深海海洋生態(tài)系統(tǒng)與海洋生態(tài)保護區(qū)發(fā)展趨勢

謝偉 ，殷克東

（1.中山大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，廣東珠海 519082；2.南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（珠海），廣東珠海 519082）

一、前言

水深大于200 m 的海洋大約占世界海洋水體的95%，主要包括陸坡、洋脊、洋盆和海溝等區(qū)域。深海海底富含多金屬結(jié)核、多金屬結(jié)殼、硫化物礦床和鐵錳結(jié)殼等礦藏。隨著陸地資源的迅速消耗，人類的眼光開始轉(zhuǎn)向海洋。由于深海開采技術(shù)的飛速發(fā)展和成本下降，深海開采的經(jīng)濟性已成為可能。盡管深海生物的代謝作用和生長相對較慢，但深海生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生物棲息地，其生物多樣性（基因多樣性、物種多樣性、群落多樣性和生態(tài)系多樣性）極高，是新型生物資源的寶庫。開發(fā)利用深海資源，同時保護深海生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)不遭受破壞，是擺在決策者面前的重大難題。

二、深海生態(tài)系統(tǒng)類型及研究現(xiàn)狀

深海中的大部分區(qū)域壓力大、食物少、沒有光線等，是營養(yǎng)匱乏的“荒漠”，在這個廣袤的“荒漠”之中，也存在一些“生命綠洲”，如深海熱液區(qū)、冷泉區(qū)、深海冷水珊瑚區(qū)、海山區(qū)、深淵區(qū)等特殊的生態(tài)環(huán)境，這些生態(tài)系統(tǒng)具有與海洋上層不同的生物種類、生物群落和生態(tài)關(guān)聯(lián)方式，具有重要的生態(tài)研究價值。

（一）深海熱液區(qū)生態(tài)系統(tǒng)

海洋科學(xué)家于1977年在東太平洋加拉帕戈斯群島發(fā)現(xiàn)了深海熱液[1]，這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了人們對于“生命起源于深海熱液區(qū)”的討論[2,3]，是生命科學(xué)上的最重要發(fā)現(xiàn)之一。深海熱液區(qū)具有地球其他地方?jīng)]有的物種，目前已發(fā)現(xiàn)的就有550 種[4]。深海熱液區(qū)的這些生物形成獨特的深海生命方式，存在完全不依賴于光合作用而獨立生存的獨立生命體系，初級生產(chǎn)者是豐度極高的不需要陽光支持的化能自養(yǎng)微生物，次級生產(chǎn)者包括成簇的管狀蠕蟲、貽貝、蟹類和魚類（見圖1）[5,6]。熱液口區(qū)圍繞在洋中脊周邊，海水穿過洋殼冷卻過程中形成的裂隙而被加熱，溫度可高達350～400 ℃，由于熱液密度相對海水密度較小，會穿過海底巖層上涌，在海水混合過程中，熱液中的多種黑色金屬硫化物發(fā)生沉積作用，在噴溢口的周圍連續(xù)沉淀，不斷加高，形成“黑煙囪”[7]。熱液之中含有大量的硫化氫，這對于大多數(shù)生物而言是有毒的，但卻是部分化能自養(yǎng)微生物的“美食”。有些熱液口的動物是通過從水體中過濾這些菌體來捕食，而另一些動物是通過與這些微生物共生的方式來生活。如熱液口占優(yōu)勢地位的大型管狀蠕蟲，它不用過濾捕食，而是進化形成了一個高度特異化的器官，稱為攝食體，里面就包含了大量的共生微生物，這些共生微生物在蠕蟲體內(nèi)進行化能自養(yǎng)作用，并將它制造的有機物質(zhì)直接供給其宿主。共生微生物有時能占到蠕蟲營養(yǎng)體25%以上的體積[8,9]。這種管狀蠕蟲是熱液口特有物種中的典型代表，具有較高的科研價值。同時，熱液口還蘊含著豐富的嗜熱古菌資源，如分離自太平洋底部2400 m 深處的“Strain 121”古菌，是目前有報道的生長溫度最高的生物，該菌株能夠在溫度高達121 ℃的高壓滅菌器中，以甲酸鹽作為電子供體，以三價鐵作為電子受體繼續(xù)生長繁殖[10]。該菌株的發(fā)現(xiàn)表明了在熱液口這樣的極端環(huán)境下，這些嗜熱微生物可能已經(jīng)進化出一套非常有效的耐熱機制。對于深海熱泉嗜熱菌的研究，很可能拓展人們對生命極限適應(yīng)溫度的認知。隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，為揭示深海熱液口微生物群落的適應(yīng)性機制提供了機遇，筆者前期比較分析了胡安德富卡硫化物“黑煙囪”與大西洋中部的稱為“迷失之城”的碳酸鹽“白煙囪”的微型生物宏基因組序列，發(fā)現(xiàn)盡管礦物組成不同，但兩個熱液口微生物群落均表現(xiàn)出高豐度的DNA 修復(fù)相關(guān)的基因，表明這些微生物需要進化出較強的DNA 修復(fù)系統(tǒng)來應(yīng)對熱液口高溫、金屬離子、毒性化合物等惡劣條件對DNA 的損傷；但在氮代謝方面，兩種熱液環(huán)境的微生物群落又呈現(xiàn)出顯著不同的特征，硫化物“黑煙囪”含有豐度較高的反硝化相關(guān)的基因，而“白煙囪”反硝化相關(guān)基因含量則較少[11]，這一結(jié)果與之后的原位化學(xué)方法測定結(jié)果一致[12]，揭示了不同熱液口微生物群落生態(tài)功能的差異性。這些研究結(jié)果均展現(xiàn)出熱液區(qū)在深海生態(tài)系統(tǒng)中的獨特性和重要性。

