加强海洋环境监测与生态保护工作
(一)推进海洋环境监测工作的新信息
1.建设海底科学观测网的新进展
⑴我国批准建立国家海底科学观测网。[66] 2017年5月29日,有关媒体报道,海底科学观测网是人类建立的第三种地球科学观测平台,通过它人类可以深入到海洋内部观测和认识海洋。目前,北美、西欧和日本等十几个国家都已经拥有海底观测网。据悉,我国国家海底科学观测网日前正式被批复建立,项目总投资超20亿元,建设周期五年。
国家海底科学观测网是国家重大科技基础设施建设项目,将在我国东海和南海分别建立海底观测系统,实现中国东海和南海从海底向海面的全天候、实时和高分辨率的多界面立体综合观测,为深入认识东海和南海海洋环境提供长期连续观测数据和原位科学实验平台。
同时,在上海临港建设监测与数据中心,对整个海底科学观测网进行监控,实现对东海和南海获取的数据进行存储和管理。从而推动我国地球系统科学和全球气候变化的科学前沿研究,并服务于海洋环境监测、灾害预警、国防安全与国家权益等多方面的综合需求。
⑵实现由北斗卫星实时传输海底六千米大深度数据。[67]有关媒体报道,2019年1月31日,我国综合科考船“科学”号在完成西太平洋综合考察后,当天返回位于青岛西海岸新区的母港。我国科学家在本次成功维护升级了我国的西太平洋实时科学观测网,实现了多项重大突破。
本次的一项重大突破,是首次实现了深海潜标大容量数据的北斗卫星实时传输。该项自主研发的技术成果,克服了深海潜标载荷容积小、供电少和数据量大等困难,改变了以往依赖国外通信卫星的历史,显著提高了深海数据实时传输的安全性、自主性和可靠性。
另一项重大突破,是融合感应耦合和水声通信技术首次实现了深海6000米大水深数据的实时传输,在大洋上层实现了每100米一个温盐流数据的实时传输,在大洋中深层实现每500米一个温盐流数据的实时传输。6000米深海海底数据北斗卫星实时通信潜标,自布放以来已经安全运行了1个多月,数据回传正常。
这次综合考察历时74天,航程12000余海里,是“科学”号首航以来离开国内航程最远、时间最长的一个航次,在开展西太平洋暖池核心区调查的同时,向东拓展首次在中太平洋暖池冷舌交汇区进行了物理、生物和化学多学科联合观测。
⑶我国建立常态化深海长期连续观测和探测平台。[68]2023年3月,中国科学院海洋研究所一个研究团队,在《深海研究》发表成果称,他们研制的多代深海坐底长期观测系统,在我国南海冷泉区已经连续多年布放,实现了对该区域高清影像资料、近海底理化参数等数据的连续获取。
研究人员突破水下耐腐蚀技术、能源管理技术等关键技术,探索新型水下布放及回收模式,研制出多代深海坐底长期观测系统,实现了对观测区域高清影像资料、近海底理化参数及保压流体样品等数据样品的综合获取。
深海坐底长期观测系统,与以往的自由落体式着陆器不同,它是实时视频指导的缆放式着陆器。布放时通过搭载的水下高清摄像头实时观测落点位置,通过科考船配合可较为精确地控制布放位置,并且在海底着陆后仍可通过同轴缆根据实际情况调整观探测参数,保障最优观探测效果。回收时通过同轴缆直接回收。研究团队研发的深海多通道激光拉曼光谱探测系统,多次搭载深海坐底长期观测装置布放于我国南海冷泉区域,在“发现”号ROV的辅助下,布放拉曼探头、进行原位实验和长期、原位、连续探测。
2.建立海洋环境卫星监测网的新进展
⑴我国首批海洋环境观测卫星投入业务化运行。[69] 2019年6月28日,有关媒体报道,海洋一号C卫星及海洋二号B卫星当天在轨交付。这标志着国家民用空间基础设施规划立项批准的首批海洋观测业务卫星实现业务化运行。
