刘晨临1,2，牛圆圆1,2，何培青1,2
（1. 自然资源部 第一海洋研究所 海洋生物资源与环境研究中心，山东 青岛 266061；
2. 自然资源部 海洋生态环境科学与技术重点实验室，山东 青岛266061)
论文简介：
海冰是地球上极为重要的生物圈生境。冰藻是南北极海冰生物群落中最主要的组成部分，通过固定和输出碳、吸收养分、生产释放氧气和有机化合物，推动高纬度生态系统的生物地球化学循环，在南北极海洋生态系统中发挥着重要作用。
海冰中分布着多种藻类组成的混合群落，包括硅藻和各种鞭毛藻。在南北极不同类型的海冰中，冰藻群落种类组成有显著的差异。冰藻群落种类组成也存在季节性变化。海冰环境复杂，低温、高盐和光照成为冰藻生长的主要限制因子。在海冰极端环境下，冰藻仍保持着较高的生物量，这是其特殊的生理和分子适应机制决定的。例如通过增大天线复合体，增强捕光能力；通过分泌胞外多糖、合成冰结合蛋白和相容性溶质以适应高盐、冰冻的海冰环境。
然而在过去30年，气候变化使得南北极海冰覆盖范围和海冰结构发生了剧烈的变化，直接影响到冰藻可获得的光照、营养物质和栖息空间，并对整个极地海洋生态系统产生连锁效应。冰藻群落多样性的降低。以硅藻为主的海冰群落中被更多的鞭毛藻替代。海冰群落的生产力也会受到潜在群落结构变化的影响。气候变化下冰藻对南北极生态系统的影响还难以预测。刘晨临研究员等持续关注这一领域的研究。本期她们撰文综述了近年来在南北极冰藻种类组成、分布特征、海冰极端环境适应相关的生理和分子机制等方面的研究进展。以期为未来气候变化背景下，极地海冰相关的生物学、生态学和海洋学研究提供参考。
封面图片：
封面图片展示了从南极海冰冰芯和夏季浮冰融化后的海水中分离培养的各种冰藻的显微照片。极地海冰是地球上极为重要的生物圈生境，海冰中生活的冰藻通过固定和输出碳、吸收养分、生产释放氧气和有机化合物，在极地生物地球化学循环中发挥着重要作用。冰藻种类丰富，能够在弱光甚至无光的条件下生存，能耐受低温和高盐胁迫，冰藻独特的生理特性与其海冰极端环境适应能力密切相关。随着气候变暖，海冰覆盖范围和海冰结构的变化将直接影响到冰藻可获得的光照、营养物质和栖息空间，并对整个极地海洋生态系统产生连锁效应，气候变化对极地生态系统的影响可能比预期的更具破坏性。研究海冰生境生态变化对海冰生物的影响，对于极地生物资源保护和管理有重要意义。详见本期综述《极地冰藻极端海冰生境适应机制及其受气候变化的影响》。冰藻显微照片及我国南极科考队员采集的南极多年生海冰冰芯照片由作者提供；背景南极普利兹湾的夏季海冰覆盖情况照片由中国科学院海洋研究所王少青拍摄。
作者简介：
刘晨临，女，1974年出生，博士，研究员。主要从事极地藻类海冰极端环境适应机制的研究。通过高通量测序获得了南极冰藻与冰冻、高盐等海冰环境适应相关的功能基因和代谢途径。证实了共生菌对冰藻的环境适应性有重要作用。取得了有一定国际影响力的研究成果。此外，还致力于极地大型海藻和微藻生物资源的调查和发掘的工作。通过参加南北极科学考察，对采集到的大型海藻进行了整理、记录和发表。同时分离培养了多种极地微藻，为极地藻类功能基因和生物活性物质资源的开发利用奠定了基础。近年来先后主持和参与国家、省部级和项目10余项，共发表论文20余篇。
论文摘要：
冰藻是南北极海冰生物群落中最主要的组成部分,通过固定和输出碳、吸收养分、生产释放氧气和有机化合物,推动高纬度生态系统的生物地球化学循环,在南北极海洋生态系统中发挥着重要作用。从宏观到微观综述了近年来在海冰栖息环境特征、冰藻种类组成和群落结构、冰藻对极端环境的适应机制以及气候变化对海冰环境和冰藻的影响等方面的研究进展,并以黑暗、寒冷和高盐为主要特征重点讨论了冰藻对海冰环境的生理和分子适应机制。提出在气候变化条件下,应进一步研究探索极地海冰环境基线、冰藻生物多样性组成和变化、冰藻代谢生理对环境的应对机制以及海冰生物之间的相互作用,以增进对当前和未来海冰生态系统和生物地球化学循环的理解。
关键词: 海冰; 冰藻; 极端环境适应; 气候变化
