中国大洋第45航次海洋生态环境调查纪实

作者:  来源:中国海洋报   发布时间:2017-11-15 10:55:09   [打印本页] [关闭窗口]

  红色的小虾、蓝色的海葵、白色的游鱼……在深达数千米的海洋深处,色彩斑斓的生命构成一个神秘而生动的世界。

  “借助深海摄像等调查设备,我们可以清楚地观测到深海的热闹景象。”中国大洋第45航次首席科学家林辉告诉记者,自起航以来,科考队利用多种调查手段,先后在西太平洋海山区、东太平洋多金属结核勘探区、中东太平洋北纬10°断面等海域开展了综合环境调查,系统获取了丰富的生物多样性与环境观测资料。

  “海底千里眼”大显身手

  深海大洋不仅蕴藏着丰富的矿产资源,还是一个巨大的生命资源库。开展海洋生态环境调查与研究是人类探索海洋、认识海洋、保护海洋最直接的手段。

  长期以来,我国深海环境调查已初步形成了定点采样与长期观测相结合,采样分析与直观观察相结合的调查体系。在本航次调查作业过程中,各种调查手段的综合运用成为一大特色。

  记者在采访中经常看到一种顶部捆扎着16个橘色浮球的大型调查设备。这个名为“6000米级自返式水下影像和取样系统”由照相机、摄像机、浮球、声学释放器、诱捕笼等组成。来自国家海洋局第三海洋研究所的何雪宝告诉记者,照相机和摄像机可以原位观测记录海底生物生活状况。该系统先后在西太平洋海山、东太平洋多金属合同区和中东太平洋北纬10°断面完成多次布放和回收,获得了大量第一手宝贵的影像资料和实物样品,为开展深海生物多样性和环境调查研究提供了重要的平台。

  “向阳红03”船上还有一种叫做“6000米集成化光学拖体”的设备。这种拖体装载了高清摄像机、照相机、高度计、姿态传感器、压力传感器、激光标尺等设备,是名副其实的海底“千里眼”。设备在钢缆的带动下始终贴近海底1米——3米“潜行”,移动完成摄像和拍照,并实时采集、传输和记录相关数据回传至实验室。

  换句话说,科考队员只需坐在电脑前面,就能看到数千米深海底的景象。广袤的海底平原,来回游弋的鱼,色彩艳丽的海星和海葵……神秘的海底世界跃然眼前。

  林辉说,上述两套海底调查设备均是首次在“向阳红03”船上使用,可帮助科研人员直观地了解海底生物多样性与环境状况。

  “十八般武器”纷纷登场

  “海底深部环境复杂,生态系统非常特殊,需要借助多种科考设备和调查手段才能全方位地摸清相关海域生态环境。调查内容涵盖物理海洋、海洋化学、海洋地质、海洋生物等多个领域。”林辉说。

  多管取样器、温盐深仪、浮游生物拖网、深海微生物原位富集系统、原位大体积过滤系统……“十八般武器”纷纷登场,多学科、立体化、全方位开展深海环境综合调查。

  与鱼虾等这些看得见的海洋生物相比,潜藏在海水和海底沉积物中的微生物则是一个肉眼看不见的神秘群体。

  在西太平洋海山区和东太平洋多金属结核合同区,科考队首次开展深海微生物原位富集培养。如同把实验室搬到5000多米的深海海底,利用深海原位高压、低温、寡营养、黑暗等极端环境,富集和培养在陆地实验室无法培养的海洋微生物。该项调查对深入开展深海微生物功能研究,充实深海微生物菌种库具有重要意义。

  为获取深海环境全要素长时间序列观测数据,科考队完成了3套锚系潜标的布放任务。其中,在西太平洋海山区布放的一套潜标上配备了时间序列水样采样器和浮游植物采样器,这在国内尚属首次。这3套锚系计划在海底工作1年时间,重点关注海底深层海洋变化情况,获取海洋水文、海洋生物和海洋化学等观测数据。

  与此同时,科考队还在作业区连续开展了表层海水中新兴污染物微塑料和放射性核素调查,以及海气二氧化碳、大气气溶胶以及气象等环境要素的走航观测,为我国参与全球海洋环境治理、海洋生物多样性保护和海洋环境管理提供支撑。

  聚焦国际前沿科学

  本航次是国家海洋局组织的首个全要素综合考察航次,任务包括深海生态环境调查和保护、多金属结核勘探合同区资源调查、公海环境污染状况等多项内容。可以说,开展深海环境调查是本航次的重中之重。

  第三航段首席科学家黄浩表示,深海生态环境调查不仅是探索生命起源和地球科学发展的重要突破口,更是履行保护海洋环境的国际义务、维护国家海洋资源权益的前沿性工作。

  第一航段,科考队在西太平洋海山区获取了数座海山的海洋生物多样性与环境样品观测资料,深化对海山生态系统的认识,提升对海山在物种进化与扩散中作用的认识;第二航段,科考队重点对东太平洋多金属结核勘探区及邻近海域开展了海洋地质和海洋生物多样性综合调查,积累了丰富的环境基线数据;第三航段,在中东太平洋海域调查期间,科考队重点开展了海洋生物多样性与环境断面调查,获取深海大洋的生物与环境样品和资料,探讨调查区海洋生物的种类组成与生态环境特点,深化对中东太平洋生物多样性地理分布的认识。

  “本航次,我国科学家跟踪国际前沿科学问题,聚焦深海大洋生物多样性保护,体现了我国对国家管辖外海域生物多样性养护和环境保护的重视。正是凭借各种先进调查设备和手段的综合应用,以及多学科联合调查,才使得‘向阳红03’船在西太平洋和中东太平洋开展大规模深海环境调查成为现实。”林辉说。