近期，中國海洋湖沼學(xué)會組織學(xué)會分支機(jī)構(gòu)、學(xué)會理事，以及海洋與湖沼領(lǐng)域相關(guān)單位共同推薦2025年度中國海洋與湖沼十大科技進(jìn)展。經(jīng)學(xué)會理事投票遴選，現(xiàn)將結(jié)果予以公布（排名不分先后）。

1、海洋顆石藻超大光系統(tǒng)I與高效光能轉(zhuǎn)化機(jī)制

顆石藻依賴其高效光合作用和碳酸鈣外殼在地層中留下顯著的“白堊”痕跡，在海洋碳沉積和全球碳循環(huán)中扮演著重要角色。該研究首次在原子層面揭示了顆石藻光系統(tǒng)I暨迄今最大的單體光合膜蛋白超分子機(jī)器的組裝機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其38個(gè)捕光蛋白相比陸地植物光系統(tǒng)I拓展了3-4倍捕光截面，闡明了顆石藻光系統(tǒng)I實(shí)現(xiàn)95%以上光能量子轉(zhuǎn)化效率的分子排布與物理規(guī)律，該成果是海洋光合生物適應(yīng)進(jìn)化研究中的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，展現(xiàn)了海洋光合生物演化的多樣性，體現(xiàn)了生命對光的極致追求，為理解光合生物進(jìn)化、設(shè)計(jì)新型蛋白、開發(fā)高碳匯生物資源具有重要指導(dǎo)意義。

研究成果于2025年發(fā)表在《Science》（封面論文）上。

主要完成人：王文達(dá)、田利金、申麗麗、任菲、王寅初

推薦單位：中國海洋湖沼學(xué)會藻類學(xué)分會

2、揭示全球變暖下的海洋復(fù)合氣候狀態(tài)變化及影響

全球變暖背景下，海洋同時(shí)承受溫度、鹽度、溶解氧、pH等多個(gè)氣候影響因子的共同作用和影響。既有研究多停留在單因子層面，尚未有對多因子協(xié)同變化的定義和評估。系列研究基于自主構(gòu)建的觀測數(shù)據(jù)集，提出了海洋復(fù)合氣候影響因子的新定義和評估框架，為復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)評估提供了新方法。研究發(fā)現(xiàn)超過四分之一的海域已發(fā)生了溫、鹽、氧的三重復(fù)合狀態(tài)變化，且在次表層更為顯著。海洋溫鹽復(fù)合變化也導(dǎo)致海水層化加強(qiáng)，對熱量分配、溶解氧、環(huán)流等造成系統(tǒng)性級聯(lián)影響。研究為海洋氣候治理提供了數(shù)據(jù)集和方法支撐，論文上線后引發(fā)了國內(nèi)外廣泛關(guān)注（Altmetric居同期前1%），總下載超19000次。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature Climate Change》、《Nature Reviews Earth & Environment》、《Nature Communications》和《Scientific Data》上。

主要完成人：成里京、譚哲韜、段靜、李冠城、朱江

推薦單位：中國科學(xué)院大氣物理研究所、中國科學(xué)院海洋研究所

3、真核生物祖先起源于阿斯加德古菌的深部分支

真核生物的起源機(jī)制是國際學(xué)術(shù)界長期致力攻克的核心科學(xué)謎題。盡管已有證據(jù)表明真核生物可能起源于阿斯加德古菌，但其具體起源于哪一支類群仍存在激烈爭議。該研究基于大規(guī)模海洋阿斯加德古菌數(shù)據(jù)集，利用先進(jìn)的計(jì)算生物學(xué)研究技術(shù)，揭示了真核生物祖先可能在海姆達(dá)爾綱古菌分化之前就已形成。成果顛覆了此前關(guān)于真核生物祖先起源于阿斯加德古菌海姆達(dá)爾綱內(nèi)部，作為霍德爾目姐妹的假說。這一發(fā)現(xiàn)表明真核細(xì)胞的起源時(shí)間可能約在27.2億年前，早于地球大氧氣事件，為理解真核細(xì)胞形成機(jī)制、生命演化規(guī)律提供重要的線索。受到英國《新科學(xué)家》雜志、新華網(wǎng)和中國科學(xué)網(wǎng)等國內(nèi)外媒體的廣泛報(bào)道。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature》上。

主要完成人：董宏坡、侯立軍、張家偉、馮曉遠(yuǎn)、李猛

推薦單位：華東師范大學(xué)

4、湖泊極端事件形成機(jī)制及效應(yīng)