海洋一号C卫星于2018年9月7日成功发射,是接替海洋一号B卫星的业务卫星,设计寿命5年。该卫星可获取全球24小时水色水温信息、全球海岸带和内陆水体50米分辨率高精度多光谱信息及全球大洋船舶识别信息,将与未来发射的海洋一号D卫星组网运行,实现全球每天2次覆盖监测能力,大幅度提高自然资源部对管辖海域、海岸带等多要素、高时效的调查监测能力,为全球大洋、极地研究提供科学数据,服务环保、住建、交通、农业、应急管理等领域需求。
海洋二号B卫星于2018年10月25日成功发射,是首颗海洋动力环境业务卫星,设计寿命5年。该卫星将与海洋二号C卫星,以及后续的D卫星组网运行,能够全天候、全天时连续获取全球海面风场、浪高、海面高度、海面温度等多种海洋动力环境参数,直接为灾害性海况预警预报提供实测数据,为海洋防灾减灾、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设等提供可靠的数据服务,并广泛应用于气象、农业农村和应急管理等领域。
经过6个月的在轨测试表明,卫星平台及载荷系统、星地一体化系统、地面系统的各项功能正常,性能达到了研制总要求和使用要求规定的各项技术指标,数据产品满足行业应用需求。
未来,自然资源部将发挥陆海卫星资源优势,做好组网业务化运行和海陆兼顾,着力构建起一陆一海自然资源卫星观测技术支撑保障体系,最大限度发挥卫星使用效能。
⑵韩国海洋环境卫星“千里眼2B”号发射升空。[70]韩联社报道,韩国自主研发的静止轨道海洋环境卫星“千里眼2B”号,于首尔时间2020年2月19日上午7时18分(当地时间18日19时18分),在法属圭亚那宇航中心发射升空。
“千里眼2B”号卫星,在“阿丽亚娜5-ECA”型运载火箭的助推下,准时发射升空。发射25分钟后进入近地点为251千米、远地点为35822千米的地球同步转移轨道,31分钟后星箭分离,40分钟后与位于澳大利亚的一处地面站实现首次远程通信,1小时后太阳能电池板自动展开,预计在一个月后进入预定的对地静止轨道。
韩国航空宇宙研究院表示,首次通信是判断发射成功的第一道关口,如果卫星成功实现首次通信并在升空1小时后展开太阳电池板,可确认其正常运行。
“千里眼2B”号卫星,主要用于收集东亚地区雾霾以及赤潮等环境海洋数据,2021年开始将陆续向地面传回观测数据。该卫星2011年起由韩国航空宇宙研究院、韩国海洋科学技术院、韩国航空航天产业、美国巴尔航天公司、法国空中客车公司等共同参与研发,将承担未来十年朝鲜半岛周边海洋环境观测任务。
⑶我国海洋动力环境监测卫星形成三星组网。[71] 2021年5月19日,新华社报道,当天12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号D卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功,标志我国海洋动力环境监测卫星迎来三星组网时代。
海洋二号D卫星是国家民用空间基础设施中长期发展规划支持立项,由自然资源部主持建造的海洋业务卫星。卫星入轨后,将与在轨运行的海洋二号B卫星和海洋二号C卫星组网,共同构建我国首个海洋动力环境卫星星座,形成全天候、全天时、高频次全球大中尺度的海洋动力环境监测体系,为我国预警预报海洋灾害、可持续开发和利用海洋资源、有效应对全球气候变化、开展海洋科学研究等提供精准的海洋动力环境信息。
