作者：徐奎栋

山岗上有什么东西（山岗上有什么补充句子）

从15世纪的大航海时代开始，水下暗礁及浅水海山日益成为舰船航行的重大威胁，引起人们广泛关注。时至今日，由于特殊的地形和水文特征，以及独特的生态系统、丰富的生物多样性和高资源价值，大洋中的海山已成为深海研究中最受关注的领域之一。

海山又称海底山，是由海底火山作用形成的水下山脉，是深海大洋底部的主要生态景观。严格意义上的海山，是指海面下高度大于1000米的隆起。广义上，将海底隆起高度为500～1000米的海丘和低于500米的小山也称为海山。

据统计，全球约有33452座海山和138412个海丘，小山更多。大多数海山位于各国200海里（1海里=1.852千米）的专属经济区内，仅有少数位于公海，其中不足2%的海山位于海洋保护区内。太平洋有全球60%以上的海山，且海沟、岛弧和弧后盆地众多，海底地质作用非常活跃。其中，西太平洋是全球海山分布最集中的海域，又是全球海洋生物多样性的中心，广受关注。

“发现”号无人遥控深潜器下水

典型的海山是由休眠火山形成的，有些海山由于形成时间较晚，至今仍然比较活跃，还会持续喷发岩浆。海山主要分为板内海山和板块边界海山两种。板内海山位于深海平原上，是由海底火山喷发形成的，如位于太平洋的麦哲伦海山链、夏威夷-皇帝海山链等，它们都是火山研究的热点区域。板块边界海山又称岛弧海山，通常位于岛弧上，如雅浦海沟和马里亚纳海沟边缘的海山。板块边界海山通常也是由火山岩浆活动形成的，它们的形成又常常与板块俯冲和挤压有关。

此山非彼山——海山与陆地山的差异

海山与陆地山虽同为“山”，但有着显著区别。它们分别处于海水和大气两种不同的介质中；海山大多由休眠火山形成，以岩石等硬底为主，有些区域可形成以有孔虫砂或珊瑚砂为主的软底沉积；而陆地山脉大多是由大陆板块相互挤压、碰撞形成的，如喜马拉雅山脉。尽管它们的生成机制不同，但海山和陆地山在形态上类似，且一般都有生物着生。那么，海山和陆地山在生物垂直分布格局上是否具有可比性呢？

物种多样性沿海拔或深度的梯度分布格局及其影响因素一直是生物多样性研究的热点。陆地高山植物的一个显著特点是垂直成带分布，即随着海拔高度的变化，植物群落组成呈带状分布。这主要是由于海拔高度变化造成的温度以及降水差异导致了植被类型的不同，如喜马拉雅山脉的山脚分布着热带雨林，山腰为落叶阔叶林，接近山顶只有高寒荒漠植被等。以种子植物为例，无论是在温带还是热带、亚热带高山，其物种丰富度一般随海拔升高先增加后减少，在高度梯度上呈“上下低、中间高”的分布格局，但山脚的生物多样性仍明显高于山顶。

那么，隐藏在滚滚波涛之下的海山是何种情况呢？海山生物大都分布在相对局限的深水环境中，受到与水深相关的水温、压力、光照、食物以及底质环境等因素的影响。有科学家认为：海山上的生物群落在1000米深度内的变化，几乎相当于陆地1000千米高度内的变化；通常是随着水深的增加，深海底生物多样性呈减少趋势；深海大洋中，海山顶的生物多样性通常高于海山底，因此，海山生物可能具有类似高山植物的带状分布，但变化趋势相反，类似倒立的山。那么，真实情况是否如此呢？

我们利用“发现”号无人遥控深潜器（水下机器人，以下简称“发现”号）对海山的生物多样性进行了探查，由此看到了与一般深海生物垂直分布不同的现象：海山顶通常具有较高的生物多样性，在阳光可以到达的深度甚至还有一些植物；在水深500～1000米的山腰（这里的水体含氧量最小），生物多样性降低了，低含氧量可能导致很多动物无法生存；再往下到1200～1500米的深度，生物种类和数量却明显增多；更深处，生物又开始减少。

这一观察结果显示：海山生物的垂直分布特点不同于一般深海，也不同于陆地高山上植物“上下低、中间高”的单峰型多样性分布格局。

工作人员在维保保养“发现”号

卡罗琳海山上喜欢倒立的平头鱼。图中绿点为激光测距点

距马里亚纳海山140米处成群的梅鲷鱼群，图左侧为“发现”号的机械手

目前，有关海山生物垂直分布的研究很少，还存在太多的未知。要回答“海山生物到底有何种垂直分布格局”这一问题，我们还需要对海山不同深度的生物组成和数量分布进行精细的研究，并结合环境状况来分析。

