人類活動疊加全球變化,海洋生態(tài)環(huán)境正變得愈加惡化。近年來,水母暴發(fā)、綠潮蔓延、生命消亡……海洋傷痕累累,頻頻發(fā)出“撕心裂肺”的呼救與吶喊。
“海洋的未來將何去何從?如何拯救正在變化的海洋生態(tài)系統(tǒng)?”數(shù)十年來,這些問題始終縈繞在海洋所海洋生態(tài)學(xué)研究者的心頭。
健康海洋,科技守護。從上世紀(jì)60年代初期起,他們探索海洋健康生態(tài)系統(tǒng)與近海生物資源可持續(xù)利用基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù),修補受傷的海洋,保衛(wèi)著人類的藍(lán)色家園。
水母 海洋精靈還是深海惡魔
本世紀(jì)以來,隨著人們對海產(chǎn)品的需求日益增加,海洋捕撈和水產(chǎn)養(yǎng)殖愈發(fā)火熱,海洋生態(tài)環(huán)境遭到了更加嚴(yán)重的破壞。水母、滸苔、赤潮等災(zāi)害肆虐我國多片海域,全球性的海洋生態(tài)災(zāi)害也頻頻發(fā)生。到底是什么原因?qū)е碌模吭趺纯刂茷?zāi)害蔓延?人們需要科學(xué)的答案。
1999年,國際地圈生物圈計劃等國際組織聯(lián)合發(fā)起持續(xù)10年的“全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)研究計劃”,孫松等人代表中國科學(xué)家作為重要成員加入該計劃。
他們從海洋生態(tài)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)——浮游生物入手開始研究,“承上,浮游生物影響海洋物理化學(xué)環(huán)境;啟下,它們與魚類資源變化、氣候變化密切相關(guān)。”孫松說。他們對近海浮游動物關(guān)鍵種中華哲水蚤以及近海、南大洋磷蝦類的研究歷史及結(jié)果,引起了國際同行的廣泛關(guān)注。
這10年,他們積累了豐富的經(jīng)驗。
作為海洋中重要的浮游生物,水母色彩鮮艷,猶如翩翩起舞的海洋“精靈”,但它同時有著“邪惡”的一面。
過去10多年,水母在全球諸多海域出現(xiàn)大規(guī)模暴發(fā),遍及全球20多個漁場,我國所在的東亞海域是重災(zāi)區(qū)之一,對海洋漁業(yè)、旅游、沿岸工業(yè)和人身安全等造成了很大威脅。
水母是否會成為我國近海生態(tài)系統(tǒng)的“主宰”?這一現(xiàn)實問題擺在了所有依海為生的人們面前。
“遇到生態(tài)災(zāi)害時,我們能解決什么問題?作為海洋科學(xué)領(lǐng)域里比較有影響力的國家級科研單位,如果我們回答不了社會提出的問題,我們自己就過不去,我們應(yīng)該解決一些問題。”孫松平淡的語氣中透露出堅定。
2011年1月,由海洋所牽頭的“中國近海水母暴發(fā)的關(guān)鍵過程、機理及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)”973計劃正式啟動,孫松擔(dān)任首席科學(xué)家。
潛水搜尋水母水螅體、野外原位模擬、室內(nèi)分析實驗,歷經(jīng)5年時間,研究人員從水母基礎(chǔ)生物、生態(tài)學(xué)入手,揭示了災(zāi)害水母的野外生活史,關(guān)鍵發(fā)育階段的生態(tài)適應(yīng)策略以及關(guān)鍵控制因素,弄清了我國近海有害水母的生活史及其環(huán)境控制機理,并據(jù)此推斷我國近海水母暴發(fā)過程、主要控制因素和驅(qū)動過程,并對水母暴發(fā)的機理進行分析和未來發(fā)展趨勢預(yù)測。
孫松介紹,極端的溫度刺激,人類活動比如過度捕撈、富營養(yǎng)化、過度養(yǎng)殖尤其是生境破壞導(dǎo)致的捕食者和競爭者的減少,適合水螅體生長生境的增加,都促使水母暴發(fā)。“水母是海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的一個重要指標(biāo),水母暴發(fā)意味著海洋生態(tài)系統(tǒng)走向衰退。”
闡明了科學(xué)機理,應(yīng)對之策便更加有的放矢,研究成果為國家和核電站防控水母災(zāi)害提供了重要的科技支撐。
在解決國家重大需求的問題時,學(xué)科方向也順其自然地得到了發(fā)展,《自然》雜志對相關(guān)成果進行了重磅報道。國際上著名的海洋生態(tài)學(xué)家Mark Costello對這一成果評價說:“中國的水母暴發(fā)機理的研究結(jié)果為地中海、里海等其他海域的水母災(zāi)害問題提供了借鑒。”這標(biāo)志著中國水母災(zāi)害研究進入國際領(lǐng)先水平。
科技助力打贏“滸苔之戰(zhàn)”
水母研究給孫松留下了寶貴的經(jīng)驗和啟示。這使得他們在應(yīng)對國家綠潮(滸苔)生態(tài)災(zāi)害方面更加從容了。
2008年8月8日,北京奧運即將舉辦,青島是帆船項目的舉辦地。然而,就在兩個月前,一片片“海上草原”在黃海表面迅速擴張,逼近青島。
“奧運海上項目能否如期舉行?”全球的目光聚焦在這里。一場“抗擊滸苔災(zāi)害”之戰(zhàn)勢在必行。
海洋所再次一馬當(dāng)先。由海洋所牽頭,聯(lián)合全國海洋領(lǐng)域的優(yōu)勢單位開展“滸苔災(zāi)害防控專項”與“黃海海域大規(guī)模綠潮成因與應(yīng)對策略”研究。
他們要通過科技攻關(guān),回答世人關(guān)心的問題:滸苔來自哪里?是否會繼續(xù)遷移影響其他海域?如何防控滸苔災(zāi)害?
