[科普中国]-海洋生物普查计划

海洋生物普查计划（Census of Marine Life，COML）20世纪90年代，由美国率先开展，并逐渐发展为45个国家和地区参加的，调查世界大洋海洋生物多样性、分布和丰度等的国际海洋研究十年计划。1

简介全球海洋生物普查计划是一个在全球尺度上评估和解释海洋生物分布、丰度和多样性的国际计划，该计划为期十年(2001-2010)，目前已有80多个国家参与，研究领域非常广泛，包括海洋动物种群的历史、海洋领域现场项目、海洋动物种群的未来、海洋生物地理信息系统。其中海洋领域现场项目又具体划分为14个项目：近岸水域海洋生物多样性，珊瑚礁生物多样性，陆架边缘海生物多样性，深海平原生物多样性，区域生态系统-缅因湾生物多样性、太平洋陆架跟踪计划、洋中脊计划、深海化能合成生态系统生物多样性、海山生物普查、浮游动物普查计划、太平洋水域生物标记、北冰洋生物多样性、南极海洋生物普查和海洋微生物普查计划。1

计划的背景及目的海洋蕴藏着丰富的资源，它不但提供人类重要的动物蛋白质来源，同时也因调节气候、产生氧气而成为地球上最大的维生系统(life supporting sys-tem)，是人类可否永续存活的关键。海洋是地球上所有生命的起源之地，是培育生命的摇篮。海洋生物不但是基础科学研究的重要材料，在遗传资源利用、医药、民生、保健、能源、旅游及仿生材料等方面的应用则更是潜力无穷, 是未来的明星产业对象。但是由于工业化革命、人口膨胀后对海岸土地利用及渔业资源的需求增加等原因，在过去的五、六十年内，因过度捕捞、海岸及海底栖息地破坏、污染及外来种入侵等人为因素的威胁不断加剧，加之全球暖化、气候变迁的推波助澜，已使得全球各地的渔业资源锐减，海洋生物多样性正在快速消失。温室效应、CO2浓度升高所造成的海水升温与海洋酸化(ocean acidification)以及死亡区(dead zone)数目增加等问题日趋严重，若再不积极面对及改善，可预见在今后50–100年后，海洋生态系统将会因海洋生物物种的灭绝而崩溃，生活在陆地上的动物包括人类也难以生存。

然而令人不解的是，人类对占地球71%的面积和99%的生命栖息地的海洋，即所谓的“内太空”却所知甚少，所投入的人力与经费远不如我们对探月及探索“外层空间”多。以致于我们对“海洋中到底居住着哪些生物”这样的简单问题迄今仍无法回答。主要原因在于人类已探索的海洋区域只占5%左右。

海洋生物多样性的调查研究史大致可分为三个阶段：(1)18世纪，特别是欧、美的航海探险及科考之旅，如“小猎犬号”， “挑战者号”环球之旅；(2)20世纪中期，特别是五、六十年代，发达国家的研究机构及调查船开始有计划地在全球各地采集样品；(3)90年代以后, 利用一些新的海洋考察工具，各国开始酝酿一些国际间合作的调查研究计划。“海洋生物普查计划”的产生缘于1995年美国科学院的一份研究报，该报告指出全球人口不断增加，将对海洋生物物种多样性造成不可逆的破坏，但我们却对海洋生物多样性所知甚少，存在的知识鸿沟(knowledge gap)非常巨大。而造成此鸿沟的主要原因是缺少分类学家，分类工作日益式微, 且分类学仍未受到应有的重视。

海洋生物物种调查研究的不足，导致信息不足，以致无法妥善有效地管理或保护许多重要的海洋经济物种或生态系统的关键种资源。待许多物种灭绝之后，也就悔之晚矣。为了扭转该不良局势，由各国的海洋学专家共同组织了这项有史以来规模最大、历时最久、范围最广的全球海洋生物物种普查工作。希望能回答“海洋生命的过去、现在和未来”这一关键命题，从遗传、物种、群落到生态系统的不同层次来建立海洋生物多样性的调查研究及知识体系，以期能达成渔业资源可持续利用之目的。1

计划的发起及内容计划真正的发起人是全球海洋生物多样性的领衔科学家、New Jersey州Rutgers大学的Fred Grassle教授，他于1996年向Alfred P. Sloan Founda-tion办公室的计划官员Jesse Ausubel建议并构思如何来解决海洋生物多样性知识鸿沟的问题，两人就在Woods Hole海洋研究所的小镇上开始讨论。几周后，Ausubel表示：“我们已经帮助天文学家在数清天上所有的星星了，为何不让我们也帮帮海洋学家到海里去清点所有的鱼类呢”？由于Grassle对于无脊椎动物的偏爱，在基金会的资助下，他的“全球海洋生物普查”计划美梦成真。后来的5年内，来自全球不同生物类群和领域的海洋生物学专家，就开始聚集在美国、英国、希腊及泰国等地开会，研讨出一项为期10年的“全球海洋生物普查计划”。

