南大洋發展的熱點展望——聯合國海洋科學促進可持續發展十年(2021—2030): 南大洋區域性會議紀要

高詠卉 李紀

極地動態

南大洋發展的熱點展望——聯合國海洋科學促進可持續發展十年(2021—2030): 南大洋區域性會議紀要

高詠卉 李紀

(上海交通大學海洋學院, 上海 200030)

南大洋在全球熱量循環、營養物質循環、生物地球化學和碳循環、海洋生產力和海平面調節等方面起到重要的作用, 對人類未來發展有著深遠的影響。南大洋及其內在價值的保護是“聯合國海洋科學促進可持續發展十年” (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域研討會。來自11個國家的與會者作為海洋科學、政策、管理和科學傳播等專業的代表, 主要圍繞以下議題達成了共識。

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

會議強調, 為了保持海洋生態系統的健康與可彈性修復, 需要進一步: 1) 觀測和保護海洋生態系統; 2) 量化和減緩包括氣候變化在內等多種影響; 3) 保持海洋生態系統的服務功能。就南大洋而言, 很多工作都基于國際合作, 為生態系統生產力的測定、評估多重環境壓力的影響、確定生態系統指標等提供幫助。同樣, 正在進行的很多研究也聚焦于南大洋生態系統的結構和功能、關鍵的驅動因素、生態系統的恢復能力等問題。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, 漁業和旅游業等服務性活動的評估得以開展。基于“UN海洋十年”的倡議, 優先發展以下方面。1) 進一步了解關鍵的物理-生物-化學的驅動因子, 及其對南大洋物種和食物網的影響。要注重系統性研究, 關注海冰、水溫、海洋酸化、層化、初級生產力、浮游生物群落結構、氧含量和極端事件對南大洋生態系統的影響。2) 提高對海冰的認識, 包括其在生態過程中的作用。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循環的認識。南大洋在生物地球化學循環中起著關鍵作用, 特別是在全球碳循環中調節二氧化碳(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、協調和協同的活動, 保護南大洋的生態環境。

主題2: 可預測的海洋 (Predicted Ocean)

會議簡要介紹了當前對南大洋環流、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。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(模態水等)在一到幾十年的時間尺度上向低緯度地區提供營養物質。因而, 全球多數海區的初級生產力都與南大洋相關聯。理解和預測這些營養鹽的傳輸也應成為國際社會優先解決的問題。基于“UN海洋十年”的研究機遇在于: 1) 理解和量化南大洋季節內的可預測性；2) 南大洋對地球系統的大氣和生態系統等其他環節的影響；3) 以上述預測機制為指導, 設計觀測系統；4) 理解和識別關鍵過程, 以提升預測能力。基于上述討論, 主要優先事項如下: 1) 加強和擴大觀測能力, 加強國際間的數據交流和合作, 支持預測; 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域模型對于預測海-冰相互作用、深層水形成、淡水通量等至關重要。這些模型的開發, 并將其納入更大尺度的模型都需要進行進一步地優化參數, 建立南大洋模擬團隊和長期觀測系統。

主題3: 可持續發展的多產出的海洋 (Sustainable Productive Ocean)

海洋可持續發展專題指出, 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, 進行以生態系統為基礎的資源管理, 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() 為主要漁業資源, 但其他漁業資源也有發展潛力。未來針對生物醫藥的活性物質資源的開發也可能隨之增加。

南大洋生物海洋資源管理主要面臨以下問題: 可持續性、副漁獲物、非法捕撈、通過指標分類以明確海洋生態系統中的脆弱性物種、以及以生態系統完整性和多樣性為主導的海洋保護區(Marine Protected Areas) 規劃。研究和管理計劃的發展表明建立海洋保護區應是一項優先事項。此外, 生態旅游的增加帶來了新的問題, 例如, 對現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, 應對以下挑戰: 1)以科學為基礎, 確定南大洋漁業的安全和可持續發展的閾值; 2) 促進有效的南大洋空間規劃; 3)建立海洋保護區。討論產生的優先事項如下: 1) 增加測量數據的種類、系統性、以及可靠性, 并包括生態系統變化相關的信息管理和政策; 2) 通過努力加強科學與政策的銜接, 確保南大洋的可持續的捕撈和產量; 3) 確保建立以科學為基礎的有效保護區, 并建立可持續發展的漁業管理。

主題4: 學科交叉(Cross-cutting Themes)

該主題強調了南大洋在全球氣候變化、CO2吸收和全球海洋生產力調節中的重要性。推動公眾對南大洋重要性的認知, 并制定用戶驅動的解決辦法。對“UN海洋十年”所能提供的內容進行了概述, 其中包括: 健全海洋數字地圖、所有海盆的高分辨率觀測、高分辨率模型以及加強對生態系統結構和功能的理解。這些構想包括數據、信息、災害預警系統(如風、浪預警)、建設能力、技術轉讓和科學的解決方案等。

希望可優先為以下工作提供平臺。1) 進行遙感觀測的規劃, 提高對南大洋中風、葉綠素、鹽度、溫度、海冰和陸冰等的監控能力。遙感技術的發展將大大提高對時間-空間尺度的環流、生態系統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) 在相互協調的基礎上, 建立國際間的繞極觀測組織。這將有助于建立關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、量化海冰在調節生態系統生產力中的作用。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、非政府機構和政府組織的決策者建立更牢固的聯系。5) 提高對氣候、環流、冰凍圈和生態系統的預測能力。這需要跨學科的工作、全面的觀察系統和資源共享。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。當務之急是開發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科能力的團體。促進以教育、培訓和能力建設為重點的國家和國際間項目, 應對人才需求的挑戰。

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)