一般而言，培養(yǎng)方式可分為“現(xiàn)場培養(yǎng)（In Situ Incubation，IS）”和“模擬現(xiàn)場培養(yǎng)（Simulated In Situ Incubation，SIS）”兩種方式。下面分別就兩種方式的優(yōu)缺點進行論述。

一、現(xiàn)場培養(yǎng)法

如圖2－1所示，從調查船或懸浮裝置上放下一根繩子，將培養(yǎng)瓶按采樣深度固定在繩子的不同位置，最下端綴上重物，一同放入海水中。由于培養(yǎng)瓶與垂直主繩之間有一定的活動余地，因此海水不斷帶動培養(yǎng)瓶一起晃動，使得培養(yǎng)瓶內的海水可以避免呈靜止狀態(tài)；此外，培養(yǎng)瓶處于原設定深度，溫度和光照條件與原水環(huán)境更加接近，因此現(xiàn)場培養(yǎng)法是比較理想的培養(yǎng)方法，所得結果也較為準確。但缺點是需要船舶拋錨直到培養(yǎng)結束，因此在實際操作中易受到天氣、海況和人力物力資源的限制。

圖2－1　初級生產力原位現(xiàn)場培養(yǎng)（船舶拋錨）

二、模擬現(xiàn)場培養(yǎng)法

模擬現(xiàn)場培養(yǎng)法是指將海水樣品從原設定的深度取出后，在船上模擬海水中的環(huán)境（溫度、光照、波浪晃動等），從而進行模擬培養(yǎng)。相對于原位培養(yǎng)，模擬培養(yǎng)的優(yōu)點是比較靈活，能夠節(jié)省考察船的時間。但由于溫度、光照和海洋動力環(huán)境難以完美模擬，所以其缺點是可能與實際生產力有一定的誤差。尤其對深水層進行模擬時，在岸上提供相似的溫度、光照和動力條件往往具有一定的難度，使得模擬培養(yǎng)與原位培養(yǎng)總會有一定的不可控制誤差。

圖2－2（a）所示為靜置模擬培養(yǎng)法，只需要將培養(yǎng)瓶放置在甲板上，用流動的海水控制溫度。其缺點是：缺乏搖動，溫度和陽光與原環(huán)境有一定差距，導致與原位培養(yǎng)結果可能有較大誤差。

圖2－2（b）為改進后的旋轉培養(yǎng)法，增加了晃動。彭興躍等（1997）的實驗表明，培養(yǎng)過程中的攪動非常重要，該圖的設計所得結果比靜置培養(yǎng)方式更好。

在遼河三角洲的實際調查中，如條件允許，我們一般將培養(yǎng)瓶注射NaH14CO3示蹤劑后密封，并置于原水層中隨海水波動而晃動，這樣的培養(yǎng)方式在一定程度上更貼近周圍水體的實際溫度、光照和水動力環(huán)境。當海況較差時，受限于現(xiàn)場條件，我們偶爾也使用模擬現(xiàn)場培養(yǎng)法，其培養(yǎng)方式介于上述兩種方式之間，一般用人為的周期性晃動來模擬現(xiàn)場動力條件，用流動海水從培養(yǎng)瓶外側模擬原水層溫度。

圖2－2　靜置培養(yǎng)法（a）與旋轉培養(yǎng)法（b）

三、取樣和培養(yǎng)

在遼河三角洲開展的調查中，用南森采水器對表層水和底層水進行現(xiàn)場采樣（圖2－3），并對各項水文參數進行實時測定和分析，包含溫度、鹽度、pH值等。鹽度通過鹽度計測定，透明度和透光層深度（Z）使用Secchi disk測定，溶解氧（DO）使用YSI多參數水質分析儀（美國，型號NC41－Pro　20）現(xiàn)場測定。

圖2－3　現(xiàn)場采取水樣并進行初步過濾

采取水樣時，避免污染是開展后續(xù)實驗的關鍵。且不可用真空泵抽取各層水樣，這在很多國際操作規(guī)程中是被禁止的。透明合成樹脂采水器或Van Dorn采水器等都是比較理想的選擇。

