劉小漢

【摘要】進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著航天、遙感等新技術(shù)的迅速發(fā)展，以及空天作戰(zhàn)等新觀念的出現(xiàn)，極地已經(jīng)距離我們不再遙遠(yuǎn)，甚至成為有關(guān)國(guó)家安全的新疆域。雖然我國(guó)進(jìn)入南極相對(duì)較晚，但是起點(diǎn)高、發(fā)展速度快。我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)培育并擴(kuò)大我國(guó)南極科學(xué)研究在這些領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，慎重選擇并積極參與當(dāng)前國(guó)際上最有影響力的大科學(xué)主題，持續(xù)集中投入力量，盡快在更多領(lǐng)域能夠站在科學(xué)制高點(diǎn)。只有處在科學(xué)制高點(diǎn)，才能夠在“南極研究科學(xué)委員會(huì)”等國(guó)際舞臺(tái)上有更多話語權(quán)，更好地維護(hù)國(guó)家民族在南極的重要權(quán)益。

【關(guān)鍵詞】南極陸地系統(tǒng)科學(xué) 中國(guó)南極研究戰(zhàn)略 南極陸基科考成果

【中圖分類號(hào)】P728.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2017.11.005

南極洲是行星地球上具有最極端環(huán)境的地理單元，也是人類最后發(fā)現(xiàn)的大陸。廣袤的冰雪、嚴(yán)酷的自然環(huán)境、神奇的自然景觀、吸引著現(xiàn)代人類的目光。隨著科學(xué)認(rèn)知能力的提高，人們已經(jīng)知道南極對(duì)全球氣候環(huán)境變化和對(duì)人類的未來生存關(guān)系密切。目前，已有28個(gè)國(guó)家在南極洲建立了70多個(gè)科學(xué)考察站，開展了大量的科學(xué)研究。南極洲還具有豐富的自然資源，因此，它不僅是科學(xué)研究的國(guó)際舞臺(tái)，也涉及國(guó)際間外交、軍事等諸多領(lǐng)域。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著航天、遙感等新技術(shù)的迅速發(fā)展，以及空天作戰(zhàn)等新觀念的出現(xiàn)，極地距離我們已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)，甚至成為有關(guān)國(guó)家安全的新疆域。因此，當(dāng)前中國(guó)極地科學(xué)的戰(zhàn)略思考就顯得格外重要了。

與發(fā)達(dá)國(guó)家和一些南半球國(guó)家相比，我國(guó)開展南極考察相對(duì)較晚。我國(guó)于1984年開始組織南極考察，在國(guó)家海洋局的領(lǐng)導(dǎo)下，無數(shù)中國(guó)極地科學(xué)家不畏艱險(xiǎn)，胼手胝足，使得我國(guó)極地研究獲得許多令人振奮的高水平科研究成果。先后在南極建立了中國(guó)南極長(zhǎng)城站、中山站、昆侖站、泰山站，在北極建立了中國(guó)黃河站。先后有“向陽紅10號(hào)”“極地號(hào)”“雪龍?zhí)枴钡瓤茖W(xué)考察船承擔(dān)了極地科學(xué)考察任務(wù)，建立了數(shù)十個(gè)不同研究方向的極地科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室，成功組織了33次南極考察和7次北極考察，形成了較為完善的組織管理、后勤支撐保障體系。從考察規(guī)模和科研成果來看，中國(guó)已經(jīng)成為極地考察的大國(guó)。

中國(guó)南極陸地系統(tǒng)科學(xué)的進(jìn)展

以南極陸地為基礎(chǔ)的陸基考察是中國(guó)南極考察最先開展的研究領(lǐng)域，內(nèi)容涵蓋大氣與氣象、冰川、高空大氣、天文與隕石、地質(zhì)與地球物理、古環(huán)境、現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)、大地測(cè)量與制圖以及極地人體醫(yī)學(xué)等九個(gè)方面。

上世紀(jì)八十年代初，為學(xué)習(xí)外國(guó)南極考察研究的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)陸續(xù)派出科學(xué)家到各國(guó)南極考察站參與實(shí)地考察，開展了實(shí)地觀測(cè)、采樣，并以合作或者獨(dú)立方式實(shí)地進(jìn)行了研究工作，他們是中國(guó)南極陸基考察研究的先驅(qū)者。

