新聞及香港科大故事

由香港科技大學（科大）海洋科學系、中國科學院動物研究所（中科院動物所）及南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）（廣州海洋實驗室）聯合領導的研究團隊，揭示長期以來被忽視的珊瑚礁生態系統碳儲存潛力，並闡明礁棲魚類、珊瑚及表層沉積物在塑造珊瑚礁碳庫中的協同作用。儘管珊瑚礁是海洋中生物多樣性最高、生產力最強的生態系統之一，但其碳庫特徵一直缺乏系統性量化研究。為填補這一知識空白，研究團隊在科大海洋科學系講座教授錢培元教授、中科院動物研究所魏輔文教授，以及廣州海洋實驗室研究員周文亮教授的帶領下，開發出一套融合立體視頻調查、元素分析及統計建模的創新綜合方法，對中國南海珊瑚礁生態系統中魚類、珊瑚群落及沉積物的碳儲量進行量化評估。研究結果顯示，南海珊瑚礁的碳儲量與中國傳統藍碳生態系統（如紅樹林、鹽沼和海草床）相若，甚至在部分情況下更高，而後者一直被視為緩解全球氣候變化的重要碳匯。研究進一步發現，沉積物是珊瑚礁中的最大的碳庫，同時珊瑚和魚類生物量亦對碳儲量有重要貢獻。這一關鍵發現表明，珊瑚礁生態系統的退化將顯著削弱其碳儲存能力，並可能導致已封存的碳重新釋放至海洋及大氣中。團隊對礁棲生物在固碳、轉化及釋放過程中的作用機制進行了系統性分析。通過整合全球逾50項珊瑚礁熱點區域的研究資料，研究人員發現生態系統尺度上的淨鈣化作用和淨生產力均呈現正向趨勢，表明珊瑚礁生態系統內部存在高度動態且複雜的碳交換與再分配過程。此外，研究探討了礁棲魚類透過生物侵蝕、排泄和呼吸等途徑，對珊瑚礁碳循環所產生的影響。結果顯示，魚類群落對碳收支的影響遠超其直接碳儲存能力。研究估算，魚類每年將大量碳輸送至沉積物碳庫。這發現亦凸顯一項重要的生態學啟示：保護珊瑚礁動物群落不僅對維護生物多樣性至關重要，對於維持沉積物作為長期碳庫的核心功能也同樣不可或缺。錢培元教授表示：「我們的研究以南海珊瑚礁為研究對象，揭示了珊瑚礁生態系統具有顯著的固碳潛力，並為理解珊瑚及礁棲魚類在珊瑚礁碳循環中的作用提供關鍵見解。研究結果顯示，在全球氣候與環境變化日益加劇的背景下，加強生物多樣性保育對於維持珊瑚礁生態系統的碳匯功能及其穩定性具有重要意義。

香港科技大學（科大）兩項國際深海大科學計劃獲得聯合國教科文組織（UNESCO）正式批准，將分別透過研究海底甲烷滲漏對全球暖化的影響，以及探索極端深海生態系統的生物多樣性，填補當前氣候科學的關鍵缺口。兩項計劃均旨在加強全球合作，為應對未來氣候挑戰提供重要的科學依據。兩項國際大科學計劃——「甲烷滲漏對全球氣候的影響（CliMetS）」及「深海冷泉界面之謎（MOCSI）」，已分別獲納入「聯合國海洋科學促進可持續發展十年（2021-2030）」（海洋十年）及「聯合國科學促進可持續發展國際十年（2024-2033）」（科學十年）兩大合作框架。此聯合國的雙重認可，不僅彰顯科大在氣候影響研究方面的雄厚實力與國際領導地位，更凸顯其在全球海洋科學中部分有待深入探索領域所作出的貢獻。連結海洋科學與氣候行動CliMetS大科學計劃由科大與南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）（廣州海洋實驗室）共同發起，針對現今氣候模型中一項重要研究空白——海底甲烷滲漏如何影響全球氣候系統。此計劃匯聚全球53 個國家、138 所科研機構逾 220名研究人員，致力建立全球甲烷滲漏排放的觀測與測繪網絡。透過對各海域的主要甲烷滲漏區域展開長期監測，以及構建全面的全球甲烷滲漏綜合數據庫。CliMetS將取得關鍵科學數據，用以改進氣候預測模型，並完善對全球暖化及氣候臨界點的評估，為未來氣候政策與治理提供重要的科學基礎。

