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[大国重器-中科院重大科技基础设施]“科学”号海洋科学综合考察船2020-09-21综述及基本情况设施概述海洋科学综合考察船“科学”号是实现我国海洋强国战略、开展深远海综合科学考察研究的国家重大科技基础设施。该船由中国船舶及海洋工程设计研究院设计,武昌船舶重工有限责任公司建造,于 2012 年建成,2015 年完成国家验收,由中国科学院海洋研究所管理运行。“科学”号海洋科学综合考察船是我国首艘具有自主知识产权、具有深远海探测与研究能力的 4 000 吨级综合科考船;定员 80 人,续航力 15 000 海里,自持力 60 天,DP-1 动力定位,可满足无限航区要求,具有全球航行能力;集多学科、多功能、多技术手段为一体,其综合海洋环境立体探测范围涵盖全球 99.2% 的海域。投入使用 6 年来,“科学”号聚焦西太平洋深远海,统筹中国科学院战略性先导科技专项、科技基础资源调查专项、国家重点基础研究发展计划项目和国家自然科学基金西太平洋船时项目等海上作业需求,在航 1 500 多天,累计航行 21 万多海里,有力支撑了我国涉海海洋机构深海装备体系、技术体系、人才队伍体系建设和深远海科学研究。科学目标“科学”号通过开展全球范围内(冰区除外)深海及洋区海洋科学综合考察活动,实现以下 6 大科学领域的相关目标:大洋环流系统与气候变化海洋动力过程与灾害深海生物、基因资源及生物多样性大洋生态系统与碳循环洋中脊与大陆边缘热液系统及地球深部过程深海海底油气资源形成机理承担国家重大项目情况迄今,“科学”号以西太平洋深远海调查研究为主,累计完成了31个科学考察航次和近 300项航次课题,获取了高质量的水文、地质、生物生态和地球物理等数据资料逾 15 TB 和大量宝贵的生物、地质样品。以 2018 年为例,“科学”号承担了中国科学院战略性先导科技专项 13 项、国家自然科学基金 28 项、科技基础资源调查专项 8 项、国家海洋局专项课题 1 项、国家重点研发计划4项、中国科学院对外合作重点项目 1 项、企业合作研究课题 3 项、问海计划 1 项、鳌山科技创新计划 2 项等 63 个航次课题的调查任务,圆满完成年度科学目标。研究进展与成果建成深远海综合探测平台研发与应用体系基于国家重大科技基础设施“科学”号海洋科学综合考察船,通过自主探索与实践,在国内首次建立了宏观与微观、走航与定点、梯度与原位相结合的深远海环境探测技术体系;突破了 10 000 米深海定点探测、7 000 米深海探测与采样、4 500 米深海精准探测与取样、1 000 米水体剖面走航探测、深海 30 米长沉积物取芯等关键技术;具备立体同步精准开展深海地形地貌、海底环境、水体环境的综合探测和样品采集的能力;实现了深海探测“看得清、测得准、下得去、采得上、功能全以及用得起”的目标。迄今,“科学”号在完成深海大洋考察任务逾 21 万海里,“发现”号深海缆控潜器(ROV)成功完成 227 次下潜,在南海冷泉、冲绳海槽、雅浦海山区获得 4 000 余号大型生物样品,实现了深海环境和资源新认知,奠定了我国自主开展深远海综合科学研究的基础。建成西太平洋实时科学观测网,太平洋西边界流三维结构和变异机制研究居国际引领地位成功建成我国首个深海实时科学观测网,首次实现西太平洋主流系潜标观测的全面覆盖;首次融合感应耦合和声学通信技术实时传输深海 6 000 米全水深温盐流等数据,实现了深海大容量数据实时传输的安全、自主和可控。观测网全流程一体化作业包括科学规划、深海潜标设计、大洋海上作业、水下和卫星实时传输、数据智能分析挖掘、电脑手机终端图形接收等,其建设与维护实现了批量化、标准化和常态化,为我国大洋观测网建设提供了示范。基于上述观测和历史积累,深入研究了太平洋西边界流的三维结构和变异机制,揭示了潜流系统的新特征和物理机制,构建了热带太平洋西边界流三维结构框架,揭示了西边界潜流的来源,阐明了西边界潜流在南北半球水交换中的重要作用。该研究取得了一系列突破性原创成果,在国际海洋与气候领域作出了重要贡献,标志着我国在西太平洋环流与气候领域的研究实现了从跟踪到引领的历史性跨越。深海海洋生物分类与多样性研究居国际前列通过对西太平洋海山、热液、冷泉等深海生物多样性调查与研究,发现并发表了深海巨型和大型动物 12 个新种;首次报道了深海俪虾与舟体海绵属的共生关系,为揭示海洋生物的协同演化,探索甲壳动物分子系统演化以及适应深海热液、冷泉化能生态系统的分子机制提供了新的认知。该成果代表了中国深海生物分类的最高学术水平,显著提升了我国深海生物的发现和研究能力并与国际研究同步,该团队也成长为国际上少有的建制完整的海洋生物分类与多样性研究团队。