隨著中國(guó)南極中山站的建成，中國(guó)南極陸地系統(tǒng)科學(xué)考察與研究活動(dòng)快速發(fā)展起來，研究領(lǐng)域也從初期的亞南極環(huán)境，濱海與海岸帶環(huán)境逐漸向內(nèi)陸擴(kuò)展。一大批涉及國(guó)際南極科學(xué)研究最前沿的項(xiàng)目得以開展，并取得令人矚目的進(jìn)展。其中，秦大河橫穿南極的雪冰環(huán)境研究，普里茲—格羅夫大地構(gòu)造演化研究，格羅夫山的古氣候環(huán)境研究，南極隕石回收與研究，無冰區(qū)古生態(tài)環(huán)境的地球化學(xué)研究，東南極冰蓋起源與初期過程研究，冰穹A的天文觀測(cè)與研究，極區(qū)等離子體云的形成過程與機(jī)制研究等領(lǐng)域，均獲得了國(guó)際一流的科學(xué)成果。目前，中國(guó)南極陸基研究相關(guān)論文在國(guó)際科學(xué)刊物上發(fā)表的數(shù)量已居世界前列。在改革開放和經(jīng)濟(jì)騰飛的年代，南極泰山站順利建成，固定翼飛機(jī)投入使用，新的考察船指日可待，相信中國(guó)南極陸基科學(xué)考察必將以更快的速度向前發(fā)展。本文集中介紹33年來我國(guó)南極陸基科學(xué)考察的研究現(xiàn)狀和主要科學(xué)成果。

《南極大陸地質(zhì)地球物理調(diào)查與研究》包括我國(guó)在南極不同地域的考察研究。1980年，張青松等人開展了早期地理、地質(zhì)研究，隨后開展了東西南極過渡帶地質(zhì)的研究和西南極島弧火山巖和火山作用的研究。隨著中山站的建立，我國(guó)地質(zhì)學(xué)家在其所在的拉斯曼丘陵及附近區(qū)域考察研究和礦產(chǎn)資源調(diào)查，同時(shí)對(duì)東南極西福爾丘陵東南側(cè)分帶狀冰磧物進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)威爾克斯地溫德米爾群島冰磧物及典型基巖進(jìn)行了研究、1998年，中國(guó)開展了首次格羅夫山多學(xué)科綜合科學(xué)考察，獲得豐碩成果。在地球物理觀測(cè)與研究方面開展了地磁研究、古地磁研究、重力研究、地溫特征和巖石熱物理性質(zhì)研究，以及地震觀測(cè)研究。取得的成績(jī)?nèi)纾航⒘藛讨瓮鯈u菲爾德斯半島地層序列；準(zhǔn)確測(cè)定了喬治王島巴頓半島地層年代；構(gòu)建了橫貫?zāi)蠘O山脈主要地質(zhì)構(gòu)造特征—雙構(gòu)造層基底；建立了中侏羅世巖漿活動(dòng)及古生物特征；北維多利亞地難言島地質(zhì)構(gòu)造特征；識(shí)別出拉斯曼區(qū)域500Ma高級(jí)變質(zhì)事件并闡明其構(gòu)造意義；首次報(bào)道了南級(jí)洲的硅硼鎂鋁礦；提出早期1000Ma中壓麻粒巖相構(gòu)造變質(zhì)事件；拉斯曼丘陵及鄰區(qū)的各類巖石開展了系統(tǒng)的鋯石同位素年齡研究；識(shí)別出早期石榴石+斜方輝石+堇青石+鉀長(zhǎng)石組合；系統(tǒng)劃分了格羅夫山地區(qū)的花崗巖質(zhì)巖石類型和侵入時(shí)代；格羅夫山地區(qū)只存在單一高溫麻粒巖相變質(zhì)事件；格羅夫山地區(qū)冰磧巖中的大洋俯沖和大陸碰撞相關(guān)的巖石學(xué)證據(jù)；格羅夫山地區(qū)主要經(jīng)歷了3期構(gòu)造變形；碎屑鋯石原位U—Pb年齡測(cè)定及礦物化學(xué)成分測(cè)試；建立了埃默里冰架東緣—西南普里茲灣地區(qū)的地質(zhì)事件序列；建立了格林維爾期雷納造山帶從增生到碰撞的構(gòu)造過程；確定了泛非期變質(zhì)演化軌跡并探討了普里茲造山帶的性質(zhì)；西福爾丘陵附近年齡達(dá)35億年的古太古代古老地塊的揭示；威爾克斯地溫德米爾群島的冰下地質(zhì)研究提示區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造歷史；南極內(nèi)陸地球物理研究等。

《南極古氣候環(huán)境與古生態(tài)地質(zhì)學(xué)研究》包括：張青松于上世紀(jì)八十年代初在澳大利亞凱西站和戴維斯站進(jìn)行的多學(xué)科綜合考察。長(zhǎng)城站和中山站建成后，張青松、謝又予、崔之久等7名專家先后對(duì)喬治王島和拉斯曼丘陵進(jìn)行了考察，探明了喬治王島中—新生代古生物古生境，以及植物群孢粉組合特征等，還進(jìn)行了無冰區(qū)地貌發(fā)育與晚更新世以來環(huán)境演變研究。