（二）深海冷泉生態(tài)系統(tǒng)

在海底沉積界面之下的以水、碳氫化合物、硫化氫、細粒沉積物為主要成分的流體以噴涌或滲漏方式從海底溢出，并產(chǎn)生系列的物理、化學(xué)及生物作用，這種作用及其產(chǎn)物稱為冷泉。目前在全球大陸邊緣發(fā)現(xiàn)的冷泉活動區(qū)有上千個[13]。冷泉的溫度與海底周圍溫度基本一致，由于溢出的流體富含甲烷、硫化氫等組分，能夠給一些化能自養(yǎng)合成的細菌和古菌提供豐富的養(yǎng)分。這些甲烷古菌主要是甲烷氧化類群，在冷泉中占有很高的數(shù)量，是冷泉生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈基礎(chǔ)，它們分布于硫酸鹽-甲烷轉(zhuǎn)換帶，形成數(shù)厘米至數(shù)米甚至數(shù)百米的菌斑，這些微生物對于冷泉流體的位置和規(guī)模均有較強的指示意義[14]。在硫酸鹽還原細菌和甲烷氧化微生物參與下，冷泉流體中的甲烷會發(fā)生厭氧氧化反應(yīng)，而硫酸鹽還原細菌釋放的硫化氫則可成為給化能自養(yǎng)微生物提供能量和物質(zhì)的來源，從而供應(yīng)冷泉生物群的食物基礎(chǔ)，并繁衍成獨特的冷泉生態(tài)系統(tǒng)（見圖2）。根據(jù)對內(nèi)共生化能自養(yǎng)細菌的依附程度，可將冷泉生態(tài)群落劃分為專性種（如菌席、貽貝類、管狀蠕蟲和蛤類等）、潛在專性種（如腹足動物、帽貝和螃蟹等）和非專性種（如海葵、腹足動物、短尾亞目甲殼動物等）[15]。冷泉生物具有極高的生物密度和獨特的生物多樣性，孕育著豐富基因資源和獨特的有潛在利用價值的代謝產(chǎn)物，這些都為生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)新的微生物代謝途徑和生存對策提供了機遇。