耦合多源衛(wèi)星遙感、高頻觀測與模型模擬發(fā)現(xiàn)，氣候變化背景下湖泊洪水、干旱、熱浪、暗化、低氧等極端事件頻發(fā)且災(zāi)害影響加劇。氣候變化和人類活動造成全球83%的湖泊已出現(xiàn)不同程度脫氧，表層溶解氧平均下降速率超過海洋與河流體系，極端高溫通過加速溶解氧溶解度下降，使熱浪期間溶解氧濃度較氣候態(tài)降低約7.7%；流域極端降雨攜帶農(nóng)業(yè)面源污染物及城市徑流有機(jī)質(zhì)，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)將健康河流和湖泊推向缺氧甚至無氧狀態(tài)，引發(fā)“窒息”危機(jī)。研究成果為理解氣候變化下的湖泊生態(tài)響應(yīng)提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)，相關(guān)論文被《Nature》以“Research Highlights”進(jìn)行專題報(bào)道并入選ESI高被引論文。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature Reviews Earth & Environment》（2篇）、《Science Advances》、《Nature Communications》和《Science Bulletin》（2篇）等上。

主要完成人：張運(yùn)林、張毅博、施坤、周永強(qiáng)、秦伯強(qiáng)

推薦單位：中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所

5、AI賦能多源遙感大數(shù)據(jù)揭示全球海洋葉綠素和湖泊面積動態(tài)

圍繞全球海洋與湖泊生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化響應(yīng)機(jī)理這一前沿科學(xué)問題，研究構(gòu)建了AI驅(qū)動的多源遙感大數(shù)據(jù)時(shí)空融合框架，突破了遙感觀測在時(shí)空分辨率與長期連續(xù)性方面的關(guān)鍵限制，實(shí)現(xiàn)了全球海洋和湖泊的高頻動態(tài)解析?；谏疃葘W(xué)習(xí)集成模型，融合了BGC-Argo浮標(biāo)觀測與遙感和再分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建了2001?2023年全球海洋日尺度葉綠素濃度與全球湖泊月尺度水域面積數(shù)據(jù)集，揭示了氣候變暖引起海洋層化加劇，從而抑制深層營養(yǎng)鹽輸送導(dǎo)致的中低緯度海洋“綠度”顯著衰減，以及季節(jié)性變化主導(dǎo)全球湖泊面積動態(tài)的核心機(jī)制。該進(jìn)展可為海洋和湖泊生態(tài)保護(hù)、河湖水系聯(lián)通工程等提供科技支撐。被《光明日報(bào)》、《衛(wèi)報(bào)》等媒體報(bào)道。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature》和《Science Advances》上。

主要完成人：龍笛、洪仲坤、李洛祺、方紅衛(wèi)、張建民

推薦單位：清華大學(xué)、南方科技大學(xué)

6、典型珊瑚礁魚類多樣性演化與生態(tài)適應(yīng)機(jī)制

珊瑚礁是海洋中的“熱帶雨林”，其物種多樣性形成、演化與保護(hù)機(jī)理是重大研究問題。以典型珊瑚礁魚類為研究對象，解析了全球氣候變化下珊瑚礁魚類地理分布格局形成與演變規(guī)律；闡明海馬等魚類對珊瑚礁生態(tài)適應(yīng)的遺傳與進(jìn)化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)Hoxa2b基因?qū)е露苟『ｑR“長吻”退化的調(diào)控機(jī)理，率先提出了珊瑚共棲行為驅(qū)動魚類個(gè)體小型化的新觀點(diǎn)；揭示了自然界“雄性懷孕”獨(dú)特性狀形成的分子調(diào)控機(jī)制，解答了海馬育兒袋起源與演化這一困擾學(xué)界60多年的科學(xué)疑問。為探究海洋生命多樣性演化規(guī)律提供了新認(rèn)知，相關(guān)論文被《Nature》以“Research Highlights”進(jìn)行專文點(diǎn)評和推薦。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature Ecology & Evolution》（封面論文）、《Proceedings of the National Academy of Sciences》（封面論文）和《The Innovation Geoscience》上。

主要完成人：林強(qiáng)、劉雅莉、曲朦、張穎懿、姜韓

推薦單位：中國科學(xué)院南海海洋研究所

7、變暖背景下海洋-大氣環(huán)流系統(tǒng)對海洋上層快速增溫的響應(yīng)

變暖背景下海洋上層快速增溫對海洋-大氣環(huán)流系統(tǒng)產(chǎn)生深刻影響，是氣候變化領(lǐng)域的重大前沿問題之一。研究發(fā)現(xiàn)，海洋上層快速增溫導(dǎo)致層結(jié)加強(qiáng)，使得全球副熱帶西邊界流抬升并向岸偏移。增溫導(dǎo)致混合層變淺，減緩大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流及其北向的熱輸送，增強(qiáng)多年代際信號的累積并放大了大西洋多年代際振蕩的強(qiáng)度。此外，海洋上層快速增溫促進(jìn)海表蒸發(fā)，大氣水汽含量與有效比容增加，延緩了大氣環(huán)流對季節(jié)性太陽輻射的響應(yīng)，改變了大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)及降水分布格局。系列成果為理解海洋-大氣系統(tǒng)對全球變暖響應(yīng)提供了新的物理認(rèn)識，為準(zhǔn)確評估未來動力-生態(tài)環(huán)境變化提供了科學(xué)支撐。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature Climate Change》（2篇）、《Nature Communications》和《Geophysical Research Letters》上。

