未來海洋：氣候變化背景下的海洋生態(tài)系統(tǒng)（IPCC第六次評估報(bào)告觀點(diǎn)） | 海洋與氣候平臺發(fā)布報(bào)告（附下載鏈接）
2023 年 3 月 20 日，海洋與氣候平臺（ OCP ）發(fā)布《未來海洋：氣候變化背景下的海洋生態(tài)系統(tǒng)（ IPCC 第六次評估報(bào)告觀點(diǎn)）》（ What ocean for tomorrow? Marine ecosystems in a changing climate: insights from the IPCC Sixth Assessment Report ），旨在加強(qiáng)對政府間氣候變化專門委員會(huì)（ IPCC ）第六次報(bào)告中海洋相關(guān)內(nèi)容的理解和吸收。該報(bào)告指出海洋生態(tài)系統(tǒng)對氣候、海洋生物和人類社會(huì)的重要性，在揭示海洋生態(tài)系統(tǒng)退化風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)闡明海洋生態(tài)系統(tǒng)的減緩和適應(yīng)潛力，以實(shí)現(xiàn)氣候和環(huán)境目標(biāo)。 海洋生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù) 1.1海洋生態(tài)系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)氣候變化的影響 海洋吸收了人類活動(dòng)產(chǎn)生的近 30% 的二氧化碳排放量，對地球氣候具有重要影響。這一過程中 90% 的活動(dòng)屬于物理和化學(xué)過程：大氣中的二氧化碳溶解在表層海水中，接著由洋流輸送至深海。 10% 的活動(dòng)通過浮游植物和其他海洋植物的光合活動(dòng)進(jìn)行。在海岸帶地區(qū)，紅樹林、海草草甸和鹽沼等藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)能夠封存大量的碳。該過程吸收了 0.5%-2% 的人類二氧化碳排放量，有助于減緩氣候變化?？傮w而言，健康的海洋生態(tài)系統(tǒng)能夠提供諸多服務(wù)，提高生物抵御氣候變化和人類活動(dòng)破壞的能力。一些生態(tài)系統(tǒng)通過過濾污染物和顆粒對于保護(hù)空氣、土壤和水的質(zhì)量尤其有效。此外，還可調(diào)節(jié)酸度和氧化作用，保護(hù)海岸線。 浮游生物對于地球生物而言至關(guān)重要。浮游生物懸浮在上層海洋，占海洋生物量的 95% 以上，具有豐富的多樣性，包括病毒、微藻、生殖細(xì)胞、魚類幼蟲、微型甲殼動(dòng)物和水母。浮游生物分浮游植物和浮游動(dòng)物兩種。浮游植物通過光合作用自行產(chǎn)生能量。浮游動(dòng)物則以浮游植物和其他浮游動(dòng)物為食。浮游植物是生物碳泵的重要組成部分，通過光合作用在海洋表層捕獲大氣中的二氧化碳，從而產(chǎn)生有機(jī)物，這一過程為初級生產(chǎn)。該過程中不被浮游動(dòng)物或其他較大的生物消耗的有機(jī)物以微小顆粒的形式從海洋表層下沉，在海底堆積。數(shù)百萬年后，在一定的條件下，這些富含碳的物質(zhì)將在海洋深處轉(zhuǎn)化為石油或天然氣。氣候變化對浮游生物種群產(chǎn)生了多重影響。不斷上升的海洋溫度驅(qū)動(dòng)著海洋表層的層化作用，改變了浮游生物的數(shù)量、地理分布、物種數(shù)量及其多樣性。此外，由于獲取必需營養(yǎng)物的途徑出現(xiàn)變化，光合作用也受到影響。海洋中二氧化碳含量增加導(dǎo)致的酸化也會(huì)破壞浮游生物。許多浮游動(dòng)物的外殼由碳酸鈣形成，在酸性較強(qiáng)的水域中難以形成。受此影響，生物碳泵的初級生產(chǎn)力和效率減弱。這些變化破壞了海洋及其生態(tài)系統(tǒng)減緩氣候變化的能力。所有海洋生物均直接或間接依賴浮游生物獲取食物。因此，浮游生物群落的破壞對食物鏈整體產(chǎn)生影響，威脅許多物種的生存。雖然氣候變化對浮游生物的影響程度仍存在不確定性，但種種預(yù)測表明浮游生物總生物量將下降。因此，海洋中的所有動(dòng)物生物量都將受到影響，進(jìn)而波及漁業(yè)和糧食安全。 深海是地球上最大的生物多樣性寶庫，指 2000 米以下的海洋水域，占 63% 以上的地球表面和 95% 的全球海域。其豐富的生物多樣性大多形成于熱液噴口、深海丘陵和平原以及海底峽谷附近。深海生態(tài)系統(tǒng)在碳封存和維持海洋及其生物多樣性健康所必需的其他營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。目前對深海的功能及其生態(tài)系統(tǒng)受變化影響程度的認(rèn)識仍處于初級階段，尚未形成完整的理解。原因在于深海環(huán)境難以進(jìn)入，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集和影響評估尤其復(fù)雜。但觀測結(jié)果表明，深海及其生態(tài)系統(tǒng)也受氣候變化影響。深海變化影響上層海洋和表層海洋。深海變暖直接影響海洋環(huán)流、氧氣流失和海水層化。該現(xiàn)象破壞物種分布和健康。