VIMS航次：庆祝75周年
这一切都始于约克镇的一个老加油站。这座简陋的建筑是威廉与玛丽学院弗吉尼亚海洋科学研究所的第一个化身——弗吉尼亚渔业佳博体育（VFL），于1940年开业。
把海洋科学引入威廉玛丽大学的人是唐纳德·w·戴维斯，他是该校生物系的系主任。从十年前发表在《科学》杂志上的一篇论文《学院如何帮助牡蛎产业》开始，他认为研究和教育应该与联邦的海洋管理活动分开。
维吉尼亚州汉普顿的海产品生产商理查德·阿姆斯特朗是支持戴维斯“分离理论”的行业领袖之一，他称这是“一项确保我们的海产品发展中永久和非政治利益的计划”。
随着VFL及其水生科学研究生课程的成功建立，戴维斯为VIMS的研究、教育和咨询服务三重使命奠定了基础，这一使命使VIMS在海洋科学机构中独树一帜。VIMS作为国家官方顾问的角色现在在弗吉尼亚法典的30多个不同章节中得到了授权。
如今，VIMS是海岸和河口科学领域的国际领导者，总部位于弗吉尼亚州格洛斯特角，占地42英亩。“我们的大部分工作都集中在切萨皮克湾，它的分水岭和弗吉尼亚州的沿海海洋，”VIMS院长兼主任John Wells说。“但我们在这个领域之外所做的很多事情，都给弗吉尼亚带来了知识和理解。同样，我们在切萨皮克湾所做的事情也可以移植到世界各地许多其他陷入困境的生态系统中。”
75年来，VIMS一直在收集、分析、综合和共享数百万条数据，从水质到鱼类种群，为海湾复杂的生态系统创造了独一无二的全面图景，其现实影响远远超出了弗吉尼亚州。在我们面临全球环境加速变化之际，这些数据对于预测未来状况至关重要。
无论是在海湾浅滩涉水，还是在南极海底探索20,000英尺，VIMS的教师和校友都可以在世界各地找到。这里只是他们的一些故事。
沿河
去年夏天，州长Terry McAuliffe宣布沿着海湾及其支流建立弗吉尼亚牡蛎小径，标志着切萨皮克标志的正式回归。
经过一个世纪的疾病、污染和过度捕捞，弗吉尼亚长相思的逐渐恢复是VIMS的一个伟大成功故事。在对野生牡蛎数十年的研究中，VIMS率先采用了牡蛎养殖技术，并在美国开展了最广泛的牡蛎养殖计划。麦考利夫宣布这一消息后不久，备受尊敬的《大西洋》杂志就展示了VIMS水产养殖遗传与育种技术中心主任斯坦·艾伦教授在开发耐病三体牡蛎方面的工作。
Wells说：“在水产养殖的研究、开发和培训方面，我们可能处于世界领先地位。”“我们做得很好，我们与工业界有着紧密的联系。”作为其广泛的公共推广计划的一部分，VIMS还为有兴趣从事牡蛎园艺的个人提供培训。
牡蛎的不断复苏对其他海洋物种来说是一个福音，因此对整个弗吉尼亚州的海鲜产业来说也是一个福音，现在弗吉尼亚州的海鲜产业在全国排名第三，仅次于阿拉斯加和路易斯安那州。作为滤食性动物，牡蛎可以改善水质。海湾的牡蛎礁，许多因疏浚和开采贝壳而被摧毁，为其他海洋生物提供了重要的栖息地和食物来源。
VIMS研究和咨询服务副院长马克·卢肯巴赫教授说：“我们对牡蛎恢复的看法的第一次真正变化发生在20世纪90年代，当时生态学家开始对牡蛎礁进行研究。”“人们开始认识到，这些是非常重要的、复杂的栖息地，类似于珊瑚礁。在量化牡蛎的生态功能方面，我们比任何其他机构都更投入。”
牡蛎继续以新的方式证明它们的价值。最近由VIMS研究员Lisa Kellogg领导的一项研究表明，恢复的牡蛎礁可以从肥料和废水径流中去除大量的氮和磷，这是海湾水质差的主要原因。
