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浩瀚海洋中 ， 体量仅微米级的浮游植物 ， 是比“沧海一粟”更小的存在 。 浮游植物扮演着怎样的角色？从其组成的细微变化中 ， 又如何窥探海洋变化？
厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室首席科学家黄邦钦 ， 从浮游植物入手 ， 在我国近海开展了百余航次现场研究 ， 建成了配套参数齐全的浮游植物实测数据集 。
“大鱼吃小鱼 ， 小鱼吃虾米 ， 虾米吃浮游植物 。 ”谈起自己研究的对象 ， 今年56岁的黄邦钦打开了话匣子 ， “海洋浮游植物是一类单细胞的光合自养生物 ， 是海洋的初级生产者 ， 也是海洋生态系统的基础 。 ”
这位厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室首席科学家、国家杰出青年科学基金获得者 ， 用30多年时间在我国近海开展了150航次的现场研究 ， 建成了配套参数齐全的浮游植物群落生态学实测数据集 。
窥探海洋里的“大千世界”
1988年 ， 黄邦钦从厦门大学生物系毕业 ， 硕士毕业论文即以海洋硅藻为研究对象 。 彼时 ， 厦门大学海洋生物地球化学研究组刚成立 ， 急需生物专业人才 ， 加入该研究组的黄邦钦由此开始了海洋生态学与全球变化研究 。
浮游植物处在海洋经典食物链的底层 。 黄邦钦说 ， 作为海洋蛋白质的基础提供者 ， 浮游植物通过能量和物质传递供给食物链上游 ， 也影响着食物链上游的生物资源 ， “比如海洋渔业资源 ， 如何确定合理捕捞量 ， 就离不开对浮游植物初级生产的研究” 。
“不同海域 ， 浮游植物的多样性不同 ， 为什么会有差别、哪些环境因子会造成影响都是我们关注的对象 。 ”黄邦钦说 。
探秘近海海洋储碳过程
近年来 ， 黄邦钦的研究重点是海洋生物泵 。 在海洋中 ， 浮游植物可以通过光合作用固碳、储碳 ， 从而降低大气中的二氧化碳浓度 ， 调节全球气候 。 有光层海水里的浮游植物 ， 通过光合作用固碳 ， 将溶解在海水里的二氧化碳转化为固体的有机碳 ， 其中一小部分在海水中沉降 ， 深埋于深层海水中 ， 学界将这个过程称为“海洋生物泵” 。
海洋生物泵的效率其实不高 ， 但是其过程十分复杂 。 大量浮游植物经食物链传递和呼吸分解作用 ， 将碳“送”回大气 ， 只有不到10%的碳能通过沉降深埋 。 即便如此 ， 因为海洋体量庞大 ， 海洋吸收的二氧化碳也占到了人类排放总量的近30% 。 不难想象 ， 如果没有海洋 ， 大气里的二氧化碳浓度会大幅增加 。
能否通过深入系统的研究 ， 探讨增加海洋碳汇潜力的可能性 ， 为未来地球环境工程可能性提供依据？这正是黄邦钦近年来研究海洋生物泵的愿景所在 。 2016年以来 ， 他作为国家重点研发计划项目的首席科学家 ， 领导一项针对海洋生态系统储碳的研究 ， 其目标就是揭示近海海洋储碳的过程及其影响因子 。
“浮游植物的种类和海水性质等因素都会影响到海洋固碳、储碳的速率、效率和过程 。 ”黄邦钦说 ， 靠近大陆的近海 ， 因营养丰富 ， 浮游植物更为“茂盛” ， 其面积虽然不到海洋面积的10% ， 固碳能力却高达28% ， 碳汇潜力较高 。
数十年积累 ， 建成实测数据集
一台购于1997年的老式显微镜摆放在黄邦钦的实验室里 。 这台显微镜体积小 ， 便于携带 ， 他每次出海观测都喜欢带 。 海水腐蚀留下的斑点遍布显微镜镜身 ， 斑点里都有他出海的记忆 。
1987年12月 ， 还在读硕士研究生的黄邦钦第一次出海参与一线观测研究 ， 就真切体会到了出海观测的艰辛 。 大风大浪中颠簸 ， 晕船的难受感从未停止过……“第一次出海就被来了个‘下马威’ 。 ”他笑言 。
但他依然渴望出海 ， 珍惜每一次一线观测的机会 。 一个出海航次历时少则两周、多则一个多月 ， 为节约出海时间和科考船费用 ， 黄邦钦每天很少休息 。 “船到达指定采样地点 ， 不论是白天还是黑夜 ， 都要立马投入工作 。 ”黄邦钦说 ， 要获得连续的昼夜变化数据 ， 需要开展连续多日采样 ， 他曾一次连续工作72小时 ， 只为尽量多地获取观测样本和数据 。
2000年11月 ， 黄邦钦和同事们曾在海上与台风正面相遇 ， 最大浪高达11米 ， 科考船摇摆幅度曾达40度 。 黄邦钦抓着扶手在床上颠了20多个小时 ， “那时候只能躺着 ， 根本无法站立 ， 现在想来都后怕 。 ”
黄邦钦出海观测的轨迹被浓缩在一张实验海域图上 ， 每一个原点代表着他们做过实验的观测点 。
150航次的现场研究 ， 约2万个浮游植物样本、70万条数据 ， 数十年的坚持换来了如今让他引以为豪的成果——建成了配套参数齐全的浮游植物群落生态学实测数据集 。 同一海区的观测数据 ， 最长时间跨度已有20年 。
【生物|“一粟”之中读沧海（自然之子）】这套数据集也是他眼下研究海洋生态系统长期变化和海洋生物泵的“宝贝” 。 不过在他看来 ， 距离真正读懂海洋生态系统和海洋生物泵的路途依然漫长 ， “海洋太复杂 ， 还有很多奥秘需要我们去探索 。 ”
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