南大洋发展的热点展望——联合国海洋科学促进可持续发展十年(2021—2030): 南大洋区域性会议纪要

高咏卉 李纪

极地动态

南大洋发展的热点展望——联合国海洋科学促进可持续发展十年(2021—2030): 南大洋区域性会议纪要

高咏卉 李纪

(上海交通大学海洋学院, 上海 200030)

南大洋在全球热量循环、营养物质循环、生物地球化学和碳循环、海洋生产力和海平面调节等方面起到重要的作用, 对人类未来发展有着深远的影响。南大洋及其内在价值的保护是“联合国海洋科学促进可持续发展十年” (United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development, 2021—2030, 以下简称“UN海洋十年”)的重要议题之一。2020年2月在美国加州圣地亚哥举行了第一届南大洋区域研讨会。来自11个国家的与会者作为海洋科学、政策、管理和科学传播等专业的代表, 主要围绕以下议题达成了共识。

主题1: 健康和弹性修复的海洋(Healthy and Resilient Ocean)

会议强调, 为了保持海洋生态系统的健康与可弹性修复, 需要进一步: 1) 观测和保护海洋生态系统; 2) 量化和减缓包括气候变化在内等多种影响; 3) 保持海洋生态系统的服务功能。就南大洋而言, 很多工作都基于国际合作, 为生态系统生产力的测定、评估多重环境压力的影响、确定生态系统指标等提供帮助。同样, 正在进行的很多研究也聚焦于南大洋生态系统的结构和功能、关键的驱动因素、生态系统的恢复能力等问题。同时, 国际组织和研究计划(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) 促进了这些研究项目的合作和交流。在南极海洋生物资源养护公约(Convention for Conservation of Antarctic Marine Living Resources, CCAMLR) 和南极研委会(SCAR) 的推动下, 渔业和旅游业等服务性活动的评估得以开展。基于“UN海洋十年”的倡议, 优先发展以下方面。1) 进一步了解关键的物理-生物-化学的驱动因子, 及其对南大洋物种和食物网的影响。要注重系统性研究, 关注海冰、水温、海洋酸化、层化、初级生产力、浮游生物群落结构、氧含量和极端事件对南大洋生态系统的影响。2) 提高对海冰的认识, 包括其在生态过程中的作用。物理-生化过程对海冰的反作用可借助船基和自动化平台以加强观测。3) 提高对南大洋生物地球化学循环的认识。南大洋在生物地球化学循环中起着关键作用, 特别是在全球碳循环中调节二氧化碳(CO2)的海气交换。4) 促进社会了解南大洋问题, 认识和理解南大洋及其独特环境对全球的贡献和价值。南大洋共同体将通过共同努力, 呼吁建立持续、协调和协同的活动, 保护南大洋的生态环境。

主题2: 可预测的海洋 (Predicted Ocean)

会议简要介绍了当前对南大洋环流、人为排放CO2的吸收、冰冻圈(海冰、冰原、冰架) 变化、海平面上升等的观测-模拟能力以及存在的挑战。尤其值得注意的是, 约40%的人为CO2排放被南大洋吸收；上层海洋(模态水等)在一到几十年的时间尺度上向低纬度地区提供营养物质。因而, 全球多数海区的初级生产力都与南大洋相关联。理解和预测这些营养盐的传输也应成为国际社会优先解决的问题。基于“UN海洋十年”的研究机遇在于: 1) 理解和量化南大洋季节内的可预测性；2) 南大洋对地球系统的大气和生态系统等其他环节的影响；3) 以上述预测机制为指导, 设计观测系统；4) 理解和识别关键过程, 以提升预测能力。基于上述讨论, 主要优先事项如下: 1) 加强和扩大观测能力, 加强国际间的数据交流和合作, 支持预测; 2) 改进和提高南大洋的模拟能力。南极半岛西部、威德尔海、罗斯海等高分辨率的区域模型对于预测海-冰相互作用、深层水形成、淡水通量等至关重要。这些模型的开发, 并将其纳入更大尺度的模型都需要进行进一步地优化参数, 建立南大洋模拟团队和长期观测系统。

主题3: 可持续发展的多产出的海洋 (Sustainable Productive Ocean)

海洋可持续发展专题指出, 南大洋海洋生物资源的管理以1980年基于多国共识而达成的CCAMLR为依据, 进行以生态系统为基础的资源管理, 为其他海域的海洋生物资源管理树立了先例。南大洋以犬牙鱼(spp.) 和南极磷虾() 为主要渔业资源, 但其他渔业资源也有发展潜力。未来针对生物医药的活性物质资源的开发也可能随之增加。

南大洋生物海洋资源管理主要面临以下问题: 可持续性、副渔获物、非法捕捞、通过指标分类以明确海洋生态系统中的脆弱性物种、以及以生态系统完整性和多样性为主导的海洋保护区(Marine Protected Areas) 规划。研究和管理计划的发展表明建立海洋保护区应是一项优先事项。此外, 生态旅游的增加带来了新的问题, 例如, 对现有的海鸟和哺乳动物的种群造成潜在压力, 还可能带来疾病和入侵物种等。

在“UN海洋十年”的研究机遇下, 应对以下挑战: 1)以科学为基础, 确定南大洋渔业的安全和可持续发展的阈值; 2) 促进有效的南大洋空间规划; 3)建立海洋保护区。讨论产生的优先事项如下: 1) 增加测量数据的种类、系统性、以及可靠性, 并包括生态系统变化相关的信息管理和政策; 2) 通过努力加强科学与政策的衔接, 确保南大洋的可持续的捕捞和产量; 3) 确保建立以科学为基础的有效保护区, 并建立可持续发展的渔业管理。

主题4: 学科交叉(Cross-cutting Themes)

该主题强调了南大洋在全球气候变化、CO2吸收和全球海洋生产力调节中的重要性。推动公众对南大洋重要性的认知, 并制定用户驱动的解决办法。对“UN海洋十年”所能提供的内容进行了概述, 其中包括: 健全海洋数字地图、所有海盆的高分辨率观测、高分辨率模型以及加强对生态系统结构和功能的理解。这些构想包括数据、信息、灾害预警系统(如风、浪预警)、建设能力、技术转让和科学的解决方案等。

希望可优先为以下工作提供平台。1) 进行遥感观测的规划, 提高对南大洋中风、叶绿素、盐度、温度、海冰和陆冰等的监控能力。遥感技术的发展将大大提高对时间-空间尺度的环流、生态系统及其相互作用的观测能力。2) 为南大洋问题和社会需求问题制定框架。3) 在相互协调的基础上, 建立国际间的绕极观测组织。这将有助于建立关键物种在南大洋的生活史、量化碳的总体收支、提供大范围的周期性观测、量化海冰在调节生态系统生产力中的作用。4) 增加参与度以提升南大洋的重要性。南大洋共同体需要在诸如OceanObs和其他国际海洋活动中积极努力, 需要同国际和国家政府、非政府机构和政府组织的决策者建立更牢固的联系。5) 提高对气候、环流、冰冻圈和生态系统的预测能力。这需要跨学科的工作、全面的观察系统和资源共享。6) 促进新团体的形成和参与。目前南大洋共同体不足以解决面临的所有问题。当务之急是开发项目以吸引新的研究团体和年轻研究人员参与南大洋活动, 并建立一个具有跨学科能力的团体。促进以教育、培训和能力建设为重点的国家和国际间项目, 应对人才需求的挑战。

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)