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      1. 科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        浩瀚的海洋是人類以及其他生命形態賴以生存的家園。但自工業革命以來,受全球氣候變化及人類開發活動的雙重脅迫,海洋健康面臨嚴峻挑戰。由此,我們亟需重新審視人海關系、變革社會經濟發展模式,以保障海洋的長期繁榮以及人類社會的可持續發展。由于海洋是一個高度動態變化的巨型聯通空間,解決海洋的問題特別需要系統思維以及跨界有效協同與行動,即,通過政產學研商的共商共建,并在科學、技術、治理、金融創新等四端發力。唯有此,海洋將依然是一個可期的繁榮之地。

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        本文刊發于《環球財經》2022年11月刊

         

        記者 | 林鷹
        編輯 | 張鑫

        導語

         

        浩瀚的海洋是人類以及其他生命形態賴以生存的家園。但自工業革命以來,受全球氣候變化及人類開發活動的雙重脅迫,海洋健康面臨嚴峻挑戰。由此,我們亟需重新審視人海關系、變革社會經濟發展模式,以保障海洋的長期繁榮以及人類社會的可持續發展。由于海洋是一個高度動態變化的巨型聯通空間,解決海洋的問題特別需要系統思維以及跨界有效協同與行動,即,通過政產學研商的共商共建,并在科學、技術、治理、金融創新等四端發力。唯有此,海洋將依然是一個可期的繁榮之地。

        為紀念著名航海家恩里克王子(Infante D. Henrique) 逝 世500 周年,1958 年,葡萄牙政府決定重建 1940 年葡萄牙世界博覽會閉幕后被拆除的臨時燈塔——航海紀念碑。這座于 1960 年完工的紀念碑其實是一組群像,上面雕刻了恩里克王子、 達· 伽 馬(Vasco da Gama) 等80 名“大航海時代”的葡萄牙航海家、導航員、傳教士和科學家。

        陸止于此,海始于斯。從 15 世紀到 17 世紀,主要由葡萄牙、西班牙、英國發起的廣泛跨洋活動與地理學上的重大發現,構成了西方文明歷史上的“大航海時代”,它不僅是歐洲從封建社會向資本主義社會轉變進程的重要環節之一,也對世界各大洲此后數百年的發展產生了深遠的影響。若將歷史的視角轉向東方,向海而行的歷程不僅更早,且燦爛輝煌。

        早在西方的“大航海時代”之前千年,中國就已經開始了自己的航海征程,并通過數朝代的努力,成就了目前已知的最古老海上航線——萌芽于商周、發展于春秋戰國、形成于秦漢、興于唐宋、轉變于明清的“海上絲綢之路”;早在公元三世紀的三國時代,吳國的衛溫、諸葛直就率由 30 余艘艦船、萬余名士兵組成的船隊,開啟了世界上最早宣示主權的海航——從章安(今浙江省臺州市椒江區)啟程到達夷洲(今臺灣),并在當地進行開發經營;就在同個世紀,且比歐洲群雄開啟“大航海時代”早數十年的“鄭和下西洋”,在世界航海史上開辟了貫通太平洋西部與印度洋的直達航線;據著名歷史學家李約瑟(Joseph Needham)估計,1420 年間,中國明朝擁有的全部船舶不少于3800艘,超過當時歐洲船只的總和;明朝在船隊規模、航海技術、航程之遠、持續時間、涉及領域等方面均領先于同一時期的西方……但隨著清朝入主中原后施行海禁政策,中國與海洋漸行漸遠,加之列強入侵,終使古代中國海洋經略螺旋式上升的歷史周期,在近代中國呈現出與西方經濟基礎、政治安全與文化傳統層面截然不同的特殊性邏輯之中,淪入到上古《釋名》所云“海,晦也”之地,成為中國歷史上最為晦暗的時期。

        1840 年鴉片戰爭爆發后,棄筆從戎的清代啟蒙思想家魏源,歷經12 年完成百卷本《海國圖志》,以“海運 – 海商 – 海軍 – 海權”的思想打開當時國人已封閉數百年的海洋視野。1900 年 1 月 30 日,乘扁舟橫渡太平洋的梁啟超,于午夜奮筆寫下《二十世紀太平洋歌》,在慨“朅來大洋文明時代始萌蘗,亙五世紀堂哉皇”、嘆“太平洋!太平洋!君之面兮錦繡壤,君之背兮修羅場”、期“吾欲我同胞兮破浪以飏”之時,又怎知這一曲“慨當以慷”,竟憂思百年。

        在社會上深入討論“黃色文明和藍色文明差異”的 80 年代末期,戴民漢正好在廈門大學完成了本科階段有關海洋科學的基礎學習,并繼續求學于著名海洋學家洪華生門下。隨后,他又赴法國皮埃爾和瑪麗·居里大學深造,獲博士學位,并在美國伍茲霍爾海洋研究所從事了博士后研究工作。在國外,他孜孜不倦地學習和工作,為回國后開展科學研究奠定了堅實的基礎。1998 年,已過而立之年的戴民漢全職回到母校廈門大學。