例如，溫度上升和海洋洋流變化導(dǎo)致埋藏在海底冰層中的甲烷水合物溶解，進(jìn)而改變海洋深處和中層海域的生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步增加大氣中甲烷和二氧化碳等溫室氣體的濃度。深海珊瑚和其他形成生境的物種，如柳珊瑚和海綿，對溫度、氧氣和酸度的變化異常敏感。這些物種的惡化加劇了以其為食物和庇護(hù)來源的其他物種的脆弱性。與人類活動(dòng)有關(guān)的其他壓力也改變了深海生態(tài)系統(tǒng)，例如過度捕撈和破壞性捕撈、天然氣和石油開采，以及鋪設(shè)海底通信電纜。礦物資源的潛在開采是對深海生態(tài)系統(tǒng)的另一重嚴(yán)重威脅。 1.2海洋生態(tài)系統(tǒng)是海洋生命的基石 生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物多樣性密切相關(guān)。海洋生物多樣性不僅局限于海洋環(huán)境中物種多樣性的概念，也揭示了其所在的生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。截至目前，已經(jīng)在海洋中發(fā)現(xiàn)了近 30 萬種物種，尚有幾百萬種物種有待發(fā)現(xiàn)。所有物種對生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)作而言必不可少，同時(shí)也依賴于生態(tài)系統(tǒng)的整體健康。一些海洋生態(tài)系統(tǒng)為許多物種提供了生境，有助于整個(gè)種群的壯大和互動(dòng)。例如，海帶森林是至關(guān)重要的生態(tài)系統(tǒng)，為魚類、甲殼類動(dòng)物、無脊椎動(dòng)物、海洋哺乳動(dòng)物和其他動(dòng)物提供生境。這些生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)在全球近 25% 的沿海地區(qū)，由大型藻類構(gòu)成，能夠提供覓食、捕食和繁殖區(qū)、產(chǎn)生氧氣、儲(chǔ)存碳并調(diào)節(jié)海水酸化。 1.3海洋生態(tài)系統(tǒng)為人類社會(huì)提供支撐 除氣候和生態(tài)作用以外，海洋生態(tài)系統(tǒng)對人類社會(huì)尤其重要。海洋生態(tài)系統(tǒng)能夠保障糧食安全。 30 多億人口依靠海洋資源獲取食物，占世界人口的 40% 。海洋生態(tài)系統(tǒng)能夠提供可轉(zhuǎn)化為醫(yī)藥的生物資源，因此與健康問題密切相關(guān)。此外，海洋生態(tài)系統(tǒng)也是經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施能源和材料的來源。沿海地區(qū)擁有豐富的生態(tài)系統(tǒng)，例如沙丘、巖石海岸和濕地，存在大量的人類活動(dòng)。這些地區(qū)人口密集，極易受到海平面上升和極端天氣事件的影響。到 2050 年，預(yù)計(jì)將有近 10 億人生活在海平面 10 米以下的沿海地區(qū)，這一趨勢將變得更加明顯。 以珊瑚礁為例，珊瑚礁包含了全球近 30% 的生物多樣性，對人類社會(huì)尤為重要。珊瑚礁為大量人口提供直接生計(jì)來源。在某些地區(qū)，例如從馬來西亞延伸至印度尼西亞，包括菲律賓和所羅門群島的珊瑚大三角（ Coral Triangle ）是當(dāng)?shù)厣鐣?huì)就業(yè)的一個(gè)重要來源。珊瑚礁有助于保護(hù)海岸線，一些珊瑚礁吸收了高達(dá) 97% 的波浪能。珊瑚礁在許多文化中意義重大。例如，澳大利亞海岸的大堡礁是世界上最壯觀的海洋遺址之一。 1981 年被正式列入教科文組織（ UNESCO ）《世界遺產(chǎn)名錄》。 2.1海洋生態(tài)系統(tǒng)更易受到氣候和人類活動(dòng)影響 隨著溫室氣體排放量增加，大氣層繼續(xù)變暖，海洋將出現(xiàn)重大變化，包括：①海水變暖、海洋熱浪頻率和強(qiáng)度增加；②海洋環(huán)流出現(xiàn)變化，包括上層海洋日益加劇的層化作用和上升流系統(tǒng)的變化；③海平面上升，在一定程度上導(dǎo)致極端天氣頻率和強(qiáng)度增加；④化學(xué)變化，包括酸化、鹽度變化、水團(tuán)逐漸失氧、海洋死區(qū)面積增大以及營養(yǎng)物產(chǎn)量減少；⑤北極海冰覆蓋面積減少。人類活動(dòng)將進(jìn)一步加劇這些全球變化。部分捕魚技術(shù)、污染、入侵物種、土地利用變化、土壤退化和城市化等壓力源進(jìn)一步威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)。目前，保護(hù)和管理海洋環(huán)境的措施不足以將人類活動(dòng)的影響降至最低水平。僅有 8% 的海洋受到一定程度保護(hù)。受損的生態(tài)系統(tǒng)則會(huì)導(dǎo)致氣候變化的影響再次加劇。 IPCC 指出，沿海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)一旦退化或消失，其中封存的大部分碳很可能將再次釋放到大氣中。
