和平利用南极的“长城”答卷——中国南极长城站建站40周年综述

远在南极的南设得兰群岛乔治王岛南部菲尔德斯半岛上,坐落着中国第一个南极考察站——长城站。

40年前,中国首次南极考察队591名队员渡过万里重洋来到这里,10天斗冰卧雪,把所有物资运送上岸;45天夜以继日连续奋战,建成了两栋360平方米的考察用房、4栋辅助房、1座气象站和4个20米高的通信铁塔。1985年2月20日,长城站落成典礼在漫天大雪中举行,随着五星红旗冉冉升起,我国科学发展的关键空白就此填补,我国极地考察事业的伟大篇章自此开创,我国和平利用南极的良好基础由此奠定。

40年后,由自然资源部组织实施的中国第41次南极考察队登上长城站,接替第40次南极考察队员开展站区维护和科考研究。海军“J121”打捞救生船当年留下的船锚依然挺立在岸边,纪念建站的壮举;中国首次南极考察队登陆点的位置设置了石标,成为访问长城站中外人员“打卡点”;“爱国、求实、创新、拼搏”八个大字稳稳立在站区南部山坡上,见证“南极精神”代代传承。随着我国极地考察事业的蓬勃发展,长城站目前已建设成为占地面积2.52平方公里,包括1号栋、生活楼、科研楼、车库、综合活动中心等10座大型永久建筑的常年科学考察站。2000年9月,长城站被科技部列为国家野外科学观测研究站试点站,2006年11月正式纳入国家野外科学观测研究站序列,全称为“南极长城极地生态国家野外科学观测研究站”。

建站40年来,“长城”不负期望,持续完善设施、强化保障、推进科学研究和国际交流合作,逐步发展成为维护国家南极权益的重要科技支点、极地科技成果国际交流窗口以及我国南极生态环境和生物资源观测、研究、示范和服务的核心共享平台。

为国家争得南极权益

1983年,我国加入《南极条约》,正式成为《南极条约》缔约国。当年9月,中国代表团首次以缔约国身份参加了在澳大利亚举行的《南极条约》第12次协商国会议。然而,由于我国尚未在南极建立常年科学考察站,没有发言权和表决权。回顾我国极地考察历程时,中国第41次南极考察队临时党委书记、领队、首席科学家王金辉对此感慨万千:“这让我国下定决心——尽快在南极建立自己的常年科考站,为国际南极治理作出中国人应有的贡献。”

长城站的建成使我国成为在南极建立考察站的第17个国家。1985年10月7日,我国成为《南极条约》协商国,享有了南极事务的议事权和决策权,中国在国际南极治理舞台上有了话语权。从此,南极出现了越来越多中国科学家的身影,而中国的“南极之声”,从长城站开始,传向世界。

2025年2月5日,在长城站上开展研究的中泰两国考察队员为泰国的8所学校开授线上公开课,500多名泰国师生通过视频和实时互动,了解南极的特殊生态环境和科考队员的日常工作。这是长城站推进国际交流合作的一个缩影。

建站以来,长城站持续深化国际交流合作,成为促进全球极地科学研究的重要平台。在野外科考联合作业方面,长城站致力于推动全球科学研究合作,与不同国家的科学家联合开展极地生态系统研究。近年来,长城站科研团队联合韩国科学家开展外来物种监测;联合俄罗斯科学家开展近海和陆地哺乳动物监测;联合乌拉圭科学家开展禽流感病毒检测等研究;联合德国科学家开展企鹅繁殖地监测;联合泰国科学家开展土壤环境监测。通过与多国开展多学科合作,长城站进一步加强了极地科学研究领域的知识共享与资源互补,为全球应对气候变化及生物多样性保护提供有力支持,也收获了周边外国考察站的认可与友谊。

作为国际极地研究的重要平台,长城站还积极组织和参与各类国际学术会议,把各国科学家请进门来交流学术研究成果。仅近3个月,长城站围绕极地环境保护、生物多样性监测与气候变化等议题,已举办了“南极生态环境现状与变化趋势”“南极环境保护、文化建设和政策研究”等国际学术交流会,并与泰国、智利、捷克等国科学家进行了多场学术交流,增进了中外科研人员的相互了解、增进了各国南极科研知识的共享利用。

40年来,从长城站起步,我国从南极条约缔约国到成为南极条约协商国、南极研究科学委员会成员国、国家南极局局长理事会成员国,在南极条约体系中正发挥着越来越重要的作用。

打造极地科考大本营

长城站所在的乔治王岛地区具有亚南极典型的偏温暖、多降水和复杂多变的气候环境特征,生物区系相对复杂,企鹅、飞鸟、海豹、海洋大型藻类和苔藓地衣等动植物丰富,也是南极升温最为迅速和人类活动最为频繁的地区,具有极为丰富的极地科学考察与研究资源。

随着长城站极地科考基础保障能力的不断提升,长城站极地科考大本营的作用日益凸显。经过40年的持续建设,长城站已发展成为我国南极基础生态环境和生物资源观测、研究、示范和服务的核心共享平台。

2025年1月6日,中国第41次南极考察队队员李金锋到6号植被样方查看植被生长情况。他和同事们对南极植被进行的监测和研究从2013年持续至今,陆续建立了13个样方,已经积累了近十年的数据。在长城站所处的乔治王岛菲尔德斯半岛,中国是目前唯一坚持做长期植被变化定点监测的国家。“植被监测的连续性非常重要,我们的数据因此非常珍贵。”李金锋说。他所从事的植被调查和监测工作,是以长城站为大本营构建长期观测体系的重要科考内容之一。

