新闻及香港科大故事

由香港科技大学（科大）海洋科学系、中国科学院动物研究所（中科院动物所）及南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）（广州海洋实验室）联合领导的研究团队，揭示长期以来被忽视的珊瑚礁生态系统碳储存潜力，并阐明礁栖鱼类、珊瑚及表层沉积物在塑造珊瑚礁碳库中的协同作用。尽管珊瑚礁是海洋中生物多样性最高、生产力最强的生态系统之一，但其碳库特征一直缺乏系统性量化研究。为填补这一知识空白，研究团队在科大海洋科学系讲座教授钱培元教授、中科院动物研究所魏辅文教授，以及广州海洋实验室研究员周文亮教授的带领下，开发出一套融合立体视频调查、元素分析及统计建模的创新综合方法，对中国南海珊瑚礁生态系统中鱼类、珊瑚群落及沉积物的碳储量进行量化评估。研究结果显示，南海珊瑚礁的碳储量与中国传统蓝碳生态系统（如红树林、盐沼和海草床）相若，甚至在部分情况下更高，而后者一直被视为缓解全球气候变化的重要碳汇。研究进一步发现，沉积物是珊瑚礁中的最大的碳库，同时珊瑚和鱼类生物量亦对碳储量有重要贡献。这一关键发现表明，珊瑚礁生态系统的退化将显著削弱其碳储存能力，并可能导致已封存的碳重新释放至海洋及大气中。团队对礁栖生物在固碳、转化及释放过程中的作用机制进行了系统性分析。通过整合全球逾50项珊瑚礁热点区域的研究数据，研究人员发现生态系统尺度上的净化作用和净生产力均呈现正向趋势，表明珊瑚礁生态系统内部存在高度动态且复杂的碳交换与再分配过程。此外，研究探讨了礁栖鱼类通过生物侵蚀、排泄和呼吸等途径，对珊瑚礁碳循环所产生的影响。结果显示，鱼类群落对碳收支的影响远超其直接碳储存能力。研究估算，鱼类每年将大量碳输送至沉积物碳库。这发现亦凸显一项重要的生态学启示：保护珊瑚礁动物群落不仅对维护生物多样性至关重要，对于维持沉积物作为长期碳库的核心功能也同样不可或缺。钱培元教授表示：「我们的研究以南海珊瑚礁为研究对象，揭示了珊瑚礁生态系统具有显著的固碳潜力，并为理解珊瑚及礁栖鱼类在珊瑚礁碳循环中的作用提供关键见解。研究结果显示，在全球气候与环境变化日益加剧的背景下，加强生物多样性保育对于维持珊瑚礁生态系统的碳汇功能及其稳定性具有重要意义。

香港科技大学（科大）两项国际深海大科学计划获得联合国教科文组织（UNESCO）正式批准，将分别透过研究海底甲烷渗漏对全球暖化的影响，以及探索极端深海生态系统的生物多样性，填补当前气候科学的关键缺口。两项计划均旨在加强全球合作，为应对未来气候挑战提供重要的科学依据。两项国际大科学计划——「甲烷渗漏对全球气候的影响（CliMetS）」及「深海冷泉界面之谜（MOCSI）」，已分别获纳入「联合国海洋科学促进可持续发展十年（2021–2030）（海洋十年）」及「联合国科学促进可持续发展国际十年（2024–2033）（科学十年）」两大合作框架。此联合国的双重认可，不仅彰显科大在气候影响研究方面的雄厚实力与国际领导地位，更凸显其在全球海洋科学中部分有待深入探索领域所作出的贡献。连结海洋科学与气候行动CliMetS大科学计划由科大与南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）（广州海洋实验室）共同发起，针对现今气候模型中一项重要研究空白——海底甲烷渗漏如何影响全球气候系统。此计划汇聚全球53个国家、138所科研机构逾220名研究人员，致力建立全球甲烷渗漏排放的观测与测绘网络，透过对各海域主要甲烷渗漏区域展开长期监测，并构建全面的全球甲烷渗漏综合数据库。CliMetS将取得关键科学数据，用以改进气候预测模型，并完善对全球暖化及气候临界点的评估，为未来气候政策与治理提供重要的科学基础。破解深海冷泉生命之谜配合CliMetS，科大亦与广州海洋实验室联合发起MOCSI大科学计划，专门研究西北太平洋、南太平洋、西印度洋和大西洋的冷泉生态系统。此计划将应用跨学科技术，有系统地揭示生物如何适应极端冷泉环境，探索冷泉生物的基因及种群连通性，发掘潜在生物资源，并阐明关键的生物地球化学循环机制。通过构建全方位的冷泉生态系统科学蓝图，MOCSI将深化全球对冷泉生物多样性、生态系统韧性及生物地球化学动力学的理解，为深海保育、海洋资源管理与可持续发展提供坚实的科研根基。

