日前，国际著名期刊Global Change Biology在线发表了黄海水产研究所藻类种质资源与育种团队题为“Acclimation of bloom-forming and perennial seaweeds to elevated pCO2 conserved across levels of environmental complexity”的最新研究成果。该团队与英国埃克塞特大学、加拿大纽芬兰纪念大学、澳大利亚塔斯马尼亚大学和国家海洋局第一海洋研究所等单位的科研人员合作开展了酸化条件下大型海洋藻类响应机制研究，通过不同时间和不同空间尺度的生态学实验，发现绿潮藻类比其他藻种表现出更强的适应能力，揭示了绿潮暴发的生物学机制，为阐明气候变化条件下海洋藻类群体的动态变化趋势研究提供了理论依据。这是该团队继2014年和2015年在Environmental Science & Technology上刊文之后，再次在海洋气候变化领域国际TOP期刊发表研究成果。黄海所青年副研究员徐东与英国埃克塞特大学C.-Elisa Schaum为该论文的共同第一作者。

该研究以近岸典型的大型绿藻、褐藻和红藻为研究对象，以海洋酸化（pCO2）为主要环境因子，模拟了前工业革命时期至未来300年间二氧化碳浓度梯度，通过室内试验揭示了藻类的短期应答机制；通过中尺度车间流水体系获得了长期酸化条件下大型藻类特异生长率的差异性；通过海区围隔的野外作业解析了自然条件下大型藻类应对长期海洋酸化的调控能力和适应特征。最终以特异生长率为主要因子，构建了不同时空条件下藻类的数学响应模型，明确了不同试验体系预测的有效性，揭示了典型大型海洋藻类应答、适应与选择机制，推测了种群的动态变化趋势。研究结果指明了未来绿潮的暴发趋势及防治的持久性和重要性，为有效开展海洋酸化和全球变暖等前沿热点研究提供试验平台和方法范例，也为阐释未来气候变化条件下海洋生态系统生物多样性格局变迁奠定重要的理论基础。

该研究得到了国家自然科学基金、青岛海洋科学与技术国家实验室“鳌山人才”优秀青年学者、农业科研杰出人才、山东省杰出青年科学基金、青岛市创业领军人才计划、中国水产科学研究院和黄海水产研究所基本业务费等项目的资助。



图1. 不同种属大型藻类海洋酸化条件下的生长率响应曲线。随着CO2浓度的升高，暴发型绿潮藻生长率呈现持续增加趋势，而非暴发型的褐藻和红藻呈现单峰响应模式；随着实验时间的延长，试验藻种均表现出一定程度上的适应性，生长率响应幅度逐渐降低。



图2. 不同CO2浓度释放路径下大型藻类群体变化趋势评估。模型数据显示，未来气候变化条件下，随着CO2浓度释放强度逐步增加（RCP 2.6，RCP 4.5，RCP 6.0，RCP 8.5），暴发型绿潮藻类较非暴发型藻类呈现出显著的竞争优势。