海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间，包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸，再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深，海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

环境基线值指研究区环境参数的当前水平值，即环境现状值，它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中，生物基线调查的主要内容包括：采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据；记录观察到的海洋哺乳动物，近水面大型动物和鸟群；记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况；摄影记录手段建立图像背景资料档案；等等。

近期，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作，采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品，并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料，为建立深海环境基线打下了基础。

合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面，我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

浮游生物调查取样

浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物，分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小，大多肉眼不可见，且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多，因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多，且时空变化明显，是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值，它们有的可以作为海流指示种，有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种，硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底，成为海洋底质重要组分，能助力古海洋环境研究。

我们使用深水浮游生物拖网（图1）来获取大洋浮游植物（藻类）、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

 

图1 深水型浮游生物拖网

采样之前，需要准备3个润洗好的广口瓶，记号笔分别标记大、中、小和站位号，对应收集浮游生物拖网中的样品，同时备好甲醛溶液、镊子，手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损，网底管是否处于闭口状态（图2）。

样品采集时，拖网的落网和起网保持匀速和慢速，速度0.5m/s左右，钢丝绳倾角不得大于45°，直到拖网设备出水。使用水泵抽海水，从凌空的网外侧自上而下冲洗，使粘网的标本集中于网底管，确保网中样品全部收入样品瓶，采集的样品使用中性的甲醛溶液固定，最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

 

图2 浮游生物拖网采样

底栖生物调查取样

海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物，也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式，底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型，其种类多样性极其复杂，分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小，底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次，并且与底质环境之间存在耦合关系，因此，阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系，对海洋环境调查研究有重要意义。

本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小，调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖（以能否通过0.5mm孔径的筛划分）调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

采样之前，准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具，样品筛的最上和最下层孔径没有要求，可以选择粗孔径的网筛，中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式，本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后，观察沉积物的表层有无大型生物体，若有可用自封袋留存，拍照记录样品位置和站位名称；挑选未扰动或扰动少的地方，将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中；待箱式采样器中的泥样脱离箱体，拍照并记录；取出插管，处理后两头加管堵，贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存，待检测小型底栖生物；取出定量框并进行过筛处理，过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出，同时也防止高压水枪直接冲破样品，最底部垫一层筛子，有利于泥水尽快排空；过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋，处理后置于普通冰箱保存，待检测大型底栖生物（图3）。

 

图3 底栖生物调查取样

微生物调查取样

海洋微生物是来自海洋环境，可在寡营养、极端环境（低温、高压、高盐等）下长期存活并能持续繁殖的微生物，主要包括真核微生物（真菌、藻类和原虫）、原核微生物（海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等）和无细胞生物（病毒）。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件，使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物，是重要的深海生物资源，也是深海环境基线调查的内容之一。

本航次微生物调查内容为：水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

箱式取样器出水后，用软管和无菌广口瓶收集上覆水，立即冷藏和沉淀；用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥（未扰动，水平方向不紧挨着插管和箱式壁）装入无菌袋，由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感，为了防止其降解，现场处理完成后可将其置于超低温冰箱（-80℃）保存；将事先冷藏的上覆水样品取出，润洗所有过滤工具，包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外)；滤膜夹装膜并过滤，过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出，且螺纹口处不漏水。过完膜后，用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮，置于EP管中超低温保存（图4）；重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

图4 微生物调查取样

海底摄像影像资料采集

如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静，那你就错了。利用海底摄像系统，我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

本航次海底摄像调查内容为：记录底质环境状况；记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成，可满足最大摄像作业深度为6000米。

通过海底摄像可以现场记录底质环境状况；现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类（图5，图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类）；根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

　　

 

图5 深海大型底栖生物影像

初步认识

本次调查收获满满，所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类（钩虾）、水母、浮游幼体等浮游动物；大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针；微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取，需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性；海底摄像拍摄到的生物超过200个，主要生物类型有：海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

当前，服务支撑海洋生态环境保护，实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命，也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践，丰富原有知识体系，跨学科交流和融会贯通，才能提高履职尽责能力，适应职能转型的新要求。

“我很幸运赶上了一个需要资源的时代，是国家的大发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

——中国工程院院士、著名盐湖学家

郑 绵 平

2020年1月

云南思茅盆地山路上

有位86岁的老人拄着树枝艰难行走

2020年1月云南思茅盆地野外考察

他就是中国工程院院士

著名盐湖学家

郑绵平

这只是他盐湖研究生涯中的

又一次野外工作

中国工程院院士、著名盐湖学家 郑绵平

他在野外跑了一辈子

被称为“为盐湖而生的人”

半个多世纪

考察过上百个盐湖

走遍条件恶劣的高原无人区

研究领域涉及

钾盐、硼、锂、铯等

盐类矿产资源

2002年无人区科考途中观察野外露头

上世纪50年代

百废待兴的新中国开始了找钾征程

郑绵平的科研事业从此开启

1957年首次在察尔汗盐湖发现了钾盐矿物

——新沉积的光卤石

1956年在大柴湖取样

1980年

在扎布耶盐湖发现新矿物

——天然原生碳酸锂

1982年在扎布耶湖进行现场盐矿鉴定（左一 郑绵平)