海洋二号D卫星和长征四号乙运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院、上海航天技术研究院研制。
⑷我国建成首个海洋监视监测雷达卫星星座。[72] 2022年4月7日,中国新闻网报道,当天7时47分,我国在酒泉卫星发射中心,用长征四号丙运载火箭,成功发射了一颗1米C-SAR业务卫星。该星是我国第二颗C频段多极化合成孔径雷达业务卫星,可与已在轨运行的首颗1米C-SAR业务卫星及高分三号科学试验卫星实现三星组网运行,卫星重访与覆盖能力显著提升,标志着中国首个海洋监视监测雷达卫星星座正式建成。
据介绍,1米C-SAR业务卫星是国家民用空间基础设施发展规划支持立项,由自然资源部主持建造的海洋业务卫星,由两颗指标性能一致的卫星组成,能够获取多极化、高分辨率、大幅宽、定量化的海陆观测数据。与高分三号卫星相比,在成像质量、探测效能、定量化应用等多个方面进行了提升。三颗卫星完成组网后,与单颗卫星相比,平均重访时间由15小时提高至5小时。可为海洋环境监测与海上目标监视、自然灾害与安全生产事故应急监测、土地利用、地表水体等多要素观测提供高时效、稳定、满足业务化应用的定量遥感数据。
在自然资源部组织下,首颗1米C-SAR业务卫星在轨测试工作正在有序推进,进展顺利,卫星平台与载荷测试、卫星数据外场定标与地面处理工作已完成,卫星状态与图像质量良好。
自然资源部国家卫星海洋应用中心表示,后续,将会同相关单位做好两颗卫星在轨测试工作,全力保障卫星按时投入使用,实现多星组网业务运行,有效满足海洋、国土、应急、生态环保、水利、农业、气象等多领域应用需求。
3.拓宽海洋卫星监测网的应用领域
通过海洋环境卫星网助力自然灾害监测预警。[73] 2022年5月12日,央视新闻客户端报道,今天是第14个全国防灾减灾日,今年的主题是“减轻灾害风险,守护美好家园”。据自然资源部国家卫星海洋应用中心有关人员介绍,目前,我国三个海洋卫星星座与地面站点形成的网络系统,实现在轨自主管控与业务化运行,成为自然灾害监测的重要手段。
海洋一号系列卫星,目前在轨运行的是海洋一号C卫星和D卫星,用于全球海洋水色要素、海表温度和海岸带动态环境监测,双星上下午组网观测。
海洋二号系列卫星,由海洋二号A卫星、B卫星、C卫星以及D卫星共同组成,属于海洋动力环境卫星星座,每天可多次提供全球海面风场、有效波高、海面温度等信息。
高分三号系列卫星,由高分三号01星、02星和03星组成,是我国首个海洋监视监测雷达卫星星座,用于全球海洋和陆地信息的全天候监视监测。
2018年开始运行的中法海洋卫星,是中国和法国的国际合作卫星,主要是获取全球海面波浪谱、海面风场、南北极海冰信息。
这些不同系列的海洋卫星各司其职,协同合作,已在台风、海冰、绿潮、赤潮、火山浮石、洪涝灾害、滑坡与堰塞湖等自然灾害监测中发挥重要作用。
4.建立海洋生物研究专项监测系统的新进展
⑴开发出监测珊瑚礁白化的卫星图像系统。[74] 2021年5月22日,新华社报道,澳大利亚昆士兰大学近日发布公报说,该校遥感研究中心博士克里斯·鲁尔夫塞马,与美国亚利桑那州立大学、美国国家地理学会等机构同行一起组成的一个研究团队,开发出监测全球珊瑚礁白化情况的卫星图像系统,以推动传播关于珊瑚礁的知识,并为有关部门制定珊瑚礁保护政策提供依据。
