無限風光在海洋
——廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室

工程中心

海洋關乎人類的生存與發展，海洋之于我們生存的地球，猶如水之于人類。廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室于2005年3月獲科技部批準建設，2007年順利通過驗收，2010年、2015年連續兩次被評為優秀國家重點實驗室。實驗室瞄準與全球變化有關的重大科學問題，直面國家對海洋環境保護和生態安全的重大需求，立足基礎研究，以多學科交叉為基礎、以技術創新為動力，主攻海洋生物地球化學過程及其與海洋生態系統相互作用，關注在自然變化和人類活動影響下的海洋生態系統對環境變化的響應和反饋。

聚焦海洋問題

廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室下設四個研究方向。

方向一為海洋地球化學過程與通量，以海洋生源要素碳和氮的循環為主攻對象，致力于邊緣海CO2通量及其主要調控機制、生物泵效率和營養元素循環、海-陸界面及其生物地球化學過程與機制等研究。研究重點主要包括碳生物地球化學、氮生物地球化學、有機物和金屬的生物地球化學的研究。其中，碳生物地球化學，主要研究海洋CO2源匯格局及其調控過程與機理，重點關注海洋上層生物地球化學化學格局及其與海洋動力的耦合。而氮生物地球化學，則是基于穩定同位素技術研究海洋生態系統中的氮循環過程速率及其與碳循環的耦合機理，聚焦全球變化對于氮驅動的海洋生態系統的影響與反饋。另外，有機物和金屬的生物地球化學，主要研究海洋中天然有機物與痕量金屬元素的循環、遷移、速率及時空變化規律。

廈門大學“嘉庚”號海洋科考船

方向二為海洋生態過程與機制，以海洋生產力的主要貢獻者和生源要素循環的重要驅動者——微型生物和浮游植物為主攻對象，通過學科交叉和技術融合，全面系統地研究微型生物和浮游植物在海洋碳匯過程、生態多樣性、生物地理學、生源要素循環等方面的作用、機制與效應，為應對氣候變化和可持續發展的國家戰略提供科技支撐。研究重點主要包括微型生物生態過程和浮游生物生態過程。其中，微型生物生態過程，指針對全球變化有關的重大科學問題和相應的國家需求，以微型生物碳泵為突破口，研究海洋儲碳過程與機制及其相關的資源環境問題及應對氣候變化的科技對策。而浮游生物生態過程，則指在全球變化下，浮游植物群落結構和功能演變。研究人員從微觀細胞分子代謝途徑到宏觀群落多樣性，從浮游植物獲取能量（E）、營養（N）、防御（D）及生長繁殖（S）角度研究物種演替機制，探求赤潮暴發的生物驅動力和珊瑚白化機制，了解浮游植物在生物地球化學過程中的作用。

方向三為海洋生態與毒理效應，圍繞當前重大海洋環境問題——海洋酸化和海洋污染，以酸化的生理生態效應和污染物的毒理效應為主攻對象，致力于探明海洋生態系統中的關鍵物種與過程對海洋酸化及紫外輻射等環境因子協同作用的響應、適應及其機制；揭示典型有機污染物及重金屬在近海環境中的分布特征、環境行為及其毒性機理。同時，運用多學科交叉的研究思路和手段，從分子、生理、生態多個水平上，系統認識全球變化多重壓力下的海洋環境生態系統。研究重點主要包括海洋環境變化生理生態效應及海洋生態毒理效應。其中海洋環境變化生理生態效應，研究包括UV輻射、升溫、營養鹽限制、低氧及病毒在內的多重環境壓力下海洋酸化生理生態效應及其分子機制。而海洋生態毒理效應，瞄準海洋污染與生態毒理學研究的熱點及關鍵科學問題，關注近海環境健康與生態安全，研究海洋環境污染物遷移轉化規律、對近岸生態系統的毒性效應與機制、對人類生活和健康的影響。