南極無冰區(qū)生態(tài)地質(zhì)學(xué)是以海洋生物糞土層為過去生態(tài)環(huán)境信息記錄的新載體，應(yīng)用第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、元素和同位素地球化學(xué)、沉積學(xué)、礦物學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等經(jīng)典的地質(zhì)學(xué)方法與生態(tài)學(xué)、古氣候?qū)W、動(dòng)植物學(xué)、微生物學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)以及高新技術(shù)等多學(xué)科交叉的方法，運(yùn)用微觀的生物地球化學(xué)記錄，結(jié)合海平面升降、構(gòu)造變動(dòng)等地形地貌典型特征的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，來探索宏觀的生態(tài)、氣候與環(huán)境變化的主題。目前，南極無冰區(qū)生態(tài)地質(zhì)學(xué)已成為地球系統(tǒng)科學(xué)和全球變化科學(xué)這兩個(gè)新興科學(xué)前沿領(lǐng)域一個(gè)新的研究方向。極地生物對(duì)氣候環(huán)境變化的響應(yīng)在全球變化研究中日益受到重視。南極企鵝、海豹和磷蝦的數(shù)量在過去幾十年發(fā)生了顯著變化。為理解這些變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，區(qū)分自然和人類因素尤為重要。研究人類涉足極地之前的生態(tài)變化將有助于把近來人類引起的變化放在更長(zhǎng)時(shí)間尺度框架內(nèi)去解讀。對(duì)極地沉積物中保存完好的脊椎動(dòng)物骨骼、毛發(fā)、羽毛等生物遺跡和糞土沉積物的分析，可以利用生物地球化學(xué)標(biāo)志物查明自然和人類活動(dòng)對(duì)千年來極地海洋脊椎動(dòng)物的影響并有助于區(qū)分二者的作用。此外，海鳥海獸在極地海陸環(huán)境中扮演重要的傳輸者角色，它們從海洋轉(zhuǎn)移大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物到陸地，從而對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。

在格羅夫山綜合考察中，綜合冰川地質(zhì)地貌的風(fēng)蝕與冰蝕特征，極寒冷荒漠土壤的形成年代，沉積巖轉(zhuǎn)石的沉積環(huán)境分析、沉積巖和土壤中的孢粉組合的古氣候環(huán)境及年代分析，以及原地生成宇宙成因核素等多種方法手段的研究結(jié)果，可以詳細(xì)描述格羅夫山地區(qū)上新世早期以來冰蓋進(jìn)退的歷史過程。東南極大冰蓋形成以后并非穩(wěn)定演化至今。在上新世早期以前，東南極內(nèi)陸冰蓋曾經(jīng)出現(xiàn)過大規(guī)模的消融，即東南極大陸冰川的前緣至少曾經(jīng)退縮到格羅夫山地區(qū)，距現(xiàn)今冰蓋邊緣400公里。當(dāng)時(shí)的冰蓋規(guī)模甚至不到現(xiàn)今的三分之一。之后，東南極冰蓋又迅速膨脹，到距今2.3Ma時(shí)，冰面至少超過現(xiàn)今高度約400米。以后冰面緩慢平穩(wěn)下降，至1.6Ma時(shí)，東南極冰蓋進(jìn)入第四紀(jì)振蕩期，但重新上升的冰面再也沒有超過現(xiàn)今高度的100米以上。

東南極蘭伯特地塹兩側(cè)新生代沉積物具有相對(duì)豐富的孢粉化石，對(duì)這些地層的孢粉研究不僅可以提供年代學(xué)證據(jù)，還可以恢復(fù)當(dāng)時(shí)的古植被和古環(huán)境，是研究氣候環(huán)境變化及東南極冰蓋歷史演化的直接證據(jù)。研究者根據(jù)北查爾斯王子山的主要露頭采集的樣品進(jìn)行孢粉鑒定及組合分析，恢復(fù)了該區(qū)中新世以來古氣候環(huán)境和古生態(tài)的演化過程。

