科普:南極大洋科考關(guān)注些什么
2017-01-05 16:51:00 來源:新華網(wǎng)

新華社“雪龍”號(hào)1月5日電(記者榮啟涵)中國(guó)第33次南極科考隊(duì)大洋隊(duì)正在南極半島海域進(jìn)行全學(xué)科海洋環(huán)境綜合考察,此次科考計(jì)劃12天完成42個(gè)重點(diǎn)站位的考察作業(yè)。自1984年首次南極科考以來,南極半島海域都是我國(guó)南極科考的研究重點(diǎn)。大洋隊(duì)科考隊(duì)員都在專注于哪些研究?想要獲得哪些樣本和數(shù)據(jù)?新華社記者帶你走近南大洋上科考作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),聽聽科考隊(duì)員們的介紹。

南大洋中溫室氣體的“物理泵”

此次作業(yè)航線中完成了西風(fēng)帶區(qū)域內(nèi)兩條重要的海域斷面考察。在南緯30°至南緯60°之間的南大洋海面,常年西風(fēng)盛行,風(fēng)急浪高,被稱為“咆哮西風(fēng)帶”。這里的風(fēng)速很高,而高風(fēng)速是強(qiáng)烈海氣交換的一個(gè)重要?jiǎng)恿Α?/p>

第33次南極科考隊(duì)隊(duì)員、國(guó)家海洋局第三海洋研究所副研究員詹力揚(yáng)介紹說,由于特殊的水文結(jié)構(gòu),南大洋存在一些重要的深層海水上涌及表層海水下沉的區(qū)域,形成了一個(gè)二氧化碳的“物理泵”。一方面,由于溫度低的海水能夠溶解更多氣體,而南大洋作為地球上最大的冷水團(tuán)源地,大量吸收的二氧化碳被下沉水團(tuán)源源不斷帶入深層水體中;另一方面,下沉水團(tuán)的存在意味著還有一部分深層海水會(huì)上涌,上涌的海水又將深層水體中的二氧化碳不斷帶到表層水體,并向大氣中釋放。

幸運(yùn)的是,南大洋對(duì)二氧化碳的吸收量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于釋放量。研究顯示,南大洋每年吸收的二氧化碳量為全球海洋吸收二氧化碳量的約三分之一。

“生物泵”與南大洋碳通量考察

占全球大洋面積20%左右的南大洋不僅是全球生命支持系統(tǒng)的重要組成部分,更重要的是,它在全球生物參與地球的化學(xué)循環(huán)尤其是碳循環(huán)中具有其他地區(qū)不可替代的作用。

第33次南極科考隊(duì)隊(duì)員、國(guó)家海洋局第二海洋研究所助理研究員張海峰說,除了“物理泵”,南大洋還存在一個(gè)強(qiáng)有力的二氧化碳調(diào)節(jié)器——“生物泵”。

就像陸地上的森林、草原一樣,海洋上部水體中存在由數(shù)量龐大的浮游植物組成的“草原”,它們通過光合作用吸收溶解在海水中的無機(jī)碳,將其以有機(jī)碳形式固定在自己體內(nèi),并在“大魚吃小魚、小魚吃蝦米”的食物網(wǎng)中,通過大大小小海洋動(dòng)植物的攝食、排便、死亡等生命活動(dòng),形成大量的顆粒態(tài)有機(jī)碳向海底沉降,最終將碳埋藏在海底沉積物中。在這一過程中,隨著上部水體中溶解無機(jī)碳含量的降低,大氣中的二氧化碳會(huì)源源不斷地補(bǔ)充到海水中,從而實(shí)現(xiàn)海洋對(duì)大氣二氧化碳的吸收,進(jìn)而影響到氣候系統(tǒng)的變化。因此,更精確地估算海洋中有機(jī)碳向海底沉降的通量,是開展海洋生物地球化學(xué)循環(huán)研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

“小個(gè)頭大學(xué)問”的南極磷蝦

在“雪龍”號(hào)后甲板,科考隊(duì)員正在對(duì)剛剛用生物拖網(wǎng)采集的磷蝦樣本進(jìn)行固定處理。由于南極磷蝦自身的溶解酶活性很強(qiáng),對(duì)采上來的樣本必須馬上添加保存液或放入超低溫冰箱,根據(jù)研究目的進(jìn)行樣品保存。

南極及其鄰近海域具有非常獨(dú)特的地理和氣候環(huán)境,南極磷蝦是棲息在這種環(huán)境下并發(fā)展成為迄今地球上發(fā)現(xiàn)生物量最大的單一物種。它不僅是南大洋生態(tài)系統(tǒng)中的重要物種,也是連接自養(yǎng)生物和肉食性動(dòng)物的關(guān)鍵紐帶,以硅藻為主要餌料,同時(shí)也是企鵝、鯨、海豹等動(dòng)物的主要食物來源。

南極磷蝦生物資源與環(huán)境調(diào)查一直備受南極研究者關(guān)注。據(jù)隨隊(duì)專家介紹,他們的主要研究對(duì)象包括南極磷蝦及共附生微生物,研究?jī)?nèi)容涉及生物量評(píng)估、時(shí)空分布與海洋環(huán)境、生活史、攝食、功能基因和活性物質(zhì)挖掘等。通過多年的持續(xù)觀測(cè),科研人員分析了南極磷蝦生物量變化、時(shí)空分布變化與海洋環(huán)境的相關(guān)性,通過基礎(chǔ)生物學(xué)研究,解讀南極磷蝦生長(zhǎng)發(fā)育特征、生態(tài)適應(yīng)機(jī)制,從食物鏈的角度分析南極磷蝦對(duì)南大洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。

全球范圍內(nèi)南極磷蝦漁業(yè)始于20世紀(jì)60年代,歷史最高年產(chǎn)量達(dá)到52.8萬噸,近年來參與南極磷蝦商業(yè)開發(fā)的國(guó)家逐漸增多,而如何科學(xué)地制定南極磷蝦資源養(yǎng)護(hù)政策、避免人類活動(dòng)對(duì)南極生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響,需要更多關(guān)于南極磷蝦準(zhǔn)確生物量及其生態(tài)適應(yīng)機(jī)制等研究作為支撐。(完)

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