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南极大洋科考关注些什么:“小个头大学问”的南极磷虾

发布日期:2019-11-21 18:34:59

南极大洋科考关注些什么:“小个头大学问”的南极磷虾

   新华社“雪龙”号1月5日电(记者荣启涵)中国第33次南极科考队大洋队正在南极半岛海域进行全学科海洋环境综合考察,此次科考计划12天完成42个重点站位的考察作业。自1984年首次南极科考以来,南极半岛海域都是我国南极科考的研究重点。大洋队科考队员都在专注于哪些研究?想要获得哪些样本和数据?新华社记者带你走近南大洋上科考作业现场,听听科考队员们的介绍。

  南大洋中温室气体的“物理泵”

  此次作业航线中完成了西风带区域内两条重要的海域断面考察。在南纬30°至南纬60°之间的南大洋海面,常年西风盛行,风急浪高,被称为“咆哮西风带”。这里的风速很高,而高风速是强烈海气交换的一个重要动力。

  第33次南极科考队队员、国家海洋局第三海洋研究所副研究员詹力扬介绍说,由于特殊的水文结构,南大洋存在一些重要的深层海水上涌及表层海水下沉的区域,形成了一个二氧化碳的“物理泵”。一方面,由于温度低的海水能够溶解更多气体,而南大洋作为地球上最大的冷水团源地,大量吸收的二氧化碳被下沉水团源源不断带入深层水体中;另一方面,下沉水团的存在意味着还有一部分深层海水会上涌,上涌的海水又将深层水体中的二氧化碳不断带到表层水体,并向大气中释放。

  幸运的是,南大洋对二氧化碳的吸收量远远高于释放量。研究显示,南大洋每年吸收的二氧化碳量为全球海洋吸收二氧化碳量的约三分之一。

  “生物泵”与南大洋碳通量考察

  占全球大洋面积20%左右的南大洋不仅是全球生命支持系统的重要组成部分,更重要的是,它在全球生物参与地球的化学循环尤其是碳循环中具有其他地区不可替代的作用。

  第33次南极科考队队员、国家海洋局第二海洋研究所助理研究员张海峰说,除了“物理泵”,南大洋还存在一个强有力的二氧化碳调节器——“生物泵”。

  就像陆地上的森林、草原一样,海洋上部水体中存在由数量庞大的浮游植物组成的“草原”,它们通过光合作用吸收溶解在海水中的无机碳,将其以有机碳形式固定在自己体内,并在“大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米”的食物网中,通过大大小小海洋动植物的摄食、排便、死亡等生命活动,形成大量的颗粒态有机碳向海底沉降,最终将碳埋藏在海底沉积物中。在这一过程中,随着上部水体中溶解无机碳含量的降低,大气中的二氧化碳会源源不断地补充到海水中,从而实现海洋对大气二氧化碳的吸收,进而影响到气候系统的变化。因此,更精确地估算海洋中有机碳向海底沉降的通量,是开展海洋生物地球化学循环研究的关键环节之一。

  “小个头大学问”的南极磷虾

  在“雪龙”号后甲板,科考队员正在对刚刚用生物拖网采集的磷虾样本进行固定处理。由于南极磷虾自身的溶解酶活性很强,对采上来的样本必须马上添加保存液或放入超低温冰箱,根据研究目的进行样品保存。

  南极及其邻近海域具有非常独特的地理和气候环境,南极磷虾是栖息在这种环境下并发展成为迄今地球上发现生物量最大的单一物种。它不仅是南大洋生态系统中的重要物种,也是连接自养生物和肉食性动物的关键纽带,以硅藻为主要饵料,同时也是企鹅、鲸、海豹等动物的主要食物来源。

  南极磷虾生物资源与环境调查一直备受南极研究者关注。据随队专家介绍,他们的主要研究对象包括南极磷虾及共附生微生物,研究内容涉及生物量评估、时空分布与海洋环境、生活史、摄食、功能基因和活性物质挖掘等。通过多年的持续观测,科研人员分析了南极磷虾生物量变化、时空分布变化与海洋环境的相关性,通过基础生物学研究,解读南极磷虾生长发育特征、生态适应机制,从食物链的角度分析南极磷虾对南大洋生态系统的影响。

  全球范围内南极磷虾渔业始于20世纪60年代,历史最高年产量达到52.8万吨,近年来参与南极磷虾商业开发的国家逐渐增多,而如何科学地制定南极磷虾资源养护政策、避免人类活动对南极生态系统造成负面影响,需要更多关于南极磷虾准确生物量及其生态适应机制等研究作为支撑。(来源:新华社)

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