我室再添联合国“海洋十年”项目聚焦亚洲近海溶解氧和缺氧研究

供稿:张文霞 发布日期:2024-02-20 阅读:257

新春伊始,由自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室携手国内外多家高水平高校及科研单位共同申请的“亚洲近海溶解氧和缺氧研究(Coastal oxygen and hypoxia in Asian waters)”的项目(简称Coastal-Oxygen项目)正式获批。该项目依托于已获批的“全球海洋氧气十年(Global ocean oxygen decade,简称GOOD研究计划)”大科学计划,牵头组织者为我室张文霞副研究员。

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由于气候暖化和富营养化的加剧,全球海洋正在以惊人的速率损失溶解氧。在联合国发布的第二次全球海洋综合评估报告中,海洋缺氧已被列为最严重的海洋环境问题之一。在过去50年间,全球缺氧海域的面积增加了两倍之多,其中近海区域尤为严重。近海缺氧灾害已经对生态系统构成了现实威胁,缺氧环境会形成可怕的“死亡区”,近海渔场中的鱼群在缺氧灾害发生时大量死亡的报道屡见不鲜。更为严重的是,溶解氧含量的下降会深刻地改变区域内的生物地球化学循环过程,从而在生物个体层面改变生物性状乃至基因表达,进而在生态系统层面严重损害生物多样性和生态稳定性。因此,近海溶解氧的动力学过程以及缺氧灾害的生消机制研究不仅对近海渔业生产至关重要,而且是提高近海生态系统可持续性的关键要素。

Coastal-Oxygen项目旨在理解在气候变暖和富营养化的双重驱动下亚洲沿岸水域的脱氧过程和季节性缺氧灾害。亚洲是人口快速增长的地区,也是未来经济发展潜力最大的区域,该区域的近海缺氧问题预计将进一步恶化,这对亚洲近海生态系统的可持续性构成了巨大的威胁。大河向河口和沿海地区排放了大量陆源污染物,造成了沿海水域过度的富营养化和溶解氧的快速消耗。缺氧灾害严重影响了近海生态系统的生态功能。全球变暖一方面通过改变氧气溶解度以及溶解氧的消耗与补充直接影响溶解氧含量,另一方面也会影响河流流量和陆源营养物质负荷,从而间接影响近海溶解氧含量。因此,必须确定富营养化和全球变暖对近海溶解氧的耦合影响,这是制定以科学为基础的近海缺氧缓解策略的关键。

GOOD计划同时包括全球海洋溶解氧数据集构建、创造青年科学家交流互访机会、共同培养海洋科学拔尖人才和提升全球对海洋脱氧的认知等内容。Coastal-Oxygen项目拟在亚洲沿海国家开展如下研究内容支撑联合国海洋十年计划:1)建立面向溶解氧的水质监测计划,收集并构建一套包含多个要素的近海生态数据集,包括陆源和周围水域营养盐的组成、含量和长期趋势等;2)建立多分辨率的水动力-生物地球化学耦合数值模型,着重开发新算法准确模拟近海浮游生态系统的生态过程,从而提高包括溶解氧在内的多种生源要素的模拟精度;3)分解人为排放和自然因素(全球变暖引起的气温升高、河流流量、降水等)对大规模脱氧和沿海缺氧加剧的贡献,加强理解日益频繁的台风对溶解氧动力学的影响;4)识别近海缺氧的早期预警信号,将数值模型与人工智能技术相结合发展近海缺氧预警系统,为官方机构减排政策的制定提供充分的科学依据。

依托Coastal-Oxygen项目,自然资源部第二海洋研究所拟通过学术论坛、技术培训、交流访问和数据共享等形式开展项目内外的国际合作,建立亚洲沿海国家的近海溶解氧长效合作机制,确立我国在缺氧灾害预测预警能力方面在亚洲的领导地位,大力提升我国参与国际海洋溶解氧下降应对行动的影响力,为近海生态系统的可持续性开发提供科学支撑。

Coastal-Oxygen项目是我所作为主持单位和负责人的新获批海洋十年项目,合作单位(组织)包括(排名不分先后):爱媛大学(日本),日本渔业资源研究所,俄罗斯科学院伊伊切夫太平洋海洋研究所,汉阳大学(韩国),纽约大学阿布扎比分校(阿联酋),布拉法大学(泰国),自然资源部第一海洋研究所,中山大学,香港科技大学(广州),海南大学共11个机构。


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