考察队队员正在获取磷虾样品
1月29日下午,中国第40次南极考察南极半岛邻近海域大洋调查,最后一个站点的磷虾拖网被收回“雪龙”号艉甲板。考察队员赵云霞解开拖网末端绑扎的绳索,将网中的磷虾倒入盛有海水的取样桶中——收获颇丰,这次获得的样品数量目测在1000尾以上。
将样品带回实验室后,赵云霞和同样来自中国水产科学研究院黄海水产研究所的队友王新良,抓紧时间分类处理磷虾样品。他们主要负责此次南极重点海域的磷虾调查工作。
在灯光下,磷虾的身体几乎透明,身上有淡红色的斑点,煞是好看。“南极磷虾和虾长得很像,其实不是虾。它们眼柄基部、头部、胸的两侧及腹部下面都长有生物萤光器官,在外界的刺激下,可以像萤火虫一样发出类似磷光的光亮,所以被称为磷虾。”赵云霞介绍,南极磷虾是南极地区的“关键物种”,它们以浮游植物为食,是企鹅、海豹、鲸鱼等动物的主要食物来源,是食物链中不可缺少的一个环节。开展磷虾调查,对更好地认识和保护南极生态系统具有重要意义。
南极磷虾
“我们开展磷虾调查主要通过两种方式,一种是声学方式,一种是拖网取样方式。”王新良介绍,安装在“雪龙”号船底的科学探鱼仪,主动向海水中发射声波,遇到磷虾、鱼类等海洋生物会反射回来,通过接收和分析反射波变化,判断生物群大小、密度等信息。声波信号能够覆盖磷虾生存的主要水层,调查磷虾的水平分布(分布在哪个区域)和垂直分布(分布在哪个水层)。声学调查可以连续不间断地开展,船航行到哪里就能调查到哪里。
1月23日,“雪龙”号大洋作业开展的第一项工作就是校准科学探鱼仪,这也是每个考察航次必做的一项重要工作。探鱼仪可能由于船舶的震动而出现位置的偏转,设备也可能出现老化等现象,这些都可能导致声学信号的反馈信息出现偏差。在校准探鱼仪时,通过将标准物——钨钢球放入水中反复探测,检测探鱼仪主要参数的变化,从而在后期处理数据时调整相关参数,获取更加真实可靠的调查成果。
但声学调查的方法也有其局限性,只能获取大概的种群分布信息。好比人口普查,不能只知道人口的大体分布情况和数量规模,而不调查人口具体数量、男女老少等信息。通过拖网取样,正是为了摸清磷虾的个体大小以及性别、年龄构成等。
在实验室里,王新良一只一只地测量磷虾的体长,初步判断磷虾的性别和成熟度等,并记录在“生物学测量记录表”上。他一共要测量200尾,这项工作繁琐而耗时。“磷虾样品通过冷冻或其他方法保存,体长都会发生变化。因此,我们要第一时间测量,掌握这一海域磷虾体长和分布。通过这些生物学信息,结合探鱼仪的数据,我们就可以得知磷虾的大概数量。”王新良说。
考察队队员正在测量磷虾体长
肉眼观测能获得的信息毕竟有限,并且调查作业安排紧凑,来不及做更细致的分析。于是,考察队员将样品科学保存,带回国内在实验室里做进一步分析,获得详细的生物学信息和种群结构信息等。按照不同分析对样品保存方式的不同要求,赵云霞对磷虾样品分类处理。有的是单只放入试管保存,有的是多只混合保存,有的要解剖头和肠道,有的装入无菌厌氧袋在4摄氏度的环境中保存,有的加入海水零下80摄氏度冻存,还有的添加甲醛常温保存……一次拖网获得的磷虾样品,他们平均要处理六七个小时。
“每立方米的海水中,最多可容纳高达30000只南极磷虾。其蕴藏总量约为5亿~10亿吨,是全球生物量最大的单一物种,富含磷脂型高不饱和脂肪酸、虾青素、低温酶等活性物质。世界卫生组织的综合营养价值评定结果显示,磷虾的蛋白质质量优于对虾、牛乳和牛肉等食物。”王新良介绍说,全球气候变化和海洋污染导致的海水升温和海洋酸化等,有可能对磷虾的生理功能、繁殖能力和栖息地造成影响。如果南极“关键物种”磷虾的种群数量和分布发生变化,将对整个南极生态系统产生重大影响。“通过开展磷虾调查,摸清全球气候变化对磷虾种群稳定性的影响,有助于我们更好地认识南极、保护南极、利用南极。”王新良说。