海山暗藏的致命威胁

陆地上的山是显而易见的，而海山隐藏在波涛汹涌的海水中，对船只极具威胁。从大航海时代开始，海面下离水面较近的浅水海山就引起了人们极大关注。全球洋面下500～1000米高的海丘和超过1000米高的海山，约占全球海底面积的21%，且大部分尚不为人知，对舰船航行安全构成重大威胁。莫里菲尔德海山便是以一艘在1973年在此撞山的船名命名的。2005年1月8日，美国海军“旧金山”号核潜艇在关岛以南约660千米处，以超过30海里的时速迎头撞上一座海山，受损严重，所幸艇上的核反应堆没有发生泄露。调查发现，这是一座距水面约30米的海山，由于美国海军没有及时更新地图而酿成大祸。

当洋流遇到海山时会形成上升流，因而出现变化多端的海流，这会威胁潜艇的航行安全。活跃的海底火山爆发也会威胁航海安全。海山侧面的崩塌还可造成严重的海啸。远洋航行中，如果没有可靠的海山资料，那么航行将是一个充满危险的挑战。

海山有丰富的渔业和矿产资源

看到海山的致命威胁，大家是不是觉得应该远离海山？其实，随着科技的发展，我们对海洋资源的勘探和开发也是前所未有地深入。如今，人们不仅不避开海山，反而迎海山而上，希望能更多地了解海山，开发海山。

实际上，海山往往是大洋渔场的所在地，蕴藏着极为丰富的渔业资源，有海山的海域就有渔船出没，尤其是在中高纬度海山区。目前，海山已知的经济鱼有80余种，据估算，每年全球海山区的渔获量可达250万吨。

由于生物资源丰富，海山区经常可见到数量较多的海洋动物，如金枪鱼、旗鱼、鲨鱼、鲸、海豹、海龟和海鸟等。鲸和海豚等海洋迁徙性哺乳动物以及鲨鱼等顶级捕食者，常在迁徙期间停留在海山附近觅食、休息和繁衍。海山因此又被形象地称为海洋动物的“加油站”。也有人推测，海山可能是这些动物长途迁徙的路标。

海山还是海洋海底矿产资源的重要产出地，如富钴结壳，又称钴结壳、富钴铁锰结壳，因富含钴而得名；还含有钛、镍、锰、锌、铂、铊等重要金属和稀土元素，主要分布于海山、岛屿斜坡及海底高地上。海山因藏量巨大的矿产资源而成为未来重要的采矿区。因此，很多国家对海山极为关注，纷纷投入人力物力，开展考察和研究。

采自麦哲伦海山的富钴结壳

太平洋是全球海山分布密度最大的海区，也是全球富钴结壳资源最富集的洋区。其中，西太平洋的麦哲伦海山链是富钴结壳资源最集中的洋区，由十多座大型平顶海山组成，中、俄、日、韩四国均与国际海底管理局签订了此处的国际海底富钴结壳矿区勘探合同。我国在此海山区的采薇海山和维嘉海山也有合同区，面积达3000平方千米。

调查显示，在深海中，海山的富钴结壳区以及深海底的多金属结核区生活着种类丰富的巨型海洋动物。它们个体大小超过2厘米，肉眼可辨，有些有区域分布特性，许多还与结壳或结核的分布有关，即矿物资源富集的区域动物多样性更高。海底采矿无疑会对深海环境和生物造成不可预测的影响，甚至可能是毁灭性的。因此，国际海底管理局规定，凡获准勘探的国家必须开展相应的环境调查和评估，并提供相关数据。

研究人员正在进行浮游生物拖网下水前的准备工作

海山有很高的生物多样性和生态价值

海山的特殊环境孕育了极具特色和生态价值的生物群落。在寡营养海区，海山常被称为深海中的“沙漠绿洲”，是深海生物最丰富的水域之一。这里有适宜海绵和柳珊瑚等生物生存的底质，往往形成壮观的海绵场、珊瑚林，也被形象地称为“海底花园”。这里环境相对稳定，但较近海而言，食物比较贫瘠，水温也较低，因此生物生长缓慢，寿命大都很长，一些生物已经生长了几百年甚至数千年之久。目前世界上已知最年长的海洋生物是一株夏威夷深水黑珊瑚，寿命达4200多年。但是这样特殊的生物群落如果遭到破坏，恢复起来是很难的。因此，人类需要对海山加强研究、保护和管理。

