国家海洋局第三研究所新科技，你了解多少？
国家海洋局第三研究所新科技，你了解多少？
近日，国家海洋局第三海洋研究所在多个领域取得重要科研进展，展现了我国在海洋生态保护和深海研究方面的强大实力。
海草床保护：80%已消失，亟需加强保护
自然资源部第三海洋研究所海洋保护生态学团队在《Science》杂志上发表题为“Protect seagrass meadows in China’s waters”的文章，总结了中国海草床的保护修复举措，并呼吁加强中国海草床保护。
海草床是最富有生产力、生态系统服务价值最高的生态系统之一，在维持海洋生物多样性与生态连通性、粮食安全和缓解全球变暖等方面发挥着重要作用。我国有海草22种，约占全球海草物种数的30%。然而，与历史记录相比，毛叶喜盐草等6种海草在近期的调查中均未发现，我国近岸海域超过80%的海草床已经消失。海草床的退化也威胁到栖息其中的物种，2022年8月大型草食性哺乳动物“美人鱼”儒艮在中国海域被宣布功能性灭绝，更凸显了海草床保护的紧迫性。
近年来，我国已采取多项举措来保护和修复海草床。2015-2020年在全国开展了系统的海草资源及生境调查，调查到海草床面积约26000公顷；建立了总面积约40953公顷的三个海草床保护区，并在生态红线中亦纳入对海草床的保护；海草床也被列入《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021-2035 年）》，目前我国沿海已开展了一些海草床生态修复项目。但这些努力尚未能够有效扭转我国海草床的退化趋势。
因此，需要及时开展相关行动来保护我国的海草床。建议对海草床进行长期、全面的调查监测，以便及时跟踪其状态并发现未知的海草床；另外，海草床生境的保护也应予以加强，我国现有的海草床保护区都位于南海海草分布区，而黄渤海水域的海草分布区尚存在较大的保护空缺；此外，围填海、港口建设、水产养殖、富营养化和过度捕捞等人类活动对海草床构成了较大威胁，应注意管控或消减这些不利因素。
2022年11月，《湿地公约》第十四届缔约方大会通过“武汉宣言”，呼吁对海草床等脆弱生态系统采取优先保护和管理。“联合国生态系统恢复十年”亦倡议恢复海草床等重要生境。中国可积极响应这些呼吁，在国家和地方层面制定有针对性的海草床保护和修复行动计划并实践，以期实现海洋生态系统的整体保护和系统修复。
珊瑚礁修复：首个国家标准发布，规范修复效果评估
2024年12月31日，由自然资源部国土空间生态修复司指导，自然资源部第三海洋研究所牵头，中国科学院南海海洋研究所、海南省海洋与渔业科学院等多家单位联合编制的国标《珊瑚礁修复监测与效果评估技术指南》（GB/T 45025-2024）正式发布，将于2025年4月1日正式实施，这是我国首个针对海洋生态系统修复效果评估的国家标准。
近十几年来，我国在海南、西沙以及广西等管辖海域开展了大量的珊瑚礁生态修复实践，但在珊瑚礁生态系统修复效果评估上仍没有一套系统的技术指标体系，存在跟踪监测和评估指标单一，跟踪监测时长较短（大多1年左右）等问题，甚至很多修复工程在工程完成以后没有开展相应的恢复效果评估。因此，急需一套科学、合理的评价指标体系来科学指导和评估珊瑚礁生态修复的完成情况以及后续的恢复效果。
该标准于2020年11月经全国标准化委员会立项，历时4年，经多轮专家讨论和反复修改，适用于我国管辖海域内珊瑚礁和造礁珊瑚群落生态修复的监测和效果评估工作。该标准规范了珊瑚礁生态修复监测和效果评估的工作流程、资料收集和分析、评估指标、生态修复监测和生态修复效果评估及报告编制等内容。目前，该标准已经在海南陵水分界洲、三亚蜈支洲、文昌海域，广西北海涠洲岛以及广东珠海庙湾等地的珊瑚礁修复实践中得到验证和应用，有力支撑了这些区域珊瑚礁修复项目的顺利实施和科学管理。
近年来，无论国家还是地方，都愈发重视珊瑚礁生态修复工作，目前在我国管辖海域大多造礁珊瑚的集中分布区均开展大大小小的珊瑚礁修复工程或实践。近两年在珠海、陵水、临高、茂名多地的海洋生态修复工程项目均涉及珊瑚礁修复工程。该标准的顺利发布和实施可以有效规范我国珊瑚礁工程实践后期的跟踪监测和评估，为项目的科学管理提供技术支撑。
