近日，中国农大资环学院韩文轩教授生态化学计量课题组与自然资源部海洋三所陈彬研究员海洋生态保护与修复课题组合作，在《海洋污染通报》（Marine Pollution Bulletin）杂志发表题为《中国厦门湾浮游植物C、N、P失衡及其与海水营养盐的关系》（Imbalanced phytoplankton C, N, P and its relationship with seawater nutrients in Xiamen Bay, China）的研究论文，首次揭示人类活动剧烈改变了我国近岸海洋生态系统的碳氮磷化学计量特征和浮游植物群落结构，对于理解人类活动影响下海洋生物地球化学循环过程以及海湾生态系统管理具有重要参考价值。

全球变化背景下海洋生态系统正面临前所未有的严峻考验；日益广泛、频繁而剧烈的人类活动进一步恶化了海洋生态环境，改变了生态系统的结构和功能。作为陆地与大洋的联接带，海湾生态系统受到尤为复杂和严重的影响。浮游植物作为海洋生态系统中的初级生产者、生物碳泵的重要载体、海洋食物网的关键组分，对海洋生态系统中元素生物地球化学循环具有至关重要的调控作用。碳（C）氮（N）磷（P）是维系各类生态系统的关键化学元素，其计量特征与生态系统的群落结构、生产过程和物质循环都息息相关。我国近几十年活跃的经济活动已对近岸海洋造成严重干扰，然而，有关我国海洋浮游植物的化学计量特征以及其与群落结构的关系研究却未见报道。

图1 人类活动导致厦门湾浮游生态系统的碳氮磷比值严重失衡

中国农业大学与自然资源部海洋三所联合研究团队于2021年秋季对厦门湾浮游植物生态系统展开调查，分析了浮游植物和海水中C、N、P元素的计量特征、空间分布及其与浮游植物群落结构之间的关系。结果表明，在长期人类活动影响下，厦门湾浮游植物（C₁₆₇N₂₈P₁）和海水（C₁₂₉₉N₂₄P₁）的C、N、P元素化学计量较平衡状态下的雷德菲尔德比值（Redfield ratio，C₁₀₆N₁₆P₁）产生了大幅偏离（图1），浮游植物的C:N:P与海水呈现相同的空间变化模式。由于长期陆源营养盐输入失衡的累积效应，海水碳氮磷化学计量严重偏离平衡状态（C₁₂₉₉N₂₄P₁ >> C₁₀₆N₁₆P₁），厦门湾浮游植物群落组成和相对丰度发生了适应性改变，并导致群落水平上浮游植物元素化学计量的相应变化（C₁₆₇N₂₈P₁ >> C₁₀₆N₁₆P₁）。因此，厦门湾海域初级生产力整体呈现P限制，浮游植物P元素的空间分布与海水中活性磷酸盐变化规律相一致。初级生产者养分结构发生改变将直接影响食物链的营养供应能力，进而威胁近海生态系统健康和渔业生产等生态系统服务功能。

鲁晓倩同学克服疫情和台风影响出海采样

韩文轩课题组长期从事不同生态系统的化学计量特征及其对全球变化响应研究，曾先后探索并报道了陆地、淡水和海洋生态系统的相关研究成果（如Han et al., 2011; Yan et al., 2016; Ge et al., 2022）。该最新成果的第一作者为我校在读博士生鲁晓倩，主要从事水生生态系统的化学计量学研究；通讯作者为韩文轩教授，海洋三所陈彬研究员为共同通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.114566