给北冰洋海水“体检”

　　“打水了!”随着“雪龙”号实验员丁伟康在楼道里的一声提醒，舯部实验室瞬间热闹起来。中国第16次北冰洋考察队“雪龙”号海洋调查队队员从各个工位快步奔向温盐深仪(CTD)采样间。

　　CTD周围装着24个采水瓶，每瓶可装10升海水。CTD采水是常规的海洋调查作业，被认为是给海洋“体检”。

　　队员郑芯瑜将自己比作CTD作业中的中间变量。水样分配是她的一项核心工作。

　　“采集不同层位的水对应不同的研究目标。不同人对不同水层水样的需求量并不相同，每次CTD作业前，我需要逐一沟通协调每个人的取水需求，再进行统筹安排。”郑芯瑜说。如今她已十分熟悉CTD采水全套操作，但溶解氧极小值、叶绿素极大值并不总处于经验区间，采水瓶序号分配需要随实际深度动态调整。每次现场作业前，她会初步拟定水样需求与采样顺序表格;作业结束后，再梳理出每个人对应水层的水样分配明细。

　　抽水化验借助的是一台温盐深仪。CTD作业期间，队员石超英被“借”来操控控制间电脑，在抵达预设深度时遥控采水瓶采水。

　　为了防控污染，正式作业前，队员们要戴着口罩与手套，给口径仅几厘米的瓶口贴薄如蝉翼、孔径很小的过滤膜。这是一项极其需要耐心和细心的工作。过滤膜必须严丝合缝贴合滤器，稍有偏移就会漏水，造成样品污染，直接影响整组实验数据。

　　取回水样后，最紧迫的工作就是过滤。为尽量保持样品原始状态，过滤工作原则不能过夜。海水被倒入过滤器后，水分流走，微生物等会被截留在小小的滤膜。这也是滤水得到的最珍贵成果。他们将滤膜用锡纸包好，带回陆地实验室开展分析。

　　目前人类认知的微生物大概只占总量的2%，北极地区的微生物相关研究更是偏少。队员张欣然关注的是海洋微生物。

　　常规微生物研究，需要依靠基因片段来判断水体的微生物群落组成。基因片段序列越长，物种鉴定越准确，但成本也更高。为控制成本，一般会采用短基因片段的方式，缺点是不容易检测到丰度低、数量少的微生物。

　　“想要得到更精细、更完整的微生物群落信息，需要过滤大量水样。”张欣然说，正因如此，她在有些站位的滤水量多达320升，好几次都是熬着通宵滤水，任务结束后刚好赶上食堂的早餐。

　　本航次最北端的CTD站位位于北纬86°附近，这也是我国首次在这个区域采样。张欣然没想到，这片高纬度海域并不荒芜，即便水下3000米的深海，依旧生存着大量微生物。“极地没有我们想象中那么贫瘠，相反，深海中存在一套十分活跃的微生物体系。”张欣然感慨道。

　　队员宁文凤和团队开展的是碳-氮循环研究。

　　随着全球气候变暖，北冰洋的海冰正在加速消融。与此同时，随着大量淡水输入，该海域的海洋生物地球化学循环也在持续改变和重塑。宁文凤说，目前科学界对高纬度北冰洋碳-氮耦合动力学的认知仍然十分有限。现有全球碳循环模型也普遍缺乏高纬度氮动力学的关键参数化数据。

　　过滤水样时，滤膜上留存的带颜色颗粒物常常让宁文凤惊喜，也勾起她一连串发问：这些物质从何而来?属于易降解还是难降解组分?与同化吸收、硝化与反硝化过程的联系是什么?

　　“我们希望通过研究，为预测北极生态系统对气候变化的响应提供科学依据，并进一步完善和优化全球碳循环模型。”宁文凤说。

　　队员纪云开的研究则聚焦气候变暖下北冰洋水合物分解引起的甲烷排放加剧问题。

　　北冰洋升温速度超过了全球平均速度。升温的不仅有大气，还有海水。海水升温造成海底冻土水合物分解，其中的甲烷渗漏释放后进入海水，可能改变海水中微生物群落与功能，进而影响北冰洋生态系统。

　　“团队基于水样采集与数据监测，揭示研究区甲烷源汇过程中微生物调控机制，服务北极气候变化与生态系统等前沿科学问题研究。”纪云开说。

　　郑芯瑜和队员赵慧茹的研究属于海洋生态方向，主要测定海水中的营养盐、叶绿素。

　　叶绿素是浮游植物、蓝细菌和大型藻类进行光合作用的色素。浮游植物、蓝细菌和大型藻类又是海洋初级生产者，相当于陆地上的草，是整个海洋食物链最底层生物的食物来源。

　　“叶绿素浓度数值越高，代表水体浮游植物、蓝细菌和大型藻类生物量越高，海洋初级生产越强。”在郑芯瑜看来，在全球气候变化、海冰消融的条件之下，区分造成藻类变化的驱动因素，意义重大。(记者 陈瑜)