由香港科技大學（科大）海洋科學系講座教授錢培元教授領導的研究團隊和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）及中國水產科學研究院黃海水產研究所展開合作，在揭示深海黑珊瑚（Bathypathes pseudoalternata）與其共生菌的適應機制方面取得重大突破。研究成果已於國際權威期刊《 Cell Host & Microbe》發表。研究首次針對這種深海黑珊瑚進行從基因組到功能層面的全面分析，深入剖析其如何透過營養互補、代謝合作、抗氧化防禦、病毒抵禦與免疫穩態，在極端環境中存活。研究更提出一個嶄新的概念模型，顯示深海珊瑚維持一套簡約、高效且功能互補的共生系統，為探索深海生物功能基因資源提供重要的參考。為探究深海珊瑚如何維持高度簡化卻高效的共生體系，研究團隊開發了一套綜合分析框架，涵蓋宿主基因組、共生菌群落結構、共生菌基因組、空間分佈及轉錄組功能。透過多層次整合方法，研究團隊系統性地分析了深海黑珊瑚的共生穩定性、營養互補和免疫調控機制。團隊成功組裝出一套由16條染色體構成的高品質染色體級基因組。基因家族分析顯示，與營養攝取、內吞與溶酶體功能及免疫反應相關的代謝途徑顯著增加，反映珊瑚在營養匱乏的深海環境中，透過強化物質吸收和細胞消化能力而生存。此外，該基因組缺乏多種氨基酸和部分維生素的完整合成途徑，這從遺傳層面證實珊瑚必須依賴共生菌提供所需的營養素。

香港科技大學（科大）與南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）合作推出全球首個深海組學數據庫（https://DeepOceanOmics.org/）。作為同類中規模最大的平台，數據庫一站式整合及分析極端海洋環境中生物的多組學數據，並提供個人化分析工具，支持跨物種比較與演化研究。平台旨在善用深海生物資源、加深科學界對深海生物多樣性及生態系統的理解，從而推動極端環境生物適應機制的全球研究與應用。深海，即海面以下逾1,000 米深的區域，是地球上最龐大且極少被探索的生態系統之一，其生物多樣性在高壓、缺氧、黑暗、低溫及營養匱乏等極端環境下孕育而成。雖然近年研發的高通量測序技術已有助取得大量深海物種的多組學數據，揭示它們在基因、代謝和共生機制等方面的獨特適應性，但科學家缺乏統整資源、標準化數據及專用分析工具，阻礙了這些多組學數據的有效整合與探索。為填補這關鍵的缺口，由科大海洋科學系講座教授錢培元教授、助理教授吳龍君教授及博士後研究員佘加傑博士領導的研究團隊，人工收集並整合了68種深海動物的多組學數據，包含72個基因組、950個轉錄組、1,112個巨集基因組及15個單細胞轉錄組。數據庫涵蓋來自冷泉、熱液噴口及海山等深海棲息地的七大門類物種，包括軟體動物、環節動物、節肢動物、脊索動物、刺胞動物、棘皮動物及多孔動物，並結集了1,413份化石紀錄，支援深海生物環境適應策略的演化分析，成為目前物種覆蓋最廣、數據最全面的深海多組學平台。

香港科技大學（科大）聯同南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）（廣州海洋實驗室）及全球逾200位專家，成功啟動「海底甲烷滲漏對全球氣候的影響（CliMetS）」大科學計劃。作為聯合國「海洋科學促進可持續發展國際十年」（海洋十年）認可的倡議之一，CliMetS大科學計劃致力繪製全球海床甲烷滲漏分布圖，並測量其對氣候系統的影響。科大近期於南美洲及非洲合辦兩場重要的國際研討會，旨在凝聚全球力量，填補各國在海底甲烷滲漏研究的空白，深化跨洲合作。搭建橋樑：促進知識交流與能力共享甲烷是一種強效溫室氣體，其20年間的增溫效應是二氧化碳的80倍以上。在海床下儲藏的大量甲烷一旦被釋放，將大幅加速氣候變化。然而，其滲漏規模與機制仍是科學界最迫切的謎團之一。為填補這方面的關鍵研究空白，科大海洋科學系講座教授、廣州海洋實驗室副主任兼香港分部主任錢培元教授擔任CliMetS大科學計劃的負責人及管理委員會主席，致力將零散的區域性研究化零為整，並推動計劃成為一項全球性行動。錢教授強調計劃的重要性：「CliMetS大科學計劃的核心目標是促進知識交流與能力共享，尤其是在南半球資源匱乏的國家，他們往往缺乏相關領域的專業人才、基礎設施及先進技術。通過利用中國及其他發達國家的尖端科研技術與設施，包括中國科研考察船『深海一號』及載人潛水器『蛟龍號』，我們希望在全球範圍內組織國際聯合航次進行大規模的甲烷滲漏勘探。」他強調，區域研究議程須由各地區持份者共同制定、共同主導。

