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代表193个国家的联合国大会宣布,2021-2030年为“海洋科学促进可持续发展十年”。该十年旨在确保海洋科学支持和指导2030年可持续发展议程,包括其17项可持续发展目标,特别是第14号可持续发展目标,即水下生命。联合国所有成员国在2015年通过了可持续发展目标,其实施是“地平线欧洲”(Horizon Europe)的主要目标之一。“地平线欧洲”是欧盟即将推出的研究与创新框架计划(2021-2027)。 十年是确保我们在改善海洋生态健康的同时继续受益于海洋的机会。十年规划了六项社会目标:清洁的海洋、可持续收获的海洋、安全的海洋、健康的海洋、可预测的海洋和透明的海洋。欧洲海洋局旗舰出版物《展望未来V》(NFV)的建议全面解决了这六个社会目标。NFV提供了对海洋科学的整体看法,并建议与所有利益相关者一起制定新的研究议程,以可持续的治理作为其核心。报告针对今后十年提出了一个以解决方案为导向的跨学科研究议程。本政策概要强调了十年的社会成果与NFV的五个实质性科学章节之间的密切一致性和重叠,突出了我们面临的全球可持续性挑战的跨学科和相互关联的性质。 1、清洁的海洋 到2050年,人口预计将增长到近100亿,再加上消费主义和国际贸易的增长,这都意味着更多的污染。海洋污染物包括大气中的二氧化碳,导致海洋变暖、海洋酸化和海平面上升,每一种都有其各自的连锁反应。农业径流导致富营养化(初级产量增加),并导致海洋缺氧。许多有毒化学物质通过未经处理的废水进入海洋,入侵的海洋物种和塑料污染广泛存在。所有海洋污染物、它们的协同作用及其带来的风险都需要加以量化和尽量减少。 NFV建议: ?在四维海洋的背景下,使用生态系统方法评估污染物的影响。即一个三维的,相互联系的系统,随时间而变化。 ?使用统一的框架确定多种污染物和其他压力源(如过度开发鱼类资源和栖息地丧失)的累积效应和相互作用。 ?评估压力对物种间相互作用及其进化反应的影响,以确定对生态系统健康的影响。 ?开发新的技术来测量新的污染物。 ?开发新的数据产品,以识别海洋污染的长期趋势。 ?将多应力试验和持续观测与多应力模型相结合,为生态临界点制定预警指标,并在已有指标的地方实施这些指标。超越临界点意味着将发生大规模的生态变化,从而限制最佳生态系统功能和生态系统服务。 ?采用跨学科的可持续发展科学,使所有利益相关者之间能够进行清晰的对话,并了解导致污染的人类活动背后的社会经济驱动力。这应促使采取管理行动,促进循环利用,改善废物和废水管理,并鼓励更可持续的生产和消费模式。 2、可持续收获的海洋 可持续收获的海洋资源可用于食品和其他行业,包括生物技术和能源。目前我们从海洋中获得2%的蛋白质,到2030年可能会增加一倍多,达到4-5%,这将给海洋环境带来更大的压力。为了实现真正可持续的海洋经济,决策者和利益相关者需要知道海洋产业可以在哪些安全、可持续的阈值范围内运作。 NFV建议: ?提高对四维海洋中空间和时间环境过程之间的相互作用、依赖关系和连接性的认识。 ?采用以生态系统为基础的管理架构,包括生物多样性分布和生态系统功能的连贯空间单元(例如,物种产卵、幼虫漂流或主要食物来源生活的地区),以及海洋保护区等管理措施。 ?调查多种压力源对渔业和水产养殖的累积影响,包括气候变化(变暖、酸化、海平面上升)、富营养化、脱氧、能源生产、矿物开采和旅游业的影响。 ?从生态系统的角度和在其他压力因素的背景下,增进对收获海洋资源的环境和经济后果的理解。 ?提高对极端事件(如热浪和严冬)的理解和预测,这些极端事件会影响重要商业物种的生理和运动。 ?加强监测和管理工具,以评估收获海洋资源的成本和效益。 ?使用持续的观察和跨学科方法中的多应激源模型来确定生态临界点。 3、安全的海洋 沿海社区正呈指数级增长,并且越来越容易受到自然海洋灾害(例如风暴潮、海洋热浪、有害藻华、气象海啸)以及海洋地质灾害(包括海底地震、滑坡、火山喷发及其引发海啸)的影响。这些可能会给当地和全球造成灾难性的后果。气候变化将加剧海洋灾害,提高预测极端气候的能力对于最大限度地减少其影响至关重要。 NFV建议: ?