2022年工作简报    
现场观测设备管理平台
为提升野外台站在近岸海域现场布署海洋环境观测设备的运行监控与运维保障水平,COMET现场观测设备管理平台于2021年9月上线运行。该平台现已对东山湾、漳江口、厦门湾等区域24台套观测设备进行自动化与可视化监控,通过实时记录观测系统的运行状态,在设备、通讯、电力等故障发生时及时告警并处理,使得各自动化观测系统数据有效获取率达到87.3%,保障了科学观测仪器的正常运行和科学数据的连续生产。
 
海洋微型生物保种中心
海洋微型生物保种中心(CCMBA)包含海洋细菌种质中心(CCMB)和海洋藻类种质中心(CCMA),实现海洋微型藻类和细菌的分离、保藏、分类分析,同时为相关微型生物进行筛选、保藏和基础分析提供系列环境、设备、技术。中心为实验室成员提供相关科研和应用支撑服务,同时也为国内外合作者、业内同行提供种质资源服务。
海洋细菌种质中心致力于海洋可培养性细菌资源开发,样品源于各中国海、大洋及南北极,涵盖海洋表层到深海、数百米岩芯及热液口等生境。近年来在国际权威微生物分类期刊上共发表关于30多株新菌种资源的相关论文,形成了以有色菌株为目标资源的中心特色,为浙江大学、中国科学院、内蒙古大学等高校院所相关研究提供种质资源服务。

海洋藻类种质中心主要收集、分离鉴定及保藏中国近海及其邻近海域具有特殊生态功能的微型浮游植物(藻类),并根据科研需求提供藻类素材,为藻类分离、纯化及水体藻类多样性分析提供服务和技术支持。中心现保存有蓝、绿、硅、甲、裸、隐、金、黄、原绿球藻等门类合计600种/株,主要为赤潮藻类(450余株系)。经育种驯化,保藏有一批能源藻类(30余株)和生物饵料藻类(20余株)。分离保藏有一批淡水藻类(100株左右),如:微囊藻、纤细裸藻、莱茵衣藻、雨生红球藻、螺旋藻等。中心平均每年为校内外科研及教学单位提供1200株/次藻种。

 
大型仪器装备研究进展
电感耦合等离子体发射光谱仪

该仪器可用于对70多种元素进行定性定量分析,线性动态范围高达6个数量级(几个ppb至上千ppm),可同时测定高低含量目标元素。Agilent 5110自2021年2月底加入共享预约系统后,已有超60位校内外用户接受仪器培训,上机人数40人;已支撑国家、省、市级科研项目30个;已建立海水、淡水、沉积物、有孔虫、菌体、生物培养基、疫苗佐剂等多种样品中元素含量的测定方法。

超高分辨率液相色谱—三合一质谱联用仪

该仪器广泛应用于复杂海洋样品中多肽、蛋白质、糖类、脂类和海水中天然有机物的分析,以及代谢组学、蛋白质修饰组学、生物化学等研究。仪器目前运行状态良好,承担了包括科技部重点研发计划、国家自然科学基金等多个项目实验样品的蛋白质质谱分析工作,获得了具有高分辨率、高可信度的蛋白质鉴定结果。

元素分析仪

该仪器可用于对土壤、沉积物、颗粒物、有机体中各元素含量进行分析,根据不同测得参数,可以选择CN模式、CHN模式、CHNS模式、S模式等。装机运行期间(2020-2022年)年均机时为1965小时,年均测样4112个。

温湿度可控纳米级化学成像平台

该仪器以场发射环境扫描电镜(FEI Quanta 650)和能谱仪(EDAX Octane)为主,结合温度和湿度控制测量单元,可用于不同真空条件和温湿度下样品的物理和化学成像及表征,实现对样品的原位和动态观察。自2019年6月份上线以来,该仪器已用于大气颗粒物、水样中硅藻的分类、地质样品的形貌及组分、细菌样品的形貌特征等分析。仪器年运行机时数在800 h以上。

