南海微型生物生態過程及其在碳循環中的作用

《南海微型生物生態過程及其在碳循環中的作用》是依託廈門大學，由焦念志擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：南海微型生物生態過程及其在碳循環中的作用
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：焦念志
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

海洋碳循環的關鍵在於過程與機制，其中的生物過程機制是焦點之一，目前的瓶頸在於深海。南海是理想的深海研究場所，南海重大計畫提供了這方面研究的多學科交叉平台。已知生物泵導致的顆粒有機碳大部分在沉降途中被呼吸轉化成CO2，向深海碳庫的輸出是十分有限的。我們十多年的研究探索認識到微型生物生態過程可以導致惰性溶解有機碳的長期積累，提出微型生物碳泵理論框架，國際海洋科學委員會為此成立了科學工作組。本項目以全球變化為背景、以海洋碳循環為主線、以生物過程機制為突破口；從自然生態研究、現場培養研究、同位素示蹤實驗研究，以及基因組學、蛋白組學、代謝組學研究多層次入手；通過深入細緻的微型生物碳循環機制研究和多學科交叉，搭建微型生物微觀過程與海洋碳循環巨觀效應之間的橋樑。將為認識全球變化的海洋回響與反饋提供新的視角和資料；為我國海洋資源與環境問題決策、評估海洋儲碳潛力、對應氣候談判等提供新的參數和依據。

結題摘要

海洋碳循環的關鍵在於過程與機制。其中生物的過程與機制是一個至關重要的研究焦點。項目負責人提出“微型生物碳泵”概念和理論，得到國際同行肯定。本項目瞄準這一前沿問題，以全球變化為背景、以海洋碳循環為主線、以“微型生物碳泵”為突破口；通過現場培養實驗研究、關鍵生態過程研究、同位素示蹤實驗研究，以及（宏）基因組學、（宏）蛋白組學、代謝組學研究，從多個角度和多個層次進行了微型生物介導的MCP的過程和機制研究。闡釋了微型生物細胞分泌和病毒裂解效應對MCP的貢獻；闡釋了南海典型環境微型生物有機碳源利用的基本特徵；通過宏基因組和宏蛋白組分析，描繪了典型環境碳代謝的相關途徑；闡述了深海古菌固碳的可能途徑及功能基因特徵；在南海中尺度動力過程生態系統中進行生物泵與微型生物碳泵的比較研究，評估了MCP在典型環境中的儲碳效應。本項目研究連結了微型生物微觀過程與海洋碳循環巨觀效應，研究成果將為認識全球變化的海洋回響與反饋提供新的視角和資料，為我國評估海洋儲碳潛力、對應氣候談判等提供新的參數和依據。