海山航次发现的稀有海蛞蝓、未知的珊瑚、马蹄螺、深海扇贝、多毛类、海鞘、虾蟹和鱼等深海生物,在寡营养海域发现的多片五彩斑斓的珊瑚林、多种深海生物共存共生、深海虾孵卵及海星摄食柳珊瑚等现象,为海山生物多样性和生态系统的研究与保护提供第一手重要资料。系统性揭示了雅浦俯冲带俯冲侵蚀特征,建立了其新生代以来的完整演化模式雅浦俯冲带地貌-沉积特征研究表明,雅浦弧前区约 4 000 米水深处形成了明显的坡折带,其存在主要由于弧前斜坡上发育的两期大型滑塌体所导致;在俯冲板片前缘细致刻画了一个正断层发育带,其成因与俯冲过程中板片前缘的挠曲作用相关;在俯冲板片内部地层内识别了强烈的不整合面,其记录了卡罗琳洋脊的初始张裂事件。研究揭示了雅浦俯冲带的俯冲侵蚀模型,认为该区域俯冲板块的粗糙程度是控制上覆板块侵蚀过程的主要因素,俯冲板块内部海山与地垒地堑构造带的发育增大了俯冲板片的基底起伏,其俯冲造成了雅浦俯冲带弧前或岛弧地壳的侵蚀。该观点修正并完善了雅浦俯冲系统的演化模式,对于重新阐明雅浦俯冲带的演化模式及过程具有重要意义。深海原位拉曼定量探测领域取得新突破成功研制出国际首台耐高温(450℃)的热液流体拉曼光谱探针(RiP),攻克了光学镜头不耐高温和高浓度颗粒附着对光学系统的影响等国际技术难题。该系统自成功研制后依托“科学”号海洋科学综合考察船和“发现”号深海缆控潜器对马努斯热液区、冲绳海槽热液区的高温热液喷口进行了原位拉曼光谱探测,采集到大量原位光谱数据。基于国内首次获得的亚米级马努斯热液区的深海高分辨地形图,发现 2 个国际上未见报道的热液区,获得了该热液喷口周围温度梯度分布(最高温度 344℃)和物质成分数据;成功确定了冲绳海槽中部热液喷口流体中 CO2、SO42− 的浓度,通过对比在同一热液喷口保压取样方法测量的 CO2 浓度,发现原位测量的浓度可高出保压取样实验室测试浓度的 3 倍以上;在我国南海约 1 100 多米深的海底首次发现裸露在海底的天然气水合物——“可燃冰”。深海化能生态系统生物适应机制取得新认知构建了深海无脊椎动物养殖体系,实现了深海贻贝(水深 2 000 米)化能营养生物活体的实验室培育,我国成为继德国、日本之后世界上第三个成功开展人工模拟环境下化能营养生物培养的国家。基于“室内模拟实验—海洋移动实验室—深海原位实验室”研究,发现深海贻贝的免疫基因整体收缩,为共生系统的建立和维持创造了有利条件,而 Toll 样受体(TLR)、肽聚糖识别蛋白(PGRP)等免疫受体收到了正选择且特异性的扩张,提示上述分子在共生菌的特意识别中发挥作用;Bathymodiolus platifrons 基因组多种类型的通道蛋白发生了扩张并且高表达,提供了适宜的共生环境。此外,细胞外基质的糖基化为共生菌的选择性富集提供有利条件;新的证据支持溶酶体的细胞内消化是深海贻贝获取物质能量的重要方式。以上成果首次基于多物种的比较组学提出了深海无脊椎动物宿主与共生菌互作的概念模型,为深海生物适应性研究提供了理论基础。(中国科学院院刊供稿)原文链接:http://ydyl.china.com.cn/2020-09/21/content_76725362.htm -
塑料污染治理,中国的行动意义重大2020-09-10在科学史上完全人工合成的塑料发明已有120余年,工业史上塑料大规模生产也有60多年。现今塑料的使用量是半个世纪前的20倍,预计未来20年内塑料的生产量和使用量还会再翻一番。人们在享受塑料便利的同时,也在承受着塑料污染对自然环境和人类健康的负面影响。自上世纪60年代美国海滩第一次报道发现塑料袋以来,塑料污染问题便一步步在发酵。世界各国对塑料污染的认识随着时间在不断深化,各种力量交互作用寻求塑料污染治理共识,思路和模式日渐清晰和丰富,行动力度不断加强。从1990年代开始,就有多个国家结合自身国情出台包括限塑、禁塑、征税等法律法规。从2014年以来,每两年举行一次的联合国环境大会均号召和倡议全球应对塑料污染问题。在二十国集团(G20)领导人峰会等国际多边场合,也专门有全球共同应对塑料污染的相关议题。今年年初,国家发展改革委、生态环境部印发了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》(以下简称《意见》)。《意见》规格很高,于去年9月经中央全面深化改革委员会第十次会议审议通过。近期国家九部门又联合发布了《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》。《意见》的出台也为近年来世界塑料污染治理的集体行动加入了意义重大的新篇章。