圖1 深海熱液區(qū)生態(tài)系統(tǒng)示意圖

圖2 深海冷泉生態(tài)系統(tǒng)示意圖

（三）深海冷水珊瑚生態(tài)系統(tǒng)

冷水珊瑚礁存在于世界各地的大陸架、斜坡、海底山等，不僅是深海生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，而且具有較高的生物多樣性和生態(tài)資源價值，同時也是記錄長時間尺度氣候變化的良好載體。與淺海珊瑚依賴與共生光合藻類不同，深海珊瑚主要以水中的浮游生物和從表層沉降下來的有機質(zhì)顆粒為食。與淺海珊瑚生態(tài)系統(tǒng)類似，冷水珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)也是非常脆弱的，深海捕魚、油氣開采、深海采礦，以及全球氣候變化導(dǎo)致的海洋酸化，都會影響冷水珊瑚生態(tài)系統(tǒng)。相比于熱帶淺水珊瑚，深海冷水珊瑚的研究較少，但近年來，隨著深海探測技術(shù)的迅猛發(fā)展，冷水珊瑚的研究逐漸增加，并正在成為海洋科學(xué)研究的新的熱點前沿[16]。

（四）海山生態(tài)系統(tǒng)

海山是深海大洋中的獨特生態(tài)環(huán)境，廣泛存在于世界各大洋中，估計有25 000 到140 000 個海山，覆蓋了2.88×107km2海洋面積。海山被稱為研究海洋物理和生物過程相互作用的天然實驗室[17]。海山能夠與海洋中不同尺度的流動產(chǎn)生相互作用，形成非常復(fù)雜的海山多尺度動力過程：矯正環(huán)流、上升流（下沉流）、中尺度渦、內(nèi)波以及小尺度湍流等。這些多尺度動力過程既相互獨立又相互影響，驅(qū)動著動量、熱量以及營養(yǎng)物質(zhì)的水平和垂直輸運，導(dǎo)致海山區(qū)的水體和海底均擁有明顯不同于大洋其他區(qū)域的獨特生態(tài)系統(tǒng)，其典型特征就是海山區(qū)的浮游生物、游泳生物和底棲生物在生物量、豐度[18,19]、多樣性[20]等方面往往高于周邊的大洋生態(tài)系統(tǒng)和海盆生態(tài)系統(tǒng)，這一系列現(xiàn)象被歸納為“海山效應(yīng)”。但這個觀點也受到挑戰(zhàn)，研究者在20年里通過對不同海山的系統(tǒng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，基于葉綠素計算的海山初級生產(chǎn)力僅有幾次是高于周邊海域的，這少數(shù)幾次的高生產(chǎn)力也可能是被高估的人為因素，或者是海山區(qū)域發(fā)生的短期事件[21]。另外一種觀點認為，海山區(qū)的高生物量可能并非源于當?shù)氐母呒壔虺跫壣a(chǎn)力，而是海流與海山地形作用帶來的懸浮性食物、浮游動物及其捕食者等外來輸入引起的。但是，科學(xué)界都不否認海山生態(tài)系統(tǒng)的高生產(chǎn)力特征必然對海山微生物類群的生物量及多樣性有著顯著的影響。海山是否維持比周邊海域較高的生產(chǎn)力仍然是一個海洋之謎。海洋初級生產(chǎn)力主要取決于營養(yǎng)鹽，但能否積累形成藻華卻取決于水團環(huán)流和垂直混合。海山的高生態(tài)生產(chǎn)力要么是海山地形足夠淺能夠產(chǎn)生上升流，穿越密度躍層，提供深海營養(yǎng)鹽到真光層，要么是海山的物理海洋過程造成幅聚作用，將周邊的有機物帶到海山形成陷阱效應(yīng)?？傊Ｉ絽^(qū)高生產(chǎn)力的原因仍有待于開展更深入的生態(tài)學(xué)調(diào)查。

（五）深淵生態(tài)系統(tǒng)

