中国工程院院士张偲

    文/图 羊城晚报全媒体记者 李钢

    由广州市科技局、广东科学中心、羊城晚报社联合主办的第72期珠江科学大讲堂，近日邀请到了中国工程院院士、我国热带海洋生态工程的学术带头人张偲，讲述他对粤港澳大湾区海洋生态安全研究的思考。

    大湾区发展生态优先已成共识

    张偲首先提出，粤港澳大湾区的建设与发展，生态优先已经成为共识。

    他说，粤港澳大湾区的地理区位非常特殊及重要，是陆海、海陆相互作用的关键带，每年的台风都有5个以上，而这一海域的资源特色也非常明显，其中最明显的是天然气水合物（可燃冰），目前已经圈定了11个远景区，锁定两个千亿方级矿藏，资源非常丰富。而且，由于经济高速发展，大湾区城市建设非常快，人口高度聚集，所以人类活动严重地影响了这个区域的生态环境。

    研究表明，在这个区域里面，水体污染逐渐严重，富营养化现象不断加剧。生物多样性水平与生态服务功能则不断地骤减。生物小型化、生物多样性变少，有用的物种越来越少。最近这20年，生物灾害频率不断加剧，主要表现在赤潮爆发的频率加剧、规模变大、持续的时间也越来越长。

    大规模的围海工程导致了海陆、陆海场景的不断改变，人工海岸从20年前的43.5%已经上升到现在的82.8%，自然岸线从原来的56.5%降低至17.2%。

    张偲认为， 围绕着大湾区建设，地球科学必须要回答的问题就是：海洋生态的安全调控。如何达到这个目的？要做三方面的工作：一个是要掌握陆海相互作用关键的过程，风暴潮、海平面上升、大气沉降，最后要了解地理空间的格局优化，最后才能够完成海洋生态的安全调控。

    可燃冰开采高效安全利用是关键

    张偲提到，可燃冰资源的高效开采、安全利用是一个关键的问题。可燃冰的开采是一个双刃剑，由于可燃冰分解甲烷，如果发生大规模的泄露，会破坏生态安全。其表现为，会造成海底的滑坡，会发生海水酸化、海洋氧枯竭，直接导致海洋生物灭绝，如果甲烷气在海洋里面没有得到很好的消解，逃逸到大气中，会造成全球性的生态灾害。

    针对以上两个问题，首先要做的工作就是开展高强度的陆海作用机理与过程的研究。其研究的目标，首先要厘清陆海界面的水文动力机制与物质输运关系，其次要探究生态响应内在机理与生态安全调控方法，第三则是建立大湾区海洋动力-水文-生态动力学及物质循环模型。

    湾区生态环境相关评价体系已建立

    张偲介绍说，在资源开发方面的生态保护与生态研究的工作方面有三个科学目标，第一要了解冷泉发育动力机制、极端生命演化过程、生命适应极端环境；第二就是要了解高压和富甲烷深海环境中的生命特征与生存策略，冷泉生态系统元素的循环和能量转换的动态过程；第三是甲烷的物态演变过程机制，可燃冰甲烷分解渗漏过程及其生态相应，服务可燃冰绿色开发。

    “要达到这些科学目标，我们必须要解决第一个核心的科学问题是高压和富甲烷环境中的生命特征、生物多样性、生物适应性、物质循环过程、甲烷物态演化及其三元平衡。三元包括可燃冰的固化态的甲烷、地壳释放到海底的甲烷、海底微生物利用，通过化能合成利用的甲烷，三者是否达到一个平衡。”张偲说。

    目前，大湾区生态环境相关评价体系已经建立，同时在大湾区建设了一批浮标观测、陆基观测系统，大亚湾站是国家野外实验站，这个实验站已经工作了30多年，积累了大量的系统性、连续性的生态环境资料。

    同时还建立了大湾区水文动力、水文水质三维数据模型，构建了环流、风暴潮及物质输运三维数据模型，解析了初级生产力对风暴潮的响应与藻华风险，揭示了大湾区关键生物类群演变及其环境适应机理机制。同时，也实现了无需人工设计特征的场景解释，并应用于滨海城市内部场景解释，将视觉注意机制与面向对象相结合，提出一种海岸带养殖区提取模型。

    生态岛礁研究是环境研究标志成果

    张偲认为，在生态环境研究方面的标志性的成果是生态岛礁研究。

    张偲说，这一工作实际上是站在南海的角度来开展。在科技部“南海专项”中科院A类战略性先导科技专项的支持下，从2016年初进行岛礁建设，岛礁取芯率的完成后，马上开展了相关工作。聚焦了国内的28个单位，1000多号人，在地质稳态、生态修复、立体观测和可持续发展方面，做了大量的、富有成效的工作。

    张偲提到，未来希望建成南海海岛国家技术创新中心，由总部、学科总部、分部、功能实验室来组成，在这一创新中心的支持下，在海岛新空间的开发、南海特色资源的开采、南海生态环境保护方面会作出重大的贡献。