        也正是在戴民漢歸國的同年,國務院新聞辦公室以七種文字向全世界發布了《中國海洋事業的發展》白皮書,全面系統地闡述了中國在海洋事業發展中遵循的基本政策和原則,成為彼時指導中國海洋事業發展的綱領性文件。此前,為促進海洋產業的迅速發展,我國先后制定發布了《九十年代中國海洋政策和工作綱要》(1991 年)和《中國海洋21世紀議程》(1996 年)等多項政策性文件,將海洋產業的可持續發展、海洋與沿海地區的可持續發展、海島可持續發展、海洋生物資源保護和可持續利用、科學技術促進海洋可持續利用等規劃提上日程。

        進入新世紀后,黨的十六大、十七大和十八大報告先后作出了“實施海洋開發”“發展海洋產業”和“發展海洋經濟”的重大戰略要求;“十一五”“十二五”“十三五”規劃先后作出了“大力發展海洋經濟”“制定并實施海洋發展戰略”和“拓展藍色發展空間”的重大部署。具體而言,2003 年發布了《全國海洋經濟發展規劃綱要》,推出了詳細的海洋經濟發展實施方案;2006 年,國家在《第十一個五年規劃綱要》中對海洋經濟開發進行了政策安排。2008 年2月,國務院批準了《國家海洋事業發展規劃綱要》,這是新中國成立以來首次發布的海洋領域總體規劃。2012 年召開的中國共產黨第十八次代表大會,提出了建設海洋強國的戰略目標,明確了“提高海洋資源開發能力、發展海洋經濟、保護海洋生態環境、堅決維護國家海洋權益”的四個戰略支點。習近平總書記在黨的十九大報告中進一步提出要“堅持陸海統籌,加快建設海洋強國”。2021 年,我國發布了《“十四五”海洋經濟發展規劃》,要求協調推進海洋資源保護與開發、維護和拓展國家海洋權益,暢通陸海連接、增強海上實力,走依海富國、以海強國、人海和諧、合作共贏的發展道路,加快建設中國特色海洋強國。至此,我國的海洋強國戰略“一張藍圖繪到底”。最近廿年,也成為我國歷史上海洋科技發展最快的一段時期。

        作為海洋科學與技術快速發展歷程的見證者,戴民漢堅信,中國必然從科技大國走向科技強國,并將為世界文明作出重要貢獻?!董h球財經》與戴民漢院士的對話,從如何以可持續發展理念為引領,實踐海洋強國戰略談起。

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        戴民漢:化學海洋學家,中國科學院院士,廈門大學講席教授,近海海洋環境科學國家重點實驗室(廈門大學)名譽主任;長期耕耘于海洋生物地球化學研究,專長于海洋碳匯觀測及碳循環研究;注重多學科交叉綜合研究,致力于探究海洋環境與氣候變化、生態系統之間的關系及其可持續發展。

        海納百川:海洋強國戰略應以創新驅動為引領,以可持續發展理念為綱領

        《環球財經》:過去 20 年,我國海洋經濟得到了長足的發展,海洋強國也已成為國家戰略。請問您如何看待我國海洋經濟在這一階段的發展?具有哪些優勢?存在哪些不足?如何進一步突破?

        戴民漢:海洋經濟是開發、利用和保護海洋的各類產業活動,以及與之相關聯活動的總和,包括海洋產業和海洋相關產業兩大部分。海洋經濟高度依賴于海洋空間環境和資源稟賦,其經濟價值本質上由海洋空間及其生態系統提供的產品和服務的價值決定。因此,發展海洋經濟,就是要從根本上提高海洋生態系統產品和服務的單位價值,增加供給總量。鑒于海洋具有大生態系統的屬性和不同于陸地的四維高度動態變化等特點,可持續高質量的海洋經濟(亦稱“可持續藍色經濟的發展”),高度依賴于對海洋的系統科學認知、科技創新能力和可持續治理水平,同時也需要金融杠桿以及跨界的共同設計和有效協同。

        過去這20年,是我國海洋經濟快速發展的時期,也是我國提出并不斷建設海洋強國的重要時期。特別是近10年,我國海洋經濟的體量與質量均得到了快速發展,海洋資源開發與利用模式也發生了很大的變化,并已基本走過了無序開發階段,正努力向可持續發展方向轉變,也積極布局了海岸帶及近海的生態修復項目。我國在漁業、造船、航運等傳統海洋產業領域,具有世界領先的產業規模和良好的技術儲備;在以海洋藥物、海洋生物制品、海洋可再生能源為代表的新興海洋產業領域,我國已存在不少可圈可點之處;在涉海裝備制造、涉海建筑安裝等海洋相關產業方面,我國擁有完整的產業鏈體系。

        但我國海洋經濟在質量、效率和動力變革的過程中,也面臨若干重大問題。首先,海洋資源開發缺乏系統性和前瞻性的戰略謀劃,不能有效引導海洋經濟的可持續發展。近年來,海洋空間利用和資源開發正在由沿海、近岸海域向離岸、深海和遠洋延伸,但系統性和前瞻性的、充分基于科學認知的海洋資源開發戰略布局仍缺位。同時,還存在海洋經濟發展在生態文明建設中的核心地位定位不清、可持續海洋經濟對創新驅動發展的引領性和示范性認識不足、海洋經濟與碳中和戰略路徑選擇及其目標實現之間的協同關系理解不深等問題。