由香港科技大学（科大）海洋科学系讲座教授钱培元教授领导的研究团队和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）及中国水产科学研究院黄海水产研究所展开合作，在揭示深海黑珊瑚（Bathypathes pseudoalternata）与其共生菌的适应机制方面取得重大突破。 研究成果已于国际权威期刊《 Cell Host & Microbe》发表。研究首次针对这种深海黑珊瑚进行从基因组到功能层面的全面分析，深入剖析其如何透过营养互补、代谢合作、抗氧化防御、病毒抵御与免疫稳态，在极端环境中存活。 研究更提出一个崭新的概念模型，显示深海珊瑚维持一套简约、高效且功能互补的共生系统，为探索深海生物功能基因资源提供重要的参考。为探究深海珊瑚如何维持高度简化却高效的共生体系，研究团队开发了一套综合分析框架，涵盖宿主基因组、共生菌群落结构、共生菌基因组、空间分布及转录组功能。 透过多层次整合方法，研究团队系统性地分析了深海黑珊瑚的共生稳定性、营养互补和免疫调控机制。 团队成功组装出一套由16条染色体构成的高品质染色体级基因组。 基因家族分析显示，与营养摄取、内吞与溶酶体功能及免疫反应相关的代谢途径显著增加，反映珊瑚在营养匮乏的深海环境中，透过强化物质吸收和细胞消化能力而生存。 此外，该基因组缺乏多种氨基酸和部分维生素的完整合成途径，这从遗传层面证实珊瑚必须依赖共生菌提供所需的营养素。

香港科技大学（科大）与南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）合作推出全球首个深海组学数据库（https://DeepOceanOmics.org/）。作为同类中规模最大的平台，数据库一站式整合及分析极端海洋环境中生物的多组学数据，并提供个性化分析工具，支持跨物种比较与演化研究。平台旨在善用深海生物资源、加深科学界对深海生物多样性及生态系统的理解，从而推动极端环境生物适应机制的全球研究与应用。深海，即海面以下逾1,000 米深的区域，是地球上最庞大且极少被探索的生态系统之一，其生物多样性在高压、缺氧、黑暗、低温及营养匮乏等极端环境下孕育而成。虽然近年研发的高通量测序技术已有助取得大量深海物种的多组学数据，揭示它们在基因、代谢和共生机制等方面的独特适应性，但科学家缺乏统整资源、标准化数据及专用分析工具，阻碍了这些多组学数据的有效整合与探索。为填补这关键的缺口，由科大海洋科学系讲座教授钱培元教授、助理教授吴龙君教授及博士后研究员佘加杰博士领导的研究团队，人工收集并整合了68种深海动物的多组学数据，包含72个基因组、950个转录组、1,112个宏基因组及15个单细胞转录组。数据库涵盖来自冷泉、热液喷口及海山等深海栖息地的七大门类物种，包括软件动物、环节动物、节肢动物、脊索动物、刺胞动物、棘皮动物及多孔动物，并结集了1,413份化石纪录，支持深海生物环境适应策略的演化分析，成为目前物种覆盖最广、数据最全面的深海多组学平台。

香港科技大学（科大）联同南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）（广州海洋实验室）及全球逾200位专家，成功启动「海底甲烷渗漏对全球气候的影响（CliMetS）」大科学计划。作为联合国海洋科学促进可持续发展国际十年（海洋十年）认可的倡议之一，CliMetS大科学计划致力绘制全球海床甲烷渗漏分布图，并测量其对气候系统的影响。科大近期于南美洲及非洲合办两场重要的国际研讨会，旨在凝聚全球力量，填补各国在海底甲烷渗漏研究的空白，深化跨洲合作。搭建桥梁：促进知识交流与能力共享甲烷是一种强效温室气体，其20年间的增温效应是二氧化碳的80倍以上。在海床下储藏的大量甲烷一旦被释放，将大幅加速气候变化。 然而，其渗漏规模与机制仍是科学界最迫切的谜团之一。为填补这方面的关键研究空白，科大海洋科学系讲座教授、广州海洋实验室副主任兼香港分部主任钱培元教授担任CliMetS大科学计划的负责人及管理委员会主席，致力将零散的区域性研究化零为整，并推动计划成为一项全球性行动。钱教授强调计划的重要性：「CliMetS大科学计划的核心目标是促进知识交流与能力共享，尤其是在南半球资源匮乏的国家，他们往往缺乏相关领域的专业人才、基础设施及先进技术。通过利用中国及其他发达国家的尖端科研技术与设施，包括中国科研考察船『 深海一号』及载人潜水器『 蛟龙号』，我们希望在全球范围内组织国际联合航次进行大规模的甲烷渗漏勘探。」他强调，区域研究议程须由各地区持份者共同制定、共同主导。

