2020年6月1日，地學領域頂級期刊《自然·地球科學》（Nature Geoscience）在線發表了廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室碳循環課題組與美國特拉華大學蔡衛君教授實驗室等多個團隊合作的最新研究成果，題為Chesapeake Bay acidification buffered by spatially decoupled carbonate mineral cycling（空間分離的碳酸鹽礦物循環緩沖切薩皮克灣的酸化），揭示了因營養鹽減排而恢復增長的水草床可以促進碳酸鈣生產，碳酸鈣顆粒經物理傳輸至缺氧的次表層水發生溶解，從而緩沖了近海酸化。
自工業革命以來，化石燃料燃燒和土地利用方式的改變導致大氣二氧化碳（CO2）濃度顯著增高。海洋從大氣中吸收人為CO2導致表層海水pH和碳酸鈣飽和度降低的現象被稱作海洋酸化。在近海，由富營養化引起的底層水體缺氧會加劇海洋酸化。近海富營養化、缺氧和酸化是全球性的環境問題，對許多海洋生物乃至生態系統構成嚴重威脅。然而，人們對富營養化和季節性缺氧的近海水體（如美國東北部切薩皮克灣）如何響應和調節酸化的過程機制了解相對缺乏。在缺氧和酸化的水體中，已知碳酸鈣溶解會增加堿度，減緩pH的降低，但是對這部分被溶解的碳酸鈣的來源知之甚少。
該研究工作利用碳酸鹽化學、礦物分析和地球化學模型揭示了切薩皮克灣碳酸鹽礦物循環存在空間分離的特點以及由此產生的酸化緩沖機制。在夏天，位于切薩皮克灣北部和沿岸淺水區域的水草擁有高的光合速率，導致了高pH、高碳酸鹽礦物飽和度和堿度的凈吸收。在該環境下形成的碳酸鈣顆粒隨后被傳輸至中部灣區次表層缺氧水體發生溶解，緩沖了由有氧呼吸和人為CO2引起的pH降低。因為這種pH緩沖機制會隨著營養鹽輸入的減少及水草的恢復而逐漸增強，該研究認為近海營養鹽輸入的減少不僅會減少富營養化和缺氧的發生，而且能緩解近海酸化。該工作揭示了人為脅迫減少的情況下，近海河口系統對富營養化、缺氧和酸化具有可自我調節的緩沖機制，對深入認識近海生物地球化學過程具有重要意義。
該研究由美國特拉華大學蔡衛君教授實驗室、廈門大學碳循環課題組、馬里蘭大學、馬里蘭圣瑪麗學院和俄勒岡州立大學多個團隊合作完成，廈門大學-特拉華大學“海洋學雙學位”項目聯合培養博士生蘇劍鐘為第一作者，其導師為廈門大學戴民漢教授和特拉華大學蔡衛君教授，蔡衛君教授為通訊作者。蔡衛君教授是廈門大學“海洋生物地球化學創新引智基地”2.0項目的海外學術大師，與廈門大學已開展多年的科研與人才培養合作。博士生蘇劍鐘于2016年加入雙學位項目，其中2016年-2019年赴特拉華大學地球海洋環境學院進行課程學習及科研工作，將于2020年6月獲得兩校雙學位。
2008年廈門大學海洋環境學科與特拉華大學簽署合作備忘錄，共同建立“近海海洋研究與管理聯合研究所”（Joint Institute for Coastal Research and Management，網站http://www.joint-crm.org）。在聯合研究所框架下，兩校開展常態化的科研合作、學術交流與學生培養工作，在海洋遙感、海洋碳循環、海洋物理等領域取得了豐碩的合作成果。2010年10月，廈門大學與美國特拉華大學簽署《海洋學雙博士學位合作協議》，聯合培養博士研究生。博士生可選擇在任一方修習專業課程或完成學位論文，雙方均承認學生的修習學分和答辯結果。學業完成后，在符合雙方對學分和學位要求的前提下，兩校分別給予頒發學位證書。至今已有14名學生參與該項目，獲得兩校導師的聯合培養，其中4名已取得雙學位。
論文來源：
Jianzhong Su, Wei-Jun Cai*, Jean Brodeur, Baoshan Chen, Najid Hussain, Yichen Yao, Chaoying Ni, Jeremy Testa, Ming Li, Xiaohui Xie, Wenfei Ni, K. Michael Scaboo, Yuanyuan Xu, Jeffrey Cornwell, Cassie Gurbisz, Michael S. Owens, George G. Waldbusser, Minhan Dai and W. Michael Kemp. Chesapeake Bay acidification buffered by spatially decoupled carbonate mineral cycling. Nature Geoscience. 2020. DOI: 10.1038/s41561-020-0584-3.
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-020-0584-3