        其次,海洋產業空間布局和海洋空間規劃頂層設計不足,海洋經濟活動空間脅迫問題突出,海洋經濟發展對社會和環境的增益效益尚未彰顯??茖W的海洋空間規劃和產業布局,可為海洋經濟可持續發展提供長期生態空間保障。但我國長期以來重陸輕海,海洋產業空間結構呈現由點狀分布向面狀分布演化的態勢,同時海洋經濟極化現象突出,區域發展不協調。經濟增長與生態環境“錯配”造成的海洋經濟活動空間脅迫,嚴重影響其社會、環境以及經濟效益。

        再者,科技賦能海洋產業的水平較低,科技鏈不完整且與產業鏈割裂,海洋經濟向中高端價值鏈攀升步履艱難。海洋科技創新是海洋經濟發展的核心引擎,可為海洋經濟的新舊動能轉換和高質量發展提供強大動力。目前,我國海洋經濟以濱海旅游業、海洋漁業及海洋交通運輸業等傳統海洋產業為主,進一步推動高質量發展遭遇明顯瓶頸?,F代海洋制造、海洋新能源等高科技產業、戰略性新興產業比重較低,科技鏈的不完整及其與產業鏈割裂的問題已成為制約我國傳統海洋經濟提質增效、未來海洋產業前瞻布局的主要因素。

        最后,我國海洋經濟發展實踐對藍色經濟的范疇界定不一,支撐海洋經濟發展的科學、技術、治理、金融復合系統尚不完整、功能尚不健全。其中,金融是支撐藍色經濟發展的最主要融資渠道。但我國的藍色金融市場尚未建立,其可預期、可測算的合理回報率尚不清楚,從根本上制約了投資者的參與度。此外,發展藍色金融市場所需的基本指標體系、法律規范體系、信息披露機制等,亦有待建立。

        為解決上述問題,推動我國海洋經濟高質量和引領性發展,個人有四點建議:第一,進一步確立海洋經濟在國家新發展格局中的戰略定位,強化其在推進生態文明建設、雙碳轉型、社會經濟可持續發展等領域的戰略地位;第二,堅持陸海統籌,全面推行基于生態系統的海洋空間規劃、產業布局和綜合治理;第三,乘勢第四次產業革命,加快海洋科技革新,賦能海洋產業發展;第四,健全藍色金融等海洋經濟支撐體系,發揮藍色金融對海洋經濟發展的杠桿作用。

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        2019 年,戴民漢院士擔任每十年舉辦一次的全球海洋觀測大會議程委員會共同主席,并在美國夏威夷代表中國接下 2029 年全球海洋觀測大會的主辦權

        《環球財經》:您是否可以和我們分享一下您近期正在推進的一些有意義的工作和科研項目?您認為這些工作將會產生怎樣的影響?

        戴民漢:近年來,隨著創新驅動發展戰略的深入實施,海洋科技創新也取得顯著成效。在團隊的共同努力和各方支持下,我們正好有機會從平臺建設、國際科學計劃、科研項目等方面做一些新的嘗試。

        (1)全力建設一個創新平臺:福建海洋創新實驗室

        圍繞海洋強國、創新驅動發展、生態文明及雙碳目標等國家重大戰略,面向世界科技前沿、國家和區域重大需求,我們與一流科研單位、龍頭科技企業等共同高站位高標準謀劃了海洋領域福建省創新實驗室(即:福建海洋創新實驗室),勠力構建一個集科研、人才、資本、產業“四位一體”的海洋科技創新生態系統。福建海洋創新實驗室擬在科技源頭創新、科技成果轉化、海洋戰略新興產業等方面積極探索新經驗、試點新模式,通過創新體制機制建設賦能國家及區域海洋經濟高質量發展的高能級科創平臺,打造成為全球化的“海洋科技自貿區”。根據頂層設計,福建海洋創新實驗室著重布局海洋科學前沿基礎研究(未來海洋)、海洋智能探測與信息技術及其系統集成(透明海洋)、海洋資源高效開發與利用(藍色海洋)、海洋可持續發展新理論與技術(永續海洋)四大研究方向,并在有機融合基礎上,對標國家及區域發展戰略,科學規劃建設任務,即:在承擔國家任務的同時,開展面向產業需求的全鏈條創新研發與產業孵化、及面向社會需求的系統集成創新與科技支撐。

        我們特別希望通過該創新平臺的建設,積極探索新型體制機制,鏈接創新鏈與產業鏈,通過培養創新科研生態,匯聚、吸引、養成人才及團隊,并充分激發科技創新活力。具體而言,一是構建科學高效的組織管理體系,保障實驗室科學決策、高效運作;二是建立協同創新的科研體系:以四大方向的核心平臺為抓手,建成高等海洋研究院、智慧海洋先進技術研究院、藍??苿撗芯吭?、福建海洋可持續發展研究院等創新科研實體;三是引入企業市場化運作模式,服務實驗室日常運行,并成立以市場需求為導向的產業研究院,打通“科研攻關—技術轉化—企業孵化”的產業創新鏈條,并通過設立產業發展基金,充分發揮資本引導作用,撬動社會資本參與海洋科技研發及成果轉化。

