近日，在英国格拉斯哥举行的海洋科学大会（Ocean Science Meeting）上，联合国教科文组织海洋学委员会（UNESCO-IOC）正式发布《海洋碳综合研究：实施愿景》（Integrated Ocean Carbon Research: a vision primed for implementation，IOC-R）报告。该报告由来自全球23个国家的72位作者共同完成。厦门大学海洋生物地球化学全国重点实验室柴扉教授、戴民汉教授、焦念志教授、李黎博士等参与编写。表层海洋-低层大气（SOLAS）研究计划是IOC-R的联合发起方之一。
报告系统评估了海洋吸收和储存碳的关键驱动过程，梳理了影响海洋碳汇估算的不确定性来源，并识别出可能在未来数十年内影响气候行动的关键知识空白。当前海洋吸收了人类活动产生的约25%的二氧化碳，在减缓全球变暖方面发挥着重要作用。然而，在气候变化持续加剧的背景下，这一关键气候调节功能正面临结构性变化和潜在削弱风险。
▲《海洋碳综合研究：实施愿景》（IOC-R）报告封页。图源：联合国教科文组织政府间海洋学委员会
报告指出，目前全球模型在估算海洋每年碳吸收量时存在10%~20%的差异，部分特定区域的不确定性更为显著。这种偏差主要源于观测数据不足以及对物理、生物、化学过程相互作用理解的不完整。报告强调，这种不确定性“阻碍了气候变化适应和减缓战略的制定，包括基于海洋解决方案的战略”。
在科学框架层面，报告提出了五大重点研究领域：
1. 气候变化下海洋碳汇演变；
2. 生物过程在海洋碳循环中角色的变化；
3. 陆地-海洋-冰连续体间的碳交换；
4. 海洋工业活动对海洋碳循环的影响；
5. 基于海洋的气候干预措施所引起的未来碳循环变化。
▲《海洋碳综合研究：实施愿景》报告的核心框架概览。图源：IOC-R
围绕上述方向，报告提出实施综合海洋碳研究的优先行动方案，包括：整合卫星遥感、自主观测平台与长期原位观测，构建全球协同观测网络；优化模型结构，更准确刻画物理、化学与生物过程；加强数据整合与产品合成能力；强化全球科研能力建设，尤其是在数据匮乏地区；推动跨学科合作，使科学认知更好服务社会决策需求。
▲IOC-R报告的推荐行动框架 图源：IOC-R
报告特别强调浮游生物驱动的生物泵在海洋碳循环中的核心作用。浮游植物通过光合作用吸收二氧化碳并将其转化为有机碳，最终通过食物链传递沉降到海洋深层进行长时间储存。然而，海水升温、酸化和缺氧等变化可能改变浮游生物的生长、代谢和群落结构，进而影响碳吸收与封存效率。此外，浮游生物的碳转移机制受到多种生态因素的调节，目前对于这些过程的量化和预测仍存在较大的不确定性，是当前亟待深化研究的关键领域。
报告还指出若干重要知识盲区，包括：海水升温和分层对海洋混合的影响；浮游生物群落与微生物活动对生物泵功能的重塑；碳在陆海界面和极地冰区复杂的传输过程；以及底拖网捕捞、深海采矿、水产养殖等工业活动对沉积物和食物网结构的干扰及其对碳循环路径的潜在影响。
▲支撑生物地球化学认知与能力的海洋观测平台发展时间线 图源：IOC-R
针对近年来备受关注的海洋二氧化碳移除（mCDR）技术，如海藻养殖、铁肥施和碱度增强等，报告明确指出，这些干预措施在生态风险、碳封存持久性及规模效应方面仍存在大量未知，亟需建立严密的监测与评估框架。相关科学认知上的缺失将直接影响国家气候战略、排放目标的制定以及政府间气候变化专门委员会（IPCC）的评估精度。
▲当前全球海洋碳观测数据在空间和时间上的分布不均与局限性。图a基于GLODAPv2.2023数据集，展示了全球海洋站点的地理位置分布。图b则基于SOCATv2024数据集，以1°×1°网格为单位，统计了1970年至2023年间每个网格内拥有表层海洋二氧化碳分压观测数据的月份数量。可以看到，现有的高质量、经过严格质量控制的数据集（如GLODAP和SOCAT）其观测站点在空间上明显偏向北半球，且在时间覆盖上存在大量空白区域（即许多网格在多年间仅有零星数月有数据），这凸显了全球海洋碳观测网络在覆盖范围和连续性方面的重大缺口，也是当前研究需要利用遥感、再分析和模型进行数据填补的重要原因。图源：IOC-R
总体而言，IOC-R报告系统梳理了海洋碳循环研究面临的关键科学挑战，明确了未来协同研究与能力建设路径。报告指出，在气候变化加速背景下，夯实海洋碳循环的科学认知基础，是制定有效气候减缓与适应策略的必要前提，也标志着全球海洋碳研究正迈入更加综合、系统与实施导向的新阶段。
Reference：IOC of UNESCO. 2026. Integrated Ocean Carbon Research: a vision primed for implementation. Paris, UNESCO. (IOC Technical Series, 214.) https://doi.org/10.71245/FULK2623
信息整合自UNESCO-IOC、“海潮天下”公众号、表层海洋-低层大气（SOLAS）研究计划
