日前，國際著名期刊Global Change Biology在線發表了黃海水產研究所藻類種質資源與育種團隊題為“Acclimation of bloom-forming and perennial seaweeds to elevated pCO2 conserved across levels of environmental complexity”的最新研究成果。該團隊與英國埃克塞特大學、加拿大紐芬蘭紀念大學、澳大利亞塔斯馬尼亞大學和國家海洋局第一海洋研究所等單位的科研人員合作開展了酸化條件下大型海洋藻類響應機制研究，通過不同時間和不同空間尺度的生態學實驗，發現綠潮藻類比其他藻種表現出更強的適應能力，揭示了綠潮暴發的生物學機制，為闡明氣候變化條件下海洋藻類群體的動態變化趨勢研究提供了理論依據。這是該團隊繼2014年和2015年在Environmental Science & Technology上刊文之后，再次在海洋氣候變化領域國際TOP期刊發表研究成果。黃海所青年副研究員徐東與英國埃克塞特大學C.-Elisa Schaum為該論文的共同第一作者。
該研究以近岸典型的大型綠藻、褐藻和紅藻為研究對象，以海洋酸化（pCO2）為主要環境因子，模擬了前工業革命時期至未來300年間二氧化碳濃度梯度，通過室內試驗揭示了藻類的短期應答機制；通過中尺度車間流水體系獲得了長期酸化條件下大型藻類特異生長率的差異性；通過海區圍隔的野外作業解析了自然條件下大型藻類應對長期海洋酸化的調控能力和適應特征。最終以特異生長率為主要因子，構建了不同時空條件下藻類的數學響應模型，明確了不同試驗體系預測的有效性，揭示了典型大型海洋藻類應答、適應與選擇機制，推測了種群的動態變化趨勢。研究結果指明了未來綠潮的暴發趨勢及防治的持久性和重要性，為有效開展海洋酸化和全球變暖等前沿熱點研究提供試驗平臺和方法范例，也為闡釋未來氣候變化條件下海洋生態系統生物多樣性格局變遷奠定重要的理論基礎。
該研究得到了國家自然科學基金、青島海洋科學與技術國家實驗室“鰲山人才”優秀青年學者、農業科研杰出人才、山東省杰出青年科學基金、青島市創業領軍人才計劃、中國水產科學研究院和黃海水產研究所基本業務費等項目的資助。
圖1. 不同種屬大型藻類海洋酸化條件下的生長率響應曲線。隨著CO2濃度的升高，暴發型綠潮藻生長率呈現持續增加趨勢，而非暴發型的褐藻和紅藻呈現單峰響應模式；隨著實驗時間的延長，試驗藻種均表現出一定程度上的適應性，生長率響應幅度逐漸降低。
圖2. 不同CO2濃度釋放路徑下大型藻類群體變化趨勢評估。模型數據顯示，未來氣候變化條件下，隨著CO2濃度釋放強度逐步增加（RCP 2.6，RCP 4.5，RCP 6.0，RCP 8.5），暴發型綠潮藻類較非暴發型藻類呈現出顯著的競爭優勢。