        (2)深入實施一項國際科學計劃:海岸帶計劃

        2021 年初,我們攜手國內外多家高水平科研單位、龍頭企業、非營利性基金會、國際組織,共同策劃了一個國際科學計劃——“融通科學、管理和社會參與:助力海岸帶可持續發 展(Coastal Zones Under Intensifying Human Activities and Changing Climate: A Regional Programme Integrating Science, Management and Society to Support Ocean Sustainability,Coastal-SOS,中文簡稱“海岸帶計劃”)。經政府間海洋學委員會(IOC)簽署,正式獲批聯合國海洋科學促進可持續發展十年項目(簡稱“海洋十年”)。海岸帶直接連通陸地和海洋,是自然生態和人類生態的關鍵交匯區,更掌控著區域乃至人類社會可持續發展的命脈。但近50年來,海岸帶社會經濟的迅猛發展、涉?;顒蛹觿?,再疊加升溫、海平面上升等全球氣候變化影響,以及富營養化、有害赤潮、缺氧等海洋環境問題,海岸帶生態系統面臨著巨大的壓力和挑戰。隨著海洋經濟新引擎的發力,如何保障社會經濟的高質量及海洋的可持續發展,特別是在海岸帶這一陸海交互區,是迫切需要解決的全球共性問題。海岸帶計劃以東亞海域的五個經濟社會發展核心區為研究示范區,擬深入剖析在過去50年導致典型海岸帶生態退化的主要控制因子,探索建立適用于“人-海復合系統”的耦合模式,預測未來40 年海岸帶環境與生態系統變化趨勢。該項目還將構建數字孿生海岸帶系統,以期為基礎研究和政府決策提供試驗工具與支撐平臺。

        本項目的重要目標之一是致力于構建新型跨界伙伴關系,通過多元渠道與手段,面向產業部門、決策者和公眾傳播海洋科學知識,并將其轉化為可行、有效的陸海統籌管理措施,支撐地方政府及企業可持續發展戰略的制定,切實推動東亞地區海洋與海岸帶的可持續發展。

        (3)潛心開展一項重大研究:海洋荒漠能否成為“綠洲”?

        聯合中國海洋大學、自然資源部第二海洋研究所、中國科學院南海海洋研究所、上海交通大學等海洋優勢單位,我們正在承擔一項國家自然科學基金重大項目——“海洋荒漠生物泵固碳機理及增匯潛力”(Carbon Fixation and Export in the oligotrophic ocean,Carbon-FE),聚焦海洋荒漠區之一——北太平洋副熱帶流渦區。

        全球表層海洋約30%為低生物量、低生產力、低碳輸出效率的寡營養海域,俗稱“海洋荒漠”。盡管單位面積的生產力很低,但海洋荒漠面積巨大,故而對全球海洋碳匯具有重要貢獻,可能具有很大的增匯潛力。以北太平洋副熱帶流渦區這一全球最大的海洋荒漠區之一為例,其面積近3000萬平方公里,是我國大陸國土面積的三倍,約占全球海洋面積的 9%,體積更是高達全球海洋的11%,是地球上最大的連續生態系統,也是全球海洋CO?的主要匯區之一,年吸收量約為九億噸CO?。需要特別指出的是,已有研究表明:隨著全球變暖的加劇,上層海洋層化增強,環流形態發生改變,海洋荒漠正在不斷擴大,并伴隨浮游植物群落結構的變遷。這一方面可能降低初級生產力和碳匯,但同時又可能增強固氮作用,進而增加碳匯,從而對預測海洋碳循環的演變提出了新的挑戰。因此,加深對海洋荒漠生物泵過程與機理的認識,構架寡營養海域生物泵理論,是碳循環領域急需解決的一個重大問題,也是探討海洋增匯潛力的科學基礎,對預測全球海洋的變遷規律及其在地球氣候系統中的作用具有重大意義。

        海洋荒漠具有低營養鹽、低葉綠素的特征,卻是全球固氮的熱點區域,其固氮可能受鐵限制。若該機制能得以證實,施加鐵則可能促進上層海洋的固氮作用,增加有機物生產,從而達到增匯的目的。由于面積巨大,海洋荒漠區顯然是尋求碳增匯新途徑的首選區域。最近,我的同事史大林教授團隊在西北太平洋流渦區的研究表明,生物固氮作用存在明顯時空變化特征,揭示了水體中 Fe:N 供應比值是控制固氮發生與否的關鍵因子。但與此同時,我們也發現即使在固氮作用增強的情況下,海洋碳輸出并不一定增強。因此,通過海洋施鐵提升海洋固氮并最終增加海洋碳匯的方案仍需要進一步驗證。

        目前CO?的排放水平已大大超出自然過程所能清除的量,單靠減排可能不足以應對氣候變化。海洋是巨大的碳儲庫,具有通過增匯去除、封存CO?的巨大潛力。所以,通俗地講,我們擬回答的一個重大科學問題是,海洋荒漠能否成為“綠洲”?

        該項目自 2019 年執行以來,我們已在西北太平洋組織了三個大型綜合科考航次,嚴格采用國際規范,獲得了一批高質量的觀測數據(包括痕量元素和同位素),為我國在相關領域與國際同行同臺競技做出了顯著貢獻。接下來,我們將加快推進集成性成果的產出進度,加速推進數值模擬對碳匯潛力的評估研究工作,為碳中和目標作出貢獻。

        海晏河清:既保護海洋,又造福人類,是我們所期盼的“人海融合發展”和諧圖景

        《環球財經》:在未來不到 40年的時間內,實現碳中和目標對我國是一個巨大的系統性挑戰,科學制定實施方案并優化行動路線的任務十分緊迫。海洋在應對氣候變化、助力我國實現雙碳目標等方面,能夠發揮怎樣的積極作用?

