海底甲烷冷泉特征与冷泉生态系统的群落结构

海底冷泉及冷泉生态系统是现代海洋地质学和生物学研究的前沿领域,它提升了人类对深海资源的认识和利用,拓展了深海极端环境下生命的潜在界线。综述了海底甲烷冷泉的成因、冷泉喷发的类型及其特征,海底冷泉分布、形成的主要阶段(150—100Ma BP,42—28Ma BP和12Ma BP以来)以及指示海底冷泉系统的简要特征;综述了冷泉化能自养生态系统及其食物链构成和特征,专性种、潜在专性种和非专性种的生物组成及其特征,冷泉环境中有孔虫和轻小型底栖动物的主要变化;最后划分了我国近海的冷泉区(点)并简要介绍它们的分布和特征,为开展我国近海冷泉及其冷泉生物群落的调查和研究提供了基础资料。

南海北部陆坡西部海域“海马”冷泉甲烷渗漏及其海底表征

2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH4为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH4为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。

深海洋底热泉生态系和冷泉生物研究综述

现代海洋学、微生物学和生物学的研究表明，在深海火山活动和板块消减带所形成的地质背景下分别可能有海底热泉和冷泉的存在。在这种海底热泉和冷泉区的特殊环境中能够孕育海底热泉生态系和冷泉生物。它们能够依靠体内共生化学厌氧合成细菌产生营养，因而可以存在于完全缺氧的还原环境。海底热泉和冷泉生物学研究是对传统的生物学和地质学的挑战，人们还可以通过古代海底热泉和冷泉生态系的识别和分析，对涉及生命发生、生物演化、生物灭绝、缺氧事件、海底火山活动和古板块消减带等诸多问题加深认识和反思。

中国特色海洋生态系统的特征与保护利用

2019年,习近平总书记提出了“海洋命运共同体”理念。海洋环流、洋中脊及其熔岩热流是“海洋命运共同体”的动力系统,海洋环流与物质能量循环构筑了全球海洋连通性的本质,洋中脊及其熔岩热流构成了全球海底连通性的基础,中国海域的环流系统与边缘海的海底系统支撑了中国海洋极其复杂的生物栖息地。珊瑚岛礁和冷泉是中国海洋最具特色的生态系统,开展远海珊瑚岛礁与深海冷泉的研究、保护和利用是经略海洋的关键。南海位于全球三大海洋生物多样性中心之一的印—太交汇区“珊瑚金三角”的西北部,分布着大量的珊瑚岛礁,其珊瑚岛礁生态系统具有全球代表性、区域代表性、科学代表性和战略意义。冷泉系统广泛分布在南海陆架、陆坡及岛礁根部的海域,主要集中在海洋可燃冰的富集区、海底甲烷收支“源—汇”的关键地带,以及海洋生物化能合成作用的活跃区域。冷泉生态系统研究装置主要由海底实验室、保真模拟系统和保障母船等构成,是研究冷泉区甲烷“源—汇”和海洋生物化能合成作用的利器。充分利用珊瑚岛礁与冷泉生态系统的特性与资源优势,发展以岛礁为基点的海洋可再生能源、海洋牧场、休闲旅游等海洋生态产业和冷泉碳汇产业,必将构建我国科学高效的海洋经济发展新格局。

深海化能合成生态系统研究进展

深海化能合成生态系统(ChEss)是当前最大的国际海洋生物多样性研究计划——国际海洋生物普查计划的现场研究项目之一。深海化能合成生态系统主要包括热液、冷泉、鲸骨生态系统以及由其他高度还原型生境形成的生态系统。确定上述系统动物区系间的进化和生态学关系,对于了解全球尺度上化能合成生态系统物种分布的形成过程至关重要。重点介绍深海化能合成生态系统科学计划发起的背景、研究内容和目标、研究区域、研究技术与方法以及当前在该领域的研究进展和展望,综合国际上在深海化能合成生态系统生物地理学和生物多样性方面的最新进展,了解其中的驱动过程,以期为我国在深海化能合成生态系统、极端环境下的生物多样性和生物地理学研究提供参考。