冷泉广泛分布在全球主动和被动大陆边缘的海底，从深层到浅层沉积物甚至海水释放出富含甲烷和硫化氢等还原性气体的地质流体。在大多数情况下，碳氢化合物的主要成分是甲烷，甲烷在适当的压力和温度条件下积聚成天然气水合物，天然气水合物被认为是未来的潜在清洁能源。冷泉喷口周围聚集着甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原菌，它们参与了一种被称为甲烷的厌氧氧化(Anaerobic Oxidation of Methane, AOM)的生命循环过程，这一过程为与冷泉有关的大量生态群落提供了能量。本文通过自主研发的深海原位观测系统(Long-term Ocean Observation Platform, LOOP)，系统地研究了南海台西南盆地Site F冷泉系统的长时序列生境参数、冷泉渗漏活动的驱动机制以及这些活动对冷泉生态系统的影响。本研究在Site F进行了超过两年的连续监测，收集并深度挖掘了大量有关冷泉渗漏活动、环境参数变化以及其与底栖生物群落动态响应的原位数据。

研究表明，冷泉渗漏活动受到潮汐变化和海底压力变化的显著影响，这揭示了Site F冷泉渗漏活动的主要影响因素。此外，本研究利用自主研发的深海原位观测系统在冷泉喷口处开展了原位实验，提出了天然气水合物在冷泉生态系统中充当“电容器”的新模型。这一模型指出，天然气水合物缓冲了来自下方的甲烷瞬时喷发，并确保甲烷以稳定的方式扩散至上层孔隙水中，从而支持了长期稳定的化能合成生态系统。这一发现不仅为理解化能合成生态系统的稳定机制提供了新思路，也为未来在冷泉区域及其与全球化能合成群落之间相互作用的评估中，考虑天然气水合物作为电容器的角色提供了科学依据。

此外，本研究还通过深海原位观测系统在冷泉区域的长期部署，探讨了深海长期原位监测技术在极端海洋环境中的应用潜力，并为深海探测平台设计提供了重要的技术支撑。监测平台获取的原位监测数据丰富了冷泉区域的生物地球化学数据集，也为进一步理解深海冷泉生态系统的复杂相互作用机制奠定了基础。

本研究利用自主研发的深海原位观测系统在深海冷泉领域的初步尝试，丰富了我们对地球深海极端环境下生命存在和演化规律的认识，同时也为深海资源的探索利用、全球碳循环的研究以及地球生命起源的探索提供了新的技术手段。未来研究将继续在冷泉生态系统这一天然试验场开展原位实验和长期原位监测，以期获得更多关于冷泉生态系统与冷泉流体的生物地球化学过程的新证据。

关键词：冷泉，化能合成生态系统，天然气水合物，深海原位观测系统，原位实验