重点针对易向环境泄露的一次性塑料制品进行治理《意见》选择现阶段使用量大、问题相对突出、社会反映强烈的部分一次性塑料制品,率先在部分领域和地区禁止或限制生产、销售和使用。这些品类都有一个突出共性,那就是易向环境泄露。比如说,超薄的塑料购物袋和农用地膜等一次性塑料制品使用方便且廉价。这些塑料制品通常用完就扔,难以回收,极易形成肉眼可见的“白色污染”。泄露到环境中的“宏塑料”废弃物在环境中分解和碎片化,变成不易察觉的“微塑料”。再比如,一些洗护化妆品为去角质、去死皮等功能而添加的塑料微珠,在人们使用后随着污水系统进入自然环境。而自然环境特别是水体环境中的微塑料对污染物吸附能力极强,会沿着食物链不知不觉地进入人体影响健康,因此也有人形象地称之为“水中的PM2.5”。放眼全球,超薄塑料袋等一次性塑料制品因其易耗损、难回收、易泄露,一直是世界塑料污染治理行动的重点对象。据统计,已有60多个国家颁布了针对一次性塑料袋使用的禁令和征税措施。欧盟2015年颁布的《包装及包装废弃物指令第六次修正法案》可谓欧版“限塑令”,要求成员国采取措施确保到2019年12月31日人均年消费量不超过90个轻质塑料袋,到2025年12月31日人均不超过40个轻质塑料袋(欧盟将厚度不超过0.05毫米的袋子定义为“轻量级”袋子,中国是禁止使用0.025毫米厚度的超薄袋子)。欧盟又进一步在2019年颁布的《降低某些塑料制品对环境的影响》指令中提出,塑料餐具、塑料棉签、吸管等10种一次性塑料制品将于2021年被禁止使用。非洲是全球禁塑力度最大的地区之一,截至2019年6月,非洲55个国家中已经有34个国家颁布相关法令,禁止一次性塑料包装袋的使用或对其征税。应用循环经济理念开展塑料污染的整体综合治理源头减量只是政策治理逻辑中的一个环节,本轮政策措施基本涵盖了塑料制品生产、流通、使用、回收、处置全过程和各环节,充分体现出全生命周期管理的系统性和整体性,彰显了“减量化、再利用、资源化”的循环经济理念。从循环经济理念和宏观的经济社会系统物质资源管理角度来审视,现有“社会代谢”模式、相关资源效率和环境效应还有较显著的改进空间。在某种意义上,循环经济理念下的塑料污染治理还包括了物质资源管理在内的涵盖整个塑料价值链的综合治理,亦可称之为塑料治理。如《意见》要求推广应用替代产品、培育优化新业态新模式、增加塑料绿色产品供给,对电商、快递、外卖等近年来一次性塑料制品消耗量快速上升的新兴领域,要求平台企业制定减量替代实施方案,鼓励企业建设可循环包装跨平台运营体系等。此外,《意见》也将回收处置和源头减量放在同等重要位置,强调规范塑料废弃物回收利用和处置,要加强塑料废弃物回收和清运、推进塑料废弃物资源化能源化利用。从全球看,中国可以说是废塑料回收利用的“优等生”,并非麻烦制造者。以2019年为例,中国废旧塑料中,有约三分之一被材料回收,较高比例被能源化利用,部分进入垃圾填埋场。对比看,美国废塑料材料回收比例长期在10%以下,2018年欧盟材料回收比例约32.5%,2018年日本材料回收比例约28%(欧盟和日本的材料回收比例中既包括了本土处理量,也包括了运往境外国家的处理量)。中国在废旧塑料材料回收利用总量和比例方面毫不弱于欧、美、日等发达国家。《意见》的出台,势将进一步提高中国塑料废弃物资源化和能源化比例,从而最大限度降低塑料垃圾的直接填埋量。同时,中国禁止洋垃圾进口政策,也一定程度上加速了欧盟和日本从循环经济的视角重新审视并加强塑料治理的进程。近年来,欧盟和日本相继制定了相关战略。欧盟在2015年《循环经济行动计划》中提出“在循环经济框架的指导下,准备塑料战略以应对塑料价值链中存在的诸多挑战”,意味着针对塑料逐渐从废弃物治理转向涵盖整个塑料价值链的综合治理,据此于2018年出台了《欧洲塑料循环战略》。在2020年的欧盟《循环经济行动计划2.0版》中针对再生塑料、微塑料、生物基塑料和一次性塑料制品进一步丰富了治理举措。2018年日本在其第四次《循环型社会形成推进基本计划》中,首次将塑料列为五种需要重点进行循环利用的资源之首,并于2019年出台了《塑料资源循环战略》。强化科技支撑,推动塑料污染治理达到更高水平科学技术对塑料污染治理起到重要的支撑作用。《意见》也提出要开展不同类型塑料制品全生命周期环境风险研究评价,加强江河湖海塑料垃圾及微塑料污染机理、监测、防治技术和政策等研究,加大可循环、可降解材料关键核心技术攻关和成果转化,提升替代材料和产品性能等,通过科技进步推动塑料污染治理。从中远期看,要形成更加完善的塑料循环经济系统,除了政府和社会治理,还要突破关键技术并实现产业化,尤其需要在重大产品和关键节点从分子层面形成塑料循环的根本创新解决方案。