本世纪初提出

“海陆并举，固液并举、深浅并举”

近些年研究发现

“新型杂卤石钾盐矿”

在高原腹地

建立三个长期科学观测站

坚持30年观测

1984年 郑绵平（中）在扎布耶北湖观察盐藻

盐是什么？

在普通人眼中可能只是调味品

在科学家眼里

则是分布广且种类多的天赐资源

藏着地球财富和地球秘密

2005年西藏野外考察

他持续致力于学科创新

探索研究成果产业化

呼吁发展

“盐湖农业” “盐类学” “类地行星盐类学”

2005年郑绵平在西藏野外考察

人在岁月中行进

会遇到多次选择

很多选择会因多个兴趣点的插入

而走出复杂的生活轨迹

但他所有的人生轨迹

都集中在盐湖资源的

研究发现及拓展应用上

2018年柴达木盆地野外地质考察

“加强基础研究和技术创新的结合

掌握独立知识产权

才可能不被别人卡脖子

才可能走到世界学科前沿”

他是中国工程院院士

著名盐湖学家

郑 绵 平

 

毕生探求尽在盐湖

——记中国工程院院士、著名盐湖学家郑绵平

一位老人以树枝为杖，艰难行走在思茅盆地杂草丛生的小径，郑绵平的学生张雪飞应采访邀请发来这一照片，“这是郑院士正带我们做云南钾盐科考项目”，她解释说，“时间是2020年1月，春节前夕”。只有一行人背影的模糊小照，让记者联想起27年前在西藏采访时第一次见到郑院士的场景——被高原风蚀成的经典藏民面孔和难以听懂的福建口音。86岁了，还在出野外！

人在岁月中行进，会遇到多次选择，很多选择会因多个兴趣点的中途插入而走出复杂的生活轨迹，但郑绵平很专一，他所有的人生轨迹，都集中在盐湖资源的研究发现及拓展应用上。

让中国告别无钾盐矿床的时代

中国是农业大国，钾肥需求量大。然而由于自然禀赋复杂，在相当一段时间，“缺钾”成为国家发展的软肋之一。

上世纪50年代，百废待兴的新中国开始了找钾征程。1956年，刚刚从南京大学毕业的郑绵平坐着简陋的汽车随化工部地质普查组来到柴达木盆地。一望无边的盐碱地考验着所有来人。但是，此行采集到的样本却出现了含钾高的情况，这难道意味着什么？

怀着疑问，第二年郑绵平随中国科学院的科考队再赴柴达木。有天散步，他在路边坑壁上发现了光卤石结晶矿体，这不是钾盐矿物吗？他和同事们一阵惊喜。随即，他们进行了涵盖全湖的坑探和钻探，最终圈定了120平方千米范围内断续分布的老光卤石，以及遍及察尔汗盐湖的富钾卤水。1958年，已经调到地质部矿物原料研究所的郑绵平主笔对此次考察做了详实的调查报告。在报告中，他首次估算该盐湖卤水氯化钾资源量为1.508亿吨。这一估算结果，被之后地质队的勘查报告所证实。第二年，察尔汗盐湖固体钾盐矿床依靠土法上马成功生产出了氯化钾，当年就产出几十吨的钾盐。中国从此告别了无钾盐矿床的时代。

收获了找矿的第一次喜悦，郑绵平信心大增。此后，他像着了魔一样不停地往西部盆地跑，从青海察尔汗盐湖，到西藏扎布耶盐湖，到新疆罗布泊，到四川和云南……在半个多世纪的盐湖研究生涯中，他考察过上百个盐湖，走遍青海、西藏、新疆等地的条件恶劣的高原无人区，研究领域涉及钾盐、硼、锂、铯等盐类矿产资源。

创新海陆并举成钾思路

钾盐的溶解度大，需要稳定环境才能得到沉积，而中国地质构造的特征是活动性大、陆块小。相对不稳定的地质背景，使得我国盐盆地具有破碎、埋深和变形的特点。

在不断的找钾实践中，郑绵平对中国钾盐有了越来越清晰的认识：“中国地质条件复杂，不能完全套用传统教科书，要从地质实际出发解决我们自己的找矿问题。”

本着这样的思考，他主张要“海陆并举、固液并举、深浅并举”。一方面探索创新发展陆相成钾理论，提出了柴西第四系新层系承袭“砂砾型”成钾新思路；另一方面，在海相找钾上也取得了一系列突破。

在新一轮地质调查工作中，郑绵平团队在川东北发现“新型杂卤石钾盐矿”。他认为，这种杂卤石散布于岩盐层中，在深部较易溶于水，这个观点已经被企业采用水溶法溶采钾盐的生产实践所证实。

