▲李劍平團(tuán)隊(duì)研發(fā)的水下暗場(chǎng)成像儀懸在浮標(biāo)上。受訪者供圖

深圳新聞網(wǎng)2026年4月16日訊（深圳報(bào)業(yè)集團(tuán)記者 魏羽辰）大鵬灣海洋綜合試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)，海面波光粼粼，水下暗場(chǎng)成像儀（IPP）靜靜地搭載在浮排的水下儀器架中，鏡頭朝向海底。每隔3秒，儀器便自動(dòng)“按下”快門，捕捉百微米級(jí)浮游生物的瞬間姿態(tài)，影像經(jīng)由無(wú)線信號(hào)傳回陸地，匯成一片肉眼難見的水下微觀天地。這是中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院正高級(jí)工程師李劍平博士團(tuán)隊(duì)的科研日常，他們把顯微鏡搬入海洋，為浮游生物做“原位寫真”，解鎖海洋生態(tài)的隱秘密碼。

把顯微鏡搬入深藍(lán)

看似透明的海水，每一滴都蘊(yùn)藏著一個(gè)微觀世界。假如1毫升海水中有1只橈足類浮游動(dòng)物，則其總量就達(dá)到了4×10的21次方個(gè)，換算成生物量，大約是人類的500倍，而橈足只是浮游生物中的冰山一角。地球表面70.8%的面積被海水覆蓋，浮游植物貢獻(xiàn)了地球50%的氧氣，地球其實(shí)是一個(gè)名副其實(shí)的浮游生物星球。

“地球最大規(guī)模的動(dòng)物遷徙，實(shí)際上是海洋中浮游動(dòng)物的晝夜垂直遷徙。我們像人口普查一樣，對(duì)一個(gè)海區(qū)，一段時(shí)期甚至全球的浮游生物的種類、數(shù)量、分布、生理狀態(tài)和相互作用進(jìn)行觀測(cè)研究，就可以有效預(yù)測(cè)生態(tài)災(zāi)害。在IPP研制時(shí)的海試期間，我們就遇到了大亞灣海域歷史上一次著名的尖筆帽螺暴發(fā)事件。經(jīng)IPP采集圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時(shí)尖筆帽螺的豐度達(dá)到了每立方米近3500只?！崩顒ζ秸f。這次成功的監(jiān)測(cè)發(fā)生在2020年，是IPP早期能力的一次有力證明。

長(zhǎng)期以來，科研人員靠網(wǎng)采、瓶采獲取樣品，經(jīng)化學(xué)固定后鏡檢。不僅流程繁瑣、破壞生物原貌，導(dǎo)致標(biāo)本失色、殘缺，試劑揮發(fā)還危害操作者健康，難以還原浮游生物的真實(shí)狀態(tài)。

“工欲善其事，必先利其器，硬件創(chuàng)新是我們探索深藍(lán)的‘硬實(shí)力’。”李劍平說。在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持下，經(jīng)過多年不懈攻關(guān)，李劍平團(tuán)隊(duì)研制出可以在海面錨系浮標(biāo)下長(zhǎng)期工作的水下暗場(chǎng)成像儀IPP，寓意著“能夠?qū)Ω∮紊锍上竦暮Ｑ筇结槨?，?shí)現(xiàn)原位觀測(cè)活體浮游生物。

守護(hù)海洋與核電安全

這臺(tái)儀器看似其貌不揚(yáng)，卻在水下猶如“鷹眼”，為科研團(tuán)隊(duì)打開了更廣闊的微觀視角。IPP采用了精準(zhǔn)的光學(xué)成像系統(tǒng)，能更準(zhǔn)確測(cè)量浮游生物尺寸，360°環(huán)形的照明燈、抗生物附著措施等設(shè)計(jì)，提升了成像的性能。樣機(jī)在深圳大亞灣海域的魚排下通過四次海試，累計(jì)獲取上百萬(wàn)張各類浮游生物的優(yōu)質(zhì)圖像，為后續(xù)軟件團(tuán)隊(duì)開發(fā)算法儲(chǔ)備了數(shù)據(jù)。

有了IPP的幫助，“軟實(shí)力”也開始發(fā)揮關(guān)鍵作用，李劍平團(tuán)隊(duì)組建精干的軟件算法開發(fā)團(tuán)隊(duì)，扎根海域?qū)嵉乇O(jiān)測(cè)的同時(shí)，經(jīng)過學(xué)生標(biāo)注、專家校正、機(jī)器迭代，將涵蓋了超過110類浮游生物和顆粒物的5萬(wàn)張圖像采集入庫(kù)，構(gòu)建起中國(guó)首個(gè)海洋中大型浮游生物原位圖像數(shù)據(jù)庫(kù)DYB-PlanktonNet。

“我們攜帶最新裝備進(jìn)入更多海域，通過觀測(cè)陸續(xù)看到了多種可能會(huì)導(dǎo)致核電站冷源取水堵塞的致災(zāi)生物，如束毛藻、球形棕囊藻、夜光藻、毛蝦、球形側(cè)腕水母等，我們把它們叫做‘六魁首’?！崩顒ζ浇榻B。目前這些生物圖像已納入數(shù)據(jù)庫(kù)，讓IPP具備針對(duì)性監(jiān)測(cè)能力，為核電安全提供保障。

隨著海洋探索不斷深入，IPP的服役步伐也在穩(wěn)步擴(kuò)大：2024年初，它被部署在大鵬灣海域的“合作者號(hào)”海洋波浪能生態(tài)浮標(biāo)上；2025年初，它又被部署于大鵬灣南澳海上綜合測(cè)試場(chǎng)，持續(xù)拓展觀測(cè)視野。這些新的部署，一方面是為了讓儀器在真實(shí)、復(fù)雜的海洋環(huán)境中不斷測(cè)試、磨合、完善，使其變得更加可靠和智能；另一方面，也為深圳“美麗海灣”的生態(tài)監(jiān)測(cè)與保護(hù)，持續(xù)貢獻(xiàn)著寶貴的一手?jǐn)?shù)據(jù)。