為推進海洋負(fù)排放貢獻中國智慧

■科技創(chuàng)新 高校力量

數(shù)十億年前，海洋，孕育了地球最早的生命。

數(shù)十億年間，海洋，蘊藏了地球無數(shù)的秘密。

海洋碳匯——海洋吸收和儲存大氣中二氧化碳的能力——就是這無數(shù)個秘密中一顆耀眼的明珠。在當(dāng)代地球生命生態(tài)面臨氣候變化挑戰(zhàn)的時刻，早日摸清海洋碳匯的成因機制，發(fā)揮海洋負(fù)排放蘊含的巨大潛力，具有重大理論和產(chǎn)業(yè)意義。

多年來，中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)碳中和創(chuàng)新研究中心首席科學(xué)家焦念志及其團隊圍繞海洋負(fù)排放開展深入研究，提出“微型生物碳泵”（MCP）原創(chuàng)理論，助力打造國家戰(zhàn)略科技力量，服務(wù)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，領(lǐng)銜發(fā)起“海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃”。

面對嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在這一由中國科學(xué)家發(fā)起的國際大科學(xué)計劃平臺上，集合人類智慧，向海洋進軍。

做世界科技前沿難題的解謎者

地球上最大的活躍碳庫，不在陸地上，也不在大氣中。

地球上最大的活躍碳庫，是海洋。

海洋，儲存了地球上約93%的二氧化碳，是陸地碳庫的20倍、大氣碳庫的50倍，更累計吸收了工業(yè)革命以來人類二氧化碳排放量的近40%。無怪乎，科學(xué)家把海洋比作地球的“空調(diào)”。

海洋中溶解了大量的碳，海洋惰性溶解有機碳（RDOC）碳庫巨大（約6500億噸），可與大氣CO2總碳量相媲美，14C測定表明海洋RDOC平均年齡可達4000—6000年，構(gòu)成了海洋的長期儲碳，然而RDOC庫的成因一直是個懸而未決的科學(xué)難題，被《自然》雜志文章稱為“難解之謎（Enigma）”。從20世紀(jì)60年代起，各國科學(xué)家們就展開了持續(xù)不斷的探索。

解開謎題的曙光，在21世紀(jì)初出現(xiàn)在中國。解謎者，就是焦念志。

在焦念志眼中，海洋中真正的“巨人”，不是體長幾十米的藍鯨、鯨鯊，而是看不見摸不著的微生物。

無垠的海洋，有無數(shù)個體極小、但數(shù)量極大的微生物。經(jīng)過一系列研究，焦念志發(fā)現(xiàn)，它們擁有著決定人類命運乃至大部分生命的“巨人之力”——把活性有機碳轉(zhuǎn)化為惰性有機碳。

基于此，焦念志在國際上率先提出“微型生物碳泵”原創(chuàng)理論框架，揭示了微型生物碳在海洋巨大碳庫形成過程中的根本作用。微型生物碳泵理論提出后，《科學(xué)》雜志將該理論評論為“巨大碳庫的幕后推手”，引起全球?qū)W界關(guān)注。通過國際合作在加拿大達爾豪斯大學(xué)的生態(tài)模擬體系中進行的長周期實驗證實，微型生物碳泵儲碳機制不僅存在，而且效率極高。

微型生物碳泵理論的提出，絕非一蹴而就，而是基于持之以恒的研究和長期知識的積累。焦念志早在1991年就開始了海洋新生產(chǎn)力的研究，至今，這仍是為數(shù)不多的海洋儲碳量化指標(biāo)之一。在研究海洋碳匯的道路上，焦念志帶領(lǐng)團隊攻克了一個又一個難關(guān)，在30年的時間里，兩次獲得國家自然科學(xué)二等獎。

學(xué)以致用、服務(wù)國家，是焦念志團隊的堅定信念。

早在2011年，焦念志就向國家發(fā)展改革委提交了《研發(fā)海洋碳匯，保障經(jīng)濟發(fā)展》的建議，獲評“十二五”規(guī)劃建言獻策一等獎，他和團隊持續(xù)推動海洋碳匯研發(fā)。

2015年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《生態(tài)文明體制改革總體方案》，明確提出要建立海洋碳匯的有效機制，“十三五”國家重點研發(fā)計劃中支持了多項涉及海洋碳匯的項目。2023年，焦念志科研團隊結(jié)合我國實際情況，研究提出了在海水養(yǎng)殖區(qū)/海上牧場開展基于微型生物碳泵、碳酸鹽泵等“四泵集成”的海洋負(fù)排放生態(tài)工程新范式路線，持續(xù)以高校科研力量服務(wù)支撐國家戰(zhàn)略。

做國際大科學(xué)計劃的領(lǐng)銜者

10月22日，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃第三屆開放科學(xué)大會在廈門大學(xué)舉行。這一由焦念志于2017年領(lǐng)銜發(fā)起的國際大科學(xué)計劃，目前已得到33個國家和地區(qū)科學(xué)家的積極響應(yīng)和參與。

