小浮游立大功 历时最久全球海洋调查 从浮游生物记录窥探海洋健康 -浮游生物有多大?

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环保信息中心综合外电；姜唯编译；林大利审校

卫报采访英国海洋生物学会（Marine Biological Association）的连续浮游生物记录（Continuous Plankton Recorder, CPR) 团队使用连续浮游生物记录器搜集海洋资料。

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CPR长1公尺，形状像鱼雷，看起来并不起眼，却是地球上历时最长的全球海洋调查不可或缺的工具。

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每个海洋生态系统都依赖浮游生物作为其基本食物来源，矽藻是最常见的浮游藻类类型之一。照片来源：维基百科

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CPR调查始于1931年 是同类型研究中历时最长的海洋科学计画

连续浮游生物记录团队将CPR装在亮黄色盒子中，派送给自愿参加调查任务的各种商船，不管是渡轮或货运船。船舶离开港口后，船员便用钢丝将CPR设备固定于船尾后扔往舷外，就能开始搜集资料。

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每个海洋生态系统都依赖浮游生物作为其基本食物来源，而且我们呼吸的氧气有一半是浮游生物释出的。他们可能是地球上最重要的生物，对地球上所​​有生命来说，他们是必要的存在。

CPR调查是同类研究中历时最长的海洋科学计画，始于1931年。当时科学家Alister Hardy爵士调查北海浮游生物对鲱鱼的影响。今年6月，CPR调查的总距离将达到700万海哩，相当于绕地球320圈。

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自89年前从英国赫尔前往德国的第一趟航程至今，CPR调查设备几乎没有改变。目前为止分析样本数已经来到25万件，样本的地理分布非常广泛。这巨大的采样范围使科学家们可以跨越时间和空间看见海洋的健康状态，更清楚了解海洋环境的变化。

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今年6月，CPR调查的总距离将达到700万海哩，相当于绕地球320圈。照片来源：CPR Survey脸书

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CPR调查成员格雷戈里（Lance Gregory）说，这是世界上历史最悠久的公民科学计画之一。虽然调查主持单位是拥有全球最大浮游生物学图书馆的海洋生物协会，但调查能够执行，皆仰赖商船同意带着记录器出航到世界各地。

另一位CPR调查成员威尔森（Dave Wilson）说：“我们有许多的志愿者，从起重机操作员到船舶代理人和码头管理员，还有拖回我们设备的水手长和船长都是。”

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CPR调查已储存超过2亿种物种的纪录 任何人都能免费取得资料

新冠肺炎（COVID-19）让这项研究面临90年来最大威胁，比第二次世界大战还要严重。因为在旅行限制之下，CPR要往返港口变得非常困难。

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但是，尽管新冠肺炎影响了许多生物学研究，CPR调查还是能够在重要的运输路线上继续进行，因为志愿船员不需要具备特殊的科学知识。CPR设计强韧、不易坏且技术含量低，由随着拖曳的动力旋转的小型螺旋桨驱动，维护成本低。

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执行任务时，海水从CPR前面的小孔进入，每拖曳10海哩，它就会过滤3立方公尺的水。在CPR内部，海水带进的浮游生物随着过滤用的丝布往内卷进入留存盒中，由其中的甲醛保存。经过数十年的实验和测试，这些记录器一次最多可以拖曳500海哩，丝布每卷10公分代表10海哩的样本。

CPR调查负责人强斯（David Johns）说：“我们已经获得了超过2亿种物种的生物学纪录。所有人，不管是学生还是资深科学家，不管是什么用途，都可以免费从网路上使用这个资源。”

根据定义，浮游生物是在海洋中漂流而无法逆流游泳的生物。由于它们非常依赖海洋的规律，因此研究它们不仅可以深入了解海洋的健康状况，也能得知地球的健康状况。研究持续的时间越长，预测未来趋势的价值就越大。尤其现在气候危机当头，预测能力是前所未有地珍贵。

CPR设计强韧、不易坏且技术含量低，由随着拖曳的动力旋转的小型螺旋桨驱动，维护成本低。

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CPR研究科学家之一奥斯特（Clare Ostle）博士分析了800多种不同类型的浮游生物，包括浮游植物（行光合作用产生氧气）和浮游动物，包括幼鱼和水母。

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她说：“春季浮游生物开始蓬勃生长，是收集样本的关键时期。很多人依赖这些资料做研究，因为自己的监测活动在新冠肺炎期间无法继续进行。这对我们来说意义重大。”

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除了塑料污染的纪录 浮游生物研究还提供疾病传播、海洋健康的资讯

调查的范围随着时间逐渐变化。自2017年以来，由于北极地区的冰融化，新增加西北水道。同时随着研究问题的变化和新技术的出现，可以从旧样本中收集新资料。奥斯特说：“例如，有人来找我们想回溯塑料污染资料。CPR第一次捞到完整的塑料袋是在1965年。那以后的研究显示，越来越多的塑料渔具残骸被记录设备捕到。”

奥斯特曾与普利茅斯大学汤普森（Richard Thompson）教授合作，确认自80年代起，公海中的塑料大量增加。2004年这项开创性的研究中，汤普森创造了“微塑料（microplastics）”一词，形容小于5公厘（mm）的塑料碎片。现在微塑料已经无处不在了，学界甚至还发现浮游生物会吃它们。

浮游生物研究还提供疾病传播方面的重要见解。在加拿大西海岸，食用被污染的鱼卵的人感染霍乱后，科学家利用浮游生物调查绘制出霍乱弧菌的传播图，发现该霍乱弧菌会附着在某些浮游生物的表面，像是鱼卵。

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然而，现在浮游生物能带给我们最重要的知识就是气候危机如何影响海洋。浮游生物的分布变化可用来测量海水温度的上升。从30多年来的样本，奥斯特发现冷水域的浮游生物繁殖区域明显缩小了，暖水域的浮游生物则纷纷朝着两极移动。

“这对鱼类和海鸟族群以及许多其他以浮游生物为食的海洋动物都有重大影响。浮游生物还吸收碳排放，是我们必须保护的巨大天然碳汇。”奥斯特说。

参考资料

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卫报（2020年6月19日），Tiny plankton tell the oceans story – this vast marine mission has been listening