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文 | 王海诗

出品 | 海潮天下

海潮天下（Marine Biodiversity）小编注意到，德国研究船“太阳号”（RV SONNE）已于2026年10月17日从美国圣迭戈启航，前往太平洋克拉里昂-克利珀顿区（CCZ），执行SO322科考任务。

据悉，此次航行属于“MiningImpact”研究项目，核心工作是重访一处海底结核采集试验区，调查试验结束五年半后，海底生境与周边水体受到的影响。航次计划于2026年12月9日结束，首席科学家为基尔亥姆霍兹海洋研究中心的马蒂亚斯·海克尔。

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▲上图：2021年，一家比利时公司曾在克拉里昂-克利珀顿区（Clarion-Clipperton Zone）的海底测试了一款遥控采集器预原型系统。五年半后，“SONNE”号考察航次将对其造成的环境扰动影响展开调查。图片来源：GEOMAR ROV团队)

复查对象是比利时环球海洋矿产资源公司（GSR）在2021年春季进行的结核采集车测试。测试地点水深超过4,000米，遥控设备在海底作业74小时，行驶约32公里，采集区域约54,000平方米，约相当于七个足球场。（小编注：此次航次并非再次开展采矿，它是对测试区域及其周边进行后续观测和取样。）

公开信息显示，研究人员主要会关注两类影响。一类来自采集设备经过后对海床的直接扰动（因为结核及其表面附着的生物被移除，表层沉积物也受到翻动）。另一类跟沉积物羽流有关，作业扬起的颗粒进入近底层海水，之后在数百米范围内沉降，可能覆盖不能移动的海底生物。此次考察将比较试验区域与周边地点的生物群落和沉积状况，并分析影响是否仍可辨识。

深海结核被普遍认为是矿产资源，但从海洋生态的视角看，它们给深海生物提供稀缺的硬质附着表面。研究团队介绍，结核生长速度极慢，每百万年仅增长约1~2毫米；海绵、珊瑚和海葵等生物可依附其上，形成局部栖息环境。结核被移除后，这类栖息基底难以在短期内自然补回。因此，评估试验影响除了要看设备离开后的沉积物状况，还要观察依赖结核的生物是否仍存在、以及周边生物群落如何变化。

▲上图：德国研究船“太阳号”（RV SONNE）。摄影：Tim Kalvelage | ©GEOMAR

为获取海底影像和样品，“太阳号”搭载了可下潜至6000米的遥控潜水器KIEL 6000、自主式水下航行器ABYSS、三套海底着陆器，以及多种沉积物取样设备。

航次共有来自七个欧洲国家、17家机构的39名研究人员参加，涵盖生物学、微生物学、化学、海洋学和地质学等领域。船上携带的科研设备共占16个集装箱；航行期间，船舶计划连续54天不进港。

本次调查还将测试一个恢复相关问题就是，人工硬质基底能否在结核被采走后，为部分生物提供替代附着面。当然了，这个试验并不等同于恢复原有生态系统，但可帮助研究人员判断某些生物是否会在替代基底上定殖、以及这种做法可能适用于哪些类型的生物和环境。

预计航次成果将为深海采矿环境影响评估提供资料，并用于向国际海底管理局（ISA）及各国主管机构提出科学建议。生态群落调查、沉积物分析和样品鉴定完成后，才能进一步判断五年半后的现场状况，以及不同影响持续的范围和时间。

当前，国际海底管理局（ISA）尚未批准国际海域的商业深海采矿，直接原因是商业开采规则还没有谈妥。其中，环境影响的不确定性，是谈判迟迟难以完成的重要原因之一，每年ISA开会，都不缺反对的声音。历次会议中，部分成员国和观察组织持续对商业开采提出审慎或反对意见；2026年会议上，多国再次支持暂停或预防性暂缓。 2026年5月，环保组织在挪威海约2300米深处，用遥控潜水器展开写有“LISTEN TO THE SCIENCE!”的横幅，抗议深海采矿；2026年7月IUCN濒危物种红色名录更新，评估了热液喷口特有软体动物的灭绝风险。ISA截至2026年8月，尚未批准任何商业开采，现有合同都还只是勘探合同。