多年來，我國科學(xué)家、高校積極參與了眾多國際大科學(xué)計劃，完成了項目分工，但是處于主導(dǎo)地位的機會較少，亟須從“參與者”向“引領(lǐng)者”轉(zhuǎn)變。海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃的組織實施，有諸多啟示。

努力獲得國際科研話語權(quán)，首先基于科研創(chuàng)新實力——

我國在海洋領(lǐng)域具備先發(fā)優(yōu)勢，在海洋碳匯過程機制研究和負(fù)排放技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域具有長期和扎實的科學(xué)基礎(chǔ)，氣候變化與全球人類息息相關(guān)……有了這些基礎(chǔ)，在國際上發(fā)起海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃號召，也就獲得了海洋碳匯領(lǐng)域的積極響應(yīng)和參與。

領(lǐng)銜做好國際大科學(xué)計劃，也要深度聯(lián)合國際科研力量——

海洋負(fù)排放大科學(xué)計劃聯(lián)合了美國、加拿大、德國、英國等多個國家的頂尖科學(xué)家，形成了跨國界的科研合作網(wǎng)絡(luò)，同時高度重視國際科技組織力量，與北太平洋海洋科學(xué)組織、國際海洋考察理事會、國際科學(xué)理事會等國際海洋科學(xué)組織建立深度合作關(guān)系。

深入實施國際大科學(xué)計劃，還要積極投身國際多邊合作——

多年來，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃相繼參與聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會氣候變化特別報告的撰寫，應(yīng)聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會邀請參與海洋碳報告的撰寫，還與重要國際海洋科學(xué)組織成立國際聯(lián)合工作組，搭建科學(xué)與政策的橋梁，以促進政府間的深度合作。

在建設(shè)教育強國的過程中，中國高校更加主動地發(fā)起、主導(dǎo)國際大科學(xué)計劃，為解決世界性重大科學(xué)難題提出中國方案、發(fā)出中國聲音。經(jīng)過多年不懈努力，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃通過了聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會的評審，正式成為聯(lián)合國“海洋十年”全球行動的國際大科學(xué)計劃。

做拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的踐行者

統(tǒng)籌實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，一體推進教育發(fā)展、科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)，是建設(shè)教育強國的重要路徑。

海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃把拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)放在重中之重的位置，發(fā)起建立“地球系統(tǒng)科學(xué)通識教育改革虛擬教研室”，圍繞海洋碳匯人才培養(yǎng)搭平臺、建體系。

當(dāng)前，虛擬教研室推出30種語言的“宜居地球”通識課程，來自多個院校的院士專家參與授課，從地球演化到圈層的相互作用，從元素起源到物質(zhì)循環(huán)，從分子生物學(xué)技術(shù)到地球系統(tǒng)科學(xué)研究方法，跨學(xué)科、跨時空、多尺度、多維度開展頭腦風(fēng)暴式教學(xué)。

在課程授課方式創(chuàng)新上，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃創(chuàng)立了授課三人組教學(xué)模式、“通識題—思考題”本研一體化考查模式，貫通基礎(chǔ)知識與科學(xué)前沿，搭建理論與應(yīng)用的橋梁，極大地開闊學(xué)生的視野、拓展聽眾的知識面，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

在海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃的支持下，2023年，來自英國皇家科學(xué)院、加拿大皇家科學(xué)院、歐洲科學(xué)院、奧地利科學(xué)院的5位院士專家親臨課堂授課。課程內(nèi)容涵蓋全球黑暗海洋中的原核生物活動、海洋病毒的重要性、地球系統(tǒng)科學(xué)的核心概念等內(nèi)容。

實現(xiàn)碳達峰碳中和是我國高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，也是對國際社會的莊嚴(yán)承諾。中國要實現(xiàn)碳中和，把盡可能減排以及可能利用的清潔能源都算上，每年大概還有25億噸二氧化碳的排放量缺口需要靠負(fù)排放來彌補。發(fā)揮利用海洋負(fù)排放的生態(tài)效應(yīng)，影響不可估量。

下深海，潛至海底1866米，完成廈門大學(xué)首次深潛科考；赴海灣，采數(shù)據(jù)，為建立排海增匯的負(fù)排放技術(shù)不懈探索……刀在石上磨，人在事上練，在大科學(xué)計劃的平臺上，青年學(xué)子和科研人員不斷成長，充實我國海洋碳匯人才的培養(yǎng)厚度和技術(shù)儲備深度。

大科學(xué)計劃，也為廈門這座城市帶來新的發(fā)展機遇和活力。

2022年，海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃總部在廈門啟用；2024年，廈門海洋負(fù)排放研究中心作為該計劃的國內(nèi)執(zhí)行機構(gòu)，也正式揭牌。該計劃在廈門落地實施，不僅助力廈門建立海洋負(fù)排放示范區(qū)，在國際碳中和技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵的引領(lǐng)作用，更有望推動廈門成為一個集聚高端人才和先進科研力量的國際海洋科學(xué)中心。

團隊成員表示，將錨定世界科技前沿推進科研，強化人才自主培養(yǎng)能力，為國家重大戰(zhàn)略和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展持續(xù)作出貢獻。

《中國教育報》2024年11月29日 第01版