无限风光在海洋——厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室

工程中心

海洋关乎人类的生存与发展，海洋之于我们生存的地球，犹如水之于人类。厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室于2005年3月获科技部批准建设，2007年顺利通过验收，2010年、2015年连续两次被评为优秀国家重点实验室。实验室瞄准与全球变化有关的重大科学问题，直面国家对海洋环境保护和生态安全的重大需求，立足基础研究，以多学科交叉为基础、以技术创新为动力，主攻海洋生物地球化学过程及其与海洋生态系统相互作用，关注在自然变化和人类活动影响下的海洋生态系统对环境变化的响应和反馈。

聚焦海洋问题

厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室下设四个研究方向。

方向一为海洋地球化学过程与通量，以海洋生源要素碳和氮的循环为主攻对象，致力于边缘海CO2通量及其主要调控机制、生物泵效率和营养元素循环、海-陆界面及其生物地球化学过程与机制等研究。研究重点主要包括碳生物地球化学、氮生物地球化学、有机物和金属的生物地球化学的研究。其中，碳生物地球化学，主要研究海洋CO2源汇格局及其调控过程与机理，重点关注海洋上层生物地球化学化学格局及其与海洋动力的耦合。而氮生物地球化学，则是基于稳定同位素技术研究海洋生态系统中的氮循环过程速率及其与碳循环的耦合机理，聚焦全球变化对于氮驱动的海洋生态系统的影响与反馈。另外，有机物和金属的生物地球化学，主要研究海洋中天然有机物与痕量金属元素的循环、迁移、速率及时空变化规律。

厦门大学“嘉庚”号海洋科考船

方向二为海洋生态过程与机制，以海洋生产力的主要贡献者和生源要素循环的重要驱动者——微型生物和浮游植物为主攻对象，通过学科交叉和技术融合，全面系统地研究微型生物和浮游植物在海洋碳汇过程、生态多样性、生物地理学、生源要素循环等方面的作用、机制与效应，为应对气候变化和可持续发展的国家战略提供科技支撑。研究重点主要包括微型生物生态过程和浮游生物生态过程。其中，微型生物生态过程，指针对全球变化有关的重大科学问题和相应的国家需求，以微型生物碳泵为突破口，研究海洋储碳过程与机制及其相关的资源环境问题及应对气候变化的科技对策。而浮游生物生态过程，则指在全球变化下，浮游植物群落结构和功能演变。研究人员从微观细胞分子代谢途径到宏观群落多样性，从浮游植物获取能量（E）、营养（N）、防御（D）及生长繁殖（S）角度研究物种演替机制，探求赤潮暴发的生物驱动力和珊瑚白化机制，了解浮游植物在生物地球化学过程中的作用。

方向三为海洋生态与毒理效应，围绕当前重大海洋环境问题——海洋酸化和海洋污染，以酸化的生理生态效应和污染物的毒理效应为主攻对象，致力于探明海洋生态系统中的关键物种与过程对海洋酸化及紫外辐射等环境因子协同作用的响应、适应及其机制；揭示典型有机污染物及重金属在近海环境中的分布特征、环境行为及其毒性机理。同时，运用多学科交叉的研究思路和手段，从分子、生理、生态多个水平上，系统认识全球变化多重压力下的海洋环境生态系统。研究重点主要包括海洋环境变化生理生态效应及海洋生态毒理效应。其中海洋环境变化生理生态效应，研究包括UV辐射、升温、营养盐限制、低氧及病毒在内的多重环境压力下海洋酸化生理生态效应及其分子机制。而海洋生态毒理效应，瞄准海洋污染与生态毒理学研究的热点及关键科学问题，关注近海环境健康与生态安全，研究海洋环境污染物迁移转化规律、对近岸生态系统的毒性效应与机制、对人类生活和健康的影响。

