本刊綜合
你或許見過大海漲潮時的波瀾壯闊,見過陽光下細(xì)軟白沙折射的光芒萬丈,見過碧海藍(lán)天中自由翱翔的海鷗……但是,你真的了解大海嗎?
海洋約占地球表面積的71%,海洋生物占地球生物總量的80%以上。海洋具有提供氧氣、調(diào)節(jié)氣候、固碳、提供食物和醫(yī)藥等資源的作用,它孕育了生命,延續(xù)著歷史,進(jìn)化出奇跡,保障著未來,是全人類共同的財產(chǎn)。我們生活中的每一滴水、每一次呼吸都與海洋息息相關(guān)。
我國是陸地大國,建設(shè)海洋強(qiáng)國是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重大戰(zhàn)略任務(wù)。秉持人與自然和諧共生的理念,守護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)就是守護(hù)人類共同的福祉。本期,讓我們走近地球的“心臟”,守護(hù)地球的“藍(lán)色”動能。
來自海洋的饋贈
能力出眾的捕碳、固碳能手
海洋的碳庫儲碳量約是陸地的20倍、大氣的50倍,是調(diào)節(jié)全球氣候變化的重要“緩沖帶”。
海洋對泥沙中包含的固體沉積碳有較強(qiáng)的儲存作用。海洋生物可將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳并沉降至深海,是固碳與儲碳的天然“碳匯”。海洋中的浮游生物可吸收和固定海洋中的碳,將其轉(zhuǎn)化為顆粒態(tài)和溶解態(tài)有機(jī)碳,再通過食物鏈中上層物種的捕食和分解等方式實現(xiàn)循環(huán)。
此外,紅樹林、鹽沼、海草床等生態(tài)系統(tǒng)作為捕碳和固碳能手,它們能通過光合作用快速從環(huán)境中吸收二氧化碳,并以枝葉、根莖等形式保存下來,降低大氣中二氧化碳的含量。然而,如果海洋的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,固碳也可能被分解并再次回到碳循環(huán)中。
食、藥、清潔能源的制造者
海洋生物占地球生物總量的80%以上,是人類食品、蛋白質(zhì)、藥品原料的重要來源。我國已建成包含數(shù)以萬計的海洋微生物新菌種、養(yǎng)殖生物新品種的資源庫。2021年,我國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)能有效降解塑料垃圾的海洋微生物菌群,經(jīng)過培育的微生物菌群可在兩周內(nèi)將塑料降解為碎片。
海洋還蘊(yùn)藏著豐富的礦藏,我們?nèi)粘J褂玫氖?、天然氣,很多都來自于海洋?021年,海上大型深水自營氣田陵水17-2氣田成功投產(chǎn),服務(wù)于該氣田的全球首座十萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”能源站由我國自主研發(fā)。
海洋也是新能源的富集地。據(jù)估計,我國近海海洋可再生能源總蘊(yùn)藏量約為15.80億千瓦,作為全球第二大海上風(fēng)電市場,海上風(fēng)電增速更是領(lǐng)跑全球。此外,我國潮流能總裝機(jī)規(guī)模已達(dá)3820千瓦,居全球第二,成為世界上少數(shù)幾個掌握規(guī)?;绷髂荛_發(fā)利用技術(shù)的國家,在連續(xù)運行時間等方面達(dá)到世界先進(jìn)水平。我國波浪能應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,在深水養(yǎng)殖、遠(yuǎn)海供電等方面均實現(xiàn)成功應(yīng)用,創(chuàng)造多項全球首次。
互通互聯(lián)的“天然高速公路”
海洋有著“天然高速公路”的美譽(yù)。自從大航海時代以來,海洋就成了人類最繁忙的交通線,在全球貿(mào)易繁榮的今天,更是不可替代。航運強(qiáng)國也是經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國的體現(xiàn)。
在精密龐大的航運網(wǎng)絡(luò)背后,大數(shù)據(jù)科技發(fā)揮著重要作用。中遠(yuǎn)海運科技大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺通過收集到的公開航運位置數(shù)據(jù)疊加自有算法,可進(jìn)行實時跟蹤。
北冰洋是四大洋中氣候最復(fù)雜、航行最困難的地區(qū)之一。2021年,我國科研人員建立的北極海冰和海洋動力環(huán)境的7種關(guān)鍵參數(shù)的衛(wèi)星遙感反演算法投入應(yīng)用,顯著提升了我國海運公司在北極航行的競爭力。
海洋治理“小衛(wèi)士”
海洋是人類賴以生存的“第二疆土”和“藍(lán)色糧倉”,我國自古就有“舟楫為輿馬,巨海化夷庚”的海洋戰(zhàn)略和“觀于海者難為水”的海洋意識。如今,面對海洋環(huán)境遭受的種種威脅,我們都做了哪些嘗試,又研制了哪些治理利器呢?
