第193次-- 科学与技术前沿论坛

主题报告

深海极端环境和特殊生命过程新认知及其对气候变化、生命起源、宜居地球的启示http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbb9091cf_r36_1200k.mp4
王凡研究员中国科学院海洋研究所

深海蕴藏着丰富战略资源，涉及权益维护和疆域拓展，一直是海洋强国建设的战略重点。深海孕育着地球演化、气候变化等重大科学前沿问题，是认识特殊生命过程、理解生物进化的天然实验场。依托国家重大科技基础设施“科学”号综合科考船，构建了国际一流的深远海原位探测与研究体系，聚焦深海界面过程组织开展了多学科交叉研究，在深海新物种发现、生命起源(无机到有机)、深海“光合作用”、板块俯冲起始机制、跨界面物质能量迁移过程等多方面取得颠覆性新认知。研究结果揭示了深海地质过程、环境过程与生命过程协同演化机制，构建了“宜居地球”理论的深海板块，打造了国际一流深海研究群体，引领了深海科学研究与技术创新，推动了地球系统科学理论的发展。
复杂系统的相变与临界现象：从物理到地球系统http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbb8a7cfa_r36_1200k.mp4
陈晓松教授浙江大学

在吉布斯平衡态统计力学的基础上，我们建立了复杂系统的本征微观态统计物理学。依据该理论，基于复杂系统个体的大数据可得到系统的微观态，然后计算系统的本征微观态及其时间演化，并得到本征微观态的概率分布。采用本征微观态可精准描述复杂系统的集体行为和介观结构，本征微观态概率可精准刻画系统的相和涌现行为。由本征微观态的概率分布Pa ，我们引入了本征微观态熵S=-∑aPalnpa，从而可以利用本征微观态熵和它的变化来预警和描述复杂系统的相变与临界现象。我们已成功地将本征微观态理论应用于物理、生物、生态及地球系统。
深海生境的演变与响应http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/21/20260121_19bdfd81a20_r36_1200k.mp4
王云涛自然资源部第二海洋研究所

21世纪人类面临开发海洋的系列重大挑战，然而迄今为止我们仍然对自然变化和人类活动双重压力下的深海生态系统的变化和响应缺乏认知。针对深海生态系统安全评估，如何刻画深海典型生境的联通性、适应性和可预测性，是其演变与响应研究的基本科学问题。联合国“海洋十年”深海典型生境大科学计划提供了一条有效的解决方案和国际合作网络，将利用深海生境与原位新型智能观测技术，揭示生境变化规律及生物适应性、深海地质-生物耦合与动力循环机制，在深海生境三维实景技术与构建、多模态数字大模型与孪生技术和演化预测等方面实现突破，为生态系统风险评估提供深海维度的认知。
IPCC 评估报告中反映的海洋变化
翟盘茂研究员中国气象科学研究院

海洋覆盖了地球71%的表面，包含了地球97%的水，并提供了地球上约一半的初级生产力。海洋吸收了约91%因温室效应产生的额外能量，导致海洋温度和热含量的快速变化，全球变暖和全球冰量变化影响了全球平均海平面的变化，大尺度水循环和环流的变化也影响着海洋盐度和层结的变化，大气-海洋交换的二氧化碳（CO 2 ）引起了海洋酸碱度（pH）值的下降，海洋变暖导致了海洋溶氧含量的减少。同时，海洋也是全球气候变化的重要的调节器，在地球气候系统的变化中发挥着重要作用。本报告将根据IPCC SROCC（2019）报告和WGI AR6（2021）评估报告的关键结论，阐述人类活动影响下的海洋的变化，并强调海洋有关的极端事件的变化，以阐明海洋变化认识上的不足和研究的重要性。
南海珊瑚礁生态系统生物多样性格局、演化与保护
周文良特聘研究员南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）

我国南海拥有极为丰富的珊瑚礁生态系统，其物种丰富度可以与珊瑚大三角相媲美。但是，受全球变化和人类干扰加剧的影响，南海珊瑚礁生态系统遭受了剧烈冲击，生物多样性水平正在发生着急剧变化，部分珊瑚礁甚至出现了生物多样性严重丧失的局面。据此，明确我国南海珊瑚礁生态系统生物多样性，揭示其演化、格局与维持机制，探究其在全球变化和人类干扰背景下的演变规律，对我国珊瑚礁生态系统的综合管理和保护至关重要。2022~2024年，项目团队多次组织南海珊瑚礁生态系统生物多样性综合科考航次，调查区域包含西沙、中沙、南沙群岛等离岸岛礁和海南本岛和广东省近海岸珊瑚礁和珊瑚群落。主要研究发现如下：（1）发表并描述了大量的南海新种和新记录种，丰富了我国南海海洋生物的物种多样性，构建南海珊瑚礁生物样本资源库。（2）在近岸和离岸珊瑚礁生态系统中影响物种多样性的主要因素存在不同，近岸是人类活动干扰，而离岸是全球气候变化；渔业活动和全球气温上升加剧了全球海洋鱼类群落特征转变，而全球气候变化导致的南海珊瑚礁退化则改变了礁栖鱼类群落结构和集群规模。（3）开展了珊瑚组学研究，克服珊瑚-虫黄藻-微生物功能共生体复杂性，创建直接利用珊瑚成体直接构建纯净基因组技术体系，突破了收集珊瑚配子困难对珊瑚基因组学研究的限制。（4）基于全球海洋动物遗传多样性分析，发现以南海（东沙、西沙、中沙和南沙群岛等中国南海岛礁区域）为代表的印-太交汇区是全球海洋动物遗传多样性最高的区域之一，是实现全球海洋生物多样性保护的重要保护优先区。上述研究结果将为我国南海生态安全及生物资源可持续利用等提供重要的理论依据，有助于尽快推进南海珊瑚礁海洋国家公园建设。

第193次：海洋生态系统与气候变化