深海中深度大于6000 m 的區(qū)域稱為深淵。人們曾認為，由于極端的壓力與環(huán)境隔絕，深淵帶環(huán)境應(yīng)該是生命罕至的“一潭死水”。但是，近50年來的研究表明，深淵并不是靜止不動，而是參與深層氣旋環(huán)流和大洋深海環(huán)流等物理過程的，具有較為可觀的物質(zhì)輸入，同時也具有豐富的生物多樣性[22～24]。例如，在最大深度約8000 m 的阿塔卡馬海溝，小型底棲生物的密度每平方厘米可達到6000 余只，是附近較淺海底平原生物量的10 倍[25]，在深度為10 542 m 的千島海溝也有類似的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)[26]。人們曾在克馬德克海溝7000 m 處捕獲到體長達35 cm 的端足類生物，比其在淺海區(qū)的親緣物種長出約10倍，這可能與其在深淵缺少捕食者有關(guān)[27]。深淵由于都在“碳酸鈣補償深度”以下，碳酸鈣以溶解態(tài)存在，以碳酸鈣為主要結(jié)構(gòu)組分的有孔蟲無法生存，而科學(xué)家卻在深淵發(fā)現(xiàn)與眾不同的有孔蟲種類，可能與這些有孔蟲對深度的適應(yīng)性進化有關(guān)[22]。我國科學(xué)家利用自主研發(fā)的“天涯號”和“海角號”深淵著陸器，捕獲了馬里亞拉海溝6000 m水深的超深淵獅子魚，通過對其形態(tài)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)超深淵獅子魚為適應(yīng)高壓環(huán)境，其骨骼變得非常薄且具有彎曲能力，頭骨不完全，肌肉組織也具有很強的柔韌性。其基因組分析顯示，超深淵獅子魚視覺相關(guān)的基因發(fā)生了大量丟失，多個與細胞膜穩(wěn)定和蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定相關(guān)的基因發(fā)生了突變，這些基因?qū)用娴淖儺惪赡芄餐斐闪似洫毺乇硇停椭溥m應(yīng)超深淵的極端環(huán)境[28]。這些深淵的特有物種類群，也是研究深海生物多樣性的寶貴資源。

三、深海生態(tài)系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)

（一）深海生物多樣性下降顯著

2003年，國際海洋考察理事會（ICES）認為大多數(shù)“深水種群可能超出安全生物限度”。例如，1978—1994年，西北大西洋的幾個目標物種和非目標物種的數(shù)量下降了90%以上[29]，從20 世紀60年代中期到90年代，深海漁業(yè)產(chǎn)量每年減少了8×105～1×106t [30]。20 世紀90年代以后，許多國家和政府間組織認識到需要加強管理行動，以保護脆弱的海洋物種和棲息地，以促進枯竭種群的恢復(fù)[31,32]。然而，具有低生產(chǎn)能力的深水物種的恢復(fù)可能需要數(shù)十年或更長時間[33]。

由于深海探測技術(shù)的局限，我國在深海生物多樣性調(diào)查研究方面還剛剛起步?？上驳氖?，“十一五”以來，我國重點發(fā)展海洋技術(shù)，深海開發(fā)技術(shù)得到空前發(fā)展。目前，我國已經(jīng)擁有常壓潛水裝置、纜控水下機器人、600 m 無人無纜自治水下機器人等深海探測裝備。值得一提的是，我國研制的“蛟龍?zhí)枴?000 m 載人潛水器，是目前能夠到達海底最深的載人潛水器，使我國的深海調(diào)查能力可以覆蓋世界99%的洋底。另一臺深海潛水器“深海勇士號”，也于2017年8月成功實現(xiàn)載人深潛。值得一提的是，“深海勇士號”浮力材料、深海鋰電池、機械手全是中國自己研制的，國產(chǎn)化率達到95%以上。這些“國之重器”的成功研發(fā)，展示了我國在深海探測技術(shù)上的飛躍發(fā)展，也為研究和保護深海生物多樣性奠定了基礎(chǔ)。在立法層面上，2016年5 月1 日，《中華人民共和國深海海底區(qū)域資源勘探開發(fā)法》正式頒布生效，該法律將保護深海環(huán)境作為專門章節(jié)列出，對于保護深海物種多樣性具有重要意義。這一立法的頒布實施，既順應(yīng)了國際海底活動發(fā)展的大趨勢，又展示了我國負責任的大國形象。