 
仪器研制与改造
便携式原位深海颗粒物采样泵

海洋仪器研发中心研发的便携式原位深海颗粒物采样泵采用无线传输通信方式,内置存储U盘,电池包独立可拆卸,且对气压过高和电流过大等具保护功能,具有转速快、效率高、重量轻等优势,操作方便,可搭配不同粒径滤膜进行分级颗粒物采样,搭载于调查船、浮标等海上平台实现高频高通量的深海颗粒物采样,工作水深可达4千米。

海洋数据管理系统中台化架构升级

为满足各科研群体的个性化数据共享需求,COMET海洋数据中心团队对海洋数据管理系统进行了全新架构升级,包含元数据服务业务中台和数据共享服务业务中台,为多场景航次船舶(如自有船舶和第三方船舶)管理系统、设备、外部应用资源的连接与集成方面提供了灵活的解决方案。各科研群体通过系统构建元数据,按需分布、集中部署,便利数据集成的同时实现了细粒度数据共享。该系统架构适应对数据知识产权的保护要求,是多科研群体数据共享生态方面的一次有益尝试。

漂流式温深链观测系统

海上调查技术中心工作组研发的漂流式温深链观测系统可对海洋上层的温度剖面进行自主式的观测,并以卫星通讯的方式将观测数据实时传回岸基。该系统主要由海面浮球、温深传感器、感应耦合钢缆等部分组成,相对传统海洋观测浮标拓展了海面以下剖面观测的功能,并具有成本低、投放便捷、可大规模应用的优势。目前在海试投放中实现了对南海北部显著内波过程的捕捉和监测,可对内波的发生、振幅、传播等要素进行直接的监测和评估。

左:漂流式温深链观测到的南海北部内波过程 右:漂流式温深链结构设计图
 
水下自动洁净采样系统海试

为实现海洋垂直剖面颗粒物及生物样品的自动原位过滤采样及固定,实验室和机器人学国家重点实验室的联合科研团队结合自主式水下航行器研制水下自动洁净采样系统。经过一年多的核心技术研发攻关,该系统于2022年9月利用“嘉庚”号进行海试,取得阶段性的成功,实现多层位颗粒物及水样的同时自动原位收集。通过获取的营养盐、颗粒物有机碳和生物分子样品数据与传统CTD采样结果比较分析,表明该系统已具备同步原位获取生物样品及化学参数的能力,有望促进对海洋关键生物地球化学过程及生态系统结构与功能演变的了解。团队未来将攻关溶解态及颗粒态痕量元素样品同步原位收集,以期为我国痕量金属研究提供一个崭新的平台。

第二代海底有缆珊瑚生态在线观测系统

该系统已于台海站东山实验场完成研发与海试工作,东山站团队自主研发的水下摄像机作为系统核心部件,除了提供水下原位视频数据,还可搭载多种海洋观测仪器,实现海洋立体观测。该系统具有实时传输、水下宽视角、运行稳定、维护简便、环境友好等优点,系统观测参数包括了多种水质参数以及典型造礁珊瑚生物群落生长状态的实时监测,同时还运用图像增强技术,进一步优化近岸高浊度水体的水下视频影像数据。通过机器学习及目标识别算法,能实现珊瑚覆盖率、珊瑚生长率、鱼类密度、鱼类种类等衍生数据的产出。目前系统数据已入库至厦门大学海洋监测与信息服务中心(MMIS)的海洋云平台,可为近岸海洋生态学研究及多学科交叉研究提供关键技术支撑。


以上两个项目均获得MEL与机器人学国家重点实验室联合设立的“海洋科学与技术交叉创新研究基金”资助。
 
2021-2022年度考核优秀名单
耿旭朴、王丽芳、陈耀瑾、骆庭伟、林丽贞、陈君慧、林智勇、曾祥兰、孟菲菲