这项计划和过去著名的“人类基因组计划”(HGP)或“世界大洋环流实验”(WOCE)等大计划的主要不同之处在于：以上这些计划只用了单一的技术和工具去回答一个大问题，而该普查计划所使用的方法则复杂得多，从橡皮筏到深海潜具，从分子生物学到卫星遥测等各种工具，去探索小到微生物大到鲸鱼等各种海洋生物的多样性、分布及其丰富度，从渔民所关心的资源匮乏到多样性保护人士所担心的物种灭绝及栖息地丧失等。因此海洋生物普查计划所需要动员的人力物力，及不同人员之间协调与分工合作也是前所未有的。

计划本身有国家和区域执行委员会(National and Regional Implementation Committee，NRIC) ，由跨学科的360多位国际知名学者组成，委员会每年举行3次会议，搜集整理该地区许多已发表及未发表的资料，共有13个国家或地区组成了CoML的国家或区域委员会来配合推动此工作，他们来自澳大利亚、加拿大、中国、日本、印度尼西亚、韩国、南非、美国、加勒比海区域、欧洲、南美、印度洋区域、非洲等13个国家和地区。由这些组织再分别召集各国的学者、政府机关、民间团体及管理者等来负责收集、整理及评估当地海洋生物的状况。通常讨论的结果是专家及政府合作单位再去提请更多的研究计划来充实或补充最急迫需要解决的海洋生物地理分布信息等问题。

普查计划的内容包括14项子计划，结合国际海洋研究科学委员会(SCOR)的观测新技术，利用最先进的仪器技术来进行实地考察。此外，还包括海洋动物种群历史研究(History of Marine Animal Populations，简称HMAP)、海洋动物种群预测研究(Future of Marine Animal Populations，简称FMAP)和海洋生物地理信息系统(Ocean Biogeographic Information System，简称OBIS) (http://www.iobis. org)三项工作。1

计划的丰硕成果2010年10月7日, 在伦敦大英皇家科学研究所、皇家学会以及自然史博物馆，有超过300名海洋生物普查计划的主持人聚会，分享他们的丰硕成果，并讨论这些成果所带来的影响。

发现的新物种10年来，海洋生物普查计划在已有23万种海洋生物基础上又增添了2万多种。截至2010年10月在伦敦举办成果发表会时，共发表了1,200多个新种，同时还有5,000多个新种有待描述，图1示例几种CoML报道的生物新种。研究结果还表明， 一些过去认为稀有的物种, 其实是很常见的。这些优秀的成果除了过去几年陆续发表在国际媒体、期刊和一些综合性的报道外，也可在该计划的网站上查阅， 甚至可以下载去年出版的First Census of Marine Life 2010: Highlights of a Decade of Discovery一书进行详阅。2009年出版的World Ocean Census一书则包括不少首次被人类发现的深海物种， 惊奇有趣。

在所发现的类群中，又以甲壳类、软件动物及鱼类物种丰富度最高，占所有海洋物种的50%以上，原生生物及藻类各占10%。这种比例随地区不同及各地分类专家人数不同而异。基本上是: 一个国家专家数和出版的图鉴愈多、海域面积愈辽阔，则种类愈丰富; 如果研究愈深入，特有种的数目会减少。

总之，普查的成果以书籍、期刊论文、数据库、网络、影像与照片等方式记录和发表。普查共出版专著或图鉴10本，学术期刊专辑有17册。

OBIS数据库CoML计划构建了全球最大的在线海洋生物地理数据库Ocean Biogeographic Information System (OBIS)。OBIS数据库可以说是海洋资源管理及应用的最有力工具，各国政府可借助该系统来进行国家和地区生物多样性与资源评估，履行其对《生物多样性公约》(Convention on Biological Diversity)的义务和其他国际承诺。目前该数据库已收集到普查前后的共计874个数据库，3,000万条物种原始分布数据, 已成为全球生物多样性信息机构(Global Bio-diversity Information Facility, GBIF)最重要的信息提供者。在物种描述部分己收集有19万种海洋生物的图文资料，成为全球生命大百科(Encyclopedia of Life， EOL)物种页面(taxon page)的最主要提供者。但其物种描述及分布数据在各类群中的详细程度并不一致，鲸豚类已达88%，鱼类为79%，但棘皮动物和苔藓动物则分别只有26%和18%，低等及微生物也很不完整。

目前OBIS网页已有英、法、西和日语几种版本,，但尚无中文版，未来将用Web 3.0方式来架构。应用OBIS数据可以依照7项标准选出全球生态或生物的显著海域(Ecologically or Biologically Significant Areas，EBSAs)；亦可建构海洋栖息地模式，以物理与生物环境及物种名、高阶元类群、地理区域、水深和时间等方式来进行查询，并可做出空间分布格局；OBIS兼具统计功能，可利用GLM模式依指定的温度、盐度和深度绘出每个物种的分布趋势。OBIS数据库中有3,000万条原始分布资料，可绘出250万张OBIS-SEAMAP，也可在时间轴上进行海洋观测的取样、SDSS模式预测等等。