该公报表示,上述卫星图像系统名为“艾伦珊瑚地图集”,涵盖全球逾23万个珊瑚礁。这个系统利用卫星技术创建的高分辨率珊瑚礁图像,在地图上直观地展现全球不同地点珊瑚礁的“健康”情况,便于研究人员了解哪些珊瑚礁正面临海洋温度上升带来的白化压力、何处珊瑚礁的自我修复能力较强等信息。
珊瑚礁由死亡珊瑚虫的碳酸钙质外骨骼沉积而成,为多种海洋生物提供栖息地,是海洋生态系统的重要组成部分。海洋温度长期上升会造成珊瑚虫与虫黄藻之间的共生关系瓦解,导致大量珊瑚虫死亡,引发珊瑚礁白化现象。
鲁尔夫塞马表示,全球珊瑚礁的状况不容乐观,随着海洋变暖、污染加剧和酸性物质增多,有模型预测到2050年70%至90%的珊瑚礁可能受损到无法恢复的地步。因此将基于卫星图像的数字地图集用于珊瑚礁保护很有必要。他还表示,这一新系统能实时监测珊瑚礁的“健康”状况,为相关学者、政策制定者提供重要信息,便于尽快采取保护措施。
“艾伦珊瑚地图集”卫星图像系统也面向公众开放查阅,人们可在该系统的网站观看和下载全球各地珊瑚礁的情况和相关数据。研究人员表示,未来还计划进一步改进和扩展该系统,以便更好了解海陆污染物等对珊瑚礁造成的影响。
⑵我国首套海洋哺乳动物声学实时监测系统投入运行。[75]2023年3月9日,央视新闻报道,从广西合浦儒艮国家级自然保护区管理中心了解到,我国首套海洋哺乳动物水下声学实时监测系统,于该保护区建设完成验收,已在连续3个月运行中初显成效,运行期间共监测到海洋哺乳动物声学片段1066条,并实时传输到保护区智慧化监管指挥中心。
2022年11月,合浦儒艮保护区建设4套海洋哺乳动物声学实时监测系统。系统由自然资源部第一海洋研究所主导开发,南京师范大学现场验证。
这个哺乳动物声学实时监测系统,由数字水听器、动物发声智能识别系统、实时传输系统、海洋浮标和声学监测管理平台构成。它集成了人工智能动物发声识别模型,可以识别中华白海豚、儒艮和印太江豚等珍稀海洋哺乳动物的叫声,可实时监测浮标周边1.4公里左右范围声学信号进行处理和识别,并实时将识别的数据传输至监管平台,保护区管理中心能实时掌握保护区海域内中华白海豚、儒艮和印太江豚的时空变化。
保护区通过布设海洋哺乳动物声学实时监测系统,并通过20个航次船只调查比对,形成一套能相互印证、互相补充的整合式生态研究新模式,助力海洋哺乳动物物种保护和野外监测发展。
(二)推进滨海湿地生态保护工作的新信息
1.保护修复以红树林为代表的滨海湿地生态系统[76]
2022年3月31日,央视新闻客户端报道,自然资源部近日发布的信息表明,这几年,我国生态保护修复重点专项行动成效明显,以红树林为代表的滨海湿地生态系统明显改善,生物多样性不断增加。
红树林被誉为海洋卫士,是重要的滨海湿地生态系统。这几天,在广西北海滨海国家湿地公园内,延绵数里的红树林犹如一幅天然的油画,吸引了一批又一批的游客驻足欣赏,成片的红树林不仅是一道亮丽的风景线,也是海陆之间的“绿色长城”,维护着两边的生态平衡。谁能想到,几年前这一带曾经有24个养殖场,每天多达4.5万吨污水排入大海。
近五年来,北海启动红树林海陆一体保护修复,拆除建筑,退塘还湿,红树林面积持续增加,由2011年4.5万亩增加到2021年的6.3万亩。生态系统总体保持稳定,生物多样性明显增加,每年都能监测到勺嘴鹬、黑嘴鸥等濒危鸟类。
据悉,广西积极推进“蓝色海湾”整治行动,2021年获中央支持海洋生态修复资金9亿元,支持沿海三市实施海洋生态保护修复项目。