经历40年的发展,在全球气候变化的背景下,长城站已逐步建立起涵盖大气、土壤、水文、动植物及空间物理等多个关键领域的长期观测体系。通过多年持续监测,长城站不仅为全球气候变化的研究提供了宝贵的数据支持,也为我国在南极的生态环境考察和国际合作奠定了坚实的基础。

随着我国极地业务化观测技术和装备的不断提升,构建极区科考设备和关键设施设备观监测网,实现科考站及其重点区域监测数据的实时采集、远程传输及可视化监控,提上建设议程。

“长城站是我国最早开展观监测网建设的极地考察站。”中国第41次南极考察队长城站科研班班长顾焱介绍,长城站极地观监测网已成为提高极地科考管理精细化、极区设备智能化和安全稳定运行的重要保障。

经过40年的持续发展,长城站的长期观监测体系已成为我国在极地科研领域的基石,促进了南极生态环境、气候变化及生物多样性等方面的深入研究。随着监测技术的不断进步和数据量的持续增加,长城站将继续为全球气候变化研究提供重要的数据支持,并在未来进一步推动我国和国际社会在南极科研,特别是在应对气候变化、生态环境保护等方面的创新性发展。

“认知极地、保护极地、利用极地”成果丰硕

1985年建站以来,我国科研人员和其他国家的科研人员一道,依托长城站在菲尔德斯半岛及周边地区持续开展了以生态环境为主的长期监测、调查和科学研究。通过多学科的合作与创新,长城站科研团队在极地微生物、气候变化、生物多样性保护、污染物监测等方面取得了显著进展,为全球极地科学研究提供了重要支持,为“认识极地、保护极地、利用极地”作出了积极贡献。

一是在极地微生物种质资源发掘、生命特征及其环境生态效应研究方面取得了突破性进展。

极地环境蕴含丰富的微生物资源,它们具有独特的生命特征,特殊的极端环境适应及生态效应机制,有重要的科学研究意义及应用开发价值。科研人员依托长城站,利用大数据分析等多种先进手段,首次揭示了南北极海洋微生物群落特有的结构和功能,阐明了二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)循环及可培养细菌菌株的独特生物地理学特征;首次发现了极地海洋细菌中几丁质氧化降解利用新通路,阐明了极地海洋细菌产生的系列新型有机质降解酶的催化机制及其应用潜力。

自2014年起,科研人员基于长城站的调查在微生物种质资源的研究上也取得显著进展,发布并命名了42个新的细菌种类,并对南北极的微生物多样性进行了广泛调查。研究发现,尽管南北极地理位置相距甚远,南北极样本中的病毒类群在功能上仍然存在显著的关联性。

二是在极地典型生物种群动态及其对气候变化的响应研究方面取得重要进展。

长城站通过生态地质学手段,开展了极地典型生物种群(如企鹅、海豹等)的种群动态和栖息地调查,取得了一系列重要进展。通过对企鹅古生态的研究,成功将企鹅古生态重建时间尺度扩展至末次冰期,揭示了企鹅繁殖地的历史迁移过程,明确了大气环流异常和降水异常增多在企鹅大规模死亡中的作用。

在极地生物响应气候变化方面,研究显示,气候变化对极地典型生物种群的影响非常显著,尤其是企鹅和海豹的分布与繁殖受到了大气海洋环流的影响。这些研究为理解未来气候变化对南极关键物种的影响提供了宝贵数据。

在古环境变化重建方面,通过海冰、海平面等古环境变化的重建,在长城站开展的一系列科学研究揭示了多种气候环境要素对极地生态系统演化的影响,这为理解未来气候变化和人类活动对南极关键物种的影响、有效开展生态保护提供了重要依据。

三是在极地半挥发性有机污染物(SVOCs)监测技术的开发与全球传输机制研究方面取得显著进展。

2014年起,我国科研团队在极地环境中开展了SVOCs的监测和全球传输机制研究,取得了显著进展;开发了大体积固相萃取采集系统,有效解决了极地环境中SVOCs采样设备稳定性差的问题;建立了高通量固相萃取前处理技术,使得SVOCs的检测灵敏度提高了50倍以上,能够分析1000多种SVOCs,这使得我国在极地SVOCs研究领域达到了国际领先水平。

在过去40年里,长城站在极地微生物学、生态学、气候变化和污染物监测等领域取得的诸多突破性科研成果,不仅推动了我国极地科学技术的发展,也为全球气候变化、生态保护及资源开发等提供了重要的数据支持和理论基础。长城站的科研积累为未来在极地环境保护、气候变化应对和可持续发展方面的研究提供了有力支撑。

1984年10月8日,在我国首次南极考察队成立之际,邓小平同志挥笔写下“为人类和平利用南极做出贡献”的题词,大大鼓舞了考察队员的信心和士气。2024年2月7日,习近平总书记致信祝贺中国南极秦岭站建成并投入使用,勉励广大极地工作者“更好地认识极地、保护极地、利用极地”。40年来,一代代极地工作者在长城站上勇斗极寒、坚忍不拔、拼搏奉献、严谨求实,用翔实的科研数据和丰硕的科研成果,交出了一份满意的高分答卷。

原标题:和平利用南极的“长城”答卷——中国南极长城站建站40周年综述