第193次-- 科学与技术前沿论坛

主题报告

海洋生态系统临界研究现状与挑战
王大志教授厦门大学

近年来，随着海洋暖化、酸化等气候变化以及富营养化、过度捕捞等人类活动的加剧，海洋生态系统正面临前所未有的压力，其非线性响应与不可逆转变风险显著增加，一些系统正趋向甚至越过了临界点（tipping points），已严重威胁到生态系统的稳定、产出和服务功能，引起了国内外学界的高度重视。海洋生态系统临界点的识别与预测是当前全球变化生态学的核心议题之一。本文系统梳理了海洋临界点的定义框架、关键驱动因子及其与生态系统相互作用机制，重点总结了渔业资源崩溃、珊瑚礁退化、海藻床破坏、表层浮游生态系统转换等生态系统临界点的研究进展。这些研究表明，多稳态转换、级联效应和早期预警信号是识别临界点的核心理论与方法，但受限于数据分辨率、海洋环境特殊性、模型不确定性和生态复杂性，精准预测系统临界点仍面临巨大挑战。未来研究需整合复杂系统理论、多尺度观测网络、跨学科模型以及人工智能技术等，强化对系统临界点触发阈值和恢复力动态的量化分析，提升临界预测能力并推动海洋生态系统韧性建设。
滨海湿地生态系统的临界突变与韧性
徐驰教授南京大学

滨海湿地生态系统在气候变化和人类活动影响下可能表现出临界突变等非线性行为。深入理解滨海湿地生态系统临界突变和韧性的形成机理，对于海岸带生态保护和可持续发展具有重要意义。本报告将探讨滨海湿地临界突变和韧性的相关研究进展，并从空间自组织视角探讨滨海湿地在多重胁迫下的韧性维持机制。
海洋渔业复合系统突变风险与临界过程
曹玲教授厦门大学

在全球气候变暖与人类活动高压下，海洋捕捞与养殖渔业系统正面临显著而复杂的资源变动与突变风险。研究表明，海水升温、酸化及极端气候事件会改变鱼类生理与种群动态。自1930年代以来，海洋变暖已导致全球可持续捕捞产量平均下降约4%，北太平洋2014–2016年“暖泡”更引发太平洋鳕鱼生物量骤减79%。而过度捕捞与沿岸生境破坏则叠加放大这些效应，导致资源崩溃与生态系统跃迁难以逆转。尽管已有丰富的实证与模型预测，区域数据缺口及多重压力下复合系统耦合过程与交互机理等问题尚待解决。未来亟需强化长期监测网络、发展耦合气候-资源-生态-社会模型，并在早期预警与临界点识别、适应性捕捞管理、气候韧性养殖及关键生境修复等方向加强跨学科融合研究，从而兼顾海洋生物多样性保护与资源可持续利用。
深海生境的演变与响应
李家彪中国工程院院士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。
森林生物多样性与生态系统功能
刘晓娟教授中国科学院植物研究所

森林生物多样性是全球生物多样性保护的关键，但受到人类活动和气候变化的影响正加速丧失，这对生态系统功能构成严重威胁。因此，生物多样性的改变对生态系统功能产生的长期影响是当前生态学研究的热点。本报告将涵盖全球并聚焦我国的森林生物多样性实验，总结回顾对森林生物多样性与生态系统功能关系的研究，并分享研究对生物多样性保护和生态系统恢复的启示意义。

第193次：海洋生态系统与气候变化