的组织或器官重新生长和修复的过程,是生物科学的本质问题之一。再生现象在生物界中广为分布,但不同生物的再生能力却存在着巨大差异。虽然近年来再生的分子和细胞机制取得了显著的研究进展,但驱动物种再生能力多样性... 详细信息

再生是生物体丢失的组织或器官重新生长和修复的过程,是生物科学的本质问题之一。再生现象在生物界中广为分布,但不同生物的再生能力却存在着巨大差异。虽然近年来再生的分子和细胞机制取得了显著的研究进展,但驱动物种再生能力多样性形成的遗传机制尚不明确。海洋多毛类因其多样且快速演化的再生能力和简单线性的分节结构成为研究再生演化的极佳类群。本文首先从生态和演化生物学的角度综合分析了多毛类再生的特点、进一步总结细胞和分子来源以及再生性状多样性,然后分析了印太交汇区的海洋多毛类再生性状的特点以及外在多圈层因素对再生性状的潜在驱动效应,并就未来的发展趋势提出了建议。

关键词：再生多样性海洋多毛类适应性演化印太交汇区进化发育

深海化能生态系统大型生物多样性分布格局及其起源演化研究进展

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海洋与湖沼 2021年第2期52卷 508-521页

作者：程娇沙忠利孙邵娥惠敏中国科学院海洋研究所青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237

深海被认为是地球上尚未被认识和开发的"最后疆域",深海环境不仅可满足人类对未来资源的部分需求,还孕育出了独特的生态系统和特殊的生命过程。地球上绝大部分生态系统是利用光合作用来维持生命循环,而深海中存在着以化能合成为基础的... 详细信息

深海被认为是地球上尚未被认识和开发的"最后疆域",深海环境不仅可满足人类对未来资源的部分需求,还孕育出了独特的生态系统和特殊的生命过程。地球上绝大部分生态系统是利用光合作用来维持生命循环,而深海中存在着以化能合成为基础的生态系统。本文重点综述了国内外关于深海化能生态系统中大型生物多样性及其起源演化方面的研究进展,并对印太交汇区深海极端环境的生物多样性研究趋势和发展方向进行了展望。

关键词：深海化能生态系统多样性起源适应性演化地理格局印太交汇区

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海洋动物适应性演化与多样性研究进展

海洋与湖沼 2021年第2期52卷 433-449页

作者：张琳琳李勇男翁洁羊李杰王月李倩中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室青岛266237 中国科学院大学北京100049

海洋生物多样性是海洋生态系统的重要组成部分,了解海洋生物多样性的形成演化过程不仅是生命科学的本质问题,而且对海洋生物资源的保护和开发利用具有重要的指导意义。目前海洋生物多样性的形成演化机制尚不明确,而性状多样性的起源和... 详细信息

海洋生物多样性是海洋生态系统的重要组成部分,了解海洋生物多样性的形成演化过程不仅是生命科学的本质问题,而且对海洋生物资源的保护和开发利用具有重要的指导意义。目前海洋生物多样性的形成演化机制尚不明确,而性状多样性的起源和适应性演化为回答海洋生物多样性的内源性机制提供了重要突破口。本文从演化发育生物学的角度综述了海洋动物适应性性状、其研究方法和新兴模式生物的研究进展,重点阐述了印太交汇区的海洋动物适应性演化研究进展,探讨了该区域生物多样中心形成的驱动力,并就未来海洋生物多样性与适应性演化研究提出了建议。

关键词：海洋动物多样性适应性演化印太交汇区演化发育生物学