生态保护,规划先行。不仅是红树林,我国各种生态空间管控更加严格。自然资源部表示,目前我国“多规合一”的国土空间规划体系顶层设计和总体框架基本形成,各级国土空间规划和乡村规划正在抓紧编制。统筹推进自然保护地整合优化与生态保护红线评估调整和划定工作,初步划定全国生态保护红线面积320.3万平方公里。
2.拟建设全球首个国际红树林中心[77]
2022年11月9日,有关媒体报道,我国55%以上的红树林纳入了自然保护地,红树林面积已由21世纪初的2.2万公顷恢复到2.7万公顷。红树林有着“海岸卫士、鸟类天堂、鱼虾粮仓”的美誉,是最重要的蓝碳生态系统之一,在净化海水、防风消浪、维持生物多样性、固碳储碳等方面发挥着极为重要的作用。
需要指出的是,红树与其他树木一样是绿色的。它之所以叫作红树,是因为潮涨潮落间海水的周期性浸淹,让它们富含“神奇”的单宁酸,一旦刮开树皮暴露在空气中,它就会氧化变成红色。
恶劣的生存环境还赋予红树植物异常发达的根系。由于红树林生长的海岸环境风浪大,土壤泥泞松软且厌氧,红树植物为能“立足”,发育出了功能各异的根系。为抵抗海浪的冲击,它们的支柱根“挺身而出”,从树干基部长出,牢牢抓住地面,形成了稳固的支架,使得红树林在风浪摧残中屹立不倒;为呼吸到足够的氧气,红树植物“绞尽脑汁”,让部分根露出土壤,背地向上生长,形成了形态各异的“呼吸根”,从而提高了氧气和水分的输送。
红树是一个大类的名字,它有非常多品种,比如木榄、秋茄、白骨壤等。它们发育出了功能各异的根系,牢牢抓住地面,形成了一个稳固的支架,任凭风浪怎么摧残也屹立不倒,能够抵御10到12级台风对海岸的影响。
红树林中丰富的鱼类吸引着鸟类前来觅食,红树林下的底栖动物,吸引了鹭类、鹬类等潜藏其中;红树林上层,枝繁叶茂,四季开花,招引了大量的昆虫,为众多鸟类提供食物;傍晚归巢的鹭鸟、椋鸟多喜欢在红树林休息、繁衍,优良的环境、适宜的气候、丰富的食物,使得红树林成为候鸟迁徙的“落脚点”和“加油站”,更成为各种动物和微生物的生存乐园。
作为世界湿地大国和《湿地公约》缔约方之一,我国不断加大对红树林的保护力度,印发了《红树林保护修复专项行动计划(2020-2025年)》,并计划到2025年,营造和修复红树林1.88万公顷。近日又明确提出,我国将在深圳市建设全球首个红树林保护交流合作的国际红树林中心。
据了解,以福田红树林湿地为主的深圳湾区,是东半球候鸟重要栖息地和南北迁徙通道上重要的“中转站”,每年数万只往返于东亚与澳大利西亚之间的国际候鸟在此停歇。
国家林草局湿地管理司规划处处长姬文元说:“红树林中心建成之后,将为全球红树林的保护修复以及国际合作提供一个十分重要的平台。我们向发展中国家倾斜,对他们予以支持,予以培训,体现我们一个负责任大国的责任和担当。”
(三)推进珊瑚礁生态保护工作的新信息
1.澳大利亚推进珊瑚礁生态保护工作的新进展
⑴以珊瑚幼虫繁殖为重点保护修复大堡礁。
一是研究用冷冻珊瑚精子技术保护大堡礁。[78] 2013年12月2日,澳洲网报道,澳大利亚昆士兰州史密森研究中心教授玛丽·哈格多恩领导的一个研究小组当天表示,为了保护珊瑚,研究人员把“精子冷冻方法”引入到珊瑚物种中,希望能够维护澳大利亚大堡礁的珊瑚。
在过去的30年中,大堡礁近一半的珊瑚已经绝迹,研究人员担心,脆弱的生态系统将导致这一物种遭到灭顶之灾。
研究小组将启动保护工作,用人工繁育技术“冷冻珊瑚精子”。在过去两周的珊瑚繁育季节中,他们收集了数以亿计的珊瑚精子,这些珊瑚精子可以冰冻保存数千年之久。研究人员将用部分精子来帮助大堡礁的珊瑚恢复新生。