主要完成人：陳朝暉、楊海源、李姝珺、宋豐飛、郭海宏

推薦單位：中國海洋大學(xué)

8、主被動遙感海洋極地碳循環(huán)認(rèn)知的新發(fā)現(xiàn)

針對海洋碳循環(huán)在極地冬季和次表層存在的觀測“盲區(qū)”，利用星載與機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)，取得了突破性發(fā)現(xiàn)。主要成果包括：（1）南大洋冬季碳源修正：結(jié)合星載激光雷達(dá)與機(jī)器學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)南大洋高緯度海域冬季CO2釋放通量被以往研究低估了約40%，揭示海冰與風(fēng)場對碳通量的調(diào)控新機(jī)制。（2）極地生物泵新認(rèn)知：證實(shí)了南極冬季浮游植物凈初級生產(chǎn)力在過去十余年呈顯著加速增長趨勢，修正了傳統(tǒng)認(rèn)為冬季生物活動微弱的觀點(diǎn)。（3）次表層探測突破：利用國產(chǎn)機(jī)載藍(lán)光激光雷達(dá)，在南海實(shí)現(xiàn)了百米深度的高分辨率探測，精準(zhǔn)刻畫了次表層葉綠素最大值層的三維結(jié)構(gòu)。成果為全球碳收支估算提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

研究成果于2025年發(fā)表在《Science Advances》、《Nature Communications》和《Communications Earth & Environment》上。

主要完成人：潘德爐、陳鵬、張思琪、施坤、張鎮(zhèn)華

推薦單位：自然資源部第二海洋研究所

9、揭示全球變暖與人類活動協(xié)同驅(qū)動的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)機(jī)制

珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)是地球上海洋生物多樣性最高、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一，其群落穩(wěn)定性對氣候變暖與人類活動干擾極為敏感，但二者如何協(xié)同重塑珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。該研究聚焦南海典型珊瑚礁區(qū)，深度解析生物多樣分布格局，首次在區(qū)域尺度上整合多營養(yǎng)級數(shù)據(jù)與食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，闡明了珊瑚礁生物群落穩(wěn)定性的調(diào)控路徑，揭示了氣候變暖與人類活動通過非線性交互作用驅(qū)動珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的核心機(jī)制。研究構(gòu)建了從多樣性到食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的多層級理論框架，突破了單因子、單層次研究范式，為預(yù)測全球變化背景下珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的演變方向，科學(xué)制定保護(hù)與管理策略提供了重要理論依據(jù)。

研究成果于2025年發(fā)表在《Communications Earth & Environment》和《Environmental Research》（2篇）上。

主要完成人：沙忠利、張政、惠敏、程嬌、袁梓銘

推薦單位：中國海洋湖沼學(xué)會生態(tài)學(xué)分會

10、大陸邊緣海底滑坡的孕育機(jī)制

海底滑坡是海洋中最具破壞力的地質(zhì)災(zāi)害之一。研究揭示了深部地質(zhì)過程與淺部海底失穩(wěn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建了“長期孕育—多因素調(diào)控—階段性失穩(wěn)”理論框架。研究表明，氣候及海平面變化調(diào)控沉積物供給和微生物含量，影響地層巖石物性特征并在硅藻富集層位形成抗剪切強(qiáng)度較低的“薄弱層”，從而決定海底滑坡發(fā)生層位和規(guī)模。地震及巖漿活動能夠影響地層應(yīng)力狀態(tài)和孔壓分布，快速降低沉積物抗剪強(qiáng)度，從而誘發(fā)海底滑坡。成果實(shí)現(xiàn)了淺部沉積與深部動力的耦合，突破了海底滑坡由瞬時(shí)觸發(fā)因素控制的傳統(tǒng)認(rèn)識，為海底滑坡預(yù)測、風(fēng)險(xiǎn)評估及深海工程安全提供系統(tǒng)科學(xué)依據(jù)。

研究成果于2025年發(fā)表在《Nature Communications》（2篇）、《Communications Earth & Environment》、《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》和《Geophysical Research Letters》上。

主要完成人：孫啟良、王星星、于志騰、李曉輝、黃曉霞

推薦單位：中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）

• 信息來源：中國海洋湖沼學(xué)會。

  轉(zhuǎn)載請注明信息來源及海洋知圈編排。