▲李劍平團隊研發(fā)的水下暗場成像儀懸在浮標(biāo)上。受訪者供圖

深圳新聞網(wǎng)2026年4月16日訊（深圳報業(yè)集團記者 魏羽辰）大鵬灣海洋綜合試驗場內(nèi)，海面波光粼粼，水下暗場成像儀（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“按下”快門，捕捉百微米級浮游生物的瞬間姿態(tài)，影像經(jīng)由無線信號傳回陸地，匯成一片肉眼難見的水下微觀天地。這是中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院正高級工程師李劍平博士團隊的科研日常，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

看似透明的海水，每一滴都蘊藏著一個微觀世界。假如1毫升海水中有1只橈足類浮游動物，則其總量就達到了4×10的21次方個，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，浮游植物貢獻了地球50%的氧氣，地球其實是一個名副其實的浮游生物星球。

“地球最大規(guī)模的動物遷徙，實際上是海洋中浮游動物的晝夜垂直遷徙。我們像人口普查一樣，對一個海區(qū)，一段時期甚至全球的浮游生物的種類、數(shù)量、分布、生理狀態(tài)和相互作用進行觀測研究，就可以有效預(yù)測生態(tài)災(zāi)害。在IPP研制時的海試期間，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，當(dāng)時尖筆帽螺的豐度達到了每立方米近3500只。”李劍平說。這次成功的監(jiān)測發(fā)生在2020年，是IPP早期能力的一次有力證明。

長期以來，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)新是我們探索深藍的‘硬實力’?！崩顒ζ秸f。在國家重點研發(fā)計劃等項目支持下，經(jīng)過多年不懈攻關(guān)，李劍平團隊研制出可以在海面錨系浮標(biāo)下長期工作的水下暗場成像儀IPP，寓意著“能夠?qū)Ω∮紊锍上竦暮Ｑ筇结槨保瑢崿F(xiàn)原位觀測活體浮游生物。

守護海洋與核電安全

這臺儀器看似其貌不揚，卻在水下猶如“鷹眼”，為科研團隊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，提升了成像的性能。樣機在深圳大亞灣海域的魚排下通過四次海試，累計獲取上百萬張各類浮游生物的優(yōu)質(zhì)圖像，為后續(xù)軟件團隊開發(fā)算法儲備了數(shù)據(jù)。

有了IPP的幫助，“軟實力”也開始發(fā)揮關(guān)鍵作用，李劍平團隊組建精干的軟件算法開發(fā)團隊，扎根海域?qū)嵉乇O(jiān)測的同時，經(jīng)過學(xué)生標(biāo)注、專家校正、機器迭代，將涵蓋了超過110類浮游生物和顆粒物的5萬張圖像采集入庫，構(gòu)建起中國首個海洋中大型浮游生物原位圖像數(shù)據(jù)庫DYB-PlanktonNet。

“我們攜帶最新裝備進入更多海域，通過觀測陸續(xù)看到了多種可能會導(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，讓IPP具備針對性監(jiān)測能力，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)步擴大：2024年初，它被部署在大鵬灣海域的“合作者號”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試場，持續(xù)拓展觀測視野。這些新的部署，一方面是為了讓儀器在真實、復(fù)雜的海洋環(huán)境中不斷測試、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)測與保護，持續(xù)貢獻著寶貴的一手數(shù)據(jù)。