《南極大氣觀測(cè)與氣候研究》包括我國(guó)開展南極大氣科學(xué)考察取得的顯著進(jìn)展。1985年和1989年中國(guó)在南極建立了南極長(zhǎng)城氣象站和中山氣象臺(tái)。1993年在中山站安裝國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的臭氧光譜儀，開始了大氣臭氧總量和紫外輻射的觀測(cè)，并延續(xù)至今。在國(guó)際極地年期間，在中山站建成了大氣本底站，開始了溫室氣體長(zhǎng)期觀測(cè)。2002年以來，在中山站到泰山站和昆侖站的斷面上，先后安裝了6套由衛(wèi)星傳輸資料的自動(dòng)氣象站，獲取的資料在國(guó)內(nèi)外研究中已得到應(yīng)用。中國(guó)南極大氣科學(xué)研究是近30年來在我國(guó)有較大進(jìn)展的科學(xué)領(lǐng)域，對(duì)南極地區(qū)近代氣候的變化規(guī)律、大氣邊界層物理和海冰氣相互作用冰雪、能量平衡過程、溫室氣體的本底特征和臭氧洞形成過程、南極考察氣象業(yè)務(wù)天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)、南極大氣環(huán)境對(duì)東亞環(huán)流和中國(guó)天氣氣候的影響等方面開展了一系列的研究，取得了很多國(guó)內(nèi)外有影響的研究成果，加深了南極氣候在全球變化中作用及其對(duì)我國(guó)天氣氣候和可持續(xù)發(fā)展影響的認(rèn)識(shí)。代表性成果包括：長(zhǎng)城站、中山站和昆侖站氣候特征；海冰反照率；長(zhǎng)城站、中山站天氣預(yù)報(bào)；南極海冰變化與大氣環(huán)流的關(guān)系；南極臭氧洞變化及其趨勢(shì)；南極臭氧洞的垂直結(jié)構(gòu)；地面臭氧本底特征；二氧化碳的本底特征；一氧化碳本底濃度；南極近地層湍流參數(shù)；大氣邊界層結(jié)構(gòu)；中山站對(duì)流邊界層高度；東南極冰蓋邊界層結(jié)構(gòu)；南極苔原溫室氣體通量；南極海冰對(duì)我夏季天氣的可能影響；南極溫度變化與繞極流；南極大氣模擬；南極大氣模擬等。

《南極站點(diǎn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與研究》包括中國(guó)科學(xué)家在潮間帶群落動(dòng)態(tài)生態(tài)學(xué)的系列演替，南極生物的生態(tài)分布，生物生產(chǎn)力，食物鏈等方面獲得的大量數(shù)據(jù)和豐富的研究成果。中國(guó)的吳寶玲、魏江春、俞建鑾、張坤誠(chéng)、黃鳳鵬等生物學(xué)家對(duì)南極生物學(xué)的考察和研究，除在其他國(guó)家的科學(xué)站上進(jìn)行了一些工作外，主要是在南極長(zhǎng)城站和南設(shè)得蘭群島地區(qū)進(jìn)行。研究?jī)?nèi)容包括：潮間帶生物、藻類區(qū)系、底棲動(dòng)物、冰雪生物、陸生植物、飛行生物等領(lǐng)域，同時(shí)也注意到人類活動(dòng)對(duì)南極生物的潛在威脅，認(rèn)識(shí)到保護(hù)南極的生物資源與環(huán)境已成為刻不容緩的任務(wù)。趙俊琳副教授于1986至1989年在長(zhǎng)城站和中山站區(qū)進(jìn)行了環(huán)境地球化學(xué)考察與研究。我國(guó)南極生態(tài)環(huán)境科學(xué)重要研究進(jìn)展包括：南極地衣物種資源收集及生態(tài)功能分析；微生物群落分布與結(jié)構(gòu)特征；潮間帶生態(tài)系結(jié)構(gòu)與功能；冰藻群落及環(huán)境相關(guān)性研究；近岸海洋環(huán)境及浮游生物群落變化特征；污染物分布及人類活動(dòng)影響等。

近年來，國(guó)際南極生態(tài)系統(tǒng)研究已逐步向更為系統(tǒng)和全面的方向發(fā)展。SCAR于2012年提出的“南極生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與適應(yīng)臨界值”國(guó)際研究計(jì)劃（Antarctic Thresholds-Ecosystem Resilience and Adaptation （AnT-ERA）Implementation plan， 2012），旨在分子、種群和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)層面促進(jìn)對(duì)南大洋、淡水和陸地生態(tài)系統(tǒng)變化的了解；2013年，SCAR提出了“南極生態(tài)系統(tǒng)”國(guó)際研究計(jì)劃（Antarctic Ecosystem，AntEco），重點(diǎn)關(guān)注過去和現(xiàn)在的南極所有環(huán)境類型中的生物多樣性狀況（State of the Antarctic Ecosystem Implementation Plan，2013）。