卡罗琳海山上的珊瑚林

卡罗琳海山上的竹柳珊瑚

采自雅浦海山的红拟柳珊瑚（缠绕其上的白色动物为蛇尾，一种棘皮动物）

21世纪初，联合国审议了国家管辖范围以外海山的可持续利用和脆弱生态系统养护问题，并将海山和冷水珊瑚等作为深海脆弱生态系统纳入议题中；近年来，开始着手制定“国家管辖外海域生物多样性”养护与可持续利用相关协定。这有可能成为自《联合国海洋法公约》生效以来最重要的国际海洋法律制度，其制定和实施将重构全球海洋利益格局。无疑，这又将是一轮国际博弈。

水下机器人带你领略海山上的多彩生命

“发现”号如同一辆海底观光车，可缓慢地从海底向海山顶部移动。车上装载的超高清摄像头、LED灯和各种灵敏探头，可实时拍摄并记录海底的环境信息。“发现”号还可以挂载多种采集水样、沉积物、岩石及生物样品的工具，在海底开展部分科学研究，实现了我们“将实验室搬到海底”的梦想。

研究人员正在在“发现”号操控室现场探测海底（王少青摄影）

海山大部分以岩石等硬底为主，其坡度和地质构造与海山的形成历史有关。跟随“发现”号的视角，人们也能体会到其旅途时而陡峭、时而平缓；有时能看到大片白色的有孔虫砂或珊瑚砂；有时能看到黑黝黝的岩石，或者球状的铁锰结壳。

海洋上层水体中的生物通过光合作用产生有机物质，并向海底输运。深海中，除热液和冷泉等处少数化能生物群落外，底栖生物都直接或间接依赖这些有机质作为食物来源。在热带寡营养海域，由于上层水体的生产力低，沉降到深海的食物碎屑少；在平坦的海山顶部、海底或海山平缓处，往往覆盖着白茫茫的砂石，如同海底沙漠，生物稀少，只有在海流畅通、岩石底质集中的地方，才可能看到生物聚集，运气好的话，还可能见到珊瑚林或海绵场。

“发现”号还“看”到了几乎所有动物门类的代表，从最原始的多细胞动物海绵到最高等的哺乳动物都有。细菌和原生动物等微生物无法通过肉眼看见，但它们常与海洋中漂浮的微小物质聚集形成肉眼可见的“海洋雪”，成为海山生物的主要食物来源。另外，海山沉积物中还生活着许多小型底栖生物，包括线虫、桡足类、动吻类和铠甲动物等。最具震撼力的当属那些“大块头”，即个体大小超过2厘米的巨型动物，如海葵、柳珊瑚、黑珊瑚、柱星螅等刺胞动物；玻璃海绵、寻常海绵等海绵动物；海星、蛇尾、海参、海胆、海百合等棘皮动物；双壳类、螺类、烟灰蛸等软体动物；颜色鲜红的深海虾、蟹、寄居蟹、铠甲虾等甲壳动物。活跃在海山底部的常见深海鱼类如鲨鱼、深海狗母鱼、单棘躄鱼、和海晰鱼等，也是海山中靓丽的风景。它们在冰冷的深海海山中共同组成了生机勃勃的“海底动物乐园”。

“发现”号拍摄到的卡罗琳海山上的线足虾

卡罗琳海山上如花般的海绵

雅浦海山上的海胆

海洋研究和资源开发关乎国家权益和国防安全。海山因为拥有高生物多样性、高渔业资源和高矿产资源价值，成为各国关注的热点。以往我国对海山生物多样性及连通性认识不足，有关深海生物多样性及遗传资源的保护和利用等数据也比较缺乏。目前，我国正在全面实施深地探测、深海探测和深空对地观测的“三深”探测战略，海山研究也迎来了新的发展机遇。

致谢：感谢科技基础资源调查专项“西太平洋典型海山生态系统科学调查”（2017FY100800）和中国科学院战略性科技先导专项（A类）“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”的支持。

（本文图片除说明外，均由作者提供）

（作者单位：中国科学院海洋研究所）

小知识

国际海底管理局是根据1982年《联合国海洋法公约》设立的国际机构，是管理国际海底区域及其资源的国际机构。

国际海底区域是指国家管辖海域以外的海床、洋底及其底土，约占地球表面积的49%，区域内蕴藏着丰富的战略金属、能源和生物资源，具有重大的科学研究和开发价值。1970年，联合国大会宣布国际海底区域及其资源是全人类的共同财产。

2010年，中国正式开展国际海底地理实体命名工作，中国大洋协会确定了以《诗经》为主、以中国历史人物等为辅的命名体系,以《诗经》中“风”“雅”“颂”的文字分别对应大西洋、太平洋和印度洋的地名。太平洋中的海山以中文命名的最多，许多名字出自《诗经》，文字优美、意蕴深厚。例如，西太平洋麦哲伦海山区的采薇海山和维嘉海山是我国富钴结壳合同区内的两座海山。

本文为《大自然》杂志2019年第4期原创文章，未经授权不得转载或建立镜像。

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