海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測船
“中國環(huán)監(jiān)浙001”是我國首艘千噸級海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測船,具備海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測、科研調(diào)查、突發(fā)應(yīng)急事故指揮處置等多項功能。該船配有濕型、半干型、干型和微生物4個專業(yè)實驗室,具備樣品采集、常規(guī)海洋理化參數(shù)測定、海底測繪等功能。在海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)、海洋資源開發(fā)、國家海防安全等方面發(fā)揮著重要保障作用。
溢油回收船
“勝利505”能快速有效地進(jìn)行海上溢油圍控,對海面上不同黏度的溢油進(jìn)行回收,既能獨立進(jìn)行掃油回收作業(yè),又能多船配合組成大型掃油系統(tǒng)并擔(dān)當(dāng)主回收船,以應(yīng)對大面積海上溢油。該船還配備消油劑噴灑系統(tǒng),可通過噴灑裝置大面積噴灑消油劑消除無法回收的淺薄浮油,還可作為小型溢油回收船的母船對其運輸、吊放及回收溢油,對事故船舶艙內(nèi)的殘油或化學(xué)品進(jìn)行轉(zhuǎn)移,以及進(jìn)行緊急救助和海上船舶及建筑物的滅火施救等。
“空中巡警”精準(zhǔn)助力
無人機(jī)巡查和部門聯(lián)動的近岸海域環(huán)境監(jiān)管新機(jī)制,實現(xiàn)了空間全覆蓋、復(fù)雜地形全監(jiān)管、全時段監(jiān)管、污染事件實時跟蹤、污染快速溯源、遠(yuǎn)程采樣評估的海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)管新路徑。
未來,“空中巡警”還將進(jìn)一步探索無人機(jī)在近岸海域監(jiān)管中的應(yīng)用場景,結(jié)合AI深度學(xué)習(xí)形成自動認(rèn)知能力,通過有效識別油污、垃圾和赤潮等污染物,實現(xiàn)信息共享、實時預(yù)警、跨部門聯(lián)動,全面提升海陸統(tǒng)籌生態(tài)環(huán)境綜合治理模式的成效。
保護(hù)海洋環(huán)境,我們在行動
☆珊瑚礁被喻為海洋生態(tài)狀況的“晴雨表”。海南三亞蜈支洲島海域有著我國第一個熱帶海洋牧場。近年來,我國沿海多地采取自然恢復(fù)和人工修復(fù)相結(jié)合的方式,著力推進(jìn)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)。培育種植珊瑚幼苗,在海底“植樹造林”——我們在行動!
☆紅樹林是與珊瑚礁、上升流、海岸濕地并稱為最具生命力的四大海洋自然生態(tài)系統(tǒng),有著“護(hù)岸英雄”“鳥類天堂”“魚蝦糧倉”等美譽(yù)。目前,全球紅樹林聯(lián)盟已開展國際合作,通過繪制高分辨率的全球紅樹林觀察(GMW)地圖,對重要的保護(hù)地進(jìn)行識別和規(guī)模化保護(hù)。同時啟動具備實時跟蹤紅樹林覆蓋變化情況的變化警報平臺,便于及時應(yīng)對新的威脅。保衛(wèi)紅樹林——我們在行動!
☆《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》修訂草案根據(jù)國家入河入海排污口監(jiān)督管理要求,優(yōu)化入海排污口設(shè)置,強(qiáng)化入海排污口監(jiān)管。還要求加強(qiáng)海洋垃圾污染防治,做好與固體廢物污染環(huán)境防治法的銜接等。各國政府通過監(jiān)測海洋垃圾的種類、數(shù)量和來源,評估其演變的趨勢,同步開展對海洋垃圾的收集與治理。嚴(yán)控海洋污染——我們在行動!
知識小卡片
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海臨近大陸,溫度、鹽度、顏色和透明度都受陸地影響。在大河入海的地方,或多雨的季節(jié),入海河水夾帶著泥沙,導(dǎo)致近岸海水混濁,透明度低。洋是海洋的中心,深度一般在3000米以上,最深處達(dá)一萬多米。大洋離陸地較遠(yuǎn),受陸地的影響較小,水文和海水鹽度的變化較小。
海洋為何是藍(lán)色的
光在海水中傳播和吸收的過程產(chǎn)生的光學(xué)效應(yīng)是海水呈現(xiàn)藍(lán)色的關(guān)鍵。海水中的水分子對藍(lán)色光的吸收較弱,光線穿過海水時,藍(lán)色光更容易被散射和反射,使海水呈藍(lán)色。此外,海水的顏色也可能受到其他因素的影響,如天空的顏色、太陽高度角以及海水中浮游生物的數(shù)量等。
海底的壓力有多大
在300米的深海里,潛水員要承受31個大氣壓,相當(dāng)于人體每平方厘米要承受約30千克重物的壓力,且每下潛10米,人體所承受的壓力會增加1個大氣壓。馬里亞納海溝最深處約1.1萬米,其水壓接近1100個大氣壓,足以將一輛坦克壓扁。在已知的生物中,有很多“抗壓高手”,借助壓差流通機(jī)制平衡身體與海水之間的壓力,就是它們的生存之道。
海洋是生命的搖籃,孕育著萬千物種,也為人類的生存與可持續(xù)發(fā)展提供了廣闊的空間。保護(hù)海洋,就是維護(hù)人類共同的家園。
2023年8月24日,日本政府不顧國內(nèi)外反對,執(zhí)意啟動核污染水排海計劃,引發(fā)全球關(guān)注。這一天必將成為地球海洋環(huán)境的災(zāi)難日,被歷史銘記!
(欄目編輯? 方郁芝)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2023年11期