高詠卉 李紀(jì)

極地動(dòng)態(tài)

南大洋發(fā)展的熱點(diǎn)展望——聯(lián)合國(guó)海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年(2021—2030): 南大洋區(qū)域性會(huì)議紀(jì)要

高詠卉 李紀(jì)

(上海交通大學(xué)海洋學(xué)院, 上海 200030)

南大洋在全球熱量循環(huán)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、生物地球化學(xué)和碳循環(huán)、海洋生產(chǎn)力和海平面調(diào)節(jié)等方面起到重要的作用, 對(duì)人類(lèi)未來(lái)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。南大洋及其內(nèi)在價(jià)值的保護(hù)是“聯(lián)合國(guó)海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年” (United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development, 2021—2030, 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“UN海洋十年”)的重要議題之一。2020年2月在美國(guó)加州圣地亞哥舉行了第一屆南大洋區(qū)域研討會(huì)。來(lái)自11個(gè)國(guó)家的與會(huì)者作為海洋科學(xué)、政策、管理和科學(xué)傳播等專(zhuān)業(yè)的代表, 主要圍繞以下議題達(dá)成了共識(shí)。

主題1: 健康和彈性修復(fù)的海洋(Healthy and Resilient Ocean)

會(huì)議強(qiáng)調(diào), 為了保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康與可彈性修復(fù), 需要進(jìn)一步: 1) 觀測(cè)和保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng); 2) 量化和減緩包括氣候變化在內(nèi)等多種影響; 3) 保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。就南大洋而言, 很多工作都基于國(guó)際合作, 為生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的測(cè)定、評(píng)估多重環(huán)境壓力的影響、確定生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)等提供幫助。同樣, 正在進(jìn)行的很多研究也聚焦于南大洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能、關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)因素、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力等問(wèn)題。同時(shí), 國(guó)際組織和研究計(jì)劃(如: Southern Ocean Observing Systems, SOOS; Scientific Committee for Antarctic Research, SCAR; Integrating Climate and Ecosystem Dynamics in the Southern Ocean, ICED; Marine Ecosystem Assessment for the Southern Ocean, MEASO; Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 促進(jìn)了這些研究項(xiàng)目的合作和交流。在南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)公約(Convention for Conservation of Antarctic Marine Living Resources, CCAMLR) 和南極研委會(huì)(SCAR) 的推動(dòng)下, 漁業(yè)和旅游業(yè)等服務(wù)性活動(dòng)的評(píng)估得以開(kāi)展?；凇癠N海洋十年”的倡議, 優(yōu)先發(fā)展以下方面。1) 進(jìn)一步了解關(guān)鍵的物理-生物-化學(xué)的驅(qū)動(dòng)因子, 及其對(duì)南大洋物種和食物網(wǎng)的影響。要注重系統(tǒng)性研究, 關(guān)注海冰、水溫、海洋酸化、層化、初級(jí)生產(chǎn)力、浮游生物群落結(jié)構(gòu)、氧含量和極端事件對(duì)南大洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。2) 提高對(duì)海冰的認(rèn)識(shí), 包括其在生態(tài)過(guò)程中的作用。物理-生化過(guò)程對(duì)海冰的反作用可借助船基和自動(dòng)化平臺(tái)以加強(qiáng)觀測(cè)。3) 提高對(duì)南大洋生物地球化學(xué)循環(huán)的認(rèn)識(shí)。南大洋在生物地球化學(xué)循環(huán)中起著關(guān)鍵作用, 特別是在全球碳循環(huán)中調(diào)節(jié)二氧化碳(CO2)的海氣交換。4) 促進(jìn)社會(huì)了解南大洋問(wèn)題, 認(rèn)識(shí)和理解南大洋及其獨(dú)特環(huán)境對(duì)全球的貢獻(xiàn)和價(jià)值。南大洋共同體將通過(guò)共同努力, 呼吁建立持續(xù)、協(xié)調(diào)和協(xié)同的活動(dòng), 保護(hù)南大洋的生態(tài)環(huán)境。