方向四為海洋生態系統觀測與整合，依托物理海洋學科，海洋遙感科學及海洋觀測技術支撐實驗室的海洋生物地球化學和生態研究，整合研究重點置于海洋與陸海界面的多尺度動力與生態、生物地球化學效應，以期揭示全球變化背景下典型海洋生態系統的作用與演變機制。研究重點主要包括海洋動力過程與生態響應及海洋觀測。其中，海洋動力過程與生態響應，是指氣候變化和人類活動影響下，海洋動力過程及其對浮游生態系統結構與功能的影響。而海洋觀測，則主要依靠海洋生物地球化學過程及生態系統多維觀測技術。

尋找新的發現

2021年2月3日，廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室與德國巴伐利亞自然歷史博物館、西北大學、中國地質調查局西安地質調查中心等單位在《英國皇家學會會刊B輯》發表研究論文，題為“寒武紀海洋高等水螅化石拓展水母亞門進化史”，揭示海洋水螅水母類進化史新認識。

刺胞動物是最原始的多細胞動物門類之一，對闡明新元古代和古生代多細胞動物的體形發育與生活史演變至關重要，吸引著科研人員在埃迪卡拉紀和寒武紀的地層中尋找它們的化石。水母亞門和珊瑚亞門是刺胞動物的兩個亞門，前者具水螅、水母兩個生活史階段，呈現世代交替，絕大多數為海產。與柔軟的水母體階段相比，具幾丁質或鈣質外骨骼的水螅體階段更易保存為化石。然而已報道的水螅化石少，易與海藻、苔蘚動物、筆石動物等營群體生活的其他類群混淆，特別是筆石動物。由于絕大數筆石動物已滅絕，其系統學歸屬是困擾古生物學界的難題。早在19世紀中期（1843—1868年），大部分筆石研究人員曾認為筆石動物與水螅蟲綱巨螅目檜葉螅屬和羽螅屬具較近的親緣關系，目前研究人員基于形態特征多將筆石動物歸至半索動物門，但部分化石仍存在水螅-筆石歸屬爭議，而解決這些爭議須基于特異保存的化石。

在論文中，研究人員對山東沂南上寒武統鳳山組的一種分類位置不定的筆石進行了研究，并于2020年兩次赴其模式產地采集化石。在其1985年發表的原始描述中，原作者提到“欲歸入（筆石動物）各目都感欠缺，難以使人置信”，“因此在今天研究的水平上，談論其歸屬似乎是不切實際的，筆者暫將此屬歸入分類位置不定的筆石類中”。經重新研究模式標本，研究人員發現這種“筆石”的正模和部分副模為特異保存的水螅化石，與現生高等水螅巨螅目雙唇螅屬在形態上高度相似，將其提升為古雙唇螅新屬。研究人員進一步對已發表的水螅化石（含疑似化石）進行了系統梳理，結合地層學、古生物學和分子系統學分析，發現此類高等水螅丟失水母階段的現象可追溯至中泥盆紀，他們在寒武紀地層出現不支持當前的水母亞門分子鐘假說，支持更早出現的刺胞動物埃迪卡拉輻射假說，拓展了水母亞門進化史。

堅持國際化道路

實驗室堅持走國際化發展道路，科學研究力求具備國際視野，管理體系參比國際標準，文化建設崇尚自由寬松，努力建設成為具有重要國際影響力的海洋環境科學研究和創新性人才聚集的基地。實驗室通過國際合作基地、“111”創新引智計劃、訪問學者與開放課題基金、凌峰論壇等多種形式的合作平臺，開展大量高層次學術交流和實質性的科研合作；搭建若干關鍵領域的聯合實驗室，與香港海洋污染國家重點實驗室建立了伙伴實驗室關系，著力推進與美國特拉華大學、緬因大學、法國巴黎第六大學、香港大學、香港科技大學等高水平院校的伙伴關系；發起“廈門海洋環境開放科學大會”，舉辦了多次有較大影響力的大型國際會議及分會。

如今，實驗室成立已逾十五載，為更好地服務于國家海洋戰略需求和人類海洋命運共同體的構建，實驗室總在傳承、反思與開拓。站在“十四五”的開局之年，實驗室將秉承以海為業的信念，在“藍色國土”上將繼續揮灑汗水，書寫華章。