海洋浮游生物是茫茫大海中的小小精灵，在海里畅游能形成壮丽的自然现象，他们不仅能够带给我们视角的享受，更是通过对全球气候的调节作用，关系和影响着我们赖以生存的星球，浮游生物对海洋科学的研究和海洋环境的监测具有十分重要的意义。

12月20日下午，以海洋文明为主题的第452期南山博士论坛如期在南山区图书馆南楼二楼报告厅举行。本期论坛邀请了来自中科院深圳先进技术研究院的李剑平老师向论坛听众作题为《见微知著——海洋浮游生物及其光学观测》的主题分享。

海洋浮游生物与人类生活息息相关

浮游生物比较容易被人类观测的分为浮游植物和浮游动物，浮游植物可以通过光合作用进行自养，浮游动物基本上靠吃浮游植物、其他浮游动物或海里一些有机物生存和发展。地球上有70%的表面积是被海水覆盖的，浮游生物在海洋环境甚至整个生态系统中都扮演中非常重要的角色。

浮游生物跟人类的生活息息相关，地球表面的氧气大约有一半是有浮游植物贡献的，浮游植物比陆生植物进行光合作用所产生的氧气更占优势，浮游植物不断地繁衍发展，一直改变着今天大气组成的成分，为生命提供了氧气环境的基础；浮游动物是很多大型鱼类的饵料，我们熟悉的海鲜也是靠吃这些浮游动物逐步长大的；现在有很多富有虾青素等营养物质做成的健康食品都是通过大规模养殖的雨生红球藻提取而成的；从罗马大教堂到埃及金字塔，里面用的建筑材料也是那些默默无闻的浮游生物沉入大海，经过地壳运动形成的；原油也是通过海洋中很多浮游生物形成有机层经过地壳运动形成的；当今的混动、新能源汽车，新能源里的生物柴油也是从浮游植物提取的。

浮游生物也有不好的一面，赤潮会导致鱼类因为缺氧而死，生蚝等贝类是靠滤食性机制吃食物的，发生赤潮时，很多浮游植物是有毒的，有一些毒素比蛇毒还要毒，被赤潮污染过的生蚝非常危险，会致人死亡；浮游生物瞬间爆发可能会导致抽海水冷却核反应堆的水道被堵塞，李剑平说，这对核电来说是巨大的威胁。

海洋浮游生物光学观测的科研探索

浮游生物在显微镜下面可以架单反，但是海水很脏，想把浮游生物拍好是需要专业的技能和训练的。浮游生物光学成像可以通过专业科研用的拖网，把大体积的海水通过拖网，把不同大小的浮游生物分级，浮游动物加上甲醛固定到显微镜下来看，它们都是断头、断脚、断身子的，身上的颜色都没有了，而且它们有毒，也保存不了太久，这些是在显微镜下摆拍面对的困难和挑战，也有专业的仪器——成像流式细胞仪可以自助完成操作，；还有直接把显微镜拿到水下进行工作的，这叫原位成像，在海底像守株待兔一样，但带回来的照片很漂亮；最先进的是把显微镜安装到水下滑翔机上，通过卫星通信把数据发回到地面；还有一种集体大合影对应遥感卫星。

目前国内先进院研制的一些新型仪器，第一个是成像流式细胞仪，相当于一台特别快速的显微镜，而且这台显微镜还不是普通的光学显微镜，是一个荧光显微镜，可以利用荧光进行浮游植物的成像，这个仪器要用到科考船上，可以轻松快速的把赤潮时水样中的双胞旋沟藻拍摄成图像，利用人工智能技术区分出真伪。第二个是水下显微镜，浮标拆解开还没有投放下去之前，浮标下面有几个像烟囱一样的结构，叫仪器井，仪器固定在井里面，在水下工作。显微镜拍摄到的图像通过4G网络把拍摄到的图像远程发送到服务器上。

李剑平介绍道，在深圳的近海，每个浮标下面都挂着不同的传感器和仪器，关于水质方面的都叫做原位传感器，现在5G网络、物联网这些技术越来越发达了，在近海的网络覆盖都比较好，而近海跟市民、生活息息相关的，有了这些技术综合起来，我们就能构建一个基于浮标的传感器网络，这样的数据和信息源源不断的发回监测预预报中心，就可以进行长期的监测。

最后，李剑平总结，发展这些观测技术和装备的意义包括：第一，了解海洋、探索未来；第二，脱羧海洋生物资源，满足海洋生物资源勘探的需求；第三，对我国的海洋安全特别是环境安全提供基础数据；第四，海洋强国是我国的国家战略，希望有更多人热爱海洋，投身海洋事业。

听众：我们作为国家重点培养的海洋中心城市，之前我也有了解过国家政策，现在陆地越来越少，人口越来越多，海洋很多地方没有充分的开发和利用，现在已经开始出现了人造的鱼或者肉，真正利用到海洋去。但其实我们遇到困难和机遇都很多，但是未来会不会存在我们遇到很大的麻烦或者是灾难，海洋的开发会不会存在着一些危机所在？

李剑平：人类开采海洋有没有可能遇到一些灾难，比如说咱们现在谈到了深海的资源的开采，像深海探矿，可能各位在一起媒体上、网上能搜集到一些有关的信息，这个东西肯定是蕴藏着一些风险的，因为深海首先水很深，我们下去钻，我们对深海很多生态系统还很不了解，如果贸然去做这样的事情会对海洋底下的生态做什么样的破坏，需要做科学研究之后有支撑，才可能预见一些后果，这方面咱们国家有一些海洋科学家在从事这方面的工作。

另外一个角度就是算经济账，做这样的事情我的成本投入和我的产出是不是划算的，这也是一些研究海洋的老师和专家在去计算的。海洋有一个很特殊的问题，缺少一些工程手段就永远不了解水下的情况，你是先去采还是先去发展，就需要一个平衡。

有没有灾难，这是潜在存在的，包括我前面提到的核电安全，碰到了才发现问题，生物多样性的下降，像刚才看到水母的爆发，这个频次还是在增长的，只不过因为咱们的信息渠道并不经常报道这些东西，各位老百姓也没有机会走到那个位置，这也是挺可怕的，带来的生态问题是很严峻的。

在北方的核电站，像北方的红沿河核电站，他们受到威胁最大的就是水母，因为水母都可以长到很大，水母造成的威胁是有的。核电站要是出了事，你可以想一下，这也是刚才你说的一点风险。