据哈格多恩介绍,珊瑚精子在液氮中低温冷冻,这些精子将以每分钟20℃的冷冻速度,被保存在零下196℃的液氮环境中。然后,这些冷冻精子将被存贮在干燥的环境中保存。
哈格多恩说:“我们将建立一个珊瑚生育诊所,把珊瑚精子存储在精子银行中,以便未来使用。我们希望,用这种冷冻技术来保护并延长大堡礁的寿命。”
二是通过研发珊瑚幼虫计数系统来修复大堡礁。[79]2023年1月,有关媒体报道,澳大利亚昆士兰科技大学牵头,澳大利亚海洋科学研究所和昆士兰大学相关专家参加的一个研究团队,在实施珊瑚礁恢复和适应计划过程中,使用计算机视觉和人工智能技术开展项目研究,已取得重要进展。
报道称,研究团队先后开发出珊瑚产卵和幼虫成像相机系统,以及珊瑚生长评估系统,可对珊瑚产卵数量进行自动化密集型计数,并实时监测珊瑚幼虫成长过程,从而帮助珊瑚幼虫量化繁殖,以修复白化的大堡礁。
珊瑚产卵和幼虫成像相机系统最主要的优势,是使用无接触摄像头计算珊瑚产卵情况。而珊瑚生长评估系统,则是一个相机原型系统,使用深度学习算法来实时监测单个珊瑚幼虫的生长,并跟踪生长条件变化对其产生的影响。
⑵发现大堡礁第一宽珊瑚具有超强恢复力。[80] 2021年8月19日,澳大利亚科学家亚当·史密斯及其同事组成的研究团队,在《科学报告》发表论文称,他们在大堡礁发现了一个罕见的超大珊瑚,它不但是大堡礁迄今发现的第一宽珊瑚,而且几百年来还在大型飓风、白化事件等冲击下拥有惊人的恢复力。
大堡礁拥有全世界目前最大最长的珊瑚礁群,具备得天独厚的科学研究条件。但在过去20多年里,由海洋升温带来的严峻压力横扫了全球的珊瑚,经证实它对大堡礁的破坏性是最为显著的,大堡礁珊瑚现已经历了数次大规模的白化事件。
此次,这个大珊瑚,是浮潜员在名为奥费斯岛的海岸附近发现的。奥费斯岛属于澳大利亚昆士兰棕榈群岛的一部分。该研究团队对大珊瑚进行了详细研究,发现它呈半球形,高5.3米、宽10.4米,比大堡礁第二宽的珊瑚要宽2.4米。根据珊瑚生长速度和年海表温度进行计算,研究人员估计它的出现时间在421年到438年前,比欧洲人最早发现并定居澳大利亚的时间更早。
对过去450年的环境事件进行回顾后发现,大珊瑚可能经历过多达80次大型飓风,几百年来一直暴露在入侵物种、珊瑚白化事件、低潮和人类活动中。但意外的是,研究人员发现它的健康状况良好,活珊瑚覆盖率达70%,剩下的为绿色穿孔海绵、草皮海藻和绿藻。
研究团队建议,对这种难得一见、恢复力超强的大型珊瑚密切监测,并认为可能需要对其进行恢复,从而在最大程度上降低未来气候变化、水质恶化、过度捕捞和海岸开发等对它造成的潜在负面影响。
2.印度尼西亚推进珊瑚礁生态保护工作的新进展
⑴珊瑚礁保护与修复计划获得大量科学数据。[81]2019年2月,有关媒体报道,为实现自然资源可持续利用,印度尼西亚政府于1998年启动了珊瑚礁保护与修复计划,由印尼海洋渔业部与印尼科学院联合实施。计划分三阶段,依次为初始阶段、加快实施阶段和制度化阶段。
印尼科学院院长表示,初始阶段主要是开展基础性研究与观测,加强法律实施和社区管理;加快实施阶段主要是营造有利的政策环境,提高公众对海洋生物保护重要性的认识;制度化阶段主要是实施珊瑚大三角倡议(2014~2019年),把前两阶段形成的方法制度化,建立海洋生物可持续利用长效机制。印尼希望通过珊瑚礁保护与修复计划的实施,全社会出现更多珊瑚礁、海草床、红树林等保护行动。