        戴民漢:海洋及其生態系統既是緩解氣候變化強有力的“執行者”,也是氣候變化的“受害者”。

        首先,海洋是氣候變化的巨大“緩沖器”與“調節器”。這可以從地球的能量平衡和碳平衡的角度去看。地球系統的能量源于太陽輻射,地球吸收以短波輻射為主的能量塑造了地球的特征及其生命活動,地球也向外釋放能量,主要包括紅外輻射在內的長波輻射。長期以來,地球系統能量的吸收與釋放處于一個動態平衡狀態,保障了地球的宜居性。

        海水的比熱容(1 kg 海水溫度升高 1℃所吸收的熱量)很大,是空氣的四倍,加之海洋體積巨大,海洋因而具有巨大的熱容,是維持地球系統能量平衡的核心。自1950年以來,海洋吸收了由于人類活動導致氣候系統增加額外熱量的 90%, 驅動海洋增暖,其影響已抵達深海,而且該趨勢還在延續。最新的觀測數

        據表明,在2021年,全球海洋上層2000 米吸收的熱量比2020 年增加了 14×1021 焦耳,這些熱量相當于中國 2020 全年發電量的 500 倍。這些數據都有力支持了一個觀點:海洋吸收了人類活動排放的溫室氣體所導致的氣候系統中的大部分超額熱量(~90%),是地球能量失衡加劇中的最大緩沖器,對緩解全球氣候變化起到了至關重要的作用。如果沒有海洋或者海洋的“吸熱”能力達到上限,在“溫室效應”的作用下,原本被海洋吸收的巨額失衡能量既不能向外釋放,也無法被地表吸收(地表熱容遠低于海洋),進而導致地表溫度的急劇增長,由此將會進一步加劇極端天氣與氣候事件,甚至是出現人類難以承受的嚴重災難。

        海洋是地表系統最大的碳儲庫,其碳儲量是大氣的 50 倍;同時,海洋是人為排放 CO?的主要歸宿地之一。工業革命以來,海洋累計吸收了約 25% 的人為排放 CO?。這一功能可從兩個維度視之。首先,如果沒有陸地生態與海洋系統吸收大氣CO?,大氣 CO?可能已經達到 585 ppm(2019 年 ), 高出實際水平(410 ppm)的 50%,已超過巴黎協定的2℃溫控目標。其次,我們可以來算一筆自工業革命以來碳收支的帳,1850~2020 年,從數量上看,考慮土地利用方式釋放到大氣中的CO?與陸地生態系統所吸收的CO?,陸地而言,其凈 CO? 消納量非常低;而由化石燃料燃燒產生的 CO?高達4620 億噸碳,海洋吸收了其中的36%,剩下的 64% 則留存于大氣中。設想如果沒有海洋,化石燃料燃燒釋放的 CO?將全部留存于大氣中,目前大氣CO?濃度將高達 490ppm。因此,從應對全球氣候變化的角度看,海洋在過去、現在都起到核心作用。展望未來,在凈零排放或負排放情景下,大氣 CO?濃度將逐漸降低,如果海洋與大氣不能實現同步減碳,海洋碳匯能力則會減弱,甚至可能將過去吸收的CO?重新釋放回到大氣圈,這將嚴重威脅碳減排效應。此外,海洋的重要性還體現在它巨大的減排和增匯潛力。據高級別可持續海洋經濟研究組估計,基于海洋的緩解氣候變化措施,包括可再生能源開發,降低涉?;顒犹甲阚E,濱海生態系統修復,漁業、水產養殖等,到 2030 年每年減少CO?排放約 400 萬噸,而到 2050 年則可增加到每年 1100 萬噸,相當于填補了 1.5排放路徑21%、2 排放路徑 25% 的負排放缺口。另外,受到海洋內部垂直交換速率的制約,工業革命以來形成的海洋碳匯主要儲存在上層海洋。受此限制,海洋目前吸收的人為 CO? 僅占其最大容量的15%,仍有高達 85%的吸收大氣CO?的潛力有待發掘,尤其是在廣闊的深海大洋。

        我國的雙碳戰略不僅是我國推動構建人與自然生命共同體和引領全球氣候治理的宏偉舉措,也是服務高質量發展和生態文明建設的戰略途徑。實現碳中和以應對全球氣候變化,其本質是人類對現代地球系統碳循環模式的人為調整和適應性管理。碳循環涉及碳元素在大氣、陸地、海洋及生物圈之間的蓄積、儲存和交換過程,及其與氣候系統的互饋機制,極其復雜,尚未得到真正解決,是當今國際前沿科學命題。

        從區域或國家層面來看,海洋碳匯也非常重要,但其清單、穩定性、演化趨勢及其控制機理尚待進一步深入研究,以賦能國家碳中和戰略和行動。我國鄰近的南海、東海、黃海等邊緣海位于陸地-大洋交界帶,除了接收珠江、長江、黃河等大河的物質輸入外,還與鄰近西北太平洋持續進行著物質交換。因此,我國邊緣海除了直接從大氣吸收CO?以外,還承載了陸地和大洋側向輸入的物質(包括碳),間接貢獻了陸地和大洋碳匯。陸架邊緣海受人為活動和全球變化雙重影響,其中的物理與生物地球化學過程遠比大洋復雜,碳源匯格局可在不同的空間和時間尺度上發生動態切換,這在一定程度上增加了厘清中國海碳源匯清單的難度。此外,定量甄別近海的自然與人為源 / 匯過程也是頗具挑戰性的科學命題,因此必須加快推進相關研究。