團隊采取海洋生態(tài)學(xué)、物理海洋學(xué)、海洋生物學(xué)等多學(xué)科交叉,借助現(xiàn)場觀測、現(xiàn)場實驗、衛(wèi)星追蹤漂流浮標(biāo)、無人機和遙感等多種手段,經(jīng)過連續(xù)奮戰(zhàn),最終理清了黃海滸苔災(zāi)害的暴發(fā)機理、源頭、生長和擴散速度等,并鎖定適合打撈的地點和時間。
這為青島進行海上攔截、打撈、處理利用等科學(xué)防治提供了科學(xué)依據(jù)。
后來,在“近海生態(tài)災(zāi)害發(fā)生機理與防控策略”項目的支持下,研究人員進一步連續(xù)3年跟蹤黃海綠潮孕育、形成、暴發(fā)、消亡的全過程,與江蘇大范圍聯(lián)合采樣蘇北淺灘和南黃海大面共26個航次的現(xiàn)場,推進多部門、跨區(qū)域綠潮合作研究,進一步明確黃海綠潮源頭和發(fā)生發(fā)展過程,圍繞黃海綠潮成因取得共識;提出綠潮防控策略并開展現(xiàn)場試驗,為推進綠潮災(zāi)害防控行動提供了依據(jù),
基于研究結(jié)果,他們實現(xiàn)了對滸苔提前40天進行預(yù)報和結(jié)果發(fā)布,為2018青島上合組織峰會等重大活動提供保障。此外,研究人員還為滸苔資源的綜合利用開發(fā)提供科技支撐,對推進現(xiàn)代海洋技術(shù)及新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有良好的示范帶動作用。
多年扎實的基礎(chǔ)研究成果得到了實際驗證和應(yīng)用,這讓孫松感到自豪而欣慰,“科學(xué)研究也促進了基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理的進步。”
摸清黑潮“風(fēng)云變幻”
近海生態(tài)災(zāi)害問題不只受人類活動影響,還與海洋環(huán)流密切相關(guān)。而對我們影響最大的洋流,就是黑潮。
孫松介紹,黑潮輸入是中國近海生態(tài)系統(tǒng)變異的“起搏器”,開放大洋水團、能量和物質(zhì)等輸入對我國近海生態(tài)環(huán)境及其演變趨勢有著重要影響。
在“海洋先導(dǎo)專項”的支持下,孫松帶領(lǐng)團隊系統(tǒng)闡釋了近海生態(tài)災(zāi)害在人類活動與黑潮入侵雙重作用下的發(fā)生機理,證實了黑潮入侵對近海生態(tài)系統(tǒng)的影響。值得一提的是,研究人員從海洋生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)力、海洋環(huán)境承載力和全球海洋漁業(yè)發(fā)展的角度提出我國海洋漁業(yè)未來發(fā)展出路、對策與措施,并提交了“中國近海生物生產(chǎn)力評估及其可持續(xù)利用——我國海洋漁業(yè)的困境與出路”的咨詢報告,得到了國家領(lǐng)導(dǎo)人的重視與批示。
作為一名海洋生態(tài)學(xué)家,孫松越發(fā)覺得,健康海洋,是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的問題。“如今已進入現(xiàn)代海洋學(xué)發(fā)展時代,任何生態(tài)災(zāi)害都不是一個簡單的海洋生物學(xué)或者生態(tài)學(xué)問題,涉及到生物、化學(xué)、物理等各個方面,學(xué)科之間的相互交叉、多團隊協(xié)作是未來發(fā)展趨勢。”
“彼此欣賞、互相啟發(fā),集中力量辦大事,這也正是中科院的優(yōu)勢所在。”孫松說。
守護健康海洋,孫松和海洋所眾多生態(tài)學(xué)家們也從未停歇。“近海生態(tài)健康和可持續(xù)發(fā)展還有許多科學(xué)問題尚未解決,需要長期積累,而我們會踏實地走好每一步,做真正能解決問題的科學(xué)研究。”孫松說。