《南極考察人員生理心理適應(yīng)性研究》包括我國(guó)南極醫(yī)學(xué)研究歷程與新成果。隨建站初期的起步發(fā)展，迄今已對(duì)長(zhǎng)城、中山和昆侖站的454名考察隊(duì)員進(jìn)行了系統(tǒng)的生理和心理的適應(yīng)性研究，獲得了不同環(huán)境、考察時(shí)間和任務(wù)下的我國(guó)隊(duì)員生理心理適應(yīng)模式，為考察隊(duì)員的選拔、適應(yīng)、防護(hù)、站務(wù)管理和有關(guān)政策制定等提供科學(xué)依據(jù)，并探討了南極特殊環(huán)境下生命科學(xué)的一些問題。2014年研究論文發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊“分子精神病學(xué)”（Molecular Psychiatry， IF：15.14）上，它為揭示人類表型變化與機(jī)制之間的聯(lián)系提供了新的方法。具體研究?jī)?nèi)容包括：早期生理、心理適應(yīng)性、勞動(dòng)衛(wèi)生和營(yíng)養(yǎng)膳食等多學(xué)科綜合研究；長(zhǎng)城站、中山站和昆侖站不同環(huán)境因子對(duì)考察隊(duì)員的影響及其機(jī)制研究；長(zhǎng)期居留南極中山站和長(zhǎng)城站對(duì)越冬隊(duì)員生理和心理的影響；南極冰穹A低氧復(fù)合高寒環(huán)境對(duì)考察隊(duì)員的交互作用（昆侖站）；西藏高原低氧易感冰蓋考察預(yù)選隊(duì)員篩查選拔冰蓋考察隊(duì)員；模擬高海拔低氧環(huán)境進(jìn)行深入低氧應(yīng)激機(jī)制研究等。

今后，南極醫(yī)學(xué)將進(jìn)一步圍繞國(guó)家需求開展各項(xiàng)工作。繼續(xù)開展長(zhǎng)城站、中山站和昆侖站的不同環(huán)境因子對(duì)考察隊(duì)員生理和心理的影響及其機(jī)制研究，將前期研究成果盡快轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，逐步建立南極生理心理健康監(jiān)測(cè)、評(píng)估和維護(hù)體系，使研究來源于考察隊(duì)員，使成果服務(wù)于南極考察隊(duì)員醫(yī)學(xué)防治。以南極越冬站模擬空間站，開展南極越冬與長(zhǎng)期駐留空間站的生理心理類比研究，建立和驗(yàn)證空間站醫(yī)學(xué)心理學(xué)健康監(jiān)測(cè)和維護(hù)技術(shù)，使南極醫(yī)學(xué)和航天醫(yī)學(xué)成果相互轉(zhuǎn)化應(yīng)用。以南極為天然實(shí)驗(yàn)室，開展大氣細(xì)顆粒物PM2.5對(duì)人體呼吸和心血管等系統(tǒng)的影響及其機(jī)制，為我國(guó)大氣污染防治提供科學(xué)數(shù)據(jù)資料。

《南極測(cè)繪及其遙感應(yīng)用》領(lǐng)域包括了中國(guó)南極測(cè)繪考察過程和研究新成果。我國(guó)完成了東西南極站區(qū)附近的大地測(cè)量基準(zhǔn)建設(shè)，在南極中山站、長(zhǎng)城站建立了導(dǎo)航衛(wèi)星跟地面跟蹤站、常年驗(yàn)潮站以及絕對(duì)重力點(diǎn)。從1992年開始開展了南極航空攝影測(cè)量工作，獲得了拉斯曼丘陵和菲爾德斯半島地區(qū)航空影像圖和航測(cè)地形圖。完成了南極遙感參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)采集、合作目標(biāo)的布設(shè)、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定等工作，并開展了遙感測(cè)圖、冰流速和冰雪變化等研究。測(cè)繪和編制了覆蓋南極近30萬平方公里的各類地圖400多幅，命名了300多條南極地名。具體內(nèi)容有：南極板塊運(yùn)動(dòng)與冰川運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)研究；南極冰川和冰架運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；南極航空測(cè)量技術(shù)研究；衛(wèi)星遙感制圖和特殊冰貌分析；多源遙感數(shù)據(jù)冰流速、冰架、海冰變化監(jiān)測(cè)；衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)用于冰蓋高程及其變化探測(cè)；基于衛(wèi)星重力的南極冰雪物質(zhì)平衡估算；基于GNSS技術(shù)的南極電離層和對(duì)流層研究；南極地理信息系統(tǒng)與應(yīng)用和極地信息化服務(wù)等。我國(guó)南極GIS的發(fā)展目前處在空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的集成階段，還在逐步建立可互操作的南極空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，為南極制圖、考察管理、科學(xué)研究、科考決策提供空間數(shù)據(jù)資源。隨著對(duì)“數(shù)字地球”認(rèn)識(shí)的不斷加深，未來南極GIS的研究也將向“數(shù)字南極”的方向發(fā)展，從目前對(duì)極地空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的可視化表現(xiàn)，向異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)互操作集成和基于知識(shí)的極地智能專家系統(tǒng)發(fā)展。通過多學(xué)科交叉、新技術(shù)應(yīng)用，開展全球尺度的系統(tǒng)性、集成性研究已成為國(guó)際趨勢(shì)。全球及南極環(huán)境監(jiān)測(cè)研究，需要在衛(wèi)星遙感，現(xiàn)場(chǎng)地面觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)載平臺(tái)觀測(cè)，模型、同化和再分析系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等方面不斷探索，不斷利用新技術(shù)和新方法，減少現(xiàn)有研究的不確定性，增強(qiáng)定量監(jiān)測(cè)南極冰雪環(huán)境變化的能力。