Luckenbach一直是VIMS长期致力于开发牡蛎礁恢复和管理最佳实践的中心，从基质组成到播种技术。“许多问题的解决方案不再来自单一学科。我们引进了分子生物学家、有机化学家——我们有许多了不起的物理海洋学建模师。
“我想不出一个我们没有这种多学科方法的问题，从牡蛎养殖到海上风电开发，再到两者之间的一切。再加上我们作为国家顾问的使命，这是VIMS最独特的地方——人才的广度都集中在一个地方。”
浅水区
牡蛎并不是切萨皮克海域唯一勤劳的生物。生长在海湾浅水区、河流和沿海泻湖的海草有助于改善水质，并为蓝蟹、鱼类、水禽和哺乳动物提供重要的庇护所和营养。
“它们是海湾的‘煤矿里的金丝雀’，”VIMS水下水生植被（SAV）项目负责人罗伯特·“JJ”·奥斯教授说，该项目每年制作一张切萨皮克水下水生植被床的互动地图。由于SAV需要阳光才能茁壮成长，在过去的几十年里，随着海水变得更加浑浊，SAV在海湾的数量急剧下降。
20世纪90年代末，在东海岸的海滨海湾工作，那里的大叶藻在60年前就已经消失了，他早些时候开创了一种使用大叶草种子来恢复已经消失的草地的方法，成功地恢复了失去的草地，这是今天世界上最大和最成功的海草恢复项目。
“海湾覆盖了成千上万英亩，”诺斯说。他说：“如果按照以前的方式，在各个工厂建立工厂，既耗时又成本高昂。所以我们采取了一些不同的策略，并说：“让我们看看使用种子的可能性。”
“这些是被子植物，它们基本上像世界上所有被子植物物种一样产生种子，只是它们在水下繁殖，”奥斯说。
“长话短说，它起作用了。”
在学生和普通市民的帮助下，SAV项目在过去十年里已经在400英亩的土地上播撒了5000多万颗大叶藻种子。修复后的遗址自然扩展到4700多英亩。奥斯和他的同事们现在正与马克·卢肯巴赫（Mark Luckenbach）合作，开展一个重新引入海湾扇贝的项目。自20世纪30年代以来，海湾扇贝和鳗草一样，在海滨海湾几乎已经灭绝。
大叶藻修复项目是由州和联邦机构以及私人基金会合作开展的，已经引起了国际关注。VIMS是由丹麦战略研究委员会资助的为期五年的修复项目novgrass的合作伙伴，它也与澳大利亚的研究人员合作。
尽管最近取得了成功，但诺斯警告说，鳗草尤其可能处于危险之中。他说：“我们非常接近它的南部分布——它不会低于北卡罗来纳州。”“最近几年，我们看到夏季气温异常高，在那段时间里，我们发生了重大的死亡。
“这个工厂的实际恢复真的与美国东海岸的温度有关，这当然是许多年前没有的事情。”
这可能会给海湾食物链中已经受到威胁的物种带来坏消息，包括标志性的蓝蟹。
在海湾上
自成立弗吉尼亚渔业佳博体育以来，VIMS一直站在保护海湾各种鱼类的最前沿，包括条纹鲈鱼、美国鲥鱼、比目鱼、大西洋鲱鱼和鼓鱼，为商业和娱乐垂钓者提供服务。
VIMS和世界其他地方的海洋科学家越来越多地采用多物种方法进行渔业管理，通过观察分布、水质因素和捕食者-猎物动态的季节变化来研究鱼类如何相互作用以及它们的环境-或者“谁在切萨皮克湾吃谁”，正如最近的校友安德烈·布赫斯特（Andre Buchheister） 2008年硕士，2014年博士所说的那样。
作为一名研究生，布赫斯特是一项研究的主要作者，该研究使用了10年的监测数据，首次在整个海湾范围内显示所谓的“死区”——由过量营养物质径流导致的低氧区域——正在影响海湾底部附近生活和觅食的鱼类的分布和数量。布赫斯特是五名VIMS学生中最近获得W&M研究生和专业卓越撒切尔奖的学生。
