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海洋，是生命的摇篮，资源的宝库，人类赖以生存的蓝色家园。2022年6月8日是第14个“世界海洋日”暨第15个“全国海洋宣传日”，主题为“保护海洋生态系统 人与自然和谐共生”，旨在提醒我们与海为善，积极拥抱海洋。 6 K- j& s2 l' V! T% I$ G. e0 u$ @
那么，海洋具有怎样的科考价值？我们应该如何科学探索海洋？你知道海洋生态系统也可以助力实现我国的“双碳”目标吗？
% |$ C# z. b8 n _5 R* X 首都科学讲堂曾邀请自然资源首席科学传播专家程国明和自然资源部第二海洋研究所副研究员唐立梅，分别围绕“生态系统碳汇”和“从深海到南极，科考的‘诗与远方’”，为我们讲述海洋科考的价值和海洋生态系统的“碳汇”奥秘。下面一起来快速get知识点（文末有彩蛋）~ , ?9 D) a% J4 L, K% J# b
海洋具有怎样的科考价值？
: U' ]* w! H) n3 ]; m 我们知道，地球表面71%的面积是海洋，在这片浩瀚的蔚蓝色下面，既有绵延起伏的山脉，也有宽阔的海盆，蕴藏着丰富的矿产资源和生物基因资源。每个国家都有200海里的专属经济区，在这个专属经济区和大陆架之外，就是2.517亿平方公里的国际海底，占到地球表面积的49%。国际海域作为我国未来发展空间与战略资源的来源，尤为重要。 + R9 \6 y6 G0 |) d* e
4 m3 d% e$ K- B9 ? 《联合国海洋法公约》规定：国际海底不是任何国家领土的组成部分，不属于任何国家的主权之下，任何国家都不能将公海的任何部分据为己有。不能对公海本身行使管辖权。国际海底以及它的资源是全人类共同继承的财产，但有个原则：谁先去勘探，谁先去调查，谁就有优先开采权。 $ U5 s" J) j+ k0 Y
那在国际海底都有哪些资源呢？在海山有富钴结壳区资源，在海盆有铁锰结核和稀土资源，在洋中脊（指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列）有多金属硫化物资源，里面金属含量很高，尤其是铜锌含量可以达到陆地的600多倍，极具开采价值。
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另外还有热液系统（指地球表面下，在各种温度和压力下呈侧向和垂向流动的热流体分布的范围），其周边有盲虾、多管蠕虫、热液螺等稀有生物，具备极高的研究价值，是我们探索生命起源的重要场所。 ' g' A/ o7 L) E6 s
我国正从海洋大国向海洋强国转变 : {' G' k9 p5 V! q0 S
我国在历史上就是一个海洋强国，自600多年前，明代郑和就曾七下西洋，取得了举世瞩目的成就。1983年我国恢复了大洋调查，1984年我国有20多位科学家登上了南极洲，1999年我们开启了首次北极考察。 3 t3 l) s% ^5 H! X
: o) T, w7 S5 G# q3 y8 X 虽然我国对海洋探索的脚步迈出得比较晚，但已经取得了不可小觑的成绩。比如对多金属硫化物的勘探——1979年国际上首次在洋中脊发现热液区，我国2005年开始多金属硫化物的调查，2011年就申请到了第一块多金属硫化物的矿区，可以说仅用7年时间就走完了西方32年的调查研究历程，成绩斐然。
" A6 S+ w. g- }3 A% D5 e: d 现今，我们已经形成了“立足太平洋，开拓印度洋，挺进大西洋”的战略格局，也形成了“统一布局，多部门联合，全国一盘棋”开展资源调查的局面。我国已是世界上矿产资源最多、矿区数量最多的国家，在太平洋有3个专属勘探矿区，在印度洋有1个专属勘探矿区，总面积达到16万平方公里，超过了两个渤海的面积。 0 [* M, |- q- p# \% F0 e5 q
2019年7月，我国提交的多金属结核勘探工作计划获得批准。此次获批勘探区是我国的第5块矿区，位于西太平洋国际海底区域，面积约7.4万平方公里。2016年，《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》通过，我国肯定会继续加强对深海的探测，从海洋大国走向海洋强国。 - y9 N$ k0 ]% n1 V0 q" P
海洋生态系统的“碳汇”潜力
/ M/ f1 j V$ s7 z 2020年9月，中国提出“3060”碳达峰、碳中和目标。自此，“碳达峰”和“碳中和”两词成为大众最耳熟能详的热点词汇之一。为了达成这个目标，我国除通过节能减排外，还将通过国土空间的规划和用途的管控，有效地发挥森林、草原、湿地、海洋等一些生态系统的作用，提升生态系统“碳汇”的增量。
- ]0 o: n/ n$ ], i. h& t7 m 在海洋生态系统中，海洋动物本身就可以固碳：用自己的身体储存碳，把碳变成粪便沉入深海；一些像海带的海洋植物也可以储存碳；其他的脊椎动物像鱼、海鸟和海洋哺乳动物，也能帮助捕获大气中的碳。
1 x+ G' y5 }8 B( H 以鲸为例，它们的寿命能超过200年，长时间储存大量的碳是没问题的，这种生物体中的碳被称为“生物量碳”。当鲸死亡以后，它们的尸体会沉入海底与世隔绝数百万年，而这部分生物量的碳也会被永久性地困在海底，成为“死碳”。
5 }& S7 `7 K8 ~- \8 S8 u 再比如红树林，它是海岸带的一种植物群落，其生态系统一般包括红树林、滩涂和基围鱼塘三部分，由藻类、红树植物和半红树植物等构成。红树林不仅能够吸收二氧化碳，调节气候，抵御海啸和台风，还可以帮助净化海水水质，发挥陆地森林难以企及的强大固碳功能。相对陆地森林，红树林的固碳能力要高出2~10倍，因而红树林生态系统也有“海岸卫士”“蓝碳明星”“天然物种库”等美称。 : y- a" n2 R3 t2 D, _9 k6 O
我们将海洋的碳汇能力称为“蓝碳”，将陆地的碳汇称为“绿碳”。二者的区别很大，首先，蓝碳的封存时间比较长，可以达到上千年的时间尺度，而在陆地上只有几十年；其次，蓝碳的捕获效率高：海岸的面积仅占全球海床面积的0.2%，却贡献了海洋沉积物碳总量的50%；最后，蓝碳还具有巨大的生态环境效益。
) a w% I( Y+ I' E& x! e 为了帮助海洋增加碳汇，近年来，国际上提出了包括“微型生物泵”（MCP储碳机制）在内的一些概念，但最为重要的是，陆地和海洋其实是相互影响的，不能单独搞海洋研究——况且海洋碳汇的研究本身就很复杂，它需要通过陆海统筹的方案来进行解决。举例来说，科学地统筹入海，科学地施肥，进而减少向近海的营养输入，缓解富营养化进程……这些科学的陆海统筹措施，都能为生态增汇提供低成本、高效益的路径。
, `! s5 I7 w. ~* Q 海洋碳汇生态工程案例示意图（图源：焦念志 2021）北京市科协融媒体中心制作
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