《南極冰川學(xué)考察與研究》領(lǐng)域包括我國(guó)南極冰川學(xué)考察與研究逐步經(jīng)歷的學(xué)習(xí)、自主建設(shè)及快速發(fā)展階段，目前已經(jīng)初步形成了涵蓋雪冰物理、雪冰化學(xué)、衛(wèi)星遙感等多學(xué)科綜合發(fā)展體系。長(zhǎng)城站、中山站、昆侖站和泰山站的建成，逐步完善了冰川學(xué)考察后勤支撐體系，為進(jìn)一步開展深冰芯等冰川學(xué)考察研究奠定了重要基礎(chǔ)。目前我國(guó)已經(jīng)在昆侖站實(shí)施深冰芯鉆探，取得數(shù)百米寶貴的冰芯。我國(guó)南極冰川學(xué)一系列重要成果的獲得及研究隊(duì)伍的建設(shè)，使我國(guó)成為世界南極冰川學(xué)研究中的一支重要力量。具體的新進(jìn)展有：東南極冰蓋演化及其氣候效應(yīng)；南極冰蓋物質(zhì)平衡與海平面變化；南極雪層溫度研究；南極雪冰穩(wěn)定同位素研究；南極雪冰化學(xué)研究；Dome A深冰芯科學(xué)工程（深冰芯鉆機(jī)系統(tǒng)研制，深冰芯鉆探場(chǎng)地建設(shè)）等。在不遠(yuǎn)的將來，還將開展系列綜合調(diào)查計(jì)劃，如中山站—DomeA斷面以及航空地球物理調(diào)查計(jì)劃；冰架與海洋相互作用—埃默里冰架熱水鉆研究計(jì)劃等。

極區(qū)是太陽風(fēng)能量進(jìn)入地球空間的入口，因此成為開展日地空間物理觀測(cè)和空間天氣監(jiān)測(cè)最理想的地區(qū)。我國(guó)開展的《南極高空大氣物理學(xué)觀測(cè)與研究》內(nèi)容包括：我國(guó)在南極長(zhǎng)城站開展的電離層和地磁觀測(cè)，在中山站建立了國(guó)際先進(jìn)的極區(qū)高空大氣物理觀測(cè)系統(tǒng)，觀測(cè)要素涵蓋極光、電離層和地磁，并與北極黃河站構(gòu)成了國(guó)際上為數(shù)不多的極區(qū)共軛觀測(cè)對(duì)。以極區(qū)觀測(cè)為基礎(chǔ)，我國(guó)在極光、極區(qū)電離層、極光和粒子沉降、極區(qū)等離子體對(duì)流、空間等離子體波、空間電流體系和極區(qū)電離層—磁層數(shù)值模擬等方面取得了一系列研究成果，主要進(jìn)展包括：首次觀測(cè)到極蓋區(qū)等離子體云塊的完整演化過程；發(fā)現(xiàn)中山站電離層F2層的磁中午異?，F(xiàn)象；首次得出日側(cè)極光多波段強(qiáng)度綜觀統(tǒng)計(jì)特征；首次觀測(cè)到極區(qū)電離層對(duì)流和日側(cè)極光隨SC的瞬變效應(yīng)；在外極隙區(qū)發(fā)現(xiàn)Pc2離子回旋波的激發(fā)；建立了極區(qū)電離層的三維時(shí)變模型，較好地解釋了南極中山站的“磁中午異?！爆F(xiàn)象和極蓋區(qū)等離子體云塊的形成與演化過程。具體研究?jī)?nèi)容有：極區(qū)電離層；極光和粒子沉降；極區(qū)等離子體對(duì)流；空間等離子體波的源區(qū)與傳播特征；極區(qū)地磁與電流體系；極區(qū)空間天氣；極區(qū)電離層—磁層數(shù)值模擬等。

《南極隕石研究與天文學(xué)觀測(cè)》包括我國(guó)第十五次南極科學(xué)考察中，首次在格羅夫山發(fā)現(xiàn)4塊隕石，隨后的6次格羅夫山考察共回收隕石12065塊，躍居世界第三。大量南極隕石的發(fā)現(xiàn)，為我國(guó)隕石學(xué)和比較行星學(xué)提供了極為珍貴的其他天體樣本，也為我國(guó)月球和火星等深空探測(cè)工程科學(xué)目標(biāo)的制定和實(shí)現(xiàn)發(fā)揮重要作用。在隕石回收管理方面，我國(guó)成立了“南極隕石專家委員會(huì)”，建立完備的隕石收藏、調(diào)用、研究成果的管理制度。我們還成立了南極隕石分類小組，組織多個(gè)中科院、大學(xué)的科研機(jī)構(gòu)參與隕石的基本分類定名工作，迄今已完成隕石分類樣品總數(shù)達(dá)2436個(gè)，并得到國(guó)際隕石學(xué)會(huì)隕石命名委員會(huì)的批準(zhǔn)?？茖W(xué)家對(duì)其中一些珍貴的隕石樣品如火星隕石、灶神星隕石、原始球粒隕石中的太陽系外組分進(jìn)行了深入研究，取得了一批高水平的研究成果。