一般来说，采矿作业结束，不代表它造成的影响也结束了。海底被刮过、沉积物被扬起之后，生物会不会减少、影响范围有多大、需要多久才出现变化，往往要隔一段时间才能看出来。德国研究团队此次回访GSR在CCZ的2021年结核采集试验区，计划调查五年半后海底生物群落的变化、沉积物羽流影响的持续时间，以及人工硬基底能否促进生物重新定殖；研究人员会将新观测与已有资料对照。

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此前，还有两组与结核采集试验相关的后续调查值得回顾一下。一组是由TMC旗下子公司NORI在2022年试采后开展；另一组回访的是1979年的早期深海采矿试验遗址。

▲上图：在太平洋进行的深海试验中，The Metals Company (TMC) 在2022年11月收集的多金属结核。图源：TMC

先说说第一个。NORI于2022年在CCZ的NORI-D合同区，跟Allseas合作测试结核采集设备。试采后一年回访。2023年，研究人员回到试验区及周边，设置19个采样站，完成39次多管取样，收集395份柱状沉积物样品；使用了遥控潜水器拍摄海底，并布放着陆器测量海底氧通量。TMC公司公布的初步观察称，受沉积物羽流影响的区域仍能看到先前记录过的固着生物，并称海底羽流主要贴着海床扩散、不是明显升入上层水体长距离漂移的。

一项同行评审研究比较了NORI-D区域试验前后的多个采样时间点，并设置未受试验影响的对照地点。试验前约一个月和试验后约两个月的样品显示，采集车轨迹内大型底栖动物密度下降37%，物种丰富度下降32%；羽流区域没有观察到同样显著的下降。这个研究还发现，对照区域的生物指标也随时间变化，因此评估采矿影响需要结合对照地点和多时点基线，不能只看一次试验后的样品。详情参见海潮天下往期报道：《深海采矿履带过处，生物密度骤降37%！太平洋CCZ海底生物多样性五年调查结果出炉》

▲上图：NORI-D区域大型底栖动物Alpha多样性的时空变化对比。a–c部分展示了各站点在不同采样时期的物种丰富度（a）、Gini-Simpson多样性指数（b）和Simpson均匀度（c），其中方块代表均值，误差棒表示标准差，圆点为独立样本数据；d和e部分分别为基于个体数量（d）和箱式采样数量（e）的稀疏化曲线，实线为观测值，虚线为外推预测值，阴影区域表示95%置信区间，用于评估采样充分性及群落多样性潜力；f部分为k-优势度曲线，直观呈现了采矿后（2022年12月）履带痕迹、羽流区、对照站点与采矿前受扰区的物种优势分布差异。数据显示，采矿履带痕迹内的物种丰富度较采矿前显著下降32%，且群落均匀度异常升高，反映出敏感物种丧失后的结构简化；而羽流区虽物种数量未减，但优势度曲线表明其由少数常见种主导，多样性实质降低。论文出处：Stewart, E.C.D., Wiklund, H., Neal, L. et al.(2025)

▲上图：NORI-D区域沉积物大型底栖动物群落组成的时空对比分析。a部分为非度量多维尺度（nMDS）排序图，基于箱式采样数据的Bray-Curtis相异性矩阵绘制，直观展示各站点群落结构的相似性与差异；b部分为主坐标分析（PCoA）图，用于可视化群落离散度的多元同质性，其中大点代表组质心，小点代表独立样本，颜色区分站点，形状代表采样时期；c部分为箱线图，量化了各站点群落样本到其组质心的中位距离，以此衡量群落内部变异程度（箱体表示四分位距，须线表示上下四分位，星号标记离群值）。结果显示，采矿履带痕迹（track）内的样本点在排序图中分布极为分散，且其到质心的距离显著大于其他所有站点及时期，表明采矿扰动导致该区域生物群落结构发生了剧烈重组，空间异质性大幅增加，生态系统稳定性受到严重破坏。论文出处：Stewart, E.C.D., Wiklund, H., Neal, L. et al.(2025)

▲上图：NORI-D区域不同采样站点及时间的大型底栖无脊椎动物分类群相对丰度。图中单元格表示各分类群在所有采样站点的平方根转换相对丰度；左侧符号标示了经指示物种分析鉴定出的、与特定站点或采样时段呈显著关联的分类群。论文出处：Stewart, E.C.D., Wiklund, H., Neal, L. et al.(2025)