如果说塑料大规模工业化生产是此类人工合成材料的第一次革命,着重功能性和经济性,那么塑料的第二次技术革命的目标还要瞄准更高标准的健康安全性和循环性,彻底消除塑料负面作用对人类的困扰。国际上也高度重视塑料领域科技突破。今年一篇关于塑料循环回收技术突破性进展的文章登上科研领域顶级期刊《自然》(Nature)封面,受到广泛关注。欧盟对先进的塑料分拣、化学回收和聚合物设计改良创新方案、微塑料潜在健康影响和监测工具、低成本和有真正环境效益的生物基塑料等方面的科技研究提供了大量经费支持。如通过“地平线2020”计划已提供超过2.5亿欧元用于资助与《欧洲塑料循环战略》直接相关的研发领域,其中大约一半用于帮助开发替代原料。另外还通过其他计划额外投入1亿欧元资助研发更智能和可再生性更强的塑料材料,提高回收过程效率,追踪和清除再生塑料中的危险物质和污染物。欧盟委员会还将开展塑料战略研究和创新议程,为2020年之后的研究和创新资金提供指导。中国将在全球塑料治理中发挥无可替代的影响世界应以更客观公正的眼光看待中国塑料污染治理的努力。随着社会、产业和科技的发展进步,人类在享受塑料功能性和经济性方面的红利很多年之后,现在到了强调更高标准的健康安全性和循环性的阶段。我们只有一个地球,每个国家、每一个人都应该从现在做起、从我做起。但如果要求发展中国家一步到位,只重视循环性而过多放弃功能性与经济性,这不实事求是,也不完全公平,特别对中国这样的塑料生产和消费大国。中国作为世界上最大的发展中国家,正在积极履行大国责任,尽最大努力达致功能性、经济性、健康安全性、循环性的平衡,这应该也是这次《意见》的一大内在逻辑。把这一点做好了,中国也就真正做到了与自身条件和地位相适应的引领作用。另一方面,中国的塑料污染治理工作不可能超越自身发展阶段。只有符合国情的,并致力于平衡功能性、经济性、健康安全性、循环性的努力,才不会过于理想主义地浮在空中,真正能够落地见效,这应该也是《意见》分步骤、分领域实施“禁塑”“限塑”的根本原因。中国在塑料污染治理方面所做努力将影响深远。当前,欧盟一直积极推动塑料治理国际合作,希望在国际层面上发挥领导作用,促进全球塑料协议的达成,并推广欧盟在塑料循环经济领域采用的方法。日本也期望将其关于塑料治理的技术、革新、环境基础设备推广到全世界。中国作为塑料生产和消费的世界第一大国,除了解决自己的问题,也必将在全球塑料治理的合作中发挥无可替代的作用。《意见》的发布和贯彻落实届时回首来看会是一个重要关键节点。(作者系清华大学循环经济研究院院长、化工系教授,联合国环境署国际资源专家委员会委员 朱兵)原文链接:http://news.china.com.cn/2020-09/09/content_76686526.htm -
“向阳红03船”首次在南海捕获到了这个……2020-07-14记者从自然资源部第三海洋研究所获悉,正在我国南海进行科考和设备海试应用任务的“向阳红03”船,近日成功在水深1500米的神狐陆坡深海区获取了两只巨型深海水虱样品,个体长度超过10厘米。这是我国首次在南海神狐陆坡区通过原位诱捕设备捕获到深海水虱样品。科考人员回收Lander诱捕系统深海水虱隶属于节肢动物门甲壳动物等足目,是深海特有的物种,为典型的深海食腐生物,主要以沉降到海底的海洋生物尸体为食,在深海海底生态系统中扮演重要角色。深海巨型水虱样品“深水虱属在我国南海琼东南海域有记载,本次发现为南海新分布区,且水深更深。”海洋三所底栖组的牟剑锋说,下一步,科研人员将会对该样品深入开展形态分类学、分子生物学、生态学等方面的研究,以确定其具体种类,研究其演化过程和生态地位。科研人员正在处理冷冻后的深海水虱样品近年来,海洋三所底栖课题组根据深海底栖生物研究需求,设计和发展了一系列深海底栖采样、原位观测和分析设备,形成了覆盖深海不同地形地貌和生境特点以及全水深需求的短期诱捕和长期原位观测系统,发展了底栖撬网影像系统、底层浮游生物幼体分层取样系统等序列设备,提升了我国在深海、大洋矿区、极地深渊等深海海域的研究能力。本航次的一项重要任务即为开展该系列新设备的试验应用。i自然全媒体记者:兰圣伟 通讯员 龙邹霞 何雪宝供图:海洋三所编辑:钱招东审核:兰圣伟审签:赵晓涛阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s/-z2XxpRFnnH8HtBiOjadUA文中产品链接:/product/brand.html -