方向四为海洋生态系统观测与整合，依托物理海洋学科，海洋遥感科学及海洋观测技术支撑实验室的海洋生物地球化学和生态研究，整合研究重点置于海洋与陆海界面的多尺度动力与生态、生物地球化学效应，以期揭示全球变化背景下典型海洋生态系统的作用与演变机制。研究重点主要包括海洋动力过程与生态响应及海洋观测。其中，海洋动力过程与生态响应，是指气候变化和人类活动影响下，海洋动力过程及其对浮游生态系统结构与功能的影响。而海洋观测，则主要依靠海洋生物地球化学过程及生态系统多维观测技术。

寻找新的发现

2021年2月3日，厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室与德国巴伐利亚自然历史博物馆、西北大学、中国地质调查局西安地质调查中心等单位在《英国皇家学会会刊B辑》发表研究论文，题为“寒武纪海洋高等水螅化石拓展水母亚门进化史”，揭示海洋水螅水母类进化史新认识。

刺胞动物是最原始的多细胞动物门类之一，对阐明新元古代和古生代多细胞动物的体形发育与生活史演变至关重要，吸引着科研人员在埃迪卡拉纪和寒武纪的地层中寻找它们的化石。水母亚门和珊瑚亚门是刺胞动物的两个亚门，前者具水螅、水母两个生活史阶段，呈现世代交替，绝大多数为海产。与柔软的水母体阶段相比，具几丁质或钙质外骨骼的水螅体阶段更易保存为化石。然而已报道的水螅化石少，易与海藻、苔藓动物、笔石动物等营群体生活的其他类群混淆，特别是笔石动物。由于绝大数笔石动物已灭绝，其系统学归属是困扰古生物学界的难题。早在19世纪中期（1843—1868年），大部分笔石研究人员曾认为笔石动物与水螅虫纲巨螅目桧叶螅属和羽螅属具较近的亲缘关系，目前研究人员基于形态特征多将笔石动物归至半索动物门，但部分化石仍存在水螅-笔石归属争议，而解决这些争议须基于特异保存的化石。

在论文中，研究人员对山东沂南上寒武统凤山组的一种分类位置不定的笔石进行了研究，并于2020年两次赴其模式产地采集化石。在其1985年发表的原始描述中，原作者提到“欲归入（笔石动物）各目都感欠缺，难以使人置信”，“因此在今天研究的水平上，谈论其归属似乎是不切实际的，笔者暂将此属归入分类位置不定的笔石类中”。经重新研究模式标本，研究人员发现这种“笔石”的正模和部分副模为特异保存的水螅化石，与现生高等水螅巨螅目双唇螅属在形态上高度相似，将其提升为古双唇螅新属。研究人员进一步对已发表的水螅化石（含疑似化石）进行了系统梳理，结合地层学、古生物学和分子系统学分析，发现此类高等水螅丢失水母阶段的现象可追溯至中泥盆纪，他们在寒武纪地层出现不支持当前的水母亚门分子钟假说，支持更早出现的刺胞动物埃迪卡拉辐射假说，拓展了水母亚门进化史。

坚持国际化道路

实验室坚持走国际化发展道路，科学研究力求具备国际视野，管理体系参比国际标准，文化建设崇尚自由宽松，努力建设成为具有重要国际影响力的海洋环境科学研究和创新性人才聚集的基地。实验室通过国际合作基地、“111”创新引智计划、访问学者与开放课题基金、凌峰论坛等多种形式的合作平台，开展大量高层次学术交流和实质性的科研合作；搭建若干关键领域的联合实验室，与香港海洋污染国家重点实验室建立了伙伴实验室关系，着力推进与美国特拉华大学、缅因大学、法国巴黎第六大学、香港大学、香港科技大学等高水平院校的伙伴关系；发起“厦门海洋环境开放科学大会”，举办了多次有较大影响力的大型国际会议及分会。

如今，实验室成立已逾十五载，为更好地服务于国家海洋战略需求和人类海洋命运共同体的构建，实验室总在传承、反思与开拓。站在“十四五”的开局之年，实验室将秉承以海为业的信念，在“蓝色国土”上将继续挥洒汗水，书写华章。