        另外,我國擁有 300 萬平方公里的海洋國土面積,是陸地森林面積的近兩倍;不僅是自然生態的重要組成部分,也是重要的碳匯區,例如:僅我國東海的碳匯量,已達8200 萬噸CO?/ 年。未來在大力發展海洋增匯技術的基礎上,海洋碳匯不僅具有更可觀的交易價值,由其帶動的衍生產業價值也將更大。然而,迄今為止關于國家自主貢獻的國際討論中,海洋的作用和潛力遠未受到足夠的重視。因此,挑戰與機遇并存,亟需形成海洋碳匯理論和發展藍碳增匯技術。

        當然,基于海洋的碳中和解決方案必須精準評估碳匯生態效應,以實現“生態優先、綠色發展”和“碳中和”的協同,這與我國制定“雙碳”戰略的初衷高度契合。我想特別強調的是,如上所述,在碳中和目標的實現與可持續發展路徑的選擇方面,海洋作為新的戰略空間和經濟形式(藍色經濟)具有重大的潛力和戰略意義。

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        2019年12月,戴民漢院士(右四)率團赴美調研硅谷科創企業,深度學習科技產業孵化模式、科技成果轉移轉化機制等科技創新生態系統的整體架構(圖為訪問全球頂尖生物技術孵化器公司IndieBio)

        《環球財經》:如前所述,全球氣候持續變化對海洋形成了巨大挑戰。今年在里斯本召開的聯合國海洋大會上,世界領導人在最后宣言中都承認過去的行為是“集體失敗”,呼吁以更大雄心和全球承諾解決海洋面臨的嚴峻局面。聯合國也于今年特別提出了“海洋科學促進可持續發展十年”計劃。面向未來,您如何展望海洋的未來發展?

         

        戴民漢:可持續地開發利用海洋——既保護海洋,又造福人類——是我們所期盼的“人海融合發展”和諧圖景?;仡櫲祟惏l展歷程,我們欠了地球環境及生態系統“一筆巨賬”。人類糧食種植、砍伐木材生產、燃燒化石能源、建設基礎設施等所有需求,都在“透支”著地球積累的“生態存款”。雖然人類的生存發展無可厚非,但經濟社會發展卻高度依賴各類資源。但這在未來,并不是一道不解之題,科技革命可能可以解耦經濟社會發展與資源、環境之間的耦合關系。

        如剛才所言,海洋確實存在諸多問題,且問題之大、之深,已不是簡單的開發強度問題,而是經濟社會系統發展模式的問題。盡管如此,我個人仍對海洋的未來發展抱著積極樂觀的態度。因為在當下,人類若乘勢第四次產業革命,通過夯實科學認知、創新應用技術,強化科學治理、發揮金融杠桿,通過政產學研商跨界共同設計及有效協同,海洋依然是一個未來可期的繁榮之地。該系統性解決方案可表達為一個公式,即:

        繁榮的海洋=(科學認知+技術革命+科學治理+藍色金融)×共同設計

        首先,科學認知是經略海洋的根本基礎。進一步提升海洋科學認知,并轉化為解決海洋問題的具體方案,是未來很長一段時間科技界需要加倍努力的方向,也是“海洋十年”計劃的目標所在。

        其次,技術革命對于海洋科學研究、產業發展和綜合治理尤為重要。以人工智能為顯著特色的第四次產業革命正推動著新技術革新、改變著人類與海洋的關系,可望實現同時造福人類與保護海洋的雙贏局面。例如,數字孿生海洋(Digital Twin of the Ocean,DTO)就是基于數字海洋并利用高性能計算將各種模型和海量數據進行迭代優化,提供海洋當前狀態準確且全面的描述,幫助探索、發現并可視化過去、現在和未來的海洋狀況。作為第四次產業技術革命的未來突破性成果之一,它的成功研發及廣泛應用將為海洋監測、智能預測與管理決策提供強大工具。

        第三,科學治理是以科學認知為依據,本著基于海洋自然生態系統的理念,實現海洋保護與開發利用之間的平衡。海洋的空間屬性及其高度動態變化特征決定了海洋治理需要基于科學的決策,而海洋的聯通性及復雜性亦決定了有效的海洋管理必須是綜合性的,且基于充分的科學認知,即“海洋綜合管理”。

        第四,藍色金融是指在充分考慮經濟活動對海洋環境潛在影響的基礎上,創新市場金融手段,將資本投向創新的融資解決方案,旨在以此重建海洋生態系統的繁榮,提升海洋生態系統的健康狀況。充分發揮“藍色金融”在海洋經濟可持續發展中的新引擎、新動能作用,通過建立健全廣泛適用的標準和流程,不斷豐富創新融資模式和產品,將有助于實現海洋經濟高質量、可持續發展。

        第五,基于上述闡述可知,可持續的海洋繁榮需要各級政府、科技界、金融界和產業界的共同努力。在這背后,跨界力量的共同設計和攜手行動尤為重要。也就是說,要以夯實科學認知、創新應用技術為基礎,將海洋知識的生產者和使用者有效聯動,實現數據、信息和知識的共享,采用跨學科溝通、協作,由多利益攸關方共同設計并提出可執行的海洋解決方案,包括決策、政策、綜合海洋管理框架、應用程序和服務、及技術創新等。

        《環球財經》:2021年7月,廈門產權交易中心設立了全國首個海洋碳匯交易平臺。9月12日,紅樹林生態修復項目2000噸海洋碳匯在廈門產權交易中心海洋碳匯交易平臺順利成交,這是福建首宗海洋碳匯交易。據了解,您所帶領的廈門大學藍碳交易產學研團隊正是該生態修復項目的主要科技支撐力量??煞裾埬唧w談一談工作模式、影響及其作用?