李道季:在河口大洋寻踪“微塑料”2020-07-05今年是中国禁止洋垃圾入境,推进固体废物进口管理制度改革的收官之年。自2017年以来,中国已将40种固体废物调整为禁止进口,其中包括了16种工业来源和生活来源的废塑料。今年年初,国家发改委和生态环境部公布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,塑料污染治理在全国全面展开。废塑料经过物理、化学和生物的作用会破碎和降解为直径小于5毫米的微塑料。近年来,微塑料研究在国际范围内迅速升温。科学家可以通过对海洋微塑料的研究估算出一个区域乃至一个国家的塑料垃圾入海量,进而对一个国家的塑料垃圾管控水平做出评价。然而,长期以来全球并未形成一致认可的塑料和微塑料入海通量监测方法。部分西方学者严重高估了中国入海塑料垃圾量,甚至将中国指为全世界海洋塑料垃圾排放量最多的国家,这些观点是缺乏实测数据支撑的。对于外媒“中国是海洋塑料垃圾的主要输出国”的论调,生态环境部海洋生态环境司相关负责人去年10月曾回应:“中国是最大的塑料生产国和出口国,但并不代表中国是塑料污染大国,越来越多的研究也证明了这一点。”李道季,华东师范大学教授,科技部国家重点研发计划海洋微塑料项目的首席科学家,1984年进入华师大原河口海岸研究所。他修正了西方学者“中国是全球沿海国家中入海塑料垃圾最大源头”的结论,领导了联合国教科文组织海洋科学委员会在亚太地区的海洋微塑料研究项目,在国际上产生了重大影响。用翔实数据驳斥西方学者错误言论记者采访李道季教授的时候,他刚刚从澳门返回上海。此行目的是为了帮助澳门特区政府开展微塑料调查及应对策略研究。他在这样的事情上不吝惜精力,因为每多影响一个地方,对于未来亚太地区甚至全球建立一致的监测方法,就会多一分益处。导致全球微塑料研究分歧太大的一个原因,是缺乏标准一致的方法。微塑料研究曾经一度夹杂着混乱、谬误和以讹传讹。比如,瑞典学者曾在国际知名的学术期刊《科学》刊文,称其首次证明了海鲈鱼幼体对微塑料的选择性摄食,且海鲈鱼幼体的生长和发育均会受到微塑料影响。此文在引起广泛关注后,最终因学术造假而撤稿。在这些混乱的声音中,有一部分针对中国这个世界人口大国的塑料垃圾排放来做文章。2015年2月13日出版的《科学》正刊,刊发了美国学者詹贝克的一篇论文。詹贝克基于海岸线50公里范围内的人口来计算各国排入海洋的塑料垃圾量,并且设定中国塑料垃圾的未合理管控率为76%,结果显示,2010年中国输出132到353万吨的海洋塑料垃圾,在全球192个沿海国家中位列第一。此后,又有西方学者依据此文的参数和方法进行估算,称中国长江是世界上向海洋排放塑料垃圾和微塑料最多的河流。这些研究成果无疑给世界造成了一个印象,那就是全球海洋环境持续恶化与中国有关。那么,美国学者的研究结果,究竟能不能站得住脚?从2013年开始,李道季就开展了对长江河口水体中的微塑料的研究,他的课题组是首个在国际刊物上发表微塑料论文的国内团队,对国际上的相关研究是非常敏感的。在第一时间拿到詹贝克这篇论文后,李道季发现文章中有个关键词是“未合理管控率”。这个数据并非来源于实测调研,而是通过文献考据得来。它大大低估了中国的垃圾管控力度。“你知道未合理管控率76%是什么概念?按此计算,在上海这样的沿海城市,近八成的塑料垃圾随意丢弃,无人处置。真是这样的话上海的街道早就被垃圾填满了。你觉得可信吗?上海有精细化的垃圾管理,有现代化的垃圾处理设施,更不用说废品回收市场也能够消纳垃圾。这些现实存在的管控都被无视了。我接触过西方的一些相关人士,他们总认为自己国家开展了几十年的垃圾分类,是一件非常值得骄傲的事情。他们不知道这些年在中国垃圾分类已经成了‘新时尚’,而且中国人的执行效率是非常高的。这是他们轻率地做出误判的思想根源。”李道季分析说。虽然判断这篇论文严重高估了中国入海塑料垃圾总量,中国科学家一时之间还是感到无力与难受。国内塑料垃圾和微塑料研究较滞后,这意味着缺少数据。缺乏数据支撑的辩白是软弱的。想了解真实情况,需要实测数据,而且需要大范围、系统性、可靠的实测数据。李道季决定给中央有关部门写信。华东师大河口海岸学国家重点实验室(原河口海岸研究所)是有建言献策的传统的。当年,李道季的老师、我国河口海岸学奠基人陈吉余致信时任上海市领导,根据他的建议,浦东国际机场从海堤内改建于海堤之外,为国家节约了大量土地和巨额投资,传为佳话。李道季当时就在老师身边,跟随老师全程参与了浦东国际机场东移的研究项目。李道季在信中建议,尽快开展中国海洋微塑料监测和研究。这封信顺利转呈中央并很快得到了批复。2015年12月,原环境保护部、国家海洋局和科学技术部开始推进和落实国家重点研发计划“海洋环境安全保障”专项“海洋微塑料监测和生态环境效应评估技术研究”项目立项。