為減少后續(xù)培養(yǎng)過程中浮游動物對浮游植物的捕食作用，在將水樣加入培養(yǎng)瓶前，最好能用尼龍篩網過濾，篩網孔徑根據浮游動物密度和大小來決定，一般0．3mm孔徑可以過濾掉大部分的浮游動物。根據實際情況，篩網孔徑可減至更小，在本調查中，我們使用37μm孔徑篩網對水樣進行過濾，以減少浮游動物的影響。在準備培養(yǎng)實驗的同時，使用GF/F濾膜過濾部分水樣，取濾膜冷凍保存，以測定葉綠素含量。該葉綠素含量可結合后期14　C培養(yǎng)結果來計算碳同化系數。

如圖2－4所示，將經篩網過濾后的水樣注入3個容積為300mL的透明BOD培養(yǎng)瓶和3個外壁漆黑的BOD培養(yǎng)瓶，每瓶加入1～5μL CiNaH14CO3示蹤劑后，密封。將6個培養(yǎng)瓶平行置于預定的水層中或模擬水層的流動水體培養(yǎng)器具中，并記錄培養(yǎng)時間。

圖2－4　開展14　C培養(yǎng)實驗室取樣、標記和培養(yǎng)過程

關于培養(yǎng)時間的長短，一直是學術界比較有爭議的話題。Marra等（2007）曾推薦24h晝夜培養(yǎng)，因為這樣經歷了白天光合作用和夜晚呼吸作用的過程，似乎更符合生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律。然而在很多實際培養(yǎng)中，并非一個完整的晝夜，如Karl等（1998）針對Hawaii Ocean Time－Series（HOT）站點ALOHA開展的培養(yǎng)便是從早晨太陽升起至晚上太陽落下（約12h），而早期則出現(xiàn)過從0．5～24h不同時間段的培養(yǎng)。根據以往研究經驗，培養(yǎng)時間可以靈活選取，一般在生產力較高的沿海水域，培養(yǎng)時間可以為2～6h之間，不超過10h，考慮到氧濃度的變化和細菌生長，一般采用4h；而在生產力較低的外海水域或湖泊中，則可以適當增加培養(yǎng)時間。一般情況下，若條件允許，適當延長培養(yǎng)時間有利于提高最后計算結果的精度，因為在光照條件下隨著培養(yǎng)時間的增加，碳吸收量也會增加。

關于培養(yǎng)瓶的體積，Gieskes等（1997）曾指出培養(yǎng)瓶的大小對14C方法測定結果有影響，然而Laws等（2000）的現(xiàn)場測定則表明，不同大小的培養(yǎng)瓶結果相近，并不存在所謂的“bottle－size effects”。根據以往的培養(yǎng)經驗，瓶子體積在250～500mL之間既能滿足基本的培養(yǎng)后取樣要求，也比較方便操作。

培養(yǎng)結束后，為測定每個培養(yǎng)瓶中溶液的總14　C放射性活度（ATC），從每瓶中取3個5mL平行水樣分別置于閃爍瓶中，加入0．5mL　1NNaOH（或苯乙胺）用于固定溶解態(tài)14　C；類似地，為測定總有機碳（TOC）的放射性活度（ATOC），另取3個5mL平行水樣分別置于閃爍瓶中，加入0．5mL　1NHCl，移入通風櫥中放置24h以排出無機碳，如圖2－5所示。

隨后，立即從每個培養(yǎng)瓶中抽取50mL水樣，過濾，取濾膜置于閃爍瓶中，用于測定顆粒有機碳（POC）的放射性活度（APOC）；并移取5mL濾液置于閃爍瓶中，用于測定溶解有機碳（DOC）的放射性活度（ADOC）。如此重復取樣3次。同時，在放置濾膜和濾液的閃爍瓶中均加入0．5mL　1NHCl，置于通風櫥中24h以排出無機碳。如過濾后，濾膜不能立即進行酸化處理，則需要將濾膜置于－20℃冷凍，直至能進行酸化和通風處理。

在所有閃爍瓶中加10～15mL閃爍液（Ultima Gold LLT），并用超低本底液體閃爍譜儀（QUANTULUS　1220，PerkinElmer Inc．）（或液體閃爍計數儀）測定14　C放射性活度。為消除海水中14　C本底的影響，利用以上類似步驟分別過濾海水水樣，以相同步驟取GF/F濾膜和濾液，測定14　C放射性活度，并做空白校正。研究表明，將用閃爍液固定的閃爍瓶放置30d后，再測定放射性強度能夠得到一個更好的結果，但須注意應避光保存。

圖2－5　原位培養(yǎng)試驗后對14　C樣品的處理和測試