该标准由我所郑新庆研究员牵头负责的国家重点研发计划课题《海洋生态修复和保护标准研究（2017YFF0206900）》项目资助。该课题涉及了珊瑚礁、海草床、红树林等不同类型的近岸典型海洋生态系统，我所牵头和参加《海洋生态修复技术指南 第1部分 总则》、《海洋生态修复技术指南 第2部分 珊瑚礁生态修复》等多项海洋生态修复技术标准已于2022年10月发布实施，是我国首个海洋生态修复的国家标准。此次一同发布的我所参与的国标《海草床修复监测与效果评估技术指南》（GB/T 45031-2024）也将于2025年7月1日正式实施，我所牵头编制的《红树林修复监测与效果评估技术指南》也即将批准发布。这系列标准的制定和顺利实施将有效规范我国近岸典型生态系统的修复工作，为我国海洋生态系统的保护和可持续发展提供科学支撑。
深海探索：揭秘热液区病毒与宿主相互作用
自然资源部第三海洋研究所自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室在国际微生物组领域权威杂志《Microbiome》（影响因子：16.837，中科院SCI一区TOP期刊）上发表最新研究成果，题目为“Virus diversity and interactions with hosts in deep-sea hydrothermal vents”（深海热液区病毒多样性及其与宿主的相互作用）。“深海微生物代谢机制与环境作用创新团队”首席科学家邵宗泽研究员为论文通讯作者，创新团队成员程若琳博士为论文第一作者。该研究首次报道了热液病毒与宿主在全球深海热液生态系统中的分布特征，并揭示了热液病毒参与的宿主碳氮硫代谢的过程。
深海热液喷口是地球上最极端的环境之一。化能自养微生物作为优势菌在热液生态系统的构建过程中发挥着不可或缺的作用，但其“生老病死”可能受噬菌体（病毒）的影响。然而，热液区有什么病毒及其如何影响热液生物群落的，尚有待研究。2017年，通过中国大洋科考第38航次，利用“蛟龙号”载人潜器下潜，在西北印度洋卡尔斯伯格洋中脊获取了羽流、近底海水和烟囱沉积物等热液区样品，开展热液微生物多样性及宏基因组分析，并整合了来自全球三大洋的八个热液区的宏基因组数据，结合单细胞测序技术和生物信息学方法，首次系统揭示了深海热液病毒的群落结构、生态分布、宿主偏好和辅助代谢潜能。
预测的深海热液区病毒-宿主相互作用
研究团队首先构建了由4,662个病毒分类单元（vOTUs）组成的深海热液病毒数据集，并发现了多个独有的进化分支。进一步研究发现，在不同热液区和不同生境之间，病毒的分布显示出高度的区域性以及与宿主丰度的相关性，其潜在宿主多为热液化能自养关键微生物类群，如γ变形菌门和弯曲菌门等（图1）。热液病毒通过编码功能多样的辅助基因，多方位地参与到宿主的代谢调控，例如病毒携带着与甲烷、氮和硫代谢相关的基因，通过与宿主合作，在深海中获取暗能量（图2）。这些结果极大地扩展了人们对海洋极端环境中病毒多样性和生态功能的认识，为全面研究热液病毒的起源、进化及其与宿主的相互作用机制提供了新的见解。
热液区病毒编码功能多样的辅助代谢基因。A. 辅助代谢基因参与的KEGG通路；B. 预测的辅助代谢基因来源；C. 辅助代谢基因在不同热液样品中的相对丰度。
该研究得到了国家重点研发专项(2018YFC0310705/ 2018YFC0310701)、青岛海洋国家实验室开放基金(OF2019NO05)、国家自然科学基金(42006088)、大洋协会项目(DY135-B2-01)、南方海洋实验室(珠海)、海洋三所基本科研业务费及创新团队建设经费的支持。
这些科研成果不仅展示了海洋三所在海洋生态保护和深海研究领域的前沿进展，更为我国海洋资源的可持续发展提供了重要的科技支撑。随着研究的不断深入，我们有理由相信，未来将会有更多令人振奋的发现从深海中涌现出来。