（二）深海資源開采的生態(tài)問題

深海海底資源勘探和開發(fā)必將造福于全人類，一方面有助于滿足社會不斷增長的物質(zhì)與精神需求，另一方面還需要可持續(xù)發(fā)展。在深海海底資源開發(fā)的不同階段，均會對海洋環(huán)境產(chǎn)生影響。在深海資源勘探過程中，大功率的海底勘探機械設(shè)施作業(yè)會攪動底層沉積物，一方面會堵塞大型動物的呼吸器官，使其窒息死亡；另一方面，也會增加海水中各種礦物質(zhì)含量，從而改變海水水質(zhì)，對區(qū)域內(nèi)的珊瑚礁及微生物造成破壞，致使部分海底生物失去繁衍和棲息的場所。同時，在深?？碧街校殡S著機械、化學(xué)、電解、海洋腐蝕、激光等技術(shù)的使用，各類污染物會被帶入深海。海底礦物加工過程中產(chǎn)生的大量廢棄物被丟棄在海洋中，大量從事運輸業(yè)的船舶在運輸過程中產(chǎn)生的污染物被直接排入海中，會給深海環(huán)境造成污染。由于深海資源通常處在地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜、斷裂活動比較顯著和集中的地區(qū)，深海開采后期很可能誘發(fā)地震、引起海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。深海資源開采的這些環(huán)節(jié)，均會對深海生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此，必須從可持續(xù)發(fā)展原則出發(fā)，不斷提高深海生態(tài)環(huán)境調(diào)查評價研究水平，增強深海資源開發(fā)中的生態(tài)環(huán)境保護與監(jiān)控能力。

《聯(lián)合國海洋法公約》認為國家主權(quán)以外的海域是全人類的財產(chǎn)，它的開發(fā)必須對全人類有益，并對海底開采制定了特定的規(guī)矩、權(quán)力和責任。由于生物多樣性往往集中存在于熱點區(qū)域，設(shè)置生態(tài)保護區(qū)成為一個保護生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的有效工具。因此，全球海洋和陸地保護區(qū)的覆蓋面積一直都在持續(xù)增長。海洋保護區(qū)的概念于1962年在世界國家公園大會上首次被提出，1988年在哥斯達黎加舉行的國際自然保護聯(lián)盟第十七屆全會決議案中，明確了海洋保護區(qū)的目標在于“通過建立全球海洋保護區(qū)代表系統(tǒng)，并對人類利用和影響海洋環(huán)境的活動進行管理，從而實現(xiàn)長期的保護、恢復(fù)，明智地了解和開發(fā)利用世界海洋生態(tài)資源”。1995年，我國有關(guān)部門制定了《海洋自然保護區(qū)管理辦法》，以貫徹養(yǎng)護為主、適度開發(fā)、持續(xù)發(fā)展的方針，加強海洋自然保護區(qū)建設(shè)和管理。自2014年以來，全球海洋方面的保護區(qū)面積翻了一倍，目前保護區(qū)面積已達到1.7%。《生物多樣性公約》秘書處與聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的世界保護監(jiān)測中心（WCMC-UNEP）和聯(lián)合國發(fā)展計劃署（UNDP）聯(lián)合指出，到2020年，10%的海洋區(qū)域，尤其是生物多樣性熱點海域，應(yīng)該受到有效的保護和管理[34]。