在VIMS工作期间，Buchheister还为W&M大学的本科生教授了一门海洋科学辅修课程。“这让我意识到我在研究生院学到了多少东西，但它也激励我继续学习，利用本科生带来的所有见解。”
在VIMS的75年里，像布赫斯特这样的研究生一直与教师一起工作。布赫斯特说：“VIMS真正让我印象深刻的是教师对待学生的方式，尤其是我的导师罗布·拉图尔。”“他帮助指导我，把他的智慧传授给我，但在某些方面，这是一个相互学习的过程。一起回答有针对性的问题——这是我真正看重的东西。”
“我们有一个非常丰富的研究生培训基地，”Linda Schaffner教授说，她是1980年硕士，1987年博士，VIMS学术研究副院长，她指出，在过去的20年里，VIMS一直是全国第二高的海洋科学博士学位的获得者。“他们都在做基础研究，但每天都在思考现实世界的情况。这些学生一毕业就被抢去找工作。”
VIMS的教育活动也涉及成千上万的中小学生。例如，由美国国家科学基金会资助的GK-12 PERFECT项目将VIMS的研究生和公立学校的教师配对，在课堂上提供STEM课程。
沙夫纳说：“我认为VIMS与主校区之间的联系确实使这里的教师和学生受益，因为它将卓越的教育保持在前列。”
在海洋边缘
从18英里长的切萨皮克湾大桥隧道向大西洋望去，很容易欣赏到海湾与海洋之间的无缝连接。任何生活在切萨皮克沿岸的人都可以证明，海平面上升意味着海湾的水位也会上升。事实上，弗吉尼亚是大西洋沿岸海平面相对上升速度最快的州。
“有三个基本原因，”VIMS海岸资源管理中心（CCRM）主任卡尔·赫什纳教授说。“首先，由于极地冰盖融化，海洋中的水量增加了。第二，我们正在下沉。这里的土地比沿海其他地方下沉得更快。
“最后但并非最不重要的是海洋动力学，”赫什纳补充说，他解释说，墨西哥湾流的减速减少了从我们海岸流失的水量。
决定如何应对海平面上升是一个复杂的政治、法律、经济和环境问题，非常紧迫。国际组织经济合作与发展组织（Organization for Economic Cooperation and Development）将汉普顿路地区的风险资产价值排在全球第10位，特别是因为该地区有大量军事存在。
2012年，弗吉尼亚州议会指示VIMS对未来洪水风险和潜在应对措施进行全面研究。这份长达150页的报告《弗吉尼亚潮汐地区的经常性洪水研究》回顾了来自世界各地的适应策略，并为英联邦提出了最有效的方法——管理、住宿和保护的结合。
“我们建议根据当地的风险采取一种混合的、多层次的方法，”该报告的主要作者、CCRM研究员、VIMS博士候选人、99届硕士Molly Mitchell说。它可以被想象成一个楼梯，每一步都提高了一个地方对其特定洪水风险的抵御能力。
米切尔说：“例如，住宿意味着你待在原地，但你要尽你所能降低风险。”她提到了VIMS Tidewatch网站等早期预警系统，以及筹集房屋地基等行动。
该报告建议立即采取行动，结果成立了几个州委员会，以推进规划和立法措施。该州最近要求W&M的海岸政策诊所（由VIMS、弗吉尼亚海洋基金和法学院合作成立）根据弗吉尼亚法律审查当地政府应对洪水带来的挑战的权力。
赫什纳、米切尔和一个多学科团队目前正在研究复杂的模型，以创造弗吉尼亚州未来海平面上升的情景。赫什纳说：“我们正在进行大量的多机构协调工作。“我们知道这些信息必须对当地规划者有用。在某种程度上，我们可以做到这一点，不仅需要科学界达成共识，而且需要联邦机构，特别是联邦应急管理局达成共识。”
米切尔补充说：“在规划过程中，这一点非常重要，这样人们就不会试图为多种不同的需求做计划。”
