联合国将建立首个全球性海洋长期生态监测项目
时间:2017-12-08

  联合国建立全球首个长期海洋生态监测项目 - 新闻中心 - 科学网

  明年,联合国打算完成第一次世界海洋评估(类似于政府间气候变化专门委员会的定期报告)。这个评估不但及时而且非常重要,世界海洋正受到污染物,径流污水,过度捕捞,温度升高,土地酸化等人类活动的威胁,目前的海洋观测项目依然不足的预期目标。

  卫星,水柱浮选装置和传感器阵列已全面监测温度,盐度和叶绿素含量等变化。相比之下,海洋生态系统监测体系严重不足,成本高,难度大,被忽视。因此,监测构成海洋生态系统很大一部分的浮游植物,浮游动物和弱游泳生物体(磷虾和小鱼)只是权宜之计,而不是系统和有组织的。

  大多数自然海洋过程具有时间尺度差异。为了解气候变化引起的转换时间,观测时间通常在50年以上。忽视生态监测导致海洋科学界错过了这样的长期数据。国际海洋人口普查旨在研究世界各地海洋的多样性,但只有十年的时间。目前,只有两个海洋生态系统数据库符合长期的要求,但各有其局限性。

  需要在未来五年内建立一个全球海洋观测网络,为下个世纪的海洋健康评估提供基线。除了物理海洋学数据之外,该网络还必须跟踪全世界海洋生态系统的物种状况。

  数十年的监测

  生态时间序列研究在海洋研究领域就像一个灰姑娘一直被忽视,躲在角落里看着站在舞台中间的其他人,享受着数以千计的宠物。然而现在,她突然发现自己是气候变化党的一个耀眼的新人。

  2012年的一份报告显示,位于加利福尼亚海岸中部的鲈鱼(200米至1000米),原有的24种鱼类丰度下降了63%,最有可能是由于海水氧气减少的原因。本研究以生态学和加州沿海渔业合作调查(CalCOFI)的海洋学时间序列数据为基础,其中CalCOFI数据自1951年以来一直在记录。报告介绍之后,学术界出现了巨大的反应,生态时间序列研究也已经完全更新。

  海水中部的氧气减少是全球变暖的结果,因为水温影响海水的分层,混合和通气。加利福尼亚州南部的各种鱼类栖息地,从北太平洋到温暖的亚热带水域。在2012年年会上,北太平洋海洋科学组织决定成立特别会议,评估北太平洋海域氧气减少的趋势。

  中海的监测对于确定海洋健康至关重要。因此,中层海洋是整个海洋新陈代谢的引擎:从海水中下降的有机物90%在中层海洋处理,同时鱼也比地表水要多得多,世界海洋中部的生物质量将达到10亿到100亿吨,远远高于商业捕捞的鱼量(不到1000万吨)。

  许多居住在海洋中层的鱼在白天从中海水中的食肉动物中逃脱,并在地表水中游泳,以便在地球上最大的迁徙过夜。生活在海洋中的鱼类是浮游生物的食肉动物,也是较先进的食肉动物的食物,也是将碳带入深海的原因。

  但是,为什么海洋生态系统的时间序列统计数据很少呢?因为绝大多数的海洋观测是针对沿海或渔业项目的。在海岸天文台记录的数据是容易获得的,如水温,盐度和叶绿素。这些数据对于分析海水(藻类,养分,氧含量)和当地航行条件(风向,水位,海流)的质量很有用。渔业调查只集中于具有商业价值的鱼类,但由于蒸汽,拖船,滑翔机和浮标等工具对整个海洋系统的影响太小,因此只能用于特定的工作方式。

  20世纪90年代,由联合国政府间海洋学委员会设立的全球海洋观测系统(GOOS)提出在世界各地建立监测网络,但其有限的资金迫使其选择更经济的措施。作为公海GOOS监测计划的一部分,Argo计划在公海上成功部署大约3000个浮标,以监测水温和盐度。但是,以沿海观测为基础的全球海洋观测系统项目着重于可观察到的数据以及对当地海洋环境风险的评估。

  GOOS项目缺乏系统性。例如在美国,有11个地方科学协会参与其中,每个协会都使用自己的独立设备,缺乏生态观察是该项目的主要缺陷之一。

  GOOS将于十一月在澳大利亚汤斯维尔举行第一次专家研讨会,讨论形成一个涵盖生物地球化学,生物学和生态系统的专家小组,以应对眼前的挑战。

  经济可行性

  目前,海洋科学界处于世界海洋状况评估的尴尬境地,缺乏必要的手段,但海洋科学界在经济和技术上都有可能发展跨学科项目,遵循CalCOFI思路(同时满足海洋管理,海洋保护,海洋科学和基础设施的需求)。

  CalCOFI每年花费约500万美元。全球范围内的类似计划(涵盖约50个主要海洋生态系统)每年将需要总计2.5亿美元。如果现有的渔业和环境监测计划可以相互协调,成本将会降低。

  美国每年只需要三千万美元来监测六大海洋生态系统,接近美国国家海洋观测站(OOI)计划运行的年度运营成本估计的五千五百万美元。从2015年起,OOI将在25年之内为少数海域提供一系列物理,化学,地质和生物学观测,但只有少数物种观测需要评估生态系统状况。 (段辛涔)

  “中国科学”(2013-10-17第3版国际)