地球科学进展, 2019, 34(12): 1221-1221 DOI: 10.11867/j.issn.1001-8166.2019.12.1221

深水珊瑚研究进展

最后在此专栏付梓之际,对于所有作者、审稿专家和相关研究人员对本专栏所付出的辛勤劳动,尤其是对于使南海深水珊瑚林的发现成为可能的中国科学院深海科学与工程研究所和“深海勇士号”群体,在此表示衷心的感谢!

党皓文, 汪品先

Online: 2020-01-17

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党皓文, 汪品先. 最后在此专栏付梓之际,对于所有作者、审稿专家和相关研究人员对本专栏所付出的辛勤劳动,尤其是对于使南海深水珊瑚林的发现成为可能的中国科学院深海科学与工程研究所和“深海勇士号”群体,在此表示衷心的感谢!. 地球科学进展[J], 2019, 34(12): 1221-1221 DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2019.12.1221

“深水珊瑚研究进展”专题序言

长久以来,深海海底的生物群落和环境变化是人类认知不明的“科学盲区”。随着载人和无人深潜技术的发展,20世纪中叶以来,陆续发现的“热液黑烟囱”、“冷泉喷溢口”和“冷水珊瑚丘”不断革新甚至颠覆了人类对生命科学和地球科学的认知。放眼国际,冷水珊瑚并不是一个新事物。包括英国、法国、意大利、德国以及美国在内的欧美发达国家早在几十年前就已经开始了深潜科考,并发现了广布海底的冷水珊瑚,这让他们意识到冷水珊瑚在基础科学研究以及渔业、生物、化学等领域的广阔前景。因此,深海冷水珊瑚在大西洋已经被研究了几十年,在美国西海岸、夏威夷乃至南大洋亦有诸多研究和报道。相较而言,我国深潜技术起步晚,但发展快,随着一系列深潜科考活动的开展,我国在海洋生物、海洋生态和海洋地质等学科领域开创了新的研究方向。2018年在南海北部至中部的深潜航次首次发现了深海海底的柳珊瑚林,在此之前,“深水珊瑚”在我国几乎是一个完全未知的领域,因此,这对我们来说又是一个开创性的进展。深水珊瑚不仅是南海深海底栖生物和环境研究中的一个新发现,更为全球大洋深水生态系统提供了新证据和新认识,也为探索过去中—深层海洋环境变化开拓了新方向。

深海冷水珊瑚一般分布在具有硬质基底、局地水流活跃、上层生产力丰盛的海底,水深从几百米到数千米。在南海发现的深水珊瑚以八放的柳珊瑚为主,水平分布规模常达数百平方米,每100 m2可有数十株、甚至上百株不同种类的个体,几如深海海底的一片茂密森林,因此可以直观地称作“深海珊瑚林”。这些深海珊瑚林不仅为其他海洋动物提供了栖居场所,同时也在海洋物质能量交流系统中扮演着重要角色。对于它们的生物学特征和属性、食物网和生态系统、物质和能量代谢、有机体和骨骼的埋藏保存方式等,仍然还有许多未知的奥秘。揭示这些秘密,对于我们理解海洋、理解生命具有重要意义。同时,这些深海珊瑚的肉体和骨骼记录了其生活的中—深层海洋的环境变化信息,应用地球化学方法可以确定它们的生长时代和速率、解析海洋环境在不同时间尺度上的变化,从而填补现代海洋观测系统和其他海洋环境指标无法提供的关键信息。

“深水珊瑚研究进展”专题的5篇论文,简要介绍了国际冷水珊瑚的研究成果和前沿科学问题。深海冷水珊瑚的生物地理分布,在大西洋和太平洋存在显著差异,大西洋的深水珊瑚研究相对成熟,但太平洋的深水珊瑚仍存在大量研究空白。面对这样的契机和挑战,同济大学海洋地质国家重点实验室相关团队围绕深水珊瑚骨骼的古海洋学再造,分析和讨论了测年方法的可靠性、地化指标的适用性以及骨骼钙化方式、元素吸收和同位素分馏等基础性问题,并对我国冷水珊瑚古海洋学的未来发展提出了设想;同时,展示了深海珊瑚生物地球化学的前沿认识和关键问题;基于以上研究,提出了一些思考:深海冷水珊瑚是否就如大西洋的石珊瑚一样以捕获沉降颗粒物为生,还是有更多深海原位的共生微生物参与?最终对深海珊瑚的科学研究进行了提纲挈领的综述和高瞻远瞩的展望。

希望通过系统总结分析国际深海珊瑚的最新研究进展,激发国内科研人员和广大青年学生对深海珊瑚的研究兴趣,呼吁我国海洋科学、自然资源、环境保护等部门重视深海珊瑚;充分发挥我国自己的深潜装备和技术的潜力,全面深入地开展深海珊瑚系统研究,保护我国的深海珊瑚资源。

同济大学海洋地质国家重点实验室

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