现代人类活动对全球环境和气候变化产生了重要影响。就痕量金属而言，它是生命必需的营养盐，同时也可以是致命的有毒物质，对海洋生态系统和碳、氮循环具有至关重要的意义。一些痕量金属是重要的营养盐，包括Fe、Mn、Co、Cu、Zn等；相反，有些痕量金属在高浓度时是具有毒性的，包括Hg、Pb、Cu等。

“嘉庚”号是近年来国内出现的第一艘洁净科考船，为海洋痕量元素及其同位素（TEIs）研究提供了重要保障。GEOTRACES-CHINA西太平洋航次是GEOTRACES国际海洋调查计划在中国的首个科考航次，旨在了解西太平洋痕量元素及其同位素分布和生物地球化学循环。除了海水TEIs和颗粒TEIs研究之外，本航次另一个重要特色是大体积生物培养实验以了解寡营养海区生物生产力和痕量金属元素之间的关系。

大体积培养组讨论采样和实验安排（钱娜 摄）

大体积培养小组在准备培养瓶和培养箱（叶利萍 摄）

来自美国缅因大学的Mark Wells教授为生物生产力和培养研究小组取了一个形象的名字：大体积培养组（large volume incubation group），这是本航次“嘉庚”号上最多元化的一个研究团队，包括了我国自然资源部第二海洋研究所副研究员郝锵和朱元励、天津科技大学冯媛媛副教授、加拿大西安大略大学Charles Trick教授和上海交通大学张瑞峰副教授。据冯媛媛老师介绍，他们的工作主要是通过Fe和P添加试验，来探究西太平洋这一海洋荒漠区Fe和P对浮游植物固氮和固碳的限制作用。值得一提的是，张瑞峰副教授不仅参与“洁净”CTD海水采集和过滤，也是大体积培养小组的重要成员，他对气溶胶、上升流与海水TEIs之间的关系十分感兴趣。

大体积培养组，顾名思义，需要获取大体积海水样品进行生物培养，0-200m是海洋浮游生物进行光合作用的主要场所，因此，对这一深度范围内进行浮游生物拖网、PAR数据采集、大体积培养实验是他们的主要研究内容。PAR（Photosynthetically active radiation）指的是光合有效辐射（400-700nm波段）。据朱元励博士介绍，本航次使用的PAR传感器的型号是Satlantic公司的HyperOCR高分辨率辐射传感器，可以记录波长348.2-806.5 nm，波长间隔3.5nm的高分辨率辐射数据。在后甲板布放到约200m深，获取水柱的光谱数据（下图），分析水下光场特征，并可以和其他指标，如叶绿素浓度等结合，综合分析在不同深度的浮游植物光谱吸收特点、初级生产力等科学问题。

大体积培养组合照，拍摄于K8站位（本航次最东部~155°E）（沈展提供）

来自厦门大学的戴民汉院士、高树基、史大林和黄邦钦教授课题组以及德国GEOMAR的Eric Achterberg教授课题组成员，包括博士后Thomas Browning、工程师徐飞鹏与林文芳、博士生刘婧、吴思琪与温作柱等人，也是本航次生物培养组的重要组成部分。厦门大学博士生温作柱说，这是他们研究组第一次到西太平洋进行采样和研究，之前他也参加过很多航次，但这次GEOTRACES-CHINA航次获取的宝贵海水和颗粒物TEIs数据，将为其培养实验提供重要的依据和参考。

大体积生物培养和Fe、P添加等实验有助于更好地认识寡营养海区生态系统动力学和痕量元素之间的关系。“嘉庚”号在本航次上首次进行海洋生态学和痕量元素海洋化学之间的同步现场调查，相信对海洋生物地球化学研究、气候和环境变化研究、GEOTRACES国际计划推进都具有重要意义。

文：钱娜

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