從2007年開始我國(guó)在昆侖站逐步建成的冰穹A天文觀測(cè)基地，臺(tái)址監(jiān)測(cè)獲得了大氣湍流、透過率、天光背景等關(guān)鍵天文臺(tái)址參數(shù)。分析表明，冰穹A具有優(yōu)越的光學(xué)/紅外和太赫茲觀測(cè)條件，是目前上最好的天文臺(tái)址，提供了準(zhǔn)空間的天文觀測(cè)環(huán)境。冰穹A的天文選址活動(dòng)被《自然（nature）》《科學(xué)（Science）》《美國(guó)國(guó)家地理（National Geographic Magazine）》等國(guó)際主流媒體進(jìn)行了全方位的報(bào)道。在冰穹A開展的中小口徑望遠(yuǎn)鏡巡天觀測(cè)也已在天文學(xué)研究取得重要階段性進(jìn)展。特別是通過變星搜尋確定了一批太陽系外行星候選者，等待后續(xù)觀測(cè)確認(rèn)。在相接雙星的結(jié)構(gòu)和活動(dòng)研究上，首次觀測(cè)到來自該類天體的系列劇烈耀斑爆發(fā)和長(zhǎng)壽黑子。這些研究成果都發(fā)表在如《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）》《天體物理雜志（The Astrophysical Journal）》及《天體物理雜志增刊（The Astrophysical Journal Supplement）》等國(guó)際頂級(jí)天文學(xué)術(shù)期刊上。

中國(guó)南極昆侖站天文臺(tái)將主要面向21世紀(jì)最重要也是最迫切的重大科學(xué)問題——暗物質(zhì)和暗能量、高紅移宇宙、恒星與星系的形成和演化以及系外行星和生命起源等?！笆濉逼陂g提議建設(shè)的望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)具備可以與國(guó)際上尚在計(jì)劃中的其他巡天望遠(yuǎn)鏡（如歐洲的EUCLID空間望遠(yuǎn)鏡）相匹敵的觀測(cè)功能，在某些重要方面（如2～4m深度巡天和太赫茲波段觀測(cè)）甚至具有超越國(guó)際上計(jì)劃中的下一代望遠(yuǎn)鏡的功能，將對(duì)天文學(xué)和基礎(chǔ)物理的眾多前沿領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。紅外和太赫茲巡天將發(fā)現(xiàn)的大量新天體和新現(xiàn)象也將成為其它大型地面望遠(yuǎn)鏡和空間望遠(yuǎn)鏡的重要研究對(duì)象，為中國(guó)天文學(xué)家提供許多寶貴的天文觀測(cè)目標(biāo)，在下一輪國(guó)際天文研究的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。

對(duì)中國(guó)南極陸地系統(tǒng)科學(xué)戰(zhàn)略的思考

雖然我國(guó)進(jìn)入南極相對(duì)較晚，但是起點(diǎn)高，發(fā)展速度快。中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)從最初竭力跟隨發(fā)達(dá)國(guó)家科研主流，發(fā)展到在多數(shù)科學(xué)領(lǐng)域與他們“并肩跑”，甚至有些領(lǐng)域到達(dá)“領(lǐng)軍跑”的態(tài)勢(shì)。我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)培育并擴(kuò)大我國(guó)南極科學(xué)研究在這些領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，慎重選擇并積極參與當(dāng)前國(guó)際最有影響力的大科學(xué)主題，持續(xù)集中投入力量，盡快在更多領(lǐng)域能夠站在科學(xué)高點(diǎn)。只有處在科學(xué)制高點(diǎn)，才能夠在“南極研究科學(xué)委員會(huì)”等國(guó)際舞臺(tái)上有更多話語權(quán)，更好地維護(hù)國(guó)家民族在南極的重要權(quán)益。展望未來，中國(guó)南極陸地系統(tǒng)科學(xué)考察一定會(huì)在冰穹A的深冰芯鉆探、昆侖站的天文觀測(cè)研究、甘伯采夫透冰地質(zhì)鉆探、格羅夫山冰下湖鉆探、愛莫里冰架鉆探、南極無冰區(qū)古氣候環(huán)境的地球化學(xué)研究、南極天地然震觀測(cè)，南極地質(zhì)演化與礦產(chǎn)資源調(diào)查等領(lǐng)域取得令人矚目的新成果。