印尼科学院海洋研究中心主任说,珊瑚礁保护与修复计划围绕修复和管理沿海生态系统,特别是珊瑚礁系统,提供了大量科学数据和信息,包括珊瑚礁和海草生态系统的规模、健康状况等。最新的监测和测量活动显示,印尼海域珊瑚礁面积为2500平方公里,约占世界珊瑚礁总面积的10%。作为世界珊瑚大三角的中心,印尼拥有最多的珊瑚物种,其中5个是特有物种。
据悉,所有研究数据、信息和知识将存放在印尼沿海生态系统数据中心。该系统可提供快速、便捷的数据读取,将在生态监测、教育、研究和商业等领域发挥重要作用。
⑵运用人工智能帮助判断珊瑚礁健康程度。[82]2022年6月,印度尼西亚和英国等国相关专家组成的一个研究团队,在《生态指标》期刊上发表论文称,他们给水下珊瑚礁录音,借助一种新算法“训练”人工智能系统为珊瑚礁“听诊”,判断其健康程度,准确率很高。
威廉姆斯说,健康的珊瑚礁会发出类似篝火的复杂噼啪声,因为有多种生物生活在那里,导致声音环境复杂多样,而退化珊瑚礁的声音听起来可能“更加荒凉”。以往对珊瑚礁健康状况的监测主要靠人力完成,分析过程费时费力,“看诊”监测还可能受珊瑚礁生物作息影响,无法面面俱到。
研究团队对这项成果介绍道,人工智能系统从珊瑚礁音频片段中解析声音频率和响度等数据点,据此评估珊瑚礁是否健康,准确率不低于92%。研究人员说,人工智能系统甚至能够“听到”人耳无法发觉的声音模式,而且更快、更准。
尽管珊瑚礁覆盖面积占全球海底的比例很小,但却为众多海洋生物提供生存支持。研究人员希望,这项成果能帮助世界各地保护组织更有效地追踪珊瑚礁的健康状况。
人类活动带来的温室气体排放,导致海洋表面温度上升和海水酸化。有关数据显示,进入工业时代以来,海水酸度已增加30%,平均每10年海洋表面平均温度上升0.13度,珊瑚礁由此需承受巨大的生存压力。全球珊瑚礁监测网数据显示,2009年至2018年间,全球大约14%的珊瑚礁消亡,总面积大致相当于美国大峡谷国家公园的2.5倍。
3.以色列推进珊瑚礁生态保护工作的新进展
通过模拟海洋环境为珊瑚寻找适宜的栖息地。[83]2023年6月,有关媒体报道,珊瑚礁是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一,被称为“海洋中的热带雨林”。然而,随着全球气候变暖不断加剧,预计到2030年,全球接近60%的珊瑚将会死亡。在以色列南部、红海亚喀巴湾之滨的城市埃拉特,当地科学家正在不断试验,希望为珊瑚寻找一片栖息地。
研究人员介绍道,这里的水族箱,不仅仅是用来展示当地美丽的红海珊瑚。更重要的是,他们正在通过水族箱中的模拟器,系统模拟红海的生态环境。并通过改变水温等参数,来观察珊瑚在不同水文条件下出现的变化。
埃拉特位于北纬29度,是地球上最北的珊瑚礁栖息地之一。这里的红海珊瑚经过数千年的自然进化,较其他地区珊瑚具有更高的耐热性。这为当地的珊瑚保护研究提供了难得的优质条件,并赋予特殊的意义。
埃拉特校际海洋科学研究所珊瑚礁生态学实验室主任毛兹·菲内说,通常珊瑚会在水温比夏季最高水温高出1℃~2℃的情况下发生白化和死亡,但是在红海亚喀巴湾,它们可以承受比夏季最高水温高5℃~6℃的水温,这太神奇了。这为我们提供了一个机会,为珊瑚礁在气候变化中找到一处最后的栖息地。
研究人员通过水族箱模拟器发现,当珊瑚受到更多的外部干扰,比如石油泄漏、化学污染、沿海过度开发等,这些珊瑚的耐热性就会大大削弱甚至消失。菲内说,在有限的时间内,保护珊瑚最好的方法可能不是技术,而是尽量减少对它生存环境的破坏。