海洋生态

探索神秘的深海世界,那里不是一片生命禁区

    黑暗、高压、冰冷......曾经有人断言,深达数千米的深海海底是一片生命禁区。但随着我国深海调查的不断深入,这片曾经的生命禁区开始渐渐呈现在世人面前。

    “现在科研人员借助深海摄像等设备,可以轻而易举地观测到数千米深海海底的景象。”中国大洋50航次A段首席科学家黄浩说,与传统的认知相反,即使是在深达数千米的海底深处,色彩斑斓的生命无处不在,俨然一座“海底乐园”。

    连日来,大洋50航次科考队在西太平洋牛郎平顶海山、中东太平洋北纬10°断面、东太平洋多金属结核勘探合同区等海域昼夜开展深海环境调查,获得了丰富的生物多样性和环境调查资料。

 

揭开海山神秘面纱

    海山通常是指深海大洋中位于水面以下、高度大于1000米的隆起地形。海山特定的地理和水文条件,造就了独特的生物群落结构,不仅生物多样性高、生物量大,还是研究深海生物连通性、特有种群分布等生命现象和过程的“天然实验室”。

    “海山生态系统孕育了独特的生物群落,极具生态价值,是世界海洋生物多样性研究的热点地区。”来自自然资源部第三海洋研究所的何雪宝博士说,目前全球各国对海山的调查还远远不够,缺乏长时间序列的观测。

    本航次A航段,科研人员分别对西太平洋牛郎平顶海山和东太平海山区进行了立体式综合调查,为我国深入开展海山区域环境研究提供了重要基础资料。

    据黄浩介绍,在牛郎平顶海山区域,科研人员分别回收了2套全水深锚系潜标和1套深海微生物原位富集系统。其中1套锚系潜标长约2500米,布放于海山山腰位置;另外一套锚系潜标长约5200米,布放于海山山底盆地。上述3套设备均于2017年布放完成,通过1年的长时间序列观测,获得了大量海洋水文和海洋化学等环境数据和高保真微生物原位富集菌群。

图为深海海洋生物(兰圣伟 摄)

    “之前我们通过水下影像和取样系统在海山山顶观测到了数量庞大、种类丰富的深海生物,海山区域物种群落的多样性可见一斑。”何雪宝说。

    相对于牛郎平顶海山,我国科学家对于东太平海山区的调查则还处于起步阶段。该海山区位于东太平洋中国五矿多金属结核合同区边缘地带,科研人员在海山山腰位置布放了一套长约2500米的全水深锚系潜标,冀望通过立体式、长期环境观测,获取多学科海山数据,为摸清海山与周围深海盆地之间的生物汇源关系,以及分布特征和种类组成奠定基础。


断面调查聚焦前沿

    本航次A航段,我国科学家紧跟国际前沿科学问题,聚焦北纬10°断面和东太平洋南北垂直断面,不断深化对深海环境的认识。

    北纬10°断面位于西太暖池和东赤道太平洋上升流之间,具有较强的水文动态变化特征,对这一锋面水文动力背景下的生物及化学特征研究目前尚缺乏翔实的现场观测调查数据。

    “该断面在全球变化研究尤其是厄尔尼诺事件的指示方面具有重要作用。”海洋三所的王磊博士说,在此开展综合环境调查可帮助科研人员深入研究热带太平洋海区生态系统动态变化规律,探讨其与全球变化之间的内在联系。

    科研人员在该断面先后开展了水文、化学、生物、地质等多学科综合调查,进一步丰富深海大洋生物和环境样品资料,掌握水体浮游生物、深海底栖生物和微生物多样性组成及空间分布特征。这对于我国开展深海环境研究、资源开发、生物多样性和遗传资源利用均具有极为重要的科学价值。

    在本航次,东太平洋南北垂直断面同样引人关注。该断面贯穿中国大洋协会多金属结核勘探合同区,自南向北共设置了5个调查站位。

    “资料显示,克拉里昂—克里伯顿区自西向东和自南向北呈现出生物群落结构与构成、生产力、深度和环境变量的梯度差异。”黄浩说,科研人员利用温盐深仪采水、浮游生物拖网等作业手段,获取了包括海洋化学、海洋生物等在内的大量数据和样品,用于探讨分析该区域海洋环境基线以及生物多样性与南北梯度环境变化。

 

追踪千米海底世界

    东太平洋多金属结核探勘合同区水深可达四五千米,海底区域环境复杂,生态系统特殊,需要借助多种调查手段和科考设备才能全方位摸清深海生态环境。

    “长期以来,我国深海环境调查业已形成长期观测与定点采样相结合的作业体系。在A航段,科研人员综合运用多管取样器、温盐深仪、原位大体积过滤系统、水下影像和取样系统、箱式取样器、浮游生物拖网等设备,在我国两个勘探合同区开展多学科联合调查,积累了丰富的环境基线数据。”黄浩说。

    借助先进的设备仪器,神秘莫测的深海世界变得不再陌生。广阔平坦的海底平原,来回游弋的鱼,色彩艳丽的海葵,灵动跳跃的虾……数千米的海底世界同样五彩斑斓。

图为科考人员布放水深锚系潜标(兰圣伟 摄)

    与看得见的海洋生物相比,关于深海的更多秘密则潜藏在浩瀚无垠的蓝色海水中。科研人员在合同区先后布放了2套全水深锚系潜标,开展海洋水文、化学等要素的长时间序列观测;多管和箱式海底取样作业,重点关注海底沉积中微生物和底栖生物状况;浮游生物和微塑料拖网,分别对海水中浮游生物和新兴污染物微塑料进行调查;温盐深仪采水取样,则定点对微生物、营养盐、光和色素等要素进行监测……

    “在深海环境调查过程中,科研人员将采样分析与直观观察结合起来,进一步深化对合同区海洋生物多样性地理分布的认识,掌握海洋生物的种类组成和生态环境特点。”黄浩表示,这不仅有助于积累相关区域环境基线数据,也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。

 

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