名單公布！2025年度中國海洋與湖沼十大科技進展揭曉！

近期，中國海洋湖沼學會組織學會分支機構、學會理事，以及海洋與湖沼領域相關單位共同推薦2025年度中國海洋與湖沼十大科技進展。經學會理事投票遴選，現(xiàn)將結果予以公布（排名不分先后）。

1、海洋顆石藻超大光系統(tǒng)I與高效光能轉化機制

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器的組裝機制，發(fā)現(xiàn)其38個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實現(xiàn)95%以上光能量子轉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進化研究中的一個重大發(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，為理解光合生物進化、設計新型蛋白、開發(fā)高碳匯生物資源具有重要指導意義。

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、田利金、申麗麗、任菲、王寅初

推薦單位：中國海洋湖沼學會藻類學分會

2、揭示全球變暖下的海洋復合氣候狀態(tài)變化及影響

全球變暖背景下，海洋同時承受溫度、鹽度、溶解氧、pH等多個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建的觀測數(shù)據(jù)集，提出了海洋復合氣候影響因子的新定義和評估框架，為復合風險評估提供了新方法。研究發(fā)現(xiàn)超過四分之一的海域已發(fā)生了溫、鹽、氧的三重復合狀態(tài)變化，且在次表層更為顯著。海洋溫鹽復合變化也導致海水層化加強，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)了國內外廣泛關注（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：中國科學院大氣物理研究所、中國科學院海洋研究所

3、真核生物祖先起源于阿斯加德古菌的深部分支

真核生物的起源機制是國際學術界長期致力攻克的核心科學謎題。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，利用先進的計算生物學研究技術，揭示了真核生物祖先可能在海姆達爾綱古菌分化之前就已形成。成果顛覆了此前關于真核生物祖先起源于阿斯加德古菌海姆達爾綱內部，作為霍德爾目姐妹的假說。這一發(fā)現(xiàn)表明真核細胞的起源時間可能約在27.2億年前，早于地球大氧氣事件，為理解真核細胞形成機制、生命演化規(guī)律提供重要的線索。受到英國《新科學家》雜志、新華網和中國科學網等國內外媒體的廣泛報道。

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、李猛

推薦單位：華東師范大學

4、湖泊極端事件形成機制及效應

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業(yè)面源污染物及城市徑流有機質，可在數(shù)小時內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。研究成果為理解氣候變化下的湖泊生態(tài)響應提供了關鍵科學依據(jù)，相關論文被《Nature》以“Research Highlights”進行專題報道并入選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：張運林、張毅博、施坤、周永強、秦伯強

推薦單位：中國科學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)對氣候變化響應機理這一前沿科學問題，研究構建了AI驅動的多源遙感大數(shù)據(jù)時空融合框架，突破了遙感觀測在時空分辨率與長期連續(xù)性方面的關鍵限制，實現(xiàn)了全球海洋和湖泊的高頻動態(tài)解析。基于深度學習集成模型，融合了BGC-Argo浮標觀測與遙感和再分析數(shù)據(jù)，構建了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)鹽輸送導致的中低緯度海洋“綠度”顯著衰減，以及季節(jié)性變化主導全球湖泊面積動態(tài)的核心機制。該進展可為海洋和湖泊生態(tài)保護、河湖水系聯(lián)通工程等提供科技支撐。被《光明日報》、《衛(wèi)報》等媒體報道。

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、南方科技大學

6、典型珊瑚礁魚類多樣性演化與生態(tài)適應機制

珊瑚礁是海洋中的“熱帶雨林”，其物種多樣性形成、演化與保護機理是重大研究問題。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)適應的遺傳與進化機制，發(fā)現(xiàn)并證實Hoxa2b基因導致豆丁海馬“長吻”退化的調控機理，率先提出了珊瑚共棲行為驅動魚類個體小型化的新觀點；揭示了自然界“雄性懷孕”獨特性狀形成的分子調控機制，解答了海馬育兒袋起源與演化這一困擾學界60多年的科學疑問。為探究海洋生命多樣性演化規(guī)律提供了新認知，相關論文被《Nature》以“Research Highlights”進行專文點評和推薦。

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、劉雅莉、曲朦、張穎懿、姜韓

推薦單位：中國科學院南海海洋研究所

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

變暖背景下海洋上層快速增溫對海洋-大氣環(huán)流系統(tǒng)產生深刻影響，是氣候變化領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致層結加強，使得全球副熱帶西邊界流抬升并向岸偏移。增溫導致混合層變淺，減緩大西洋經向翻轉環(huán)流及其北向的熱輸送，增強多年代際信號的累積并放大了大西洋多年代際振蕩的強度。此外，海洋上層快速增溫促進海表蒸發(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，改變了大氣環(huán)流結構及降水分布格局。系列成果為理解海洋-大氣系統(tǒng)對全球變暖響應提供了新的物理認識，為準確評估未來動力-生態(tài)環(huán)境變化提供了科學支撐。

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

8、主被動遙感海洋極地碳循環(huán)認知的新發(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)”，利用星載與機載激光雷達技術，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：結合星載激光雷達與機器學習，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%，揭示海冰與風場對碳通量的調控新機制。（2）極地生物泵新認知：證實了南極冬季浮游植物凈初級生產力在過去十余年呈顯著加速增長趨勢，修正了傳統(tǒng)認為冬季生物活動微弱的觀點。（3）次表層探測突破：利用國產機載藍光激光雷達，在南海實現(xiàn)了百米深度的高分辨率探測，精準刻畫了次表層葉綠素最大值層的三維結構。成果為全球碳收支估算提供了關鍵科學依據(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)同驅動的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)重構機制

珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)是地球上海洋生物多樣性最高、結構最復雜的生態(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)與食物網結構，闡明了珊瑚礁生物群落穩(wěn)定性的調控路徑，揭示了氣候變暖與人類活動通過非線性交互作用驅動珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)重構的核心機制。研究構建了從多樣性到食物網結構的多層級理論框架，突破了單因子、單層次研究范式，為預測全球變化背景下珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的演變方向，科學制定保護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：中國海洋湖沼學會生態(tài)學分會

10、大陸邊緣海底滑坡的孕育機制

海底滑坡是海洋中最具破壞力的地質災害之一。研究揭示了深部地質過程與淺部海底失穩(wěn)之間的內在聯(lián)系，構建了“長期孕育—多因素調控—階段性失穩(wěn)”理論框架。研究表明，氣候及海平面變化調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力狀態(tài)和孔壓分布，快速降低沉積物抗剪強度，從而誘發(fā)海底滑坡。成果實現(xiàn)了淺部沉積與深部動力的耦合，突破了海底滑坡由瞬時觸發(fā)因素控制的傳統(tǒng)認識，為海底滑坡預測、風險評估及深海工程安全提供系統(tǒng)科學依據(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：中國地質大學（武漢）

• 信息來源：中國海洋湖沼學會。

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