        戴民漢:廈門大學是國內外海洋碳匯科學研究的“重鎮”。秉持“瞄準國家雙碳戰略目標、發揮自身科技力量優勢、打通產學研創新鏈條”的理念,我和同事們組建了“藍色碳匯交易產學研團隊”。這是一支由廈門大學海洋科學、生態學、環境學和經濟學等領域的領軍科學家及高層次中青年骨干組成的多學科交叉學術團隊,同時還邀請了在碳匯交易及相關產業領域擁有豐富經驗的專家和管理者共同參與。

        此次泉州洛陽江碳匯交易項目選址清除入侵生物互花米草后的紅樹林生態修復區,兼具固碳、生物多樣性保護、凈化環境和延緩淤積等生態系統服務。同時,該區域坐落于泉州世界遺產地的代表性古跡遺址——千年古橋洛陽橋,紅樹林為當地社區發展提供優質的旅游資源和良好的生態環境。此外,該項目進一步延展,通過興業銀行采用碳補償機制認證及其與廈門航空的攜手合作,將紅樹林碳匯轉化為“碳中和機票”推向市場。因此,該項目凸顯了生態增匯、綜合生態服務功能與社區經濟聯動發展的示范效應,實現了產學研協同創新的有效聯動及切實轉化。

        在本次項目中,陳鷺真教授等團隊骨干成員以過去20余年的科學研究為基礎,研發了《紅樹林造林碳匯項目方法學》,并應用其進行碳匯測算。該方法學采用了更加符合我國濱海濕地特點的測算參數,是我國自主研發的第一個紅樹林海洋碳匯方法學,具有十分重要的科學意義和市場導向價值。

        此外,該宗交易實現了紅樹林碳匯功能與生物多樣性保護的協同增效、紅樹林保護與周邊社區生態建設協同發展的兩大目標,標志著福建 / 廈門在海洋碳匯方法學開發、海洋碳匯交易等領域走在全國前列,是福建 / 廈門創新陸海聯動增匯新模式、搶占海洋碳匯制高點的實質性突破。

        在此基礎上,我們這個團隊已經和廈門產權交易中心、廣州碳排放權交易中心等國內多個交易機構聯合,為藍色碳匯交易平臺提供技術服務,同時與寧德霞浦縣政府、騰訊公司等合作,對標國際藍碳市場,探討各種類型的藍碳產品開發和碳匯核算方法學開發,逐步打造“聚焦藍碳發展基礎科學問題、構建藍碳資產核算方法體系、創新藍碳資產交易機制、提升企業藍碳資產管理能力”的全鏈條研發及產業集群孵化,服務國家雙碳戰略需求,為我國有效應對氣候變化提供強有力的科技支撐作用,并以此進一步輻射帶動東盟、乃至“一帶一路”沿線國家藍碳經濟的高質量發展。

        架海金梁:培養具有創新能力的高端涉海人才

        《環球財經》:廈門大學是“中國海洋科教的搖籃”。作為一名海洋科學家,您已經談了很多關于海洋的未來;那么,作為一名教師,您如何評價目前我國海洋科學教育發展的現狀以及您對未來的期許?

        戴民漢:確實,廈門大學的海洋科教歷史已歷百年,被譽為我國的“藍色搖籃”。早在20世紀 20 年代初,著名愛國華僑領袖陳嘉庚先生創辦了廈門大學,并確立了“面向海洋、面向東南亞、面向世界”的辦學理念,還做出了“為力挽海權,必須培養海洋專才”的呼吁。1946 年,廈門大學設立中國首個海洋學系,開始培養我國海洋科學本科人才,成為我國海洋科學人才培養的搖籃,也為海洋科技的可持續發展創立了人才基地。無獨有偶,2014 年,廈門大學又在馬來西亞分校創辦中國 – 東盟海洋學院,開創了我國海洋學科走出國門辦學之先河。

        目前,廈門大學是國家海洋科學人才培養及創新的重要基地,入選教育部首批基礎學科拔尖學生培養計劃2.0 基地;注重國際視野、創新意識和實踐能力的培養,為學生提供一流的科研實踐平臺與國際交流機會 , 為我國建設海洋強國提供了人才支撐??傮w來說,廈門大學海洋學科既有學科歷史悠久、扎實雄厚的基礎,又有瞄準新興學科前沿的新增長點,更具備學科交叉融合的優勢條件和成功實踐。