2018年,李道季在第二届海洋微塑料国际学术研讨会和生态文明贵阳国际论坛等多个重要国际会议上,面对全球海洋塑料垃圾和微塑料研究顶尖学者陆续公布了团队最新研究成果:一是建立了中国塑料垃圾进入海洋输出量的估算模型,模型能够比较准确地预测中国每年产生的塑料垃圾量,预测结果与统计值相差小于8%。据此初步估算出2011年,我国塑料垃圾入海量在46万吨左右,有力驳斥了美国学者“中国是全球塑料垃圾入海量最大的国家”的错误观点。二是依据2017年长江口及邻近海域连续三个季节悬浮微塑料的监测结果分析,估算出长江年输送塑料垃圾在8万吨以下,否定了西方学者“长江是全球输运塑料垃圾入海量最大的河流”的观点。三是与国际上其他的河口比较,中国河口微塑料的风险也处于中低水平。中国科学家的结论令国际社会信服,因为它来源于大量扎实的实测数据。多学科交叉培养出的“实地”教授李道季和海洋结缘算是有些巧合。他出生在江苏徐州,父亲曾是一名军人。大院里的男孩们自带弹弓,削出几把木枪,成天就是玩打仗的游戏。李道季立志要去当兵,“总觉得自己是勇武不怕死的那种人”。1980年中学毕业时,他报考了第二炮兵指挥学院,最后进入了山东海洋学院海洋生物系。山东大学搬迁到济南后,海洋、水产等系留在青岛,后独立为山东海洋学院,即现在的中国海洋大学。山东大学曾有“生物学科中国最好,海洋学科远东第一”的美誉,山东海洋学院相关学科的实力可见一斑。也许是被这种氛围所感染,李道季在日记本里记录了进校的第一天,还写下了几句勉励自己的话。这本日记现在还保存在他的家中。当时给本科生上课的不乏一些名家泰斗。比如著名的海洋生物学家和遗传学家、海藻遗传育种工作创始人之一方宗熙教授;海洋生物学家、中国科学院海洋研究所原所长曾呈奎教授;还有中国生态学界的老前辈李冠国教授。毕业那年,李道季和同学一起到“科111”阶梯教室听讲座,主讲人是中国河口海岸学奠基人陈吉余先生,题目是中国海岸带资源开发利用的未来。陈吉余特别提到,当时的华东师范大学河口海岸所要开展多学科的综合研究,还没有海洋生物学的人才,希望能从山东海洋学院生物系招一个。在学校的推荐和陈吉余的挑选下,李道季被华东师范大学河口海岸所录用。他刚报到不久,马上开始了频繁的出海。那时没有科考船,都是借用的渔船,船只定位没有GPS,渔船驶到崇明岛以北的长江北水道,他们就用六分仪观测航标或岸上的烟囱,练习海上定位,然后开始水文泥沙观测。李道季晕船了,他被要求忍住恶心也要吃东西,吃了再吐、吐了再吃,直到身体强制性地适应为止。如果不这样做的话,在船上就是个废人了。夏季,海上要变天的时候,蚊蚋聚集,打开饭盒,米饭上爬满了乌泱泱的苍蝇。李道季记得,有一次到连云港附近的无人岛去测量水位,岛上没有补给,就向渔民买海鲈鱼煮来吃,但是上岛时没有带食盐,只能吃淡的。这样吃法,顶多两天,闻到鱼肉的味道就感到难以下咽。他的腰疾也是那个时候落下的。有一次,他们做完海上调查任务后在江苏连云港靠岸,他把沉重的浪潮仪扛在肩上,步行去火车站乘车,到上海下车后再乘一辆黄鱼车回学校。陈吉余看重这个从山东海洋学院要来的学生,让他做自己的助手,跟随身边十多年。这段时期,李道季随老师一起经历了浦东国际机场东移、九段沙生态工程“种青引鸟”等重大研究项目。李道季说,老师身上的很多治学精神让人铭记在心。比如,很多人都知道陈吉余非常强调深入实地,掌握扎实的一手资料。他说:“老师要你到哪里去实地调研,不管多么偏远,是川沙的海堤还是南汇的潮滩,长江口还是邻近的东海,你都必须马上去,不折不扣地做,没有商量余地。”再如,陈吉余主张多学科交叉融合,这就是为什么他要到山东海洋学院选才的原因。李道季说:“海洋微塑料研究就是一个典型的多学科交叉领域,我现在很庆幸自己有学科交叉的底子。当年为了尽快吸收河口海岸学的知识,大量阅读了地理系图书室的文献和地学的各类专业书籍。”中国微塑料研究占据国际话语权2018年前后,中国开展微塑料相关研究的机构已经增长到30个左右。中国的微塑料研究逐渐在国际上占据了话语权。正是在微塑料研究的这一“黄金时期”,李道季花了不到两年的时间,领衔了全球投入最大的海洋微塑料科研项目。研究人员足迹遍及中国近海、西太平洋、东印度洋,远至北极,深达马里亚纳海沟的深渊。马里亚纳海沟可能是任何一个海洋微塑料研究者都想去的地方。目前普遍认为,表层海水中的微塑料只是冰山一角,更多的微塑料都沉入了深海。想要深度参与全球监测和治理,就绕不开对深海环境样本的考察。中国科学家曾数度前往马里亚纳海沟,但要从4000米深的海底采集肉眼难辨的微塑料碎片极为困难。由于采集微塑料样本需要采集海水过滤,在一般近海表层海水中,每立方米(1000升)海水只有几个微塑料碎片,甚至是零点几个。为获得足够样本,当然是采集越多的海水越好。以往的做法是用船上的采水器或泵抽取几升或几百升海水,过滤到滤膜上,用显微镜观测。