中國第34次南極科學(xué)考察簡報

中國第34次南極科學(xué)考察始于2017年11月8日, 至2018年4月21日結(jié)束, 歷時165天。本次考察由257名隊員組成, 包括來自美國、加拿大、新西蘭、俄羅斯、泰國的12名隊員, 其中科考人員114名。本次考察的航行及調(diào)查航行日程如下: 2017年11月8日—2018年11月26日, 從上海至基督城; 2017年11月26日—2017年11月28日, 靠港在基督城; 2017年11月28日—2017年12月9日, 從基督城至羅斯海; 2017年12月9日—2017年12月14日, 在羅斯海作業(yè); 2017年12月14日—2017年12月29日, 從羅斯海至中山站; 2017年12月29日—2018年1月10日, 在中山站作業(yè); 2018年1月10日—2018年1月15日, 從中山站至普里茲灣作業(yè); 2018年1月15日—2018年1月17日, 從普里茲灣至戴維斯海; 2018年1月17日—2018年1月22日, 在戴維斯海作業(yè); 2018年1月22日—2018年2月2日, 從戴維斯海至羅斯海; 2018年2月2日—2018年2月12日, 在羅斯海作業(yè); 2018年2月12日—2018年2月21日, 從羅斯海至基督城; 2018年2月21日—2018年2月23日, 靠港在基督城; 2018年2月23日—2018年3月2日, 從基督城至阿蒙森海; 2018年3月2日—2018年3月23日, 在阿蒙森海作業(yè); 2018年3月23日—2018年4月21日, 阿蒙森海至上海。

1 科考內(nèi)容

2017 /2018年度實施的中國第34次南極考察是“十三五”期間“雪龍?zhí)綐O”工程的開局之舉, 本次南極考察啟動在難言島(Inexpressible Island, 又名“恩克斯堡島”)新建我國第五個南極考察站的前期工作; 推進(jìn)在阿蒙森海、難言島北部保護(hù)區(qū)選劃; 實施戴維斯海和南奧克尼島相關(guān)調(diào)查; 開展南極長城站、中山站、南大洋業(yè)務(wù)化觀/監(jiān)測; 兼顧完成南極考察后勤保障任務(wù)。除了自然科學(xué)類考察外,還有社會科學(xué)調(diào)研類考察和國際合作類考察。

2 執(zhí)行情況

2.1 業(yè)務(wù)化調(diào)查與評估

2.1.1 阿蒙森海調(diào)查

在阿蒙森海開展物理海洋、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)、海洋生物生態(tài)、地球物理、海洋地質(zhì)等調(diào)查。在克服遭遇 7個氣旋帶來的調(diào)查作業(yè)困難的基礎(chǔ)上, 最大限度地利用了天氣窗口和作業(yè)船時, 共完成了5條斷面38個站位的全深度、多學(xué)科綜合調(diào)查以及1個區(qū)塊的地球物理調(diào)查, 布放深水潛標(biāo)1套。

2.1.2 難言島企鵝調(diào)查

依據(jù)動植物歷史和現(xiàn)在分布區(qū)以及歷史遺跡, 確定了(擬建立的)保護(hù)區(qū)邊界。完成了土壤、湖水、雪樣等環(huán)境采樣和分析; 查明了植物種類與優(yōu)勢類群分布特點、繁殖鳥類數(shù)量及棲息地特征, 對企鵝繁殖行為、噪聲對鳥類干擾等進(jìn)行了研究、完成了覆蓋難言島阿德利企鵝的組織樣品收集。對阿德利企鵝歷史分區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)研究, 并采集了斷面和附近的湖水沉積物柱狀樣。