盡管對(duì)南極的自然資源的調(diào)查與勘探工作十分有限，但科學(xué)家們已經(jīng)初步了解到南極的確擁有豐富的資源?？紤]到國(guó)際形勢(shì)變化日益加快，演化方向難以預(yù)料，因此我們國(guó)家應(yīng)當(dāng)做到對(duì)于南極資源心中有數(shù)，以備不時(shí)之需。同時(shí)，對(duì)于南極環(huán)境現(xiàn)狀的基本數(shù)據(jù)，例如站區(qū)環(huán)境本底值等，也要盡快并盡量詳細(xì)地掌握。

從一個(gè)長(zhǎng)期從事南極考察的科研人員角度，筆者特別體會(huì)到，國(guó)家對(duì)南極考察研究提供穩(wěn)定的科研投入是多么重要。只有穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支持，我們才能維系穩(wěn)定的科研隊(duì)伍，不間斷地獲得高水平科研成果，才能培育出老中青配制合理的穩(wěn)定科研隊(duì)伍，在與國(guó)際同行的競(jìng)爭(zhēng)中保持穩(wěn)定的活力，更好地發(fā)揮已有優(yōu)勢(shì)，更快地克服關(guān)鍵的短板，進(jìn)一步提高我國(guó)南極科學(xué)研究的效率。

綜觀目前我國(guó)南極考察的現(xiàn)狀，最大的瓶頸在于后勤保障能力不足。科學(xué)家赴南極現(xiàn)場(chǎng)的名額十分有限，即便到了南極，許多野外科學(xué)活動(dòng)也無法執(zhí)行，處處掣肘。因此，從國(guó)家層面盡快加強(qiáng)我國(guó)極地考察的后勤保障能力，是當(dāng)前發(fā)展我國(guó)極地事業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。如果在未來5到10年內(nèi)，我們能夠增加新的極地考察破冰船，增加數(shù)架固定翼飛機(jī)和直升機(jī)，建設(shè)高水平的無“或少”排放考察站，增加雪地車和雪地摩托車數(shù)量，中國(guó)極地考察事業(yè)將以前所未有的規(guī)模和速度迅猛發(fā)展，盡快從目前的極地大國(guó)向極地強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。

雖然中國(guó)在南極科學(xué)研究領(lǐng)域取得了豐碩的成果，但在國(guó)際南極研究科學(xué)委員會(huì)（SCAR）和南極條約體系（ATS）的各種國(guó)際會(huì)議上似乎很少聽到中國(guó)人的聲音，因而在國(guó)際極地事物中缺乏國(guó)家的影響力和決策力。分析原因，其一是我國(guó)參加南極活動(dòng)較晚，其二則是英語不屬于我們的母語，許多中國(guó)代表在會(huì)場(chǎng)上的迅速理解、反應(yīng)和及時(shí)表達(dá)都相對(duì)困難些。此外，還有一個(gè)以前沒有注意到的現(xiàn)象，就是那些當(dāng)前在南極國(guó)際舞臺(tái)上極為活躍的發(fā)達(dá)國(guó)家代表，基本屬于具有一定科學(xué)背景，以前做出過一定科學(xué)貢獻(xiàn)的科學(xué)家。他們現(xiàn)在已經(jīng)變成以外交活動(dòng)為主的職業(yè)“科學(xué)外交家”了。這些人無形中成了大型國(guó)際科學(xué)合作項(xiàng)目的倡導(dǎo)者和組織者，并最終成為國(guó)際南極科學(xué)活動(dòng)的領(lǐng)導(dǎo)者。針對(duì)這種情況，建議我們也應(yīng)當(dāng)有意識(shí)有計(jì)劃有針對(duì)性地培養(yǎng)一批有一定科研背景的中國(guó)“南極科學(xué)外交家”，逐漸在國(guó)際極地組織中擔(dān)任高級(jí)職務(wù)，在大型國(guó)際合作科學(xué)計(jì)劃中成為領(lǐng)導(dǎo)者。這樣就可以更好地?cái)U(kuò)大我國(guó)的國(guó)際影響力，使我國(guó)南極的科學(xué)貢獻(xiàn)在國(guó)際舞臺(tái)上有更及時(shí)更有效表現(xiàn)，同時(shí)也更好地展示中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任大國(guó)在南極的積極形象。

（本文是在國(guó)家海洋局極地考察辦公室和中國(guó)極地研究中心組織編寫的《中國(guó)極地科學(xué)研究30年進(jìn)展叢書》的基礎(chǔ)上撰寫的，文中引用了秦為稼、楊惠根、趙越、孫立廣、卞林根、何劍鋒、徐成麗、王澤民、李院生、胡紅橋、王力帆、繆秉魁等同志編寫的素材，在此一并表示感謝！）

責(zé) 編∕楊昀赟