研究海洋地质灾害的诱发因素、特征、概率以及对局部、区域和全球的影响。 ?研究频繁出现在大气压力变化中的气象海啸。 ?提高对气候变化和天气对海洋灾害影响的理解,区分自然和人为原因。 ?研究极端事件对生态系统恢复力、海洋生物多样性、生态系统服务及其社会经济影响的影响,为蓝色经济建设一个安全的运行空间。 ?在海洋灾害影响分析中包含多个相互作用的压力源,以获得整体的理解。 ?开发一个综合的多危害预警系统。这就需要加强长期观测和监测海洋在空间和时间上的危害,以便作出更好的预测。 ?开发先进的观测系统仿真实验,选择海洋和海岸的关键区域进行监测,以及监测的频率。 ?利用统计方法将极端事件纳入模型,以解释其发生的低概率。 ?在适应和缓解策略的设计中采用可持续性科学,如海防、更好的城市规划和更有弹性的建设。 ?发展与极端事件预测相关的更佳海洋知识,这将有助于社区的准备和意识。 4、健康和可持续的海洋 一个健康和可持续的海洋需要对海洋生态系统进行定位和保护,维护海洋生物多样性,并衡量和减少多种压力源的影响。我们需要更全面地了解海洋生物多样性的功能及其经济和社会价值,以便制定更好的基于生态系统的管理办法,包括海洋空间规划和海洋保护区。 NFV建议: ?包括海洋在可持续海洋管理中的四维结构和功能。 ?开发一个关于海洋连通性的跨学科研究项目,以理解物理、化学、生物和地质海洋与人类之间的联系。 ?研究气候变化对连接的海洋随时间的影响(高度相关的第四维度)。 ?测量多种相互作用和累积压力对海洋生态系统结构和功能的影响,考虑生物反应,包括物种相互作用的变化和对气候变化的适应。 ?研究极端事件对海洋生物多样性、生态系统功能和生态系统恢复力的影响,以便更好地预测和管理影响。 ?用新技术升级观测系统,观察生物多样性和生态系统功能。这将产生更好的模型来改进对未来场景的预测,并为管理决策提供信息。 ?开发基本海洋变量的可持续测量,包括物理、生物地球化学、生物和生态系统变量。 ?评估生物数据的质量,加强生物多样性课程。 5、可预测的海洋 为了改善气候预测,减轻风暴、海洋灾害和洪水的影响,维持健康的渔业,保护海洋生态系统,加强对有效航线的决策,需要一个精确的地图、良好的观察和更好的预测海洋。改进的预测需要基于精确观测的场景构建。卫星、船舶、浮标和机器人测量以及监测海洋的物理、化学和一些生物变量。尤其需要在绘制和观察深海、海洋生物多样性以及研究海洋灾害和极端事件方面取得进展。 NFV建议: ?开发一套跨学科的模型,可用于多个压力源、接近临界点和极端事件的预警系统。这些模型应该包括海洋物理学、生物学、地质学、生物地球化学和社会经济学,以及随时间的变化,以及导致意外事件的不确定性和未知性。 ?改进数据和基础设施支持,以共享标准计算机代码和开发高性能计算集群。 ?通过更好的全球观测网络参数化模型。这就需要不断开发下一代多传感器观测技术,包括自动化、机器人、微型化、本地数据处理和DNA测序。 ?将新技术整合到海洋物联网网络中,利用机器学习、人工智能和云计算实时提供和处理数据。这应该包括自适应抽样,即根据实时信息改变抽样的位置和频率。 ?开发一种商业模式,以确保可持续的海洋观测,提供长期的海洋数据,这些数据应该被视为一种公共产品和必要的公用事业,以保证我们的安全。这将改善对四维海洋、多重压力源和海洋灾害的评估。 ?利用可持续性科学,更好地将持续的海洋观测、数据收集和预测纳入基于证据的决策和基于生态系统的管理。 6、透明可及的海洋 新技术和数字革命将使海洋更容易进入,并将改变海洋科学。需要向所有海洋利益攸关方提供海洋数据和信息,以改变它们的科学和技术能力,使它们能够作出明智的决定并改进海洋参与。 NFV建议: ?建立从传感器和平台到终端用户的数据价值链。 ?将来自不同来源的数据集成到通用平台中,这些平台中的数据是可查找、可访问、可互操作和可重用的(公平的)。 ?为海洋数据采集、存储和共享建立多方利益相关者的伙伴关系。 ?开发一个可以上传数据的通用虚拟现实界面,让公众可以实时探索和查看所有关于海洋的信息。 ?实施可持续性科学,以增加利益相关者在共享和可视化海洋信息方面的参与。 ?通过建立可持续发展科学论坛加速技术转让。 (於维樱编译)