2.1.3 羅斯海/戴維斯海環(huán)境與地球物理調(diào)查

在羅斯海共完成了3條斷面19個站位的全深度、多學(xué)科綜合調(diào)查以及2個區(qū)塊的地球物理調(diào)查。其中物理海洋方面, 完成了19個站位的溫度、鹽度、海流等參數(shù)的全深度觀測; 海洋化學(xué)方面, 完成13站的海水樣品采集, 獲得營養(yǎng)鹽、溶解氧等樣品1 000余份; 海洋生物方面, 采集了15站的海水樣品, 獲取微微型浮游生物豐度數(shù)據(jù)210組, 采集了用于“魚類免疫在極端環(huán)境下的進(jìn)化研究”的魚類樣品30條; 地球物理方面, 采集海底地形數(shù)據(jù)4 260 km, 海洋重力數(shù)據(jù)4 260 km, 海洋磁力數(shù)據(jù)580 km, 在多波束資料空白區(qū)完成了 6 000 km2的全覆蓋海底地形勘測, 其中包括新建站附近特拉諾瓦灣的海底地形精密勘測,基本查清了從新建站向外海近100 km范圍內(nèi)的海底地形地貌。

2.1.4 南極海洋環(huán)境調(diào)查與評估

在普里茲灣回收潛標(biāo) 2套, 原位布放新的潛標(biāo) 2套, 回收 OBS 1套; 雪龍船走航期間開展拋棄式XBT/XCTD觀測站位216站, 其中XCTD 94站, XBT 122站; 投放探空氣球63個; 在普里茲灣投放漂流浮標(biāo)6個, 阿蒙森海潛標(biāo)站位投放漂流浮標(biāo)1個。走航海表溫鹽和走航ADCP全程觀測記錄。

2.1.5 南極陸地環(huán)境業(yè)務(wù)化調(diào)查與評估

在中山站開展站區(qū)污染物調(diào)查, 采集湖泊樣品4個。借助無人機(jī)和野外作業(yè), 開展海豹/鳥類種類、分布、數(shù)量和繁殖情況調(diào)查, 采集動植物和土壤樣品9份。越冬期間(2017年3月—2018年3月)對內(nèi)拉灣海冰相關(guān)參數(shù)開展每月6次常規(guī)觀測, 完成氣象、大氣成分、高空物理、固體潮、地磁等常規(guī)觀測, 對高頻雷達(dá)天線陣進(jìn)行了維護(hù)維修工作?；凇把?01”觀測平臺, 在伊麗莎白公主地腹地、埃默里冰架、西冰架、格羅夫山等區(qū)域開展航空重力場和航空磁力場觀測?！把?601”在伊麗莎白公主地內(nèi)陸共完成 6次飛行觀測, 總飛行里程為11 059 km, 于西冰架區(qū)域完成了4次飛行觀測, 總飛行里程為8 625 km, 在格羅夫山區(qū)域布設(shè)4條南北向測線, 整個航線飛行總長度2 043 km, 飛行總時長約7小時, 獲取了包括航空冰雷達(dá)、航空重力和航空磁力等多種地球物理資料。按計劃完成越冬隊員人體生理心理監(jiān)測。

對長城站附近 11個監(jiān)測站位的植被樣方進(jìn)行了定點拍照, 記錄了樣方內(nèi)代表地衣的種類、蓋度和生物量; 從企鵝島、龍門嘴和長城站新選取的監(jiān)測地點采集代表地衣松蘿樣品9份。完成南極長城站周邊海灣(長城灣、阿德雷灣、企鵝島、生物灣、風(fēng)暴灣和碧玉灘)的潮間帶生物, 包括大型底棲動物和大型藻類,以及潮間帶基礎(chǔ)環(huán)境樣品、海洋基礎(chǔ)環(huán)境、海洋浮游生物、海洋微生物、湖泊微生物樣品采集和初步分析。開展菲爾德斯半島陸源污染物、綜合環(huán)境污染物監(jiān)測、大氣化學(xué)監(jiān)測樣品采集。對菲爾德斯半島及其附近地區(qū)海豹和鳥類的組成、分布、種群數(shù)量及其不同物種對棲息地的選擇利用進(jìn)行了監(jiān)測, 共收集了海洋哺乳動物和鳥類組織樣品及其棲息地土壤樣品40份, 拍攝海豹和鳥類照片超過2 000張。共記錄到5種鰭腳類動物和15種鳥類。調(diào)研柯林斯冰帽和納爾遜冰帽, 重點查找兩個冰帽的入?？? 此外, 安裝一套大流量氣溶膠采集器。開展長城站常規(guī)氣象監(jiān)測, 共開展人工常規(guī)氣象觀測432時次, 自動采集氣象觀測數(shù)據(jù)2 592次, 審核制作形成了2017年12月、2018年1—3月地面氣象觀測月數(shù)據(jù)A文件、月分鐘數(shù)據(jù)J文件、月氣象輻射數(shù)據(jù)R文件和2017年地面氣象觀測年報數(shù)據(jù)Y文件共13份。

