中国青年报 | 南极罗斯海科考 揭开秋季生态神秘面纱

零下20摄氏度至零下28摄氏度的秋季极寒环境、连续20天观测作业、带回6000余份化学和生物样本……日前，中国第41次南极考察罗斯海联合航次完成科考任务后满载而归。作为国际上首次以南极边缘海秋季生态系统为研究对象的跨国联合科考行动，此次行动不仅填补了相关领域长期以来的研究空白，也为后续极地大洋国际合作研究积累了宝贵的经验。

罗斯海一直是各国在南极开展研究的“必争之地”，能到此处收集稀缺的秋冬季样本，更是世界各国海洋科学家一直以来的心愿。此次航程由上海交通大学（以下简称“上海交大”）海洋学院和中国极地研究中心发起，精选了中国、美国、英国等9个国家约50名科考人员，其中超三成是中国科学家，来自上海交大海洋学院的10名师生深度参与了航次策划、论证、筹备、组织、执行等工作。

南极的秋季有何不同

上海交大海洋学院院长周朦是一位经验丰富的“老南极”，已去过14次南极、10次北极。周朦回忆，自己第一次去南极参加科考是在1992年，“那时我们都开玩笑说就是去了解一下，还没进入核心区域就要返回了。”那时薄弱的科考条件他至今记忆犹新，如今一切都在变好，“为什么不组织一次南极秋冬季科考呢？”这个念头，如同种子一般，在周朦的脑海中不断生根发芽。

为什么选择罗斯海？它不仅是驱动全球海洋环流与气候的关键动力引擎，孕育着影响深远的南极底层水，更是南大洋生物资源最丰饶的区域之一。独特的高生产力与深层海水活动，使罗斯海成为深海碳储存的重要场所。因此，围绕罗斯海展开的研究，对于研究全球气候变暖和海洋生态系统生物多样性等方面都具有重要的战略意义。

但长久以来，受极寒气候与复杂海况的双重制约，夏季以外的南极科考被视作“不可能完成的任务”。因此，南极秋季观测数据极度匮乏。然而，为什么要在秋季收集南极的数据呢？

以浮游生物的观测为例，浮游生物被认为是一种“初级生产力”，它们是南极生态系统运转的基石，而光又是限制初级生产力的重要环境因子。南极春夏季光照条件好，初级生产力高；秋季漫长且极暗无光，这时的南极生态系统难道就“停摆”了吗？

上海交大海洋学院副教授冯媛媛主攻生物海洋学方向，在此次任务中主要就南极浮游生物数量和分布特征展开调查。她介绍，实际的调查结果显示，秋冬季的南极暗藏着一个活跃的暗生态系统。冯媛媛和团队要研究的是，驱动海洋生物圈的有机质和能量从何而来？南极的生态系统要承受多大压力？这些重要问题，只有在秋季进入南极才能找到答案。

“极地”二字到底分量几何

通过这次科考行动，博士生隋维康第一次真正体会到“极地”二字的分量，“科学不仅是实验室里的公式和图表，更是风雪中一锹一锹挖出来的、靠双手和意志完成的探索”。那些曾经在课堂上学到的知识，在南极变成了一项项紧迫而真实的任务。

南极的罗斯海，是地球上最后一块保存完整的海洋生态区域，几乎没有受过人类的破坏和污染，有超过1万个海洋物种在这里栖息，是研究生命演化和环境变化的净土。

到南极后，冯媛媛在各个站位采集并测定了标准水层的分粒级叶绿素的浓度，采集了浮游植物水样和垂直拖网样品。她发现秋季混合层中的浮游植物生物量，较夏季水体下降很多，而罗斯海夏季优势种群之一的南极棕囊藻，到了秋季已基本不见踪影，更多的是濒于生长衰退期的硅藻类群。

上海交大海洋学院研究员张瑞峰在实验室中搭建了一个装有空气过滤器的帐篷，打造出一个洁净的环境来获得更准确的数据。他关注的是海水中痕量元素的生物地球化学循环，尤其是铁在南大洋的分布情况，“如果能搞清楚这一问题，就能更准确地了解南极浮游植物的生长潜力，以及整个生态系统的食物来源支撑力，这对于研究南极生态系统的平衡和稳定具有重要意义”。

周朦说，这次“一枪打了三个靶子”，团队通过一次科考，把罗斯海的深对流、生物生存机制和碳埋藏过程研究了一遍，涉及物理、生态和生物地球化学等学科。

“我们原计划考察18个站次，但实际上我们完成了24个。”中国极地研究中心研究员、上海交大海洋学院双聘教师何剑锋介绍，本航次推动了极端环境调查观测装备的试验与应用，更为后续极地大洋国际合作研究积累了宝贵的经验。

冰面上组成“罗斯海大学”

发起南极的秋冬季航次，意味着要面对极端低温、大风和海冰密集度高的巨大挑战，巨额经费支出、船只设备的保障能力和科考团队的选拔都是摆在面前的难题。

2021年，上海交大与中国极地研究中心签署合作共建协议，充分论证上述科学问题的研究价值后，正式推动航次破冰前行。

项目立项了，队伍怎么建？周朦称，上海交大向世界各国的海洋科学家广发“英雄帖”，针对国内尚不具备能力的研究空白，也特意邀请了相关领域的国外科学家。在判断报名资格时，会着重考察报名者的专业背景、科研积累和回答核心科学问题的能力。

经过两年多的筹备，一支覆盖海洋生态、物理海洋、生物地球化学等领域的全学科团队组建了起来。成员中既有深耕罗斯海研究10余年的资深学者，也有首次踏足极地的青年科研人员。

值得一提的是，这支强大的队伍中大多数人都有着丰富的航次经验。上海交大海洋学院教授沃克·史密斯已经去过南极40次。

何剑锋还清晰地记得，科考船抵达罗斯海时，一半以上区域已经被厚厚的海冰覆盖。等作业结束准备返航时，整个区域已经布满了海冰。

在如此大范围海冰覆盖下进行南极科考作业，在国内尚属第一次，每一步都充满了未知与挑战。

上海交大海洋学院教授张召儒和团队承担了海洋温盐深剖面仪的观测任务，她清楚地记得当时的紧张，“我们准备回收样本时发现，所有采水器都没有关上，以为是设置错误，后来才发现是设备受冻，过了好一会儿才恢复正常”。何剑锋表示，类似的情况普遍存在于科考任务中，但重重阻碍并没有难倒大家。科研人员们利用暖风机对仪器持续加热，用挡板遮蔽仪器抵御寒风；采水器回收后，用月池的暖风管、自己寝室的电吹风，一起加热采水器，等等。

实际上，科学家们每人每天针对自己课题的研究时间也就只有几个小时，更多的时间需要队员互相帮助。伴随着凌晨时分神秘绚烂的极光、时而从海面一跃而起的鲸鱼、冰面上行走的上千只企鹅，来自不同国家的科考队员组成了“南极罗斯海联合大学”，大家分享研究发现，文化交融、火花碰撞，为研究激发出更多的可能性和创新性。

来源 | 中国青年报 记者：王烨捷 实习生：何奕辰

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