主題2: 可預(yù)測(cè)的海洋 (Predicted Ocean)

會(huì)議簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前對(duì)南大洋環(huán)流、人為排放CO2的吸收、冰凍圈(海冰、冰原、冰架) 變化、海平面上升等的觀測(cè)-模擬能力以及存在的挑戰(zhàn)。尤其值得注意的是, 約40%的人為CO2排放被南大洋吸收；上層海洋(模態(tài)水等)在一到幾十年的時(shí)間尺度上向低緯度地區(qū)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因而, 全球多數(shù)海區(qū)的初級(jí)生產(chǎn)力都與南大洋相關(guān)聯(lián)。理解和預(yù)測(cè)這些營(yíng)養(yǎng)鹽的傳輸也應(yīng)成為國(guó)際社會(huì)優(yōu)先解決的問(wèn)題。基于“UN海洋十年”的研究機(jī)遇在于: 1) 理解和量化南大洋季節(jié)內(nèi)的可預(yù)測(cè)性；2) 南大洋對(duì)地球系統(tǒng)的大氣和生態(tài)系統(tǒng)等其他環(huán)節(jié)的影響；3) 以上述預(yù)測(cè)機(jī)制為指導(dǎo), 設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)；4) 理解和識(shí)別關(guān)鍵過(guò)程, 以提升預(yù)測(cè)能力?；谏鲜鲇懻? 主要優(yōu)先事項(xiàng)如下: 1) 加強(qiáng)和擴(kuò)大觀測(cè)能力, 加強(qiáng)國(guó)際間的數(shù)據(jù)交流和合作, 支持預(yù)測(cè); 2) 改進(jìn)和提高南大洋的模擬能力。南極半島西部、威德?tīng)柡?、羅斯海等高分辨率的區(qū)域模型對(duì)于預(yù)測(cè)海-冰相互作用、深層水形成、淡水通量等至關(guān)重要。這些模型的開(kāi)發(fā), 并將其納入更大尺度的模型都需要進(jìn)行進(jìn)一步地優(yōu)化參數(shù), 建立南大洋模擬團(tuán)隊(duì)和長(zhǎng)期觀測(cè)系統(tǒng)。

主題3: 可持續(xù)發(fā)展的多產(chǎn)出的海洋 (Sustainable Productive Ocean)

海洋可持續(xù)發(fā)展專(zhuān)題指出, 南大洋海洋生物資源的管理以1980年基于多國(guó)共識(shí)而達(dá)成的CCAMLR為依據(jù), 進(jìn)行以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的資源管理, 為其他海域的海洋生物資源管理樹(shù)立了先例。南大洋以犬牙魚(yú)(spp.) 和南極磷蝦() 為主要漁業(yè)資源, 但其他漁業(yè)資源也有發(fā)展?jié)摿?。未?lái)針對(duì)生物醫(yī)藥的活性物質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)也可能隨之增加。

南大洋生物海洋資源管理主要面臨以下問(wèn)題: 可持續(xù)性、副漁獲物、非法捕撈、通過(guò)指標(biāo)分類(lèi)以明確海洋生態(tài)系統(tǒng)中的脆弱性物種、以及以生態(tài)系統(tǒng)完整性和多樣性為主導(dǎo)的海洋保護(hù)區(qū)(Marine Protected Areas) 規(guī)劃。研究和管理計(jì)劃的發(fā)展表明建立海洋保護(hù)區(qū)應(yīng)是一項(xiàng)優(yōu)先事項(xiàng)。此外, 生態(tài)旅游的增加帶來(lái)了新的問(wèn)題, 例如, 對(duì)現(xiàn)有的海鳥(niǎo)和哺乳動(dòng)物的種群造成潛在壓力, 還可能帶來(lái)疾病和入侵物種等。