这一招在马里亚纳海沟行不通。一是不可能有这样强力的泵机,二是科考航程等不起,科考船上都是定员、定项目、定时间的。一个航次可能搭载了十几家科研院所和高校的研究人员、许多个国家科研项目。到了时间,船就要驶向下一个科考点。在既定的时间内,只能从深海里抽取到很小体积的海水和沉积物样本。今年1月5日,李道季团队成员随“科学”号科考船完成国家自然科学基金委2019年西太平洋航次,返回青岛母港。在95天的航程中,他们再次对马里亚纳海沟的微塑料情况进行了调查,并运用了全新的采样方法——大体积原位过滤。李道季团队设计的新办法是只送样本、不送海水。借助改良过的工具,在5000米深的海底对采集到的海水进行过滤,使微塑料从海水转移到滤膜上,再对滤膜进行回收。实践下来,一次可以采集8吨以上海水中的微塑料,就可满足准确定量深海水中微塑料含量的需求,解决了深海采水体积不足的问题。李道季的更大心愿,是在不同国家和地区间建立一致可靠的标准化方法。国内曾有报道称,不同研究团队对相同区域海水所含微塑料浓度的监测结果会出现相差巨大的分歧。问题可能出在微塑料中的衣物纤维。衣物纤维的大小明显小于其他种类的微塑料,但在海水当中的比例却非常高。统计口径是否计入衣物纤维,就会导致微塑料浓度上的差异。李道季主张对衣物纤维和其他微塑料区别界定。在他看来,微塑料溯源很重要。衣物纤维主要是从一般衣物尤其是洗衣机中的衣物上脱落的,经由城市污水管道排放进江河湖海。一般微塑料的源头则是塑料垃圾,两者形成的路径不同。当前的社会关切是,通过微塑料研究,了解其可能产生的环境风险,促进塑料垃圾管控力度加强。目前,以李道季为代表的中国海洋科学家积极参与联合环境署和联合国教科文卫组织等国际组织以及多边和双边的国际合作计划和活动。他正领导联合国教科文组织海洋科学委员会亚太分会在亚太地区海洋微塑料研究项目,启动构建了区域海洋微塑料研究和监测网络,制定统一观测和分析的方法。科学家们在区域10个国家的50个海滩作为试点,成立了两个工作组,分别负责水体和生物体中海洋微塑料的采样和分析工作。此项目是在国际上首次利用标准化的分析方法进行海洋微塑料研究的尝试。同时,李道季团队也正在为联合国环境署编制“海洋垃圾热点评估方法”,为亚太地区乃至全球未来海洋塑料垃圾和微塑料热点评估提供技术指南。相关链接微塑料普遍被定义为:尺寸小于5毫米的塑料纤维、颗粒或者薄膜。环境中发现的微塑料大多在微米级别,肉眼往往难以看见。海洋微塑料的来源主要有两种:一是初生微塑料,指经过河流、污水处理厂等而排入海洋环境中的粒径小于5毫米的塑料工业产品;二是次生微塑料,由大型塑料垃圾经过物理、化学和生物过程造成分裂和体积减小而形成。海洋微塑料一旦进入食物链,将会影响到海洋生态系统的健康和持续发展。海洋微塑料和海洋中的低营养级生物,例如浮游生物,具有相似的大小和密度,且许多海洋捕食者不能区分他们和微塑料,因此微塑料极易被海洋生物误食。研究发现,在来自于英吉利海峡的504条鱼类中,36.5%鱼的消化道里存在微塑料。在收集于北太平洋副热带环流385个藤壶中,33.5%的个体消化道中含有微塑料。在来源于养殖场和超市的成熟贻贝和太平洋牡蛎消化道中,研究者同样发现了微塑料的存在。海洋生物不仅能够直接摄食海洋微塑料,而且可以通过摄食猎物而间接吞食微塑料。原文链接:https://m.sohu.com/a/405801682_120244154/?pvid=000115_3w_a&_trans_=000014_bdss_dklzxbpcgP3p:CP= 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“向阳红06”船再起航!2020-01-061月3日~5日,自然资源部东印度洋联合航次结束第一航段调查任务,作业母船“向阳红06”停靠斯里兰卡科伦坡港完成人员轮换和补给,随即起航执行第二航段即中国-斯里兰卡海洋与生态国际合作海洋科考航次。当地时间1月3日下午4点,中斯国际合作航次在我国驻斯里兰卡大使馆参赞刘东等见证下启动。启动仪式由中国自然资源部第二海洋研究所组织,斯里兰卡国家水生资源研究开发署、卢胡纳大学、斯里兰卡海洋大学以及斯里兰卡海军相关部门派代表参加。航次首席科学家、自然资源部第二海洋研究所研究员周锋介绍,中斯国际合作航次是自然资源部东印度洋联合航次的第二航段,于1月5日~17日在斯里兰卡南部和东部专属经济区内进行,此前已获得斯方外交部批准。该合作航段本着“助力一带一路愿景、共襄海洋生态研究”的良好愿望,共邀请7名斯里兰卡科学家及1名海军观察员随船。