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浩瀚海洋中，體量僅微米級(jí)的浮游植物，是比“滄海一粟”更小的存在。浮游植物扮演著怎樣的角色？從其組成的細(xì)微變化中，又如何窺探海洋變化？

廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家黃邦欽，從浮游植物入手，在我國近海開展了百余航次現(xiàn)場研究，建成了配套參數(shù)齊全的浮游植物實(shí)測數(shù)據(jù)集。

“大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃浮游植物。”談起自己研究的對(duì)象，今年56歲的黃邦欽打開了話匣子，“海洋浮游植物是一類單細(xì)胞的光合自養(yǎng)生物，是海洋的初級(jí)生產(chǎn)者，也是海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。”

這位廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，用30多年時(shí)間在我國近海開展了150航次的現(xiàn)場研究，建成了配套參數(shù)齊全的浮游植物群落生態(tài)學(xué)實(shí)測數(shù)據(jù)集。

窺探海洋里的“大千世界”

1988年，黃邦欽從廈門大學(xué)生物系畢業(yè)，碩士畢業(yè)論文即以海洋硅藻為研究對(duì)象。彼時(shí)，廈門大學(xué)海洋生物地球化學(xué)研究組剛成立，急需生物專業(yè)人才，加入該研究組的黃邦欽由此開始了海洋生態(tài)學(xué)與全球變化研究。

浮游植物處在海洋經(jīng)典食物鏈的底層。黃邦欽說，作為海洋蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)提供者，浮游植物通過能量和物質(zhì)傳遞供給食物鏈上游，也影響著食物鏈上游的生物資源，“比如海洋漁業(yè)資源，如何確定合理捕撈量，就離不開對(duì)浮游植物初級(jí)生產(chǎn)的研究”。

“不同海域，浮游植物的多樣性不同，為什么會(huì)有差別、哪些環(huán)境因子會(huì)造成影響都是我們關(guān)注的對(duì)象。”黃邦欽說。

探秘近海海洋儲(chǔ)碳過程

近年來，黃邦欽的研究重點(diǎn)是海洋生物泵。在海洋中，浮游植物可以通過光合作用固碳、儲(chǔ)碳，從而降低大氣中的二氧化碳濃度，調(diào)節(jié)全球氣候。有光層海水里的浮游植物，通過光合作用固碳，將溶解在海水里的二氧化碳轉(zhuǎn)化為固體的有機(jī)碳，其中一小部分在海水中沉降，深埋于深層海水中，學(xué)界將這個(gè)過程稱為“海洋生物泵”。

海洋生物泵的效率其實(shí)不高，但是其過程十分復(fù)雜。大量浮游植物經(jīng)食物鏈傳遞和呼吸分解作用，將碳“送”回大氣，只有不到10%的碳能通過沉降深埋。即便如此，因?yàn)楹Ｑ篌w量龐大，海洋吸收的二氧化碳也占到了人類排放總量的近30%。不難想象，如果沒有海洋，大氣里的二氧化碳濃度會(huì)大幅增加。

能否通過深入系統(tǒng)的研究，探討增加海洋碳匯潛力的可能性，為未來地球環(huán)境工程可能性提供依據(jù)？這正是黃邦欽近年來研究海洋生物泵的愿景所在。2016年以來，他作為國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的首席科學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)針對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)碳的研究，其目標(biāo)就是揭示近海海洋儲(chǔ)碳的過程及其影響因子。

“浮游植物的種類和海水性質(zhì)等因素都會(huì)影響到海洋固碳、儲(chǔ)碳的速率、效率和過程。”黃邦欽說，靠近大陸的近海，因營養(yǎng)豐富，浮游植物更為“茂盛”，其面積雖然不到海洋面積的10%，固碳能力卻高達(dá)28%，碳匯潛力較高。

數(shù)十年積累，建成實(shí)測數(shù)據(jù)集

一臺(tái)購于1997年的老式顯微鏡擺放在黃邦欽的實(shí)驗(yàn)室里。這臺(tái)顯微鏡體積小，便于攜帶，他每次出海觀測都喜歡帶。海水腐蝕留下的斑點(diǎn)遍布顯微鏡鏡身，斑點(diǎn)里都有他出海的記憶。

1987年12月，還在讀碩士研究生的黃邦欽第一次出海參與一線觀測研究，就真切體會(huì)到了出海觀測的艱辛。大風(fēng)大浪中顛簸，暈船的難受感從未停止過……“第一次出海就被來了個(gè)‘下馬威’。”他笑言。

但他依然渴望出海，珍惜每一次一線觀測的機(jī)會(huì)。一個(gè)出海航次歷時(shí)少則兩周、多則一個(gè)多月，為節(jié)約出海時(shí)間和科考船費(fèi)用，黃邦欽每天很少休息。“船到達(dá)指定采樣地點(diǎn)，不論是白天還是黑夜，都要立馬投入工作。”黃邦欽說，要獲得連續(xù)的晝夜變化數(shù)據(jù)，需要開展連續(xù)多日采樣，他曾一次連續(xù)工作72小時(shí)，只為盡量多地獲取觀測樣本和數(shù)據(jù)。

2000年11月，黃邦欽和同事們?cè)诤Ｉ吓c臺(tái)風(fēng)正面相遇，最大浪高達(dá)11米，科考船搖擺幅度曾達(dá)40度。黃邦欽抓著扶手在床上顛了20多個(gè)小時(shí)，“那時(shí)候只能躺著，根本無法站立，現(xiàn)在想來都后怕。”

黃邦欽出海觀測的軌跡被濃縮在一張實(shí)驗(yàn)海域圖上，每一個(gè)原點(diǎn)代表著他們做過實(shí)驗(yàn)的觀測點(diǎn)。

150航次的現(xiàn)場研究，約2萬個(gè)浮游植物樣本、70萬條數(shù)據(jù)，數(shù)十年的堅(jiān)持換來了如今讓他引以為豪的成果——建成了配套參數(shù)齊全的浮游植物群落生態(tài)學(xué)實(shí)測數(shù)據(jù)集。同一海區(qū)的觀測數(shù)據(jù)，最長時(shí)間跨度已有20年。

這套數(shù)據(jù)集也是他眼下研究海洋生態(tài)系統(tǒng)長期變化和海洋生物泵的“寶貝”。不過在他看來，距離真正讀懂海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物泵的路途依然漫長，“海洋太復(fù)雜，還有很多奧秘需要我們?nèi)ヌ剿鳌！?/p>

[責(zé)任編輯：楊凡、崔中連]

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