（三）陸源污染物的影響

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，許多有機污染物（例如滴滴涕、多氯聯(lián)苯和許多其他殺蟲劑、除草劑和工業(yè)化學(xué)品等）隨著徑流輸入、海產(chǎn)養(yǎng)殖、化學(xué)品泄漏、海難事故、大氣沉降等方式進入海洋。人們一度認為，陸源污染物只會影響到近海海域的生態(tài)系統(tǒng)，但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，深海魚類中含有的上述持久性有機污染物的濃度，可能比表面居住的魚類高一個數(shù)量級，深海隨之被認為是全球持久有機污染物的最終歸宿[35]?，F(xiàn)在深海沉積物中廣泛發(fā)現(xiàn)微塑料的分布也可以證明這一現(xiàn)象的普遍性[36]。我國學(xué)者在11 000 m 的馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵沉積物中，發(fā)現(xiàn)了大量毒性有機污染物，其總濃度甚至高于其他較淺海域沉積物中的含量，表明持久性有機污染物已經(jīng)到達了世界海洋中最深處。這些污染物對于深海生態(tài)系統(tǒng)的長遠影響目前尚無法評估[37]。

（四）氣候變化的影響

隨著全球氣溫逐漸升高，海洋的分層情況將更加穩(wěn)定，會減少深海氧氣的補充。同時，溫度升高也會導(dǎo)致海水中氧氣溶解度降低[38～40]。在過去的20年中，印度洋、大西洋和太平洋的氧氣濃度已經(jīng)下降，這些地區(qū)有明顯的最低氧氣帶（OMZ），伴隨著OMZ 水團的水平和垂直擴張[41]，深海生物群落將受到嚴重影響，缺氧能夠?qū)е律锪亢蜕锒鄻有源蟠鬁p少[42～44]。另外，上層海洋的脫氧還可能導(dǎo)致向深海食物的供應(yīng)減少，例如，加利福尼亞寒流在氧氣濃度較低的時期，中層水的魚類數(shù)量顯著減少，從而導(dǎo)致許多深水魷魚和深海魚類數(shù)量下降了約60 % [45,46]。

四、深海生態(tài)保護的關(guān)鍵需求和策略

（一）建立深海生物數(shù)據(jù)庫

在過去的幾十年里，深海生物多樣性研究取得了快速進步。然而，依然存在深海研究較為分散、研究對象集中在個體較大的生物類群上、研究區(qū)域集中在水深較淺的區(qū)域等問題。未來可通過戰(zhàn)略性合作，建立典型深海生態(tài)環(huán)境、深海生物多樣性數(shù)據(jù)庫。在采樣方法上，需要建立標準的數(shù)據(jù)采樣、分析與共享機制。在研究對象上，不僅僅是針對宏觀生物，利用目前發(fā)展較快的分子生物學(xué)與宏基因組技術(shù)，也可以建立微型生物的數(shù)據(jù)庫。在采樣設(shè)備上，利用深海探測設(shè)備（如遙控無人潛水器、載人深潛器等）及原位觀測設(shè)備（錨系基陣、深水滑翔機等），可在空間和時間上極大地拓展對深海生物多樣性的認識。同時，利用數(shù)值模擬的方法，可以擴大生態(tài)信息的空間覆蓋范圍，并發(fā)展出科學(xué)假設(shè)來指導(dǎo)采樣方向。通過深海生物多樣性數(shù)據(jù)庫的建立，可對不同典型海洋環(huán)境中生物多樣性信息進行跟蹤分析，并利用這些信息來確定生物多樣性的熱點和大規(guī)模的生態(tài)模式，分析隨時間和空間的物種遷移，隨溫度、鹽度和深度發(fā)現(xiàn)新的物種，并比較物種棲息地等。在此基礎(chǔ)之上，對深海生物多樣性的認識將會更加全面深入，從而為深海資源開發(fā)與生態(tài)系統(tǒng)保護的平衡發(fā)展提供依據(jù)。