2019-12-27  (点击量:94)

11月14日,美国国会议员Jimmy Panetta(D-CA-20)提出两党立法,在沿海高等教育机构建立国家卓越中心。 《海岸恢复力研究和教育法》(Coastal Resilience Research and Education Act)规定国家海洋和大气管理局(NOAA)有权指定公立大学和学院为国家海岸恢复力研究和教育卓越中心。这种指定承认高等教育机构在以适应和缓解气候变化为重点的研究和教育方面显示出国家领导地位,并正式与联邦机构建立合作和伙伴关系。这些关系确保基于科学的研究、信息和政策建议将有效地与联邦政府共享。 该法案由国会议员Michael Waltz(R-FL-06)、国会议员Harley Rouda(D-CA-48)、国会议员Salud Carbajal(D-CA-24)、国会议员Steven Palazzo(R-MS-04)、国会议员Tom Suozzi(D-NY-03)、国会女议员Anna Eshoo(D-CA-18)和国会议员Cedric Richmond(D-LA-02)共同发起。 “我们的中部沿海社区越来越容易受到气候变化的影响,气候变化威胁着我们的国家安全、经济和环境。”“沿海高校正在推进前沿研发,我提议的立法将改善沿海地区恢复力的协调性,同时推进了气候科学研究和教育,使我们的国家走向更可持续的未来。”国会议员Panetta说。 “佛罗里达人民知道沿海洪水和海滩侵蚀对我们社区的影响。为了保护我们的海岸和生活方式,我们必须利用公立大学的研究来规划一个有弹性的未来。弗罗里达州专注于恢复能力,并将从该法案授权的伙伴关系中获益。”国会议员Waltz说。 “在整个美国和密西西比州,我们的公立学院和大学提供关于我们海岸线的关键研究成果。该法案允许指定这些机构作为国家卓越中心,并为关注沿海地区恢复力的联邦机构提供专家建议和指导。重要的是,建立这些伙伴关系,并利用现有的研究,将进一步增进我们对美国海岸线的认识。”国会议员Palazzo说。 “海平面上升和气候变化对美国人口和经济集中的海岸线的其他影响已经成为重大的全国性问题,每年造成数十亿美元的损失。利用在这些领域有实力的大学的专业知识,将是向联邦政府传递信息和指导的有效机制,联邦政府必须就海平面上升、沿海洪水和海岸线侵蚀的危害做出定期决定。”加州大学圣克鲁斯分校地球与行星科学杰出教授Santa Cruz说。 加州州立大学蒙特利湾分校(CSUMB)校长Eduardo Ochoa表示:“CSUMB是加州州立大学系统中最大的海洋科学本科教育项目,是一个推动海岸恢复力研究生和本科生研究的机构。我们对Panetta议员的立法充满热情,并期待其通过。” “海洋调节着我们这个星球的天气和气候系统,给我们提供海产品,缓冲风暴的破坏力量,并支持我们的经济。气候变化威胁到所有的这些重要服务功能,沿海社区需要能够帮助它们减轻并适应气候变化已经开始带来的诸多影响的工具。这项法案支持我们的公立高等学校通过提供关键的研究和创新的气候解决方案,帮助沿海社区建立应对气候变化的恢复力。”蒙特利湾水族馆首席保护和科学干事Margaret Spring说。 “我们的国家依赖我们的海岸。富有弹性的海岸线不仅对数百万称其为家园的人很重要,且对依赖我国港口进行商业活动的数亿人也很重要,对我们军事基础设施的安全保障、沿海蓝色经济的繁荣发展也很重要。感谢国会议员Panetta提出的立法,该法案将确定沿海弹性研究和教育方面的国家卓越中心,为我们的联邦机构在这些不断变化的水域中航行提供指导和建议。我还赞赏该法案对高等院校之间以及这些公立大学与政府之间伙伴关系的关注。提高我们对海洋认识的最佳途径是通过所有海洋部门之间的伙伴关系和合作,这对应对和减轻海平面上升、沿海洪灾和海岸线侵蚀等问题至关重要。该法案强调了三个计划:长期的国家海洋合作计划(longstanding National Oceanographic Partnership Program)和国家海洋资助学院计划(National Sea Grant College Program),以及美国NSF更新的海岸线和人类倡议(Coastlines and People initiative)。”海洋领导联盟主席兼首席执行官、海军少将(Ret.)Jonathan White说。 (王秀娟编译)