        相較于發達國家,我國現代海洋科學教育及研究事業起步較晚。但在海洋強國戰略的引領下,我國海洋科學教育近年來呈現了“百舸爭流”的快速發展景象。目前,我國擁有海洋學院(系)的高等院校已近 60 所(據不完全統計),且絕大部分是在改革開放(特別是 2000 年)后成立。這一態勢反映了我國經濟社會發展對海洋專才的強勁需求,但也存在通識不“通”、專才“不?!?、質量不夠理想等需要關注的問題。具體來說,其本科項目存在學生數量過多、師資不足、專業過細等問題,部分高校培養的學生通識能力顯著不足、素養能力缺乏;而碩士培養過于強調基礎研究及論文發表,不能滿足人才市場對應用型人才的需求;最后,本該是以精英教育為目標的博士培養存在科研深度不夠,創新能力不足的問題。此外,與我國海洋科技界科學和技術“兩張皮”這一頑疾類似,現有海洋人才培養方案中,科學與技術、工程脫節,我們所培養的人才大多缺乏融通海洋科學與技術的創新能力。

        在海洋經濟與產業快速發展的今天,海洋科學教育應秉持大海洋觀、大領域觀,與當代科學及科技革命——特別是第四次產業革命——相融合,與時俱進地更新人才培養方案,明確不同學校的育人定位、不同教育階段的培養目標,培養能夠應對海洋未來挑戰的復合型高端人才。本科教育應堅持以通識教育為主,主要目的是構建學生的世界觀,訓練其解決問題的基本能力,培養科學素養,在掌握海洋科學基本知識及結構基礎上,培養“將海洋視為應用領域,與不同學科進行有效融合”的跨學科思考能力。對于碩士研究生培養,要進一步完善學科專業結構設置,除進一步強化學術能力培養外,更要加強涉海學科與現代技術的交叉融通,加深海洋科技創新與產業發展的鏈接,提升海洋高等教育對海洋經濟產業發展的貢獻,培養一批具有實際創新能力的高端應用型人才。在博士培養階段,加強培養具有敏銳觀察能力、深邃思辨能力、大膽挑戰能力、優秀表達能力的高素質學術人才,同時要推動他們身上科學精神、人文精神的養成,使其具備國際視野和合作競爭意識??傮w而言,新時代的海洋科學教育需堅持“四個面向”,加強涉海學科的交叉融通,加深海洋科學教育與海洋科技創新及產業發展的鏈接,培養多層次涉??萍既瞬?,不僅要具有質疑精神、創新意識、實踐能力和科學人文素養的高素質創新型人才,也要有能夠滿足市場需求,推動開展產學研用一體化的復合型應用人才,全方位培育國家海洋事業的領軍人才和骨干力量。

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

        2020年,受可持續海洋經濟高級別小組(High Level Panel for a Sustainable Ocean Economy)委托,戴民漢院士與挪威科學家Jan-Gunnar Winther領銜編寫《海洋綜合管理》藍皮書并全球發布,福建廈門作為惟一的一個城市案例被寫入藍皮書

        《環球財經》:最后,借此采訪機會,我們還要熱烈祝賀今年6月您榮獲“艾克斯福特獎”。作為首位獲此殊榮的海洋學家,您對此有何感受?您能否談談海洋科技的國際合作前景?

        戴民漢:當然,能獲此殊榮我感到非常驚喜。

        想必大家已有所了解,“艾克斯福特獎”設立于 2010 年,是以著名空間物理學家威廉·伊恩·艾克斯福特 (W. Ian Axford)命名,旨在表彰在地球科學領域取得杰出成就,并為推動亞洲與大洋洲科學合作作出無私貢獻的科學家。

        確實,地球科學,尤其是海洋科學,是特別需要國際合作的。人類只有一個地球,地球也只有一個海洋。海洋的開放性和連通性,決定了海洋的開發利用和保護需要我們人類共同攜手。同時,如我前面所提及的,海洋現在所面臨的問題和挑戰已不是某一國單獨就能夠解決,需要全球各國的共同努力,特別是科學界的通力合作。在亞洲地區,更要如此。近半個世紀以來,亞洲各國的經濟社會發展迅猛、人民生活水平日益增高,但對海洋的開發強度和頻度也不斷加強,給海洋(特別是近海)生態系統造成了巨大壓力,海岸帶富營養化、有害赤潮等海洋環境問題頻發,加之全球氣候變化造成的升溫、酸化等影響,使得原本脆弱的部分亞洲地區海洋生態系統更加岌岌可危。應對這些挑戰,亟需區域各國的跨國、跨界合作。圍繞這些問題,我及團隊與包括香港、臺灣在內的諸多大中華地區的涉??蒲性核归_了長期合作,也與亞洲其他國家、美國和歐洲的同仁們開展了緊密的科研合作。中國也通過 21 世紀海上絲綢之路建設、“構建藍色伙伴關系”等倡議,推動了與亞洲、大洋洲各國在海洋經濟發展、科學研究、環境管理、安全保障等方面的國際合作。

        面向未來,隨著人類生存和發展越來越多地依賴海洋,如何科學協調人類社會發展與海洋環境保護之間的關系是一個重要課題。我堅信唯有秉持“海洋命運共同體”的理念,在海洋領域開展更廣泛、更深入、更務實的國際合作,才能以更大的雄心實現海洋可持續發展。

        (特別說明:上述部分專訪內容基于戴民漢院士前期與同行和團隊的深入討論及思考,可能見諸于相關報道。)

        致謝

        感謝廈門大學地球科學與技術學部戰略發展協調專員王貴華,近海海洋環境科學國家重點實驗室辦公室主任施薇、工程師王哲及孟菲菲,廈門大學黨委宣傳部副部長李靜對本次采訪的大力協助與支持。

        科學至實,海洋可期——專訪中國科學院院士、廈門大學地球科學與技術學部主任戴民漢

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