基于特提斯侏罗纪大规模成钾理论认识，他提出滇西南“二层楼”成钾模式，以此指导钻探验证，取得了侏罗系海相固体钾石盐矿重要发现。

他主持的地调项目通过研究组“油钾兼探”大量岩屑调查，终于在库车盆地发现厚层钾石盐矿层，指明了该区古近纪海相固体石盐的良好资源前景。

探索硼、锂产业化发展之路

盐是什么？在普通人眼中可能只是调味品的盐，在科学家眼里，则是分布广且种类多的天赐资源，藏着地球财富和地球秘密。郑绵平告诉记者，广义“盐湖”涵盖古今盐类资源，既包括深浅部、固液态的盐碱硝普通盐类，也包括钾、镁、硼和锂、铯、铷、溴、碘及盐生物等综合资源。对这种资源的价值认知和开发利用，是随着发展需求和科技进步逐步展开的。

上世纪50年代末到70年代，郑绵平盐湖研究的主战场从青海转至西藏。他先是在班戈湖研究硼酸盐，进而深入到阿里地区，发现了一批硼、钾、锂矿产及新类型的镁硼矿床。

与许多人不同的是，郑绵平不仅着力于勘查资源，而且还探索找矿成果转化和产业化道路。

上世纪70年代初，为解决西藏阿里地区经济发展问题，他曾向阿里地区行署提交阿里地区硼矿资源与开发咨询报告。这份报告当即被地方政府采纳，成为该区硼矿山建设的依据，并很快取得社会经济效益。

说起来，早在上世纪50年代察尔汗盐湖科考报告中，郑绵平就在估算卤水氯化钾资源量的同时，估算出该湖还有氯化锂资源量300万吨。

1980年，他主持盐湖队在扎布耶盐湖打钻取样，发现扎布耶盐湖的沉积物中锂的含量很高，显微镜下观察，能看到许多细小、针状的东西。这种天然的碳酸锂矿石，他起名叫“扎布耶石”。“扎布耶石”后经国际矿物学会新矿物命名委员会确认为新矿物。

4年后，郑绵平带队开展扎布耶盐湖资源野外调查，从地质勘查、长期观察，到盐湖扩试，到太阳池积热析锂，再到碳化法加工提纯，研发出了扎布耶盐湖锂资源开发利用成套新技术，并实现了产业示范。2006年11月，国家西部大开发示范工程项目“西藏扎布耶锂资源产业化示范工程”通过竣工验收，该工程以郑绵平团队的核心技术为支撑，建成了我国首条盐湖提锂工业化生产线。

对于郑绵平，盐湖是实现产、学、研的结合的重要平台。从1990年起，他和团队相继在高原腹地高海拔的扎布耶、当雄错和班戈错建立了3个长期科学观测站。高海拔地区，缺氧、风寒、日烈、交通不便，他们克服种种困难，坚持30年观测，为高原盐湖开发和环境保护积累了珍贵的基础数据。

在全球需求盐类新资源时代呼吁拓展盐类学

盐湖研究让郑绵平获得了很多荣誉，这些荣誉包括国家科技进步一等奖、二等奖，李四光地质科学奖地质科技研究者奖和何梁何利科技进步奖等。2014年和2017年，他两次当选国际盐湖学会主席。所有荣誉的背后都是艰苦付出。因为干得太拼，郑绵平曾被人称“为盐湖而生的人”。

一个地道的南方人，却迷恋西部，甘愿将一生抛洒在青藏高原，郑绵平的理解是——“我很幸运赶上了一个需要资源的时代，是国家的发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

1934年，郑绵平出生在福建漳州贫穷家庭，经历过战乱逃难。新中国成立后，在国家的救助下，他顺利完成学业并开启科研生涯。满怀赤子之心，他希望用自己的方式为祖国建设作贡献。

耕耘盐湖事业一辈子，现任自然资源部盐湖资源与环境重点实验室主任的郑绵平有几点体会：一是要坚持不懈注重野外工作，“要多到野外调查，领悟大自然奥秘，才能取到科学真经”。二是要立足解决实际问题，“科学家不能只满足发论文，科学研究和产业化结合起来才能有更大的价值”。三是要不断开拓思路，延伸新的学科生长点。

一直以来，郑绵平都在呼吁发展“盐湖农业”“盐类学”和“类地行星盐类学”等。自然资源部成立后，他的这种意识更加强烈。“盐湖不仅能为人类提供资源，而且是我们研究古今生态变化的天然实验室”。郑绵平认为，新时代的盐类学要适应盐资源的全球新需求，在自然资源科技领域发展中，要充分利用信息技术环境开展跨学科协同创新，构筑盐类大科学、大产业。“加强基础研究和技术创新的结合，掌握独立知识产权，才可能不被别人卡脖子，才可能走到世界学科前沿。”他说。