海洋空间规划是以实现生态、经济和社会等维度的可持续发展为目标，在海洋区域合理分析和有效配置人类活动时空分布的过程。当前，国内外的海洋空间规划普遍关注其协调冲突的作用，视之为解决海洋利用活动与海洋环境之间的冲突，以及解决不同海洋利用活动之间的冲突的重要政策工具。随着我国空间治理体系现代化要求的提出，构建“多规合一”的国土空间规划体系，使中国的海洋空间规划面临新的要求和挑战。结合全球海洋空间规划（MSPGlobal）的最新动态，梳理我国在海洋空间规划方面的发展历程和变革趋势，从目标、理念、管控等维度分析当前的海洋空间规划现实特征，以及面向可持续发展的转型方向。

2022年6月27日到7月1日，联合国海洋大会在葡萄牙里斯本召开，会议明确指出“在稳定地球气候方面，海洋是我们最为重要的盟友”（The Ocean is our greatest ally in stabilizing the earth’s climate）。海洋是气候系统的重要圈层组成，政府间气候变化专门委员会第六次评估报告（IPCC AR6）明确指出，人为影响已造成大气、海洋和陆地变暖。工业化以来的全球变暖问题，根本上是地球气候系统的能量平衡问题，而区域尺度的气候变化，则由海气耦合系统的内部变率和人为辐射强迫作用的平衡决定。报告将在概述IPCC AR6关于海气耦合模态变化主要评估结论的基础上，以季风、热带大气环流和亚洲高山区降水型式的变化为例，分别从历史变化机制理解和未来变化预估的角度，阐述年代际海气相互作用主导模态和人为辐射强迫因子（主要是人为温室气体和气溶胶排放）的影响和作用机制。主要结论包括：1) 观测中1950年以来南亚夏季风降水的历史变化是人为辐射强迫和太平洋年代际振荡（IPO）海气耦合模态共同作用的结果。IPO通过影响热带纬向大尺度环流和经向对流层温度梯度，引起印度半岛异常垂直运动和水汽平流，进而造成季风降水的变化。未来15-30年的南亚夏季降水变化预估受IPO位相的转换决定，尽管温室气体有利于南亚季风降水增加，但如果IPO位相由负转正，则季风区变干的概率将增加；若IPO位相由正转负，则IPO引起的降水增加趋势叠加在温室气体外强迫的影响之上，将提高南亚季风降水增多的概率。2) 海气耦合模态的年代际变率是引起1980-2015年太平洋Walker环流增强的主要因子。观测中IPO位相由正转负，使得热带东-西太平洋海温梯度增大，太平洋Walker环流增强；IPO位相的转变解释了观测中约63%(~51-72%)的太平洋Walker环流增强。面向未来40年的近期气候预估中，IPO仍是影响太平洋Walker环流强度变化的主要内部变率因子。IPO位相由负位相向正位相恢复将令太平洋Walker环流减弱。3) 1950年代以来以青藏高原为主体的亚洲高山区夏季降水“双核型”变化，由人为气溶胶的不均匀排放和IPO位相转换分别通过影响“西风相关模态”和“季风相关模态”共同塑造。

大量个体组成的复杂系统广泛存在于自然界到社会的各个层次，复杂系统会呈现非常丰富的关联、合作及涌现等集体行为，系统性质发生定性变化的相变临界现象是其中最为神奇和重要的现象，识别与描述从生命系统到气候系统等复杂系统的相变与临界现象具有非常重要的科学意义。吉布斯提出的系综理论是统计物理的基础，系统的系综由其微观态构成。处于平衡态时，系综的微观态分布已知，由其可得到系统的所有统计物理性质。复杂系统一般不处在平衡态，其微观态分布未知。但是，通过实验测量或者计算模拟可得到M个微观态，由此可定义M×M微观态关联矩阵。利用该矩阵的本征矢，我们可得到M个相互无关联的本征微观态，本征值正比于对应本征微观态在系综中的权重。系统无序时，各本征微观态的权重基本相当，M→∞时趋于零。若M→∞时权重变为有限，如同玻色-爱因斯坦凝聚，系统发生本征微观态凝聚及相变。此方法基于复杂系统的大数据研究其集体行为及相变，已成功应用于物理、生物及地球系统。

碳循环是地球系统的关键机制，碳元素也是地球生命维持的重要元素。本研究 通过构建近实时的碳源、汇量化方法，将人类活动碳数据的时间分辨率提高至天并 实现近实时更新，进一步结合碳源、汇的观测和大气反演模型，可构建人类活动碳 排放、陆地碳汇及海洋碳汇的近实时数据。相关数据结合地球系统模式可更及时的 反映全球及区域的碳中和进程，并为政策制定提供参考。近实时数据表明，全球碳 收支和人类活动碳排放呈现明显的周期性和季节性变化，从碳收支的总体变化趋势 上，实现控制全球温升1.5度的目标在现趋势下仅剩4-7年时间，预示着更加紧迫的全球减排压力。

海岸带是人类社会和自然生态发展的关键带，是陆海物质立体交换和互影响的 作用区，是地球多圈层信息汇集和应用的典型区域。随着信息技术的快速进步，海 岸带不同领域信息管理、应用和表达标准不一致的问题愈发突出，给海岸带信息集 成带来诸如统一时空框架和描述体系、实景建模和模型集成、可持续发展指标测算 等诸多间题。本文从海岸带系统视角提出构建海岸带信息模型 (Coastal Zone Information Model,CZIM)。CZIM以海岸带综合知识体系为主控，集成和应用海岸 带多领域数据和模型的综合性框架，包含多元知识认知、全域数据治理、多领域模 型集成和场景系统平台四方面建设内涵。通过精细梳理海岸带系统在信息关联、分 类和编码等方面的基础认知，结合系统工程技术架构，引导海岸带数据和模型在综 合海岸带研究场景中的集成和表达，形成以海岸带知识为核心驱动的海岸带信息模 型。本文以江苏海岸带实景化可持续管理为研究场景给出了海岸带空间化数据分类 编码、几何代数陆海数据网格化集成、统计-动力-人工智能多模型集成以及大语言模 型支持的海岸带信息智能交互等典型案例，探讨了CZIM 在海岸带综合集成管理中 的应用。结果表明，CZIM 有助于打通从数据到信息到知识到智慧的内涵环路，支撑 诊断、归因、模拟、应对的功能环路，实现模型耦合与业务协同。CZIM 建设有助于 推动海岸带可持续发展的场景化与智能化，支撑海洋强国战略和实景三维建设，为联合国海岸带可持续目标提供典型示范，为数字孪生海岸带建设提供支撑。