高詠卉 李紀

極地動態(tài)

南大洋發(fā)展的熱點展望——聯(lián)合國海洋科學(xué)促進可持續(xù)發(fā)展十年(2021—2030): 南大洋區(qū)域性會議紀要

高詠卉 李紀

(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, 對人類未來發(fā)展有著深遠的影響。南大洋及其內(nèi)在價值的保護是“聯(lián)合國海洋科學(xué)促進可持續(xù)發(fā)展十年” (United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development, 2021—2030, 以下簡稱“UN海洋十年”)的重要議題之一。2020年2月在美國加州圣地亞哥舉行了第一屆南大洋區(qū)域研討會。來自11個國家的與會者作為海洋科學(xué)、政策、管理和科學(xué)傳播等專業(yè)的代表, 主要圍繞以下議題達成了共識。

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

會議強調(diào), 為了保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康與可彈性修復(fù), 需要進一步: 1) 觀測和保護海洋生態(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, 很多工作都基于國際合作, 為生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的測定、評估多重環(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)動因素、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力等問題。同時, 國際組織和研究計劃(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) 促進了這些研究項目的合作和交流。在南極海洋生物資源養(yǎng)護公約(Convention for Conservation of Antarctic Marine Living Resources, CCAMLR) 和南極研委會(SCAR) 的推動下, 漁業(yè)和旅游業(yè)等服務(wù)性活動的評估得以開展?；凇癠N海洋十年”的倡議, 優(yōu)先發(fā)展以下方面。1) 進一步了解關(guān)鍵的物理-生物-化學(xué)的驅(qū)動因子, 及其對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、初級生產(chǎn)力、浮游生物群落結(jié)構(gòu)、氧含量和極端事件對南大洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。2) 提高對海冰的認識, 包括其在生態(tài)過程中的作用。物理-生化過程對海冰的反作用可借助船基和自動化平臺以加強觀測。3) 提高對南大洋生物地球化學(xué)循環(huán)的認識。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) 促進社會了解南大洋問題, 認識和理解南大洋及其獨特環(huán)境對全球的貢獻和價值。南大洋共同體將通過共同努力, 呼吁建立持續(xù)、協(xié)調(diào)和協(xié)同的活動, 保護南大洋的生態(tài)環(huán)境。

主題2: 可預(yù)測的海洋 (Predicted Ocean)

會議簡要介紹了當(dāng)前對南大洋環(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-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)在一到幾十年的時間尺度上向低緯度地區(qū)提供營養(yǎng)物質(zhì)。因而, 全球多數(shù)海區(qū)的初級生產(chǎn)力都與南大洋相關(guān)聯(lián)。理解和預(yù)測這些營養(yǎng)鹽的傳輸也應(yīng)成為國際社會優(yōu)先解決的問題?；凇癠N海洋十年”的研究機遇在于: 1) 理解和量化南大洋季節(jié)內(nèi)的可預(yù)測性；2) 南大洋對地球系統(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)測機制為指導(dǎo), 設(shè)計觀測系統(tǒng)；4) 理解和識別關(guān)鍵過程, 以提升預(yù)測能力?；谏鲜鲇懻? 主要優(yōu)先事項如下: 1) 加強和擴大觀測能力, 加強國際間的數(shù)據(jù)交流和合作, 支持預(yù)測; 2) 改進和提高南大洋的模擬能力。南極半島西部、威德爾海、羅斯海等高分辨率的區(qū)域模型對于預(yù)測海-冰相互作用、深層水形成、淡水通量等至關(guān)重要。這些模型的開發(fā), 并將其納入更大尺度的模型都需要進行進一步地優(yōu)化參數(shù), 建立南大洋模擬團隊和長期觀測系統(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)展專題指出, 南大洋海洋生物資源的管理以1980年基于多國共識而達成的CCAMLR為依據(jù), 進行以生態(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立了先例。南大洋以犬牙魚(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?。未來針對生物醫(yī)藥的活性物質(zhì)資源的開發(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題: 可持續(xù)性、副漁獲物、非法捕撈、通過指標(biāo)分類以明確海洋生態(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)的海洋保護區(qū)(Marine Protected Areas) 規(guī)劃。研究和管理計劃的發(fā)展表明建立海洋保護區(qū)應(yīng)是一項優(yōu)先事項。此外, 生態(tài)旅游的增加帶來了新的問題, 例如, 對現(xiàn)有的海鳥和哺乳動物的種群造成潛在壓力, 還可能帶來疾病和入侵物種等。

在“UN海洋十年”的研究機遇下, 應(yīng)對以下挑戰(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) 促進有效的南大洋空間規(guī)劃; 3)建立海洋保護區(qū)。討論產(chǎn)生的優(yōu)先事項如下: 1) 增加測量數(shù)據(jù)的種類、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) 通過努力加強科學(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。推動公眾對南大洋重要性的認知, 并制定用戶驅(qū)動的解決辦法。對“UN海洋十年”所能提供的內(nèi)容進行了概述, 其中包括: 健全海洋數(shù)字地圖、所有海盆的高分辨率觀測、高分辨率模型以及加強對生態(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。1) 進行遙感觀測的規(guī)劃, 提高對南大洋中風(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)展將大大提高對時間-空間尺度的環(huán)流、生態(tài)系統(tǒng)及其相互作用的觀測能力。2) 為南大洋問題和社會需求問題制定框架。3) 在相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上, 建立國際間的繞極觀測組織。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、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和其他國際海洋活動中積極努力, 需要同國際和國家政府、非政府機構(gòu)和政府組織的決策者建立更牢固的聯(lián)系。5) 提高對氣候、環(huán)流、冰凍圈和生態(tài)系統(tǒng)的預(yù)測能力。這需要跨學(xué)科的工作、全面的觀察系統(tǒng)和資源共享。6) 促進新團體的形成和參與。目前南大洋共同體不足以解決面臨的所有問題。當(dāng)務(wù)之急是開發(fā)項目以吸引新的研究團體和年輕研究人員參與南大洋活動, 并建立一個具有跨學(xué)科能力的團體。促進以教育、培訓(xùn)和能力建設(shè)為重點的國家和國際間項目, 應(yīng)對人才需求的挑戰(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)