Hershner说：“它为VIMS提供的一个见解是，我们完全参与了将科学转化为实施的工作。”“事实上，我们在几乎所有我们合作的问题上都这样做，从牡蛎恢复到湿地管理——这就是VIMS的特点，使我们与大多数其他海洋机构区别开来。”
在公海上
极地冰融化对大西洋中部的潜在影响有力地提醒人们，世界上的水是没有边界的。从早期开始，VIMS的科学家们就与其他海洋研究人员在国家层面和越来越多的国际层面上进行合作，以更好地了解地球生态系统的相互联系。
CSX教授黛博拉·斯坦伯格刚刚乘坐劳伦斯·m·古尔德号科考船在南极洲进行了为期六周的VIMS考察，她讨论了她对南极浮游动物——包括磷虾和海樽在内的微小海洋生物——在“生物泵”中的作用的长期研究。
她说：“生物泵是二氧化碳从大气进入海洋表面，然后被泵入深海，在那里停留数百年甚至数千年的一种方式。”
“地表水中的微观植物通过光合作用吸收二氧化碳，就像陆地上的植物一样。这些植物被浮游动物吃掉，产生我们所说的粪便颗粒，这是浮游生物粪便的一个花哨的词。它们是非常快速下沉的有机颗粒。如果它们沉得足够深，它们就会把碳降到阈值以下，然后碳就会被释放回大气中。”
斯坦伯格补充说，某些浮游动物也会进行垂直迁移，它们在海面上觅食，然后游到深处，本质上是携带着二氧化碳。
斯坦伯格是第七位获得弗吉尼亚杰出教师奖的VIMS教师，几十年来他一直在对南极浮游动物进行采样，研究它们物种组成的变化以及这种变化如何影响生物泵。在过去的50年里，南极半岛的冬季气温上升了11华氏度，是世界平均水平的五倍，使这块大陆成为全球变化的关键晴雨表。
自2009年以来，斯坦伯格每年都会选择一名佳博体育的研究生和本科生加入她的船上研究团队，这一举措得到了阿德里安·杜普兰蒂尔和第一优势联邦信贷联盟的慷慨支持。斯坦伯格说：“我第一次去南极洲的时候还是个大学生，所以对我来说，现在能为别人做这件事真的很特别。”
对于16岁的杰克·康罗伊来说，这是一生难得的经历。“我一次又一次地被海洋和大陆的规模所震惊。一些亮点是在冰山之间看到美丽的日落，然后90分钟后看到绚丽的日出，以及在麦哲伦海峡观看康麦森的海豚在船的尾迹上骑行。”
除了近距离接触浮游动物——它们“没有因为美丽的动物而得到足够的爱”——康罗伊还有机会见到来自世界各地的科学家。“他们真的很善良，很有爱心，他们花时间告诉我他们自己的个人道路，并鼓励我去追求任何我感兴趣的东西。”
穿越时空
在1612年关于切萨皮克湾航行的记录中，约翰·史密斯船长写道：“我们在不同的地方发现了大量的鱼，它们的头露出水面，躺得很厚，因为没有网（我们的驳船在它们中间行驶），我们试图用平底锅捕捉它们。”
四个世纪后，垂钓者们不再使用厨具，而是使用钓竿和卷轴，仍然享受着海湾的丰饶。但是，人为和自然的压力已经严重挑战了切萨皮克的生态系统，尤其是在过去的一个世纪里。
75年来，VIMS与工业界、州和联邦机构、基金会、公立学校和私人公民携手合作，恢复和保护海湾及其他地区的海洋资源。每一次挑战都带来了新的学习经历。
“我们非常幸运地看到了一个正在恢复的系统，”在VIMS工作了75年以上的JJ Orth说。“在我的职业生涯中，我见过最糟糕的，也见过最好的。”
目前还不确定当VIMS达到100时海湾会面临什么新的威胁。然而，可以肯定的是，VIMS的科学家将在那里迎接挑战。
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