對長城站和中山站進(jìn)行海洋站調(diào)研, 就站區(qū)海洋站備選地點、基礎(chǔ)條件、建站需求、觀測內(nèi)容和建站方式進(jìn)行了調(diào)查并形成建站初步建議。

2.1.6 地理空間信息業(yè)務(wù)化調(diào)查

對長城站和中山站水平基準(zhǔn)和垂直基準(zhǔn)進(jìn)行了復(fù)測, 對站區(qū)GNSS站點故障進(jìn)行了排查、設(shè)備更換和校準(zhǔn)。長城灣海域調(diào)查范圍為向陸至海岸線位置、向海至等深線50 m灣口處進(jìn)行了包括水下地形地貌測量、潮間帶地形測量和沉積物調(diào)查, 開展了長城站周邊灘涂地形、海岸及島嶼岸線測量, 包括鼓浪嶼島岸線和阿德雷島西部岸線, 所獲數(shù)據(jù)滿足1︰2 000比例尺成圖需求。對羅斯海新站近岸海域3.6 km2面積進(jìn)行了多波束全覆蓋海底地形測繪, 獲取多波束原始測量數(shù)據(jù)4.78 Gb, 實現(xiàn)海底地形多波束全覆蓋測量海域面積達(dá)5 km2, 超計劃面積約1.4 km2。在羅斯海難言島新建站建設(shè)區(qū)域周邊新埋設(shè)6個GNSS控制點的大地控制網(wǎng)。完成9個架次無人機(jī)難言島企鵝聚居區(qū)測繪, 測圖面積約2 km2,數(shù)據(jù)處理后可用于繪制企鵝灣保護(hù)區(qū)選化區(qū)域1︰1 000地形圖。

2.2 科研項目的現(xiàn)場考察與執(zhí)行

1.共完成 14個國家基金資助的自然科學(xué)項目的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和樣品采集工作, 包括東南極拉斯曼丘陵及鄰區(qū)基于暴露年齡的末次冰退模式研究、南極冰架物質(zhì)平衡及變化研究、埃默里冰架地形勘探、輪式機(jī)場建設(shè)調(diào)研、企鵝的生物傳輸對東南極湖泊生態(tài)環(huán)境變化的影響、南極地區(qū)手性持久性有機(jī)污染物來源研究、南極海洋邊界層活性溴氧自由基的時空分布遙測研究、南極冰下微生物種群水平的高壓適應(yīng)機(jī)制研究、南極磷蝦的遺傳結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)地理格局研究、南極磷蝦寬頻超聲波散射特征及資源量估算、魚類免疫在極端環(huán)境下的進(jìn)化研究、南極表層海水低溫微生物篩選及其低溫適應(yīng)機(jī)制探討、極地新型動力重載破冰船研發(fā)和南大洋大氣有機(jī)氣溶膠的化學(xué)和物理特征及其氣候?qū)W意義研究。

2.開展了5個社會科學(xué)項目的現(xiàn)場調(diào)研工作, 包括南極科學(xué)考察站管理規(guī)定研擬及南極考察活動多元化背景下的管理立法現(xiàn)場調(diào)研、安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)調(diào)研報告、南極相關(guān)活動立法的實際需求調(diào)研、南極植物保護(hù)與管理問題研究和南極考察監(jiān)督管理體制機(jī)制建設(shè)調(diào)研。

3.執(zhí)行了 3項國際合作的科學(xué)調(diào)查項目, 包括中國-泰國合作的利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)研究南極環(huán)境變化和大氣現(xiàn)象、中國-新西蘭合作的羅斯冰架國際合作考察以及中國-智利合作的智利貝爾納多奧伊金斯將軍站和耶爾喬站近岸魚類、鳥類和哺乳動物調(diào)查。