由香港科技大学（科大）甘剑平教授（海洋科学系）和杨灿教授（数学系）领导的研究团队，开发了一种新型AI驱动的工具，名为STIMP，用于诊断沿岸海洋生产力和生态系统健康。STIMP引入了一种新范式，能够对缺失数据进行插补，从而在大时空尺度上预测叶绿素a（Chl-a）浓度。在对四个全球代表性沿海区域的测试中，STIMP的表现显著优于现有的地球科学工具，将插补的平均绝对误差（MAE）降低最高达81.39%，预测的平均绝对误差降低了58.99%。准确的叶绿素-a预测有助于及早检测有害藻华，保护生态系统，并为制订海洋政策提供具数据基础的见解。 沿岸海洋是地球上生产力最高的海洋生态系统，因为来自陆地的营养盐输入和活跃的水动力过程促成了高生物生产力和生物多样性。然而，沿岸海洋生态系统易受频繁且严重的富营养化、生物地球化学极端事件和缺氧的影响，这些因素严重威胁着沿海环境的可持续性以及沿海地区的蓝色经济。叶绿素a的浓度是衡量海洋环境整体健康状况的关键指标。利用遥感获得的叶绿素a数据来实现大尺度时空海洋环境质量诊断的数据驱动方法，是一种有前景的解决方案。然而，开发基于数据驱动的大尺度时空叶绿素a预测方法仍面临三个挑战：首先，叶绿素时间变化难以捕捉；其次，叶绿素的空间异质性难以建模；第三，观测数据的高缺失率使得时空变化的获取更具挑战性。 为了解决上述挑战，科大研究团队开发了一种先进的AI驱动时空插补与预测（STIMP）模型，用于预测沿岸海洋中的叶绿素a。STIMP将叶绿素a的预测分解为两个连续步骤：1）插补过程，从部分观测数据中重建多个可能得完整时空叶绿素a分布；2）预测过程，基于每个重建的连续且完整的时空叶绿素a分布进行精准预测。通过使用Rubin规则对多次插补和预测过程的结果进行平均，获得最终的叶绿素a预测。透过这种方式，我们的STIMP方法不仅通过对缺失数据的精确插补提高了整体预测性能，还提供了置信区间以量化预测的不确定性。

香港科技大学（科大）今天正式成立潘乐陶气候变化与可持续发展研究中心（研究中心），此项目具有革新意义，旨在加速气候韧性及可持续发展领域的研究，及提供创新的政策方案。中心在潘乐陶慈善基金创办人潘乐陶博士工程师的慷慨捐助下成立，汇聚科大于气候科学、先进模拟系统、人工智能、可再生能源及可持续发展领域的专才，为全球政府、产业界与社会提供可拓展而又切实可行的方案。 来自欧洲、美国、韩国和中国内地等顶尖学府的知名学者，以及政府与学术界领袖均云集于研究中心的成立典礼上。开幕仪式更邀得香港特别行政区环境及生态局局长谢展寰先生、潘乐陶博士及工程师，科大校长叶玉如教授、首席副校长郭毅可教授，副校长（研究及发展）郑光廷教授以及研究中心主任陆萌茜教授一同主礼。 以科研驱动实质变革 研究中心致力推动跨领域合作，并提供以科技为本的解决方案，增强社会抵御气候威胁的能力。该中心的核心使命是结合前沿科学研究与政策及产业需求，强化世界各地社群应对气候转变的影响及降低气候转变带来的风险。 初步重点研究领域：

香港科技大学（科大）与溢达集团携手推出一项为期五年的创新研究计划，旨在通过产学研深度融合，推动大湾区可持续发展进程。根据合作协议，科大学生将在教授指导下，每年两度到访溢达集团位于桂林的可持续发展园林「十如」（Integral）进行实地考察，就环境监测、生物多样性保护等领域提出可持续发展建议。 该园区占地逾50万平方米，去年更获联合国全球契约组织选为「二十年二十佳」可持续发展案例之一。 工业与自然融合的生活实验室 坐落于中国首批国家可持续发展议程创新示范区—桂林，「十如」呈现了纺织服装行业开创性的发展模式，结合文化承传、优质就业、创新理念和环境永续，展示了制造业与大自然可以和谐共存。园区融合了绿色能源应用、零废水排放系统与创新染色技术，更拥有国内首个天然染料植物专类园与天然染色研发中心，成为「未来工厂」的新典范。 在此五年合作框架下，科大学生团队将在桂林启动沉浸式研究项目，透过收集如碳足迹和能耗等量化环境指标与质性生产流程资料，并进行生物采样，团队会撰写分析报告，以评估「十如」制衣工序对生态环境的影响，并提供建议，促进纺织及制衣业的可持续发展。