2.2海洋生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)力亟需提高 生態(tài)系統(tǒng)對氣候和非氣候壓力源的適應(yīng)能力各異，取決于以下三個(gè)因素：①生境的類型和地理位置導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)面臨不同程度的風(fēng)險(xiǎn)；②生物的反應(yīng)取決于其處于氣候和人類相關(guān)壓力中的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間；③除其他因素以外，生物的反應(yīng)還取決于個(gè)體行為以及在食物鏈中的地位。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)自身或生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境變化過于劇烈時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致其達(dá)到臨界點(diǎn)。臨界點(diǎn)是生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的變化迅速出現(xiàn)的閾值。世界各地的沿?；A(chǔ)物種，如珊瑚和海帶森林，已經(jīng)達(dá)到一個(gè)臨界值。一旦到達(dá)某個(gè)臨界點(diǎn)，往往會(huì)造成不可逆的長期影響。海洋變暖和海洋熱浪頻率增加已經(jīng)造成部分生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)大量死亡事件。 IPCC 指出，在 2100 年升溫超過 2℃ 的情況下，滅絕和生態(tài)系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)迅速上升。以暖水珊瑚礁為例，一旦升溫達(dá)到 2℃ ， 99% 的暖水珊瑚礁將消失。在升溫超過 5.2℃ 的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模海洋物種滅絕。 2.3生態(tài)系統(tǒng)退化對人類社會(huì)的影響 鑒于氣候變化影響海洋生態(tài)系統(tǒng)向人類社會(huì)提供的服務(wù)，目前人類社會(huì)的生活方式已受到影響。隨著鹽沼或沙丘等生態(tài)系統(tǒng)的退化，沿海人口更易受到極端天氣事件的影響。隨之產(chǎn)生的生境破壞、移徙和死亡將導(dǎo)致人類心理和身體健康狀況惡化。雖然其影響具有全球性，但全球范圍內(nèi)受影響程度不一。地理位置、收入水平和財(cái)富、性別、年齡、就業(yè)類型和政治背景均影響不同群體的適應(yīng)能力。一些特定群體，例如漁業(yè)社區(qū)，受生態(tài)系統(tǒng)惡化的影響尤其嚴(yán)重。在熱帶地區(qū)，超過 10 億人以漁業(yè)為生。海洋資源的崩潰將直接危及這些人口的經(jīng)濟(jì)和糧食安全。同樣，旅游業(yè)、貿(mào)易和航運(yùn)等沿海和海運(yùn)業(yè)也將受到影響。與生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)人口的適應(yīng)能力取決于氣候和海洋變化的強(qiáng)度和速度。海洋生物和人類社會(huì)未來的脆弱性在很大程度上取決于海洋生態(tài)系統(tǒng)中減緩和適應(yīng)措施的實(shí)施程度。須在各個(gè)層面立即部署相關(guān)行動(dòng)。 海洋生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)未來的推動(dòng)作用 3.1保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)，推動(dòng)氣候變化減緩與適應(yīng) IPCC 確定了三種基于海洋自然的解決方案：海洋保護(hù)區(qū)、生態(tài)恢復(fù)和可持續(xù)漁業(yè)。海洋保護(hù)區(qū)是受保護(hù)制度保護(hù)的地理空間，旨在保護(hù)其中的生物多樣性。保護(hù)水平越高，限制或禁止人類活動(dòng)的程度就越高，生態(tài)效益也更多。鑒于此，科學(xué)和政治建議均呼吁到 2030 年保護(hù)至少 30% 的海洋和陸地區(qū)域。 2021 年公布的評估數(shù)據(jù)顯示，海洋保護(hù)區(qū)在海洋中的覆蓋范圍不足 8% ，受到高度或完全保護(hù)的海洋面積不足 3% 。其分布也嚴(yán)重不均。大多保護(hù)區(qū)位于沿海地區(qū)，國家管轄范圍以外區(qū)域，即公海，幾乎未受到保護(hù)。鑒于氣候變化的影響，須重新考慮海洋保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)和管理。隨著海洋環(huán)境的變化，許多物種可能會(huì)遷移到保護(hù)區(qū)以外。為更好地應(yīng)對氣候影響，目前提出了若干應(yīng)對手段，例如擴(kuò)大覆蓋面積、加強(qiáng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)或建立海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)。 