2019-12-27  (点击量:71)

微生物在保持珊瑚礁健康和珊瑚礁保护中起着重要作用,但是由于全球海洋中的珊瑚礁均受到不同程度的破坏,因此探索这些联系可能很困难。由伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)和CIM-UH的科学家牵头进行的项目研究了位于古巴和美国佛罗里达州受人类活动影响和保护状况各不相同的25个珊瑚礁的周边海水,研究结果发现:微生物多样性较高、由人类活动导致的营养素和有机碳浓度较低的珊瑚礁更加健康。 研究人员对每个站点采集的海水样本进行分析,测量了所含养分及一系列研究微生物群落的相关参数。通过研究发现,在古巴受严格保护的近海珊瑚礁与佛罗里达群岛中受人类活动影响最严重的近海珊瑚礁之间存在显著差异。 Jardines de la Reina是加勒比海地区最大的珊瑚礁保护区。它是一个复杂的生态系统,由小岛、红树林和珊瑚礁组成,距离古巴南部海岸约50英里。这些受高度保护的近海珊瑚礁为大量鱼类(包括鲨鱼和石斑鱼等顶级捕食者)提供了栖息地和觅食地。研究人员发现这里的营养物浓度低,且存在大量的原绿球菌(Prochlorococcus),这是一种适宜在低营养度水中繁殖的光合作用细菌。 与之相反,科学家在古巴Los Canarreos珊瑚礁(受到人类活动和非法捕鱼、旅游业和潜水业影响巨大)以及佛罗里达近岸的珊瑚礁周边采集的海水中都发现较高浓度的有机碳和氮。 这项研究表明,健康状况更佳的古巴近海珊瑚礁与受影响最严重的佛罗里达近海珊瑚礁相比,其周边海水的营养物质和碳含量浓度较低,微生物群落多样性更高,且具有丰富的光合微生物。这项工作表明,Jardines de la Reina的礁石的自然条件和受到高度保护的现状,极大地减少了人类活动对珊瑚礁的影响,这很好的保证了珊瑚礁的健康状况。这些发现将有助于管理者在面对生境和气候变化时正确做出保护和恢复加勒比珊瑚礁的决策。 该研究成果于12月13日发表在《环境微生物学》(Environmental Microbiology)杂志上。该论文的合著者包括来自CIM-UH、墨西哥国立自治大学、菲利普和帕特里夏·弗罗斯特科学博物馆、莫特海洋实验室以及加利福尼亚大学的科学家。这项工作的资金由OceanX和美国国家科学基金会提供。 (冯若燕编译)

2020-01-08  (点击量:76)