由香港科技大學（科大）甘劍平教授（海洋科學系）和楊燦教授（數學系）領導的研究團隊，開發了一種新型AI驅動的工具，名為STIMP，用於診斷沿岸海洋生產力和生態系統健康。STIMP引入了一種新範式，能夠對缺失數據進行插補，從而在大時空尺度上預測葉綠素a（Chl-a）濃度。在對四個全球代表性沿海區域的測試中，STIMP的表現顯著優於現有的地球科學工具，將插補的平均絕對誤差（MAE）降低最高達81.39%，預測的平均絕對誤差降低了58.99%。準確的葉綠素-a預測有助於及早檢測有害藻華，保護生態系統，並為制訂海洋政策提供具數據基礎的見解。 沿岸海洋是地球上生產力最高的海洋生態系統，因為來自陸地的營養鹽輸入和活躍的水動力過程促成了高生物生產力和生物多樣性。然而，沿岸海洋生態系統易受頻繁且嚴重的富營養化、生物地球化學極端事件和缺氧的影響，這些因素嚴重威脅著沿海環境的可持續性以及沿海地區的藍色經濟。葉綠素a的濃度是衡量海洋環境整體健康狀況的關鍵指標。利用遙感获得的葉綠素a數據來實現大尺度時空海洋環境質量診斷的數據驅動方法，是一種有前景的解決方案。然而，開發基于數據驅動的大尺度時空葉綠素a預測方法仍面臨三個挑戰：首先，葉綠素時間變化難以捕捉；其次，葉綠素的空間異質性難以建模；第三，觀測數據的高缺失率使得時空變化的獲取更具挑戰性。 為了解決上述挑戰，科大研究團隊開發了一種先進的AI驅動時空插補與預測（STIMP）模型，用於預測沿岸海洋中的葉綠素a。STIMP將葉綠素a的預測分解為兩個連續步驟：1）插補過程，從部分觀測數據中重建多個可能得完整時空葉綠素a分布；2）預測過程，基於每個重建的連續且完整的時空葉綠素a分布進行精準預測。通過使用Rubin規則對多次插補和預測過程的結果進行平均，獲得最終的葉綠素a預測。透過這種方式，我們的STIMP方法不僅通過對缺失數據的精確插補提高了整體預測性能，還提供了置信區間以量化預測的不確定性。

香港科技大學（科大）今天正式成立潘樂陶氣候變化與可持續發展研究中心（研究中心），此項目具有革新意義，旨在加速氣候韌性及可持續發展領域的研究，及提供創新的政策方案。中心在潘樂陶慈善基金創辦人潘樂陶博士工程師的慷慨捐助下成立，匯聚科大於氣候科學、先進模擬系統、人工智能、可再生能源及可持續發展領域的專才，為全球政府、產業界與社會提供可拓展而又切實可行的方案。 來自歐洲、美國、韓國和中國內地等頂尖學府的知名學者，以及政府與學術界領袖均雲集於研究中心的成立典禮上。開幕儀式更邀得香港特別行政區環境及生態局局長謝展寰先生、潘樂陶博士及工程師，科大校長葉玉如教授、首席副校長郭毅可教授，副校長（研究及發展）鄭光廷教授以及研究中心主任陸萌茜教授一同主禮。 以科研驅動實質變革 研究中心致力推動跨領域合作，並提供以科技為本的解決方案，增強社會抵禦氣候威脅的能力。該中心的核心使命是結合前沿科學研究與政策及產業需求，強化世界各地社群應對氣候轉變的影響及降低氣候轉變帶來的風險。 初步重點研究領域：

香港科技大學（科大）與溢達集團攜手推出一項為期五年的創新研究計劃，旨在通過產學研深度融合，推動大灣區可持續發展進程。根據合作協議，科大學生將在教授指導下，每年兩度到訪溢達集團位於桂林的可持續發展園林「十如」（Integral）進行實地考察，就環境監測、生物多樣性保護等領域提出可持續發展建議。 該園區佔地逾50萬平方米，去年更獲聯合國全球契約組織選為「二十年二十佳」可持續發展案例之一。 工業與自然融合的生活實驗室 坐落於中國首批國家可持續發展議程創新示範區—桂林，「十如」呈現了紡織服裝行業開創性的發展模式，結合文化承傳、優質就業、創新理念和環境永續，展示了製造業與大自然可以和諧共存。園區融合了綠色能源應用、零廢水排放系統與創新染色技術，更擁有國內首個天然染料植物專類園與天然染色研發中心，成為「未來工廠」的新典範。 在此五年合作框架下，科大學生團隊將在桂林啟動沉浸式研究項目，透過收集如碳足跡和能耗等量化環境指標與質性生產流程資料，並進行生物採樣，團隊會撰寫分析報告，以評估「十如」製衣工序對生態環境的影響，並提供建議，促進紡織及製衣業的可持續發展。