生態(tài)恢復(fù)指恢復(fù)已退化或被破壞的生態(tài)系統(tǒng)的行動(dòng)，包括在限制沿海地區(qū)開展新活動(dòng)和居住的同時(shí)種植紅樹林或修復(fù)鹽沼。海平面上升、極端天氣事件和海洋熱浪導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)愈加困難。為應(yīng)對該問題，研究人員提出移植耐溫物種等手段和基因操作等技術(shù)解決方案。這些方法須經(jīng)過嚴(yán)格監(jiān)管，以確保其不損害本已脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。鑒于藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)提供了眾多效益，因此常被用于減緩和適應(yīng)氣候變化。 IPCC 將其列為二氧化碳去除技術(shù)之一。 漁業(yè)可持續(xù)管理有助于更好地保護(hù)物種免受漁業(yè)和氣候變化影響，并保障以漁業(yè)為生的社會(huì)生計(jì)。為限制捕撈對已開發(fā)資源的影響，可采用若干常規(guī)措施。例如，按照科學(xué)建議確定配額，增加漁網(wǎng)的網(wǎng)目尺寸和提高最低漁獲量有助于保護(hù)幼魚和增加魚類種群數(shù)量。許多研究人員呼吁采用一種基于生態(tài)系統(tǒng)的捕魚手段，因此需要開發(fā)破壞性更小、更注重生態(tài)系統(tǒng)功能的捕魚技術(shù)，包括禁止海底拖網(wǎng)和電脈沖捕魚，以及限制進(jìn)入某些區(qū)域。與此同時(shí)，須支持以漁業(yè)為生的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人口的轉(zhuǎn)型。 雖然僅借助基于海洋的自然解決方案不足以遏制海平面上升等氣候風(fēng)險(xiǎn)，但可以與其他方法相結(jié)合。基于自然的解決方案并不是可解決未來多重問題和需求的放之皆準(zhǔn)的解決方案。例如，紐約、達(dá)喀爾和馬賽等沿海城市幾乎沒有再種植的空間。為保護(hù)海岸不受海平面上升的影響，一些城市正在將海堤等所謂的“硬保護(hù)”與基于自然的解決方案相結(jié)合，以利用其協(xié)同效益。 3.2推動(dòng)海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)保護(hù)的必要條件 隨著溫室氣體排放量的持續(xù)增加，氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)一步加劇，進(jìn)而削弱了生態(tài)系統(tǒng)提供多重效益的能力。因此，大幅減少溫室氣體排放對海洋生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。通過對能源和運(yùn)輸?shù)扰欧帕空急容^大的行業(yè)進(jìn)行脫碳，可大幅減少溫室氣體排放。減少全球海洋中人類活動(dòng)的所有壓力源是確保生態(tài)系統(tǒng)韌性，免受氣候變化影響并作為有效的減緩和適應(yīng)解決方案的先決條件。海洋保護(hù)區(qū)、低影響捕撈手段、污染防治策略對于減少人類活動(dòng)的影響而言至關(guān)重要。由于深海地區(qū)潛在的開發(fā)項(xiàng)目將產(chǎn)生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，因此須增加科學(xué)研究、監(jiān)測和評估活動(dòng)。中期而言，社會(huì)制度因素對于減少氣候變化對海洋和沿海生態(tài)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。因此，為保證適應(yīng)措施的公平性，并滿足當(dāng)?shù)匦枨?，須開展治理方面的變革。另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是增加和確保能夠公平獲得實(shí)施緩解和適應(yīng)行動(dòng)所需的資金。 鑒于氣候變化的影響具有跨領(lǐng)域性，國際合作是氣候行動(dòng)不可或缺的組成部分。各國和非國家行為體圍繞共同的氣候目標(biāo)共同采取行動(dòng)對于實(shí)施減緩和適應(yīng)政策至關(guān)重要。 參考文獻(xiàn)：WHAT OCEAN FOR TOMORROW? Marine ecosystems in a changing climate: Insights from the IPCC’s Sixth Assessment Report. https://oceandecade.org/news/what-ocean-for-tomorrow-marine-ecosystems-in-a-changing-climate-change-insights-from-the-ipccs-sixth-assessment-report/
轉(zhuǎn)載本文請注明來源：中國科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心《國際海洋科技參考》2023年第12期
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