联合国将建立首个全球性海洋长期生态监测项目

明年，联合国打算完成其第一次世界海洋评估。这一评估不仅及时，而且非常重要。

加州海洋渔业合作调查关注美国西海岸的海洋状况。资料来源:詹姆斯·威尔金森

明年，联合国打算完成其第一次世界海洋评估(类似于*间气候变化专门委员会的定期工作报告)。评估不仅及时，而且非常重要:世界海洋正受到许多人类活动的威胁，包括污染物、径流和污水、过度捕捞、气温上升和土地酸化。目前的海洋观测项目仍未达到预定目标。

数据丢失

温度、盐度和叶绿素含量等变化已经通过卫星、水柱漂浮装置和传感器阵列进行了全球监测。相比之下，海洋生态监测系统严重不足，且由于难度大、成本高而被忽视。因此，对构成海洋生态系统很大一部分的浮游植物、浮游动物和弱泳生物(磷虾和小鱼)的监测只是权宜之计，并不系统或有组织。

大多数自然海洋过程都有时间尺度的差异。为了找出气候变化引起的转变时间，观测时间跨度通常为50年以上。忽视生态监测使得海洋科学界缺乏这样的长期数据。国际海洋生物普查旨在研究世界范围内的海洋多样性，但只持续10年。目前，只有两个海洋生态数据库能够满足长期需求，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。连同物理海洋学数据，该网络必须跟踪世界各地海洋生态系统中的物种状态。

几十年的监控

生态时间序列研究就像海洋研究领域的灰姑娘——长期被忽视，躲在角落里，看着其他人站在舞台*享受无数的恩惠。但是现在，她突然发现自己成了气候变化舞会上耀眼的新星。

2012年的一份报告显示，最初在加利福尼亚海岸(200米至1000米深)的中层水域中丰富的24种鱼的数量减少了63%，这很可能是由于海水中含氧量的减少。该研究基于自1951年以来记录的来自生态学和加利福尼亚海洋渔业合作调查的海洋时间序列数据。该报告自发表以来在学术界引起了很大反响，生态时间序列的研究状况呈现出新的面貌。

海水中层含氧量的下降是全球变暖的预期结果，因为水温会影响海水的分层、混合和通风。有许多种鱼居住在加利福尼亚南部水域，从寒冷的北太平洋延伸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召开一次特别会议，评估北太平洋水域的含氧量下降趋势。

监测海洋中层对于判断海洋是否健康非常重要。因此，中层海水是整个海洋新陈代谢的引擎:90%从表层海水中沉淀下来的有机物在中层海水中得到处理；与此同时，生活在中层海洋的鱼比生活在表层海洋的鱼多得多。据估计，栖息在海洋中部的全球生物量可达10亿至100亿吨，大大超过可用于商业捕鱼的鱼类数量(不到1 000万吨)。

许多栖息在中层水中的鱼白天会从中层水中的掠食者那里转移出来，晚上会游到表层水中寻找食物。这是地球上最大的动物迁徙。生活在中层水中的鱼是浮游生物的主要捕食者和高等食肉动物的猎物。他们还肩负着将碳带到深海的重任。

然而，为什么关于海洋生态系统时间序列的统计数据如此之少？因为绝大多数海洋观测是针对沿海或渔业项目的。海岸观测站记录的数据很容易测量，例如水温、盐度和叶绿素。这些数据对于分析海水质量(藻类、营养、氧含量)和当地航行条件(风向、水线、洋流)至关重要。渔业调查只关注有商业价值的鱼类，但通过船只、拖船、滑翔机和浮标等工具获得的海洋样本变量对于整个海洋系统来说太小，因为它们只能以特定方式工作。

20世纪90年代，由联合国*间海洋学委员会建立的全球海洋观测系统(海观系统)提议在世界范围内建立一个监测网络，但其有限的资金迫使它选择更经济的测量方法。作为公海全球海洋观测系统监测项目的一部分，阿尔戈计划在广阔的海洋中成功部署大约3000个浮标，以监测水温和盐度。然而，基于沿海观测的全球海洋观测系统项目侧重于易于观测的数据和对当地海洋环境的风险评估。

全球海洋观测系统项目缺乏系统性运作。例如，在美国，有多达11个地方科学协会参与，每个协会都使用自己独立的设备，缺乏生态观察是该项目的一个主要缺点。

全球海洋观测系统将于11月在澳大利亚汤斯维尔举行第一次专家研讨会，讨论组建一个涵盖生物地球化学、生物学和生态系统的专家组，以应对迫在眉睫的挑战。

经济可行性

目前，海洋科学界处于非常尴尬的境地，被要求评估世界海洋的状况，却缺乏必要的手段。然而，根据卡尔科菲的想法(同时满足海洋管理、海洋保护、海洋科学和基础设施的需要)，海洋科学界有可能在经济和技术上发展跨学科项目。

加州理工学院每年花费约500万美元。全球范围内的类似项目(覆盖约50个大型海洋生态系统)每年总共需要2.5亿美元。如果现有的渔业和环境监测方案能够相互协调，成本将会降低。

美国每年只需要3000万美元来监测其六大海洋生态系统，接近美国海洋观测计划(OOI)估计的每年5500万美元。从2015年开始，OOI将在25年内为几个海域提供一系列物理、化学、地质和生物观测，但评估生态系统状态只需要少数物种观测。(段鑫)

《中国科学新闻》(第三版国际，2013年10月17日)