美国施密特海洋研究所(Schmidt Ocean Institute)与日本基金会“GEBCO海床2030”项目共同签署了一份谅解备忘录,与该项目共享其收集的所有地图数据。根据“海床2030”项目,大约3200万平方公里或15%的海洋已经被绘制成地图。这100万平方公里的海底地图对于施密特海洋研究所来说是一个大的里程碑,占了这项测绘贡献的3%,并发现了14个新的水下特征。 “海床2030”是一项全球倡议,旨在到2030年建立完整、详细且可免费获取的海底地图。施密特海洋研究所成为100多个正式支持该计划的组织之一。GEBCO是唯一一个被授权绘制海底图的组织。 这些组织正在共同努力实现海洋科学所需的高分辨率地图绘制。事实上,“海床2030”正在与最近宣布的将于2021年开始的联合国海洋科学十年计划密切合作。项目主任Jamie McMichael-Phillips提到,尽管到2030年绘制整个海底地图似乎是一项艰巨的任务,但由于包括施密特海洋研究所的R/V法科尔号在内的商业、科学和私人船只的承诺,进展比较顺利。 施密特海洋研究所的独特价值在于,它专注于绘制偏远地区的地图,而这些地区需要高分辨率的海底图像来帮助扩展或提供额外的保护。一些大型测绘工作集中在夏威夷的Papahanaumokuakea海洋国家纪念碑、哥斯达黎加的科科斯岛国家公园和基里巴斯的凤凰群岛保护区。 获得海底图像对于更好地了解世界海洋是至关重要的。海洋中预计将有数百万种未知物种,它们对海洋和人类健康的作用和贡献仍然未知。高分辨率地图引导科学家到这些未被探索的地区,在那里可以进行进一步的研究和采样。一张高分辨率的海底地图将是保护海洋的宝贵工具。重要的是,这些地图是开源的,任何国家的任何人都可以使用。这种努力只能通过合作和协作来实现。每个旅行、探索或利用海洋的人都可以发挥作用,并能从这一倡议中受益。 施密特海洋研究所将提供测绘数据,同时也建立了专门的测绘考察队,比如用自己的研究船Falkor进行“测绘缺口”活动,以帮助填补此前收集的测绘数据缺口。 (於维樱编译)

2020-01-08  (点击量:73)

2019年11月是140年以来全球气候记录中第二热的11月。此外,根据美国国家海洋与大气管理局国家环境信息中心的科学家称,9月至11月和1月至11月这两个时段均是有史以来第二热的年份。异常炎热也出现在世界的两端:11月,整个北极和南极海洋的海冰覆盖率降至近创纪录的低点。 根据NOAA最新的全球每月气候报告,2019年11月的全球陆地和海洋平均表面温度比20世纪平均水平高1.66℉(0.92℃),是有记录以来第二高的11月温度,仅次于2015年11月。实际上,自2013年以来的有五个该月份的温度都打破了之前的记录。今年11月的全球平均海面温度比平均温度高1.39℉(0.77℃),是有记录以来11月的第二高温度,仅次于2015年11月。今年至目前为止,全球陆地和海洋表面温度比20世纪的平均温度高1.69℉(0.94℃),是140年来的第二高记录,仅落后于2016年同期。这个季节的全球陆地和海洋平均温度比20世纪57.1℉(1℃)的平均水平高1.69℉(0.94℃),也是有史以来9月至11月平均温度的第二高记录,仅次于2015年。 该报告中更明显的气候事件还包括: 1)北极和南极的海冰覆盖率均降至11月份有记录以来的第二低水平,仅次于2016年11月。北极海冰覆盖率比1981-2010年的平均水平低12.8%,而南极的覆盖率则比平均水平低6.35%。 2)大陆和岛屿地区超乎寻常的炎热:这是南美、非洲和夏威夷群岛有记录以来最热的11月。加勒比海是有记录以来第二最热的十一月,而欧洲是有记录以来第七最热的十一月。 3)海洋变暖仍在继续:迄今为止,全球平均海表温度是今年迄今为止第二高的温度,仅比破纪录的2016年低0.05℉(0.03℃)。 (王琳编译)

2020-01-08  (点击量:71)

