学科组长：谭烨辉 研究员

　　本组概况

　　海洋浮游生物生态学学科组现有科研职工8人，在读研究生16名，目前主持承担国家重点研发计划、国家自然科学基金等研究课题20余项。学科组主要聚焦在气候变化、人类活动，以及多尺度动力学过程等对海洋浮游生物生态学方面的研究，这些重要过程不但影响着从浮游植物到浮游动物再到高级捕食者的经典食物链，同时也通过上层海洋生物生产的有机质来影响微食物环，或反向影响浮游植物。通过生物-物理-化学耦合，海上调查与室内实验，宏观与微观结合，多角度探究海洋浮游生物群落结构，以及浮游生态学过程与调控机制。

　　研究方向

　　1.海洋浮游生物多样性

　　2.海洋浮游生态过程与调控机制

　　科研进展

　　进展1：揭示气候事件对浮游植物群落影响的机制

　　本研究通过对珠江口四个季节现场观测和历史资料的整合对比分析，发现夏秋季节强降雨导致径流输入营养盐增加，浑浊度升高，河口上游形成的低光和高营养盐环境有利于Pico级绿藻Ostreococcus tauri大量繁殖而相对丰度增加，且远高于历史研究结果。而冬季超强寒潮引起短期的快速降温，叠加低光照条件，有利于混合营养的Pico级隐藻类群 Teleaulax取得竞争优势（图1），这一结果改变了珠江口超微型浮游植物分布模式的传统认知：即pico级的浮游植物丰度的占比在河口下游通常高于河口中上游。通过对隐藻Teleaulax gracilis和Teleaulax acuta在全球分布的统计分析，发现该隐藻种类主要分布在高纬度区域，且与温度显著负相关，进一步证明了珠江口Teleaulax类群的高丰度受冷事件驱动，该混养Pico级藻类相对丰度增加可能降低对大气二氧化碳的吸收效率，增加对溶解有机质的利用。该研究结果不仅说明在气候变化背景下，亚热带河口浮游植物群落的小型化与气候事件密切相关，同时对亚热带河口碳汇格局产生重要影响，发表在国际著名期刊Water research上(一区TOP)。

图1 极端气候事件对珠江口浮游植物群落影响示意图

　　研究进展2：珊瑚礁生态泵—珊瑚礁碳源/汇研究理论创新

　　归纳总结珊瑚礁生态系统聚集吸收外部营养、保持并循环利用内部营养、高效输出有机碳的生态功能，提出“珊瑚礁生态泵”（Coral reef ecological pump）概念。新概念阐释了外部营养和有机质可通过多种途径输入聚集到珊瑚礁生态系统，珊瑚礁生态系统高效保持和循环利用营养物质，除了支持本地底栖生物群落高生产力外，还可以辐射支持周围水体浮游生物群落形成较高的生产力和生物量，使之成为有机碳向深海输出的潜在热点区域。

　　珊瑚礁生态泵的提出为研究认识珊瑚礁生态系统功能，碳源/汇能力，及其维持机制提供了新的理论框架，为进一步创新研究珊瑚礁及其周围水体的碳汇能力及其在海洋碳循环中的作用提供重要理论依据。

图2 珊瑚礁生态泵聚集、保持营养，输出碳示意图

　　进展3：发现珠江冲淡水携带的有机磷可以促进硅藻小环藻生长

　　本研究通过现场监测和实验室实验，研究发现近年来珠江口的氮磷比和DOP浓度都有所增加。在夏季，当潮汐从大潮转向小潮阶段时，由于DOP浓度高和光照限制，珠江口上游和中游的浮游植物群落主要nano级的浮游植物Cyclotella占据。即使在溶解无机磷充足的条件下，经过河口水加富后，Cyclotella的相对丰度也会增加。另外，当富含磷酸酯的情况下，Cyclotella在的相对丰度也有所提高。实验室培养结果也证实了磷酸酯能够增强Cyclotella cryptica的生长速率。这项研究强调了在磷酸酯浓度增加和光照弱且不稳定的条件使Cyclotella在河口生态系统中的主导地位。该研究发表在Applied and Environmental Microbiology杂志上（二区TOP）.

　　进展4：揭示了厄尔尼诺影响下沿岸上升流高固氮机制

　　本研究通过使用氮15同位素示踪和分子生物学方法，研究发现在高磷且N:P比较低的沿岸上升流区域，固氮速率和固氮蓝藻（如Trichodesmium spp.和UCYN-A）的丰度均高于非上升流区域。此外，在受黑潮流影响的大陆架断面附近的真光层底部也观察到较高丰度的固氮蓝藻。原位培养实验进一步证实了磷的增加提高了固氮速率，并促进了受上升流影响区域的蓝藻生长。总的来说，这些结果表明，在2015/16年厄尔尼诺事件期间，表层温暖、高N:P比例的水体可能与富含磷且含有固氮蓝藻的上升流水体混合，这种混合被加强的黑潮输送，从而触发了固氮蓝藻的高丰度。这些发现为理解多重动态过程如何调控固氮作用提供了新的视角。该研究发表在Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers上（二区）。

　　课题组成员

　　学科组长：谭烨辉 研究员

　　研究员：柯志新，邱大俊，李开枝

　　副研究员：刘炜炜、周林滨、刘甲星

　　助理研究员：向晨晖