第二个案例是最早的实验之一，1979年OMCO试验区，四十多年后回访。

▲上图：OMCO试验区及其采集轨迹示意图。a，多波束测深地形图，叠加标注了根据影像判读的1979年采矿车辆轨迹，以及1978年用于采集结核的底栖拖橇轨迹；d为采矿车辆照片。b，采矿车辆作业产生的沉积物羽流沉降分布模型，并以黑线标出采矿车辆轨迹的中心位置；c，试验区在克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）的位置，红点为试验区，绿色区域为国际海底管理局划定的特别环境利益区，灰色区域为勘探合同区。所有地图均采用WGS 1984坐标基准。d为1979年采矿车辆位于“休斯·格洛玛·探索者号”船舶月池内的照片，比例尺为2米。图片来源：©Jones, D. O. B. et al. (2025), “Long-term impact and biological recovery in a deep-sea mining track,” Fig. 1

如上图所示，科学家将旧航次记录、海底照片与2023年重新获取的影像和样品进行对照，观察海床地貌、沉积物和生物群落。研究发现，采集车留下的物理痕迹在44年后仍清晰可见，直接受扰动区域的生物群落也仍与未受扰动区域不同；同时，部分活动性生物和一些大型固着生物已重新出现。试验羽流影响区的沉积物残留较有限，部分生物数量与对照区相近。

▲上图：1979年OMCO结核采集试验遗留轨迹及周边海床影像，除特别注明外均于2023年拍摄。a，未受扰动的对照海床；b，1979年由海底采集器拍摄的轨迹视频静帧；c，2023年的采集器轨迹，可见中央区域结核采集不完全；d，轨迹中央结核被完全移除、两侧留有较深推进痕迹的区域；e，轨迹中的六放海绵，黑圈内个体约高270毫米；f，轨迹中的异形虫，黑圈内个体直径约20~50毫米；g，推进痕迹中的海参科海参、海葵及颗粒有机物聚集；h，轨迹附近、模型估计受沉积物羽流影响区域的典型结核分布；i，结核采集状态突然变化的区域，可能由采集耙抬起造成；j，采集器轨迹附近的底栖拖橇痕迹，推测形成于1978年。各图拍摄地点不同，透视比例也不同；图像经轻微色彩平衡校正，以补偿海水对光线的吸收，且对照图像也采用相同校正方式。比例尺：a~d、h、i为0.5米；e~g、j为0.1米。图片来源：Jones, D. O. B. et al. (2025). “Long-term impact and biological recovery in a deep-sea mining track.” Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-025-08921-3  

当然了，这项长期研究并不能直接预测今天的采矿设备会造成同样结果。毕竟1979年那个时候的试验规模较小，旧式设备通过螺旋推进器行进（小编注：阿基米德螺旋推进器），对海床的作用方式与现代履带式采集车不同。论文作者因此强调，旧试验的结果不能不加区分地套用到新设备；但它仍提供了重要的时间尺度证据，亦即，即使部分生物重新定殖，海床上的物理扰动和群落差异也可能持续数十年。

▲上图：采矿轨迹的照片拼接图（以倾斜视角展示由多张海底照片拼接构建的三维模型）。图片来源：Jones, D. O. B. et al. (2025), “Long-term impact and biological recovery in a deep-sea mining track,” Extended Data Fig. 3.

所以总体看的话，已有复查、回访的结论，不能用“恢复”或“无法恢复”来简简单单的一言以蔽之，它们其实图景是比较复杂、细致的。采集车直接经过的区域，动物数量和物种丰富度可能明显下降；羽流影响区的变化则需要结合具体沉积、深度和生物指标判断；数十年后，部分生物可以重新出现，但海床形态及群落组成未必回到原状。不同试验的设备、扰动强度、采样方法和观察年限都不一样，所以不宜能把某一项结果当作所有公司、所有海域的统一结论。但可以肯定的一点是，人类对深海的了解很少，所有这些数据、科学证据，都是能给当下、及未来的深海采矿国际谈判提供科学信息参考的。

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文 | 王海诗

排版 | 卢晓雨