随着全球变暖、海水污染和物种掠夺,全球海洋中珊瑚正大量死亡。然而在2013年,科学家对法属波利尼西亚的广泛调查发现,一些环礁上的活珊瑚覆盖率为70%;另一方面,在其他地区几乎消失的石斑鱼和梭子鱼等大型鱼类正在蓬勃生长。 加拿大哈利法克斯大学的海洋生态学家Derek Tittensor认为这项调查非常重要,可以帮助科学家了解法属波利尼西亚及其他地方的珊瑚礁如何应对气候变化,以及将来如何保护它们。 在过去的十年中,设在安纳波利斯的哈立德·本·苏丹生物海洋基金会一直在绘制全球珊瑚礁的健康图。六年前,潜水员调查了位于南太平洋的法属波利尼西亚四个主要群岛中29个岛屿上的264个站点。他们与佛罗里达州迈阿密大学的研究人员合作,将数据输入超级计算机,以了解使珊瑚礁具有复原力的原因,他们希望得到的结果将有助于保护主义者更好地管理和保护这些生物多样性。基金会发布了有关法属波利尼西亚调查结果的公开报告。 由于飓风和荆棘冠海星的入侵,在一些地方珊瑚的覆盖率仅下降了5%。但是在塔希提岛东南方1600公里处的甘比尔群岛,活珊瑚几乎占据了珊瑚礁的四分之三。相比之下,在加勒比海的某些地区,这一比例不到10%,而在澳大利亚大堡礁的北部,这一比例很少超过45%。生命海洋基金会报告指出:总体而言,法属波利尼西亚的珊瑚覆盖率平均为58%。而58%已经是很高的比例了。 高珊瑚覆盖率往往与高密度鱼类相吻合。在某些地方,每100平方米大约有300条鱼。这比加勒比海地区每100平方米50个,甚至比北部大堡礁的每100平方米220条鱼的密度要好得多。 研究人员担心,世界范围内越来越普遍的高温可能很快使这一乐观的前景蒙上阴影。实际上,最近法属波利尼西亚的一些珊瑚礁受到了影响。生命海洋基金会的珊瑚礁生物学家Alexandra Dempsey同意这些礁石正在发生变化,但认为其中一些仍然很健康。例如,调查显示具有特定类型的海藻(珊瑚藻)的珊瑚礁从高温或捕食中恢复得更快。通过了解这些珊瑚礁如何应对这种压力,研究人员希望帮助全世界受损的珊瑚礁得到修复。 (李亚清编译)

2020-01-08  (点击量:379)

新研究发现,积极的社区行动可以增加珊瑚礁中的鱼类数量,并在未来保护那里的鱼类数量。这项研究合作者包括斯旺西大学科学学院的学者,研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。文章详细介绍了自2001年以来在巴布亚新几内亚卡尔卡尔岛的Muluk和Wadau社区所做的工作的社会成果和生态成果。 尽管珊瑚礁为数以百万计的人提供食物和收入,但全世界的珊瑚礁健康状况正在下降,而这些社区建立了传统的轮流关闭捕鱼制度来管理其渔业资源。几年来,这些社区禁止在部分珊瑚礁上捕鱼,当村里的长者和渔民认为鱼类已经改变了他们的行为,鱼类种群已经恢复时,这些社区就会开放这些禁渔区。然后它们关闭珊瑚礁的不同部分,并重复这个过程。研究人员发现,这些做法导致封闭暗礁上的鱼比开放暗礁多一倍多,封闭使鱼不那么害怕人,更容易捕捉。当地人认为关闭制度对他们的生计有好处,每个关闭时期都用盛宴来庆祝,这意味着关闭对社区有积极的影响。 论文的主要作者,澳大利亚詹姆斯·库克大学的Josh Cinner教授提到,社区采用胡萝卜加大棒的方法来确保每个人都遵守关闭规定。如果他们遵守这些规则,他们就有权从事一种叫做“bom bom”的特殊夜间捕鱼活动,但如果有人违反这些规则,他们就会公开使他感到羞耻,这些遵循规则的激励措施得到强有力的领导和决策过程的补充,使整个社区能够参与其中并拥有发言权。 但是,研究小组的确发现,尽管关闭措施在短期内增加了鱼类的数量,但这可能不足以阻止捕鱼的总体影响。但是,学者们说,由于社区自己管理珊瑚礁,所以它们可以缩短禁渔期,从而减少对鱼类数量的影响。斯旺西大学的科学家Fraser Januchowski-Hartley博士指出,他们的研究结果还表明,尽管旋转闭合系统可能不适用于任何地方,但仍有一些经验可以转移到其他地方。例如,通过采用产权制度,鼓励参与和建立社会规范,社区可以在未来鼓励更多的有利于环境的做法。 (编译刁何煜)

2020-01-08  (点击量:56)

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