中方共28名科学家参加,分别来自海洋二所、自然资源部北海局、国家海洋环境预报中心、国家海洋技术中心、南京大学、浙江大学、厦门大学、广东海洋大学等单位。本航段计划完成33个站位的水文、生物、化学、气象和光学要素及水深综合调查,所获数据由中斯双方共享。两国科学家共同完成浮游生物取样中斯两国交往与合作历史悠久。斯里兰卡是海上丝绸之路重要沿线国家,自2012年两国签署海洋领域合作谅解备忘录以来,双方召开了中斯海洋领域合作联委会会议,在海岸带综合管理、海岸侵蚀与修复、海洋科学研究、海洋观测、海洋防灾减灾及能力建设等方面取得了显著成果。斯里兰卡科考队员在实验室中观摩设备操作斯里兰卡是地处印度洋的岛屿国家,海洋环境及国内气候受到季风的强烈影响。随着全球气候变暖及日益加剧的人类活动影响,斯里兰卡正受到诸如海平面上升、海啸、热带气旋、近岸富营养化和海洋缺氧等环境和生态灾害的威胁。中斯双方科学家对季风与海洋低氧有着共同的科学兴趣,将通过本航段的全水深、多要素海洋观测,进一步理解东北印度洋和孟加拉湾的缺氧范围与程度,关注海洋对冬季季风响应等科学热点问题。中国科考队员向斯里兰卡科考队员介绍调查仪器Multinet据悉,本次中斯国际合作航次是落实2016年两国领导人之间联合声明的海洋合作调查。未来,中斯双方科学家将以本航次所获资料和样品为合作契机,深入推动海洋科技合作,进一步加深在海洋观测、气候变化、海洋生态保护、海洋资源管理、海洋人才培养等方面的合作。 -
“科学”号圆满完成基金委西太共享航次科考任务返回青岛2020-01-05“科学”号完成西太科考任务返回青岛母港幕1月5日,“科学”号科考船圆满完成国家自然科学基金委2019年西太平洋开放共享航次科考任务,返回青岛母港。胡敦欣院士、王辉书记以及科考船运管中心负责人、相关部门同事到码头迎接。胡敦欣院士到码头接船王辉书记欢迎科考队员凯旋归来本航次2019年10月3号从青岛起航,历时95天,航程14000余海里,是“科学”号首航以来离开国内航程最长、时间最久的一个航次,搭载了来自中科院海洋所、声学所、南海所、深海所、广州地化所,以及中国海洋大学、厦门大学、华东师范大学、山东大学等12家科研院所和高校的30位船队员、44位科学家参加科学考察,搭载的40项国家自然科学基金项目涵盖了物理海洋、海洋生物、海洋化学、海洋生态和海洋地质等多个学科领域。航次分为两个航段,中间靠泊密克罗尼西亚波纳佩港补给,张林林研究员和胡石建研究员分别担任第一、第二航段首席科学家,贾凡副研究员和王富军副研究员担任队长,孙其军担任船长。胡石建研究员介绍,本航次总计完成了121个站位和218站次的CTD大面站综合观测,腐蚀设备取样26站,完成垂直拖网48站,深海多联网14站,微塑料拖网42站,深海箱式采泥11站,垂直微结构剖面仪VMP观测69站,微结构剖面仪MSS观测19站,生物泵10次,收放潜浮标49套次,并开展了大量其他各类型采样作业,超额完成了计划内作业内容。深海采泥作业垂直拖网(左)和生物泵拖网(右)作业CTD作业采样五项营养盐采样测试航次搭载的国家自然基金项目在多个前沿领域取得重要进展。中科院海洋所孙虎元研究员首次进行了3000米以深分层海水腐蚀性试验,获得西太平洋5000米深度国产X80钢腐蚀速率的连续观测数据。厦门大学黄邦钦课题组首次在西太平洋沿赤道断面获得了大空间尺度的高分辨率、高灵敏度浮游生物呼吸数据。中科院海洋所郭术津博士首次调查了马里亚纳海沟邻近海域固氮蓝藻的生物量及其垂直分布。中国海洋大学杨桂朋课题组首次对西太平洋海域生源硫化物实现空间大尺度观测。华东师范大学李道季课题组针对西太海域深层水中微塑料赋存特征使用了大体积(8吨)原位过滤方法,解决了深海采样体积不足等问题。此外,航次还获取了海洋上1500米层高空间分辨率湍流结构剖面数据,为低纬度西太平洋湍流混合研究提供了重要基础。这些观测将极大地推动我国在西太平洋海洋科学与技术相关领域取得持续突破。潜标布放作业深海大浮标布放作业物理海洋学资深专家、中科院海洋所所长王凡研究员表示,西太平洋毗邻我国,是我国从近海挺进大洋的必经之路。西太平洋具有全球最大的暖水体-西太平洋暖池和强劲的热带对流和海汽相互作用,对我国乃至全球气候具有重要作用。同时,西太平洋还具有非常丰富的陆缘物质输入、极高的海洋生物多样性、大规模的板块俯冲、全球最深的海沟和完整的沟-弧-盆火山体系,以及异常活跃的海底热液和冷泉活动等。因此,西太平洋不仅对我国经济生产生活和国家安全保障至关重要,也是开展地球系统科学和相关资源环境研究的理想选区。近年来,国家自然科学基金委通过设立西太平洋共享航次,为我国涉西太平洋国家自然科学基金项目群提供了船时和数据共享平台,极大推进了我国各科研院所和高校在西太平洋海洋科学研究方面的进展。