在“UN海洋十年”的研究機(jī)遇下, 應(yīng)對(duì)以下挑戰(zhàn): 1)以科學(xué)為基礎(chǔ), 確定南大洋漁業(yè)的安全和可持續(xù)發(fā)展的閾值; 2) 促進(jìn)有效的南大洋空間規(guī)劃; 3)建立海洋保護(hù)區(qū)。討論產(chǎn)生的優(yōu)先事項(xiàng)如下: 1) 增加測(cè)量數(shù)據(jù)的種類(lèi)、系統(tǒng)性、以及可靠性, 并包括生態(tài)系統(tǒng)變化相關(guān)的信息管理和政策; 2) 通過(guò)努力加強(qiáng)科學(xué)與政策的銜接, 確保南大洋的可持續(xù)的捕撈和產(chǎn)量; 3) 確保建立以科學(xué)為基礎(chǔ)的有效保護(hù)區(qū), 并建立可持續(xù)發(fā)展的漁業(yè)管理。

主題4: 學(xué)科交叉(Cross-cutting Themes)

該主題強(qiáng)調(diào)了南大洋在全球氣候變化、CO2吸收和全球海洋生產(chǎn)力調(diào)節(jié)中的重要性。推動(dòng)公眾對(duì)南大洋重要性的認(rèn)知, 并制定用戶驅(qū)動(dòng)的解決辦法。對(duì)“UN海洋十年”所能提供的內(nèi)容進(jìn)行了概述, 其中包括: 健全海洋數(shù)字地圖、所有海盆的高分辨率觀測(cè)、高分辨率模型以及加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的理解。這些構(gòu)想包括數(shù)據(jù)、信息、災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)(如風(fēng)、浪預(yù)警)、建設(shè)能力、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和科學(xué)的解決方案等。

希望可優(yōu)先為以下工作提供平臺(tái)。1) 進(jìn)行遙感觀測(cè)的規(guī)劃, 提高對(duì)南大洋中風(fēng)、葉綠素、鹽度、溫度、海冰和陸冰等的監(jiān)控能力。遙感技術(shù)的發(fā)展將大大提高對(duì)時(shí)間-空間尺度的環(huán)流、生態(tài)系統(tǒng)及其相互作用的觀測(cè)能力。2) 為南大洋問(wèn)題和社會(huì)需求問(wèn)題制定框架。3) 在相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上, 建立國(guó)際間的繞極觀測(cè)組織。這將有助于建立關(guān)鍵物種在南大洋的生活史、量化碳的總體收支、提供大范圍的周期性觀測(cè)、量化海冰在調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力中的作用。4) 增加參與度以提升南大洋的重要性。南大洋共同體需要在諸如OceanObs和其他國(guó)際海洋活動(dòng)中積極努力, 需要同國(guó)際和國(guó)家政府、非政府機(jī)構(gòu)和政府組織的決策者建立更牢固的聯(lián)系。5) 提高對(duì)氣候、環(huán)流、冰凍圈和生態(tài)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)能力。這需要跨學(xué)科的工作、全面的觀察系統(tǒng)和資源共享。6) 促進(jìn)新團(tuán)體的形成和參與。目前南大洋共同體不足以解決面臨的所有問(wèn)題。當(dāng)務(wù)之急是開(kāi)發(fā)項(xiàng)目以吸引新的研究團(tuán)體和年輕研究人員參與南大洋活動(dòng), 并建立一個(gè)具有跨學(xué)科能力的團(tuán)體。促進(jìn)以教育、培訓(xùn)和能力建設(shè)為重點(diǎn)的國(guó)家和國(guó)際間項(xiàng)目, 應(yīng)對(duì)人才需求的挑戰(zhàn)。

Research Priorities ofthe Southern Ocean in The Next Decade —Summary of United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development: 1st Southern Ocean Regional Workshop

Gao Yonghui, Li Ji

(School of Oceanography, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China)