（二）平衡深海資源利用與生態(tài)保護的關(guān)系

深海生態(tài)系統(tǒng)的特征決定其保護策略會迥異于淺海生態(tài)系統(tǒng)[47,48]。目前，僅有少數(shù)的國家和國際組織，能夠科學(xué)地實施深海生態(tài)管理、保護和恢復(fù)。在2007年和2008年的聯(lián)合國大會上，深海生態(tài)系統(tǒng)保護問題被提上議程?？茖W(xué)家們必須提供信息，以幫助指導(dǎo)保護和可持續(xù)管理深海生態(tài)系統(tǒng)?；A(chǔ)生態(tài)研究的增加對于協(xié)助海洋保護區(qū)的設(shè)計至關(guān)重要。但是，不同于陸地生態(tài)系統(tǒng)的研究，深海生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取與深海探測技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。目前可以做到的是，將不同的深海生態(tài)環(huán)境進行分類，建立深海生物類群多樣性與其棲息地的對應(yīng)關(guān)系。進而通過生物地理分布模型來預(yù)測那些研究程度較低的深海區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)變化[48]。生物多樣性/棲息地模型與其他的模型整合，對于建立海洋保護區(qū)具有很好的指導(dǎo)意義，從而能夠有效地指導(dǎo)深海資源開發(fā)利用[49]。

隨著社會的不斷發(fā)展，資源的開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護的矛盾日趨明顯，涉及眾多利益相關(guān)者，因此平衡經(jīng)濟和生態(tài)保護的考慮不是一項簡單的任務(wù)。深海資源的開發(fā)利用與生態(tài)保護問題同樣如此，深海管理政策的成功依賴于利益相關(guān)者的公開信息交流。管理者需要與資源利用者共同合作，利用科學(xué)研究提供的信息為依據(jù)，從而可持續(xù)地開發(fā)利用深海資源。

（三）發(fā)展深海生態(tài)理論模型

島嶼生物地理平衡理論是生態(tài)學(xué)研究的經(jīng)典理論之一，該理論認為島嶼上的生物種數(shù)取決于島嶼的面積、年齡、生態(tài)環(huán)境的多樣性、拓殖者從來源地進入島嶼的可能性和來源的豐富性，以及新種拓殖的速度和現(xiàn)存種絕滅速度的平衡狀況[50,51]。該理論的提出，為設(shè)定生物保護區(qū)保護生物多樣性和可持續(xù)發(fā)展平衡提供了理論依據(jù)，為保護生態(tài)學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。然而，該理論目前主要是在陸地和淺海生態(tài)系統(tǒng)中得到驗證與應(yīng)用，深海生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性，是否也符合該理論模型，仍然缺乏研究。深海中廣泛分布的海山、冷泉、熱液、鯨落等生態(tài)環(huán)境，類似于上述理論中的各個島嶼，將深海中不同的生態(tài)環(huán)境通過類似的生態(tài)理論進行關(guān)聯(lián)，建立深海生物多樣性受生態(tài)環(huán)境面積大小、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)背景、生態(tài)環(huán)境水化學(xué)特征等因素的調(diào)控作用，將對深海生物多樣性的保護及設(shè)立深海生物保護區(qū)具有重要的指導(dǎo)意義。隨著我國深海探測裝備的日益發(fā)展，系統(tǒng)而精確的深海生物多樣性調(diào)查成為可能，也為發(fā)展深海生態(tài)理論模型提供了機遇。

（四）加快管理對策和法律文書的制定

最近聯(lián)合國加快了對國家主權(quán)以外的海洋管理，正在根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》就“國家管轄范圍以外區(qū)域海洋生物多樣性的養(yǎng)護和可持續(xù)利用”擬定一份具有法律約束力的國際文書（簡稱BBNJ）。其主要內(nèi)容將包括：國家管轄范圍以外區(qū)域海洋生物多樣性的養(yǎng)護和可持續(xù)利用；海洋遺傳資源，包括惠益分享問題；劃區(qū)管理工具包括海洋保護區(qū)等措施；環(huán)境影響評估；能力建設(shè)和海洋技術(shù)轉(zhuǎn)讓。這份文書目前正在討論中，一旦形成法律文件和實施，將對國家主權(quán)以外海域的海洋資源開發(fā)產(chǎn)生巨大影響。因此，我們不僅僅需要了解開發(fā)海域的生態(tài)環(huán)境、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)，還需要發(fā)展更為先進的開采技術(shù)以減少對生態(tài)環(huán)境的傷害。