明年，聯(lián)合國打算完成其首個(gè)世界海洋評(píng)估（類似于政府間氣候變化專門委員會(huì)的定期工作匯報(bào)）。該評(píng)估不僅及時(shí)，而且非常重要：全世界的海洋正在受到很多人類活動(dòng)的威脅，包括污染物、徑流污水、過度捕撈、氣溫升高、土地酸化。當(dāng)前的海洋觀測項(xiàng)目仍達(dá)不到預(yù)定的目標(biāo)。

     數(shù)據(jù)缺失

     諸如氣溫、鹽度和葉綠素含量的變化一直由衛(wèi)星、水柱漂浮裝置和傳感器陣列進(jìn)行全球監(jiān)控。相比之下，海洋生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)則嚴(yán)重不足，并由于難度大耗費(fèi)高，而一直被忽視。結(jié)果是，對(duì)包含海洋生態(tài)系統(tǒng)很大部分的浮游植物、浮游動(dòng)物和弱泳生物（磷蝦和小魚）的監(jiān)測，只是一種權(quán)宜之計(jì)，不具有系統(tǒng)性和組織性。

     大部分自然的海洋過程都具有時(shí)間尺度差異。為了弄清由氣候變化所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換時(shí)間，觀察的時(shí)間跨度通常有50年或更久。忽視生態(tài)監(jiān)測使得海洋科學(xué)界缺失這樣的長期性數(shù)據(jù)。國際海洋生物普查計(jì)劃旨在在全球范圍內(nèi)研究海洋多樣性，但僅持續(xù)十年的時(shí)間。目前，只有兩個(gè)海洋生態(tài)數(shù)據(jù)庫能符合長期性的要求，但每一個(gè)都有局限。

     一個(gè)全球海洋觀測網(wǎng)絡(luò)需要在未來五年內(nèi)建立，提供未來一個(gè)世紀(jì)海洋健康評(píng)估的基準(zhǔn)線。與物理海洋學(xué)數(shù)據(jù)一起，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須跟蹤全世界海洋生態(tài)系統(tǒng)的物種狀態(tài)。

     數(shù)十年的監(jiān)測

     生態(tài)時(shí)間序列研究在海洋研究領(lǐng)域中就像一個(gè)灰姑娘——長期被忽視，躲在角落里看著其他人站在舞臺(tái)中央，享受萬千寵愛。但現(xiàn)在，她忽然發(fā)現(xiàn)自己在氣候變化的舞會(huì)上成為了耀眼的新星。

     2012年的一份報(bào)告顯示：棲息在加利福尼亞海岸中層海水（200米至1000米深），原本數(shù)量豐富的24種魚類的數(shù)量減少了63%，極有可能是因?yàn)楹Ｋ械暮趿繙p低的緣故。該研究以生態(tài)學(xué)和加利福尼亞海洋漁業(yè)合作調(diào)查（CalCOFI）的海洋時(shí)間序列數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，其中CalCOFI的數(shù)據(jù)從1951年起便開始記錄。這份報(bào)告出臺(tái)后在學(xué)界產(chǎn)生了極大反響，生態(tài)時(shí)間序列研究的地位也煥然一新。

     海水中層的含氧量減少是全球變暖意料之中的結(jié)果，因?yàn)樗疁貢?huì)影響海水的分層、混合以及通風(fēng)換氣的效果。加州南部海域棲息著種類繁多的魚類，其范圍自寒冷的北太平洋一直延伸到溫暖的亞熱帶海域。北太平洋海洋科學(xué)組織于2012年的年會(huì)上決定成立一個(gè)特別會(huì)議，專門對(duì)北太平洋水域的含氧量降低這一趨勢進(jìn)行評(píng)估。

     對(duì)海洋中層進(jìn)行監(jiān)測對(duì)于判斷海洋是否健康至關(guān)重要，因此中層海水是整個(gè)海洋新陳代謝的引擎：從表層海水向下沉淀的有機(jī)物，有90%在中層海水中被處理；同時(shí)，棲息在中層海水的魚類也遠(yuǎn)比表層海水的魚類多。據(jù)推算，全球棲息在海洋中層的生物量可達(dá)10億至100億噸，這一數(shù)量大大超過可用于商業(yè)捕撈的魚類數(shù)量（少于1000萬噸）。

     許多棲息于中層海水的魚類白天在海水中層活動(dòng)躲避捕食者，到了晚上則游到表層海水去覓食，這是地球上最大規(guī)模的動(dòng)物大遷徙。生活在中層海水的魚類是浮游生物最主要的捕食者，同時(shí)也是更高級(jí)食肉動(dòng)物的獵物，并且還肩負(fù)著將碳元素帶往深海的重任。

     然而，為何海洋生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)這么少呢？因?yàn)榻^大多數(shù)的海洋觀察是以海岸或者漁業(yè)項(xiàng)目為目標(biāo)的。海岸觀測站所記錄的數(shù)據(jù)很容易測到，比如水溫、鹽度以及葉綠素，這些數(shù)據(jù)對(duì)于分析海水的質(zhì)量（藻類、營養(yǎng)、含氧量）和當(dāng)?shù)氐暮叫袟l件（風(fēng)向、水紋、洋流）至關(guān)重要。漁業(yè)調(diào)查則只專注于具有商業(yè)價(jià)值的魚類，但通過輪船、拖船、滑翔機(jī)以及浮標(biāo)這類工具所取得的海洋樣本的變量相對(duì)于整個(gè)海洋系統(tǒng)來說實(shí)在太少，因?yàn)樗鼈冎荒馨凑仗囟ǖ姆绞絹砉ぷ鳌?

     20世紀(jì)90年代，全球海洋觀測系統(tǒng)（GOOS，由聯(lián)合國政府間海洋學(xué)委員會(huì)成立）提出要在世界范圍內(nèi)建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，但是其有限的資金使得它不得不選擇更加經(jīng)濟(jì)的測量手段。作為公海GOOS監(jiān)測項(xiàng)目的一部分，Argo計(jì)劃成功地在茫茫大海中布下了3000個(gè)左右的浮標(biāo)用于監(jiān)測水溫和鹽度。但是基于海岸觀測的GOOS項(xiàng)目的關(guān)注重點(diǎn)是那些容易被觀測到的數(shù)據(jù)，以及對(duì)當(dāng)?shù)睾Ｑ蟓h(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

     GOOS項(xiàng)目的運(yùn)行缺乏系統(tǒng)性。以美國為例，共有多達(dá)11家地方科學(xué)協(xié)會(huì)參與，每一家協(xié)會(huì)都使用自己獨(dú)立的設(shè)備，而且缺乏生態(tài)觀察是該項(xiàng)目的一大弊端。

     GOOS將于11月在澳大利亞湯斯維爾市舉行首屆專家研討會(huì)，商討組建一個(gè)涵蓋生物地球化學(xué)、生物學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域的專家小組，以應(yīng)對(duì)迫在眉睫的挑戰(zhàn)。

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秦泰盛

2013.10.17