3 主要進(jìn)展

本次南極考察圍繞“雪龍?zhí)綐O”工程建設(shè)和南極環(huán)境業(yè)務(wù)化調(diào)查評估兩大任務(wù), 取得以下的重要進(jìn)展:

1.完成我國第5個南極考察站在羅斯海地區(qū)難言島的選址奠基與工程建設(shè)前期準(zhǔn)備, 為我國第5個南極考察站的建設(shè)邁出里程碑的一步。本次考察登陸原始荒涼的難言島, 開展新站工程建設(shè)前期準(zhǔn)備, 將3臺重型工程裝備部署上島, 開展了站區(qū)勘察工作, 完成了新站營地、道路、堆場和臨時碼頭建設(shè), 并設(shè)置觀測小屋開展企鵝調(diào)查和棲息地環(huán)境監(jiān)測。

2.實施南極海洋和陸地環(huán)境業(yè)務(wù)化考察, 開辟羅斯海和阿蒙森海2個新的調(diào)查海域。圍繞南極海洋和陸地環(huán)境, 實施了23項業(yè)務(wù)化調(diào)查任務(wù), 海洋環(huán)境調(diào)查開辟了2個新的調(diào)查海域, 在南極普里茲灣、羅斯海、阿蒙森海及沿雪龍船航線, 圍繞國際關(guān)注的海洋微塑料、人工放射性核素、碳循環(huán)與海洋酸化、重要水團(tuán)與環(huán)流、海洋生態(tài)系統(tǒng)等問題開展了業(yè)務(wù)化調(diào)查。在南極海域檢測出微塑料, 未檢測出人工核素, 揭示了人為因素造成的塑料污染已經(jīng)遠(yuǎn)達(dá)南大洋; 開展了阿蒙森海環(huán)境調(diào)查, 覆蓋海域530 000 km2, 精密勘察海底地形1 800 km2, 在西經(jīng)126°經(jīng)線上建立了一條我國南極緯度跨度最大(1 420 km)的全深度海洋調(diào)查斷面, 有助于完整揭示繞極深層水上涌和向陸架入侵過程, 為西南極冰架加速融化提供了直接觀測證據(jù)。實施了羅斯海環(huán)境調(diào)查, 覆蓋海域100 000 km2, 精密勘察海底地形6 000 km2。在南極長城站和中山站等地區(qū)完成了氣象、大氣、海洋、生態(tài)、地球物理、空間物理觀測以及冰川、冰架和地質(zhì)調(diào)查等33項陸地環(huán)境調(diào)查科考任務(wù)。

3.“雪鷹 601” 固定翼飛機(jī)首次投入業(yè)務(wù)化應(yīng)用, 完成南極第三大冰架—— 埃默里冰架航空遙感調(diào)查。“雪鷹601”執(zhí)行航空調(diào)查、國際合作、后勤保障任務(wù), 開展伊麗莎白公主地冰蓋/冰架調(diào)查飛行21架次, 總測線航程超過45 000 km, 覆蓋東南極冰架系統(tǒng)、冰下山脈、冰下湖泊以及深部峽谷系統(tǒng)等, 獲取了埃默里冰架高質(zhì)量的航空冰雷達(dá)、航空重力和航空磁力數(shù)據(jù)。揭示了繞東南極伊麗莎白公主地冰下湖的特征, 觀測顯示冰下湖區(qū)域具有明顯的地?zé)嵬慨惓！?/p>

4.與新西蘭合作, 在南極阿代爾角實施保護(hù)南極百年歷史遺址的修復(fù)工程。為修復(fù)人類在南極大陸建造的最早建筑之一, 與新西蘭合作在阿代爾角建立了臨時營地。合作完成保護(hù)南極重要歷史文化遺址, 積極履行了作為《南極條約》協(xié)商國, 保護(hù)南極環(huán)境和歷史遺址的責(zé)任與義務(wù)。