由于OBIS数据库内容丰富而全面，联合国教科文组织(UNESCO)政府间海洋学委员会(Intergov- ernmental Oceanographic Commission)在2009年联合国大会上，将OBIS列为其在国际海洋数据与情报交换系统(International Oceanographic Data and Information Exchange, IODE)下的计划之一，而可以在未来加以持续运行和维护。1

研究成果的效益普查项目科学指导委员会主席、澳大利亚海洋科学研究所所长Ian Poiner在接受记者采访时曾说： “这是历史上首次进行的全球海洋生物普查。海洋浩瀚，这次普查虽然只探索了其中的一部分，但普查所留下的科学数据、研究方法和国际标准等有助于今后继续进行大规模海洋研究”。除了发现新物种及建立OBIS数据库之外，其他几项具体的效益如下：

(1)确立了目前海洋生物的多样性、分布和丰富度的基线，为未来变迁的评估奠定了基础。普查发现，海洋生物实际上比想象得更为丰富，也更相互依存。渔获量记录、鱼骨、贝壳和其他可信的文献记录显示，人类从几千年以前就开始大量利用和消耗海洋生物。

(2)利用各种无线电发报标志器及卫星追踪装置，绘制了许多大型海洋动物洄游或迁徙的路线和繁殖区域，如座头鲸(humback whale)、抹香鲸(sperm whale)、灰鲸(grey whale)、蓝鲸(blue whale)、海狮(sea lion)、海豹(seal)、海象(elephant seal) 、长尾鲨(thresher shark)、白鲨(white shark)、灰鲭鲛(blue shark)、赤蠵龟(loggerhead turtle)、翻车鱼(ocean sunfish)、黑鲔(bluefin tuna)、长鳍鲔(albacore tuna)、黄鳍鲔(yellowfin tuna)、革龟(leather turtle)、信天翁(albatross)、洪堡乌贼(Humboldt squid)等，这些数据可作为渔业管理或划设海洋保护区的重要参考。

(3)了解了哪些海域己充分调查，以及哪些海域尚待勘测。全球尚有20%的海洋未被勘测，特别是深海及远洋的中、下水层深海珊瑚、海山、海沟、冷泉、热泉等未知区域。

(4)发现了过去对深海的影响主要是废弃物处理，但如今则主要是来自渔业、石油和矿物提炼。破坏海洋生物多样性的主要原因按比例依次是过度捕捞(55%)、栖息地破坏(37%)、外来入侵种、污染及气候变迁三者则不到8%；而预测未来最大的影响则来自气候变化。对环境历史的研究显示，部分海洋栖息地和生物资源受到人类的影响已长达数千年；但如果栖息地获得保护，资源恢复虽然缓慢，但仍能奏效；近海和内海海域受到的人为影响最为严重；生物多样性遭受最大威胁的地方是内海和人口稠密的区域, 例如地中海、墨西哥湾、波罗的海、加勒比海以及中国的大陆架; 海洋经济产业和陆地来源的污染物正在对海洋生态系统的健康产生前所未有的影响。

(5)建立了世界海洋物种名录数据库(WorldRegister of Marine Species, WoRMS)。截至2011年1月, 除微生物之外，超过20万的海洋物种已被描述，估计至少有超过75万个物种尚待描述。最为大家所熟悉的海洋动物，例如鲸类、海豹和海象等，仅占海洋生物的极小部分。海洋中可能生活着数十亿类微生物。在海洋中，少数类型处于支配地位，而无数丰富度较低的种类则占观测到物种的大多数。如果这个多样性极其丰富的海洋发生变化，可能对地球的生态系统造成深远的影响。

(6)全球海洋的物种丰富度目前是以澳大利亚、日本及中国大陆位居前三名，分别为33,000、33,000及22,400多种。但如以该区域的海域面积来标准化，则以韩国、中国、南非、波罗的海、墨西哥湾为最多, 而阿拉斯加及南、北极海域的物种最少。如以特有种数来看， 从多到少依次为澳大利亚、新西兰、南极、南非、加勒比海、中国、日本、地中海等地。这些统计知识， 其实与各国分类学知识能力的强弱有关：澳洲、中国及欧洲有相对较佳的分类能力及较多的调查船，但全球博物馆或标本馆中仍有1/4的标本尚待命名。目前最大的困难是许多生物多样性大国(mega-diversity countries)皆为发展中国家，对遗传资源保护甚为严格，不轻易让国外学者入境采集及携回研究，故仍有很多海洋新物种仍待被调查发现及描述。

(7)提供培养个人、机构、国家及地区的分类及生态调查研究能力。通过普查计划将大大地丰富今后数十年的海洋生物知识。1

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学