南极洲 · aiwiki.page

南极洲是地球最南端的大洲，以南极点为中心，四周大部分由南大洋环绕。其面积约为1400万平方公里，几乎整个大陆都覆盖着厚度可达约4.9公里的大陆冰盖。由于冰盖下的陆地远高于海平面，南极洲的平均海拔居各大陆之首。它是最寒冷、最干燥、风力最强的大洲，没有永久定居人口。广阔的面积和庞大的冰量使它成为冰冻圈的主要组成部分之一，其对海洋环流、全球海平面和大气的影响远远超出自身范围。

南极洲的重要性体现在多个方面。其冰体储存的水量足以在全部融化后使全球海平面升高数十米，因此，南极洲的变化直接关系到海平面上升，也与围绕气候变化的讨论密切相关。这里的冰芯和沉积物保存着过去大气成分与温度的记录，周围的南大洋则有助于调节全球碳循环。南极洲还是唯一一个经国际协议划定用于和平目的和科学研究的大洲，这一地位由1959年的《南极条约》及其后续议定书确立。

本词条介绍南极洲的名称与边界、自然地理、冰与气候、周边海洋与海冰、地质起源及生态系统，随后回顾人类发现南极洲和早期探索的历程、《南极条约》签订前的领土主张，以及如今管理该地区的条约体系。最后，本词条讨论科学研究、人类活动与旅游、环境保护、臭氧与大气科学、冰量损失及其对海平面上升的贡献、近期海冰状况，以及有关南极洲未来尚待解答的问题。

名称、定义与边界

“南极洲”的英文名称 Antarctica 源自希腊语 antarktikē，即 antarktikos 的阴性形式，意为“与北极相对”或“与北方相对”。因此，这个名称的词源描述的是相对于北极地区的位置，而不是某一块陆地的发现。欧洲地理学界的推测则提出了另一个概念：Terra Australis（南方大陆），即一块假想的南方大陆，当时认为它必然存在，以平衡已知的北方陆地。这片想象中的土地并不是经测绘确定的南极洲轮廓。亚伯拉罕·奥特利乌斯在其《世界舞台》1573年版中的世界地图上，绘出了一片广袤的 Terra Australis Nondum Cognita，意为“尚未知晓的南方土地”，并对新几内亚是否属于这片土地提出疑问。现代大陆名称通过19世纪的地图编绘逐渐流行起来：约翰·乔治·巴塞洛缪在1887年的《便携地图集》中，将南方大陆标为“Antarctica”。（placenames.org.au）

在自然地理学中，南极洲指位于南极地区的大陆及其附属岛屿；在许多地理测量中，还包括与大陆相连的冰架。相比之下，“南极”或“南极地区”也可以涵盖周边海域和岛屿，其北界取决于定义的用途。国际法明确区分了这两个概念。1959年12月1日签署的《南极条约》第六条规定，条约适用于 $60^\circ\mathrm{S}$ 以南的整个区域，包括所有冰架，而不仅限于大陆陆地。该条款同时保留各国依国际法在该区域内公海享有的权利。因此，条约边界是一条约定的固定管辖界线，而不是海岸线或生态分界线。（antarctica.gov.au）

南极圈是另一条边界，位于约 $66^\circ34'\mathrm{S}$ 。它标示这样一个天文纬度：在这里，太阳可以在夏至全天保持在地平线以上，或在冬至全天保持在地平线以下。因此，它界定的是一种季节性日照状况，而不是大陆或条约区域的范围。南大洋则体现了另一种地理约定：美国地名委员会将其定义为南极洲海岸与 $60^\circ\mathrm{S}$ 之间的水域。这条海洋命名界线与条约规定的纬线重合，但两种定义的用途不同：前者界定一片水域，后者确定一项协定的地理适用范围。（nsidc.org）

从海洋学和生态学的角度来看，南极辐合带尤为重要，它通常与南极极锋相联系。南极辐合带是南极冷水与北侧较暖水体相遇并混合的过渡带，而不是某一条纬线。其水体性质的梯度变化及其生物学意义，使其适合用来描述南极海洋生态系统。因此，科学定义可以涵盖条约边界以北的水域。南极条约协商会议2009年第1号决议明确承认了这一区别，敦促加强对南极海洋生态系统的保护，并将保护范围向北延伸至南极辐合带。（antarctica.gov.au）

海洋保护将这条生态边界转化为固定的法定几何界线。《南极海洋生物资源养护公约》第一条涵盖 $60^\circ\mathrm{S}$ 以南的资源，以及该纬线与南极辐合带之间、属于南极海洋生态系统的资源。不过，为便于实施，公约以指定的经纬线段来界定南极辐合带，而不要求管理人员依据实际观测到的海洋锋面来确定边界。其北界在 $30^\circ\mathrm{E}$ 与 $80^\circ\mathrm{E}$ 之间延伸至 $45^\circ\mathrm{S}$ ，但在 $150^\circ\mathrm{E}$ 与 $50^\circ\mathrm{W}$ 之间则沿 $60^\circ\mathrm{S}$ 划定。这些差异反映了不同的实际需求：天文地理依据太阳的几何关系，海洋科学依据水体性质，条约法采用明确无歧义的纬线，而渔业资源养护则采用预先规定的边界，旨在将相互关联的海洋生物种群纳入保护范围。（ccamlr.org）

自然地理与地貌

南极洲面积约为1,400万平方千米，是世界第五大洲，比欧洲或澳大利亚都大。其测得面积取决于是否计入近海岛屿和浮动冰架：英国南极调查局2026年2月的地理统计数据显示，计入这些部分时，面积约为1,394万平方千米；不计入时，则约为1,216万平方千米。地理南极点位于 $90^\circ\mathrm{S}$ ，坐落在内陆的极地高原上，海拔约2,800米，距最近的海岸线1,235千米；它既不是南极洲的最高点，也不位于海岸地区。(cronfa.swan.ac.uk)

横贯南极山脉将南极洲分为东南极洲和西南极洲。这一山系全长约3,300千米，绵延于罗斯海与威德尔海两片区域之间，其中一些山峰海拔超过4,500米。东南极洲占据大陆较大的部分，大多位于东半球；西南极洲则占据较小的西部地区。两者的地形差异显著：东南极洲是一片广阔的大陆陆块，其上覆盖着辽阔的高原；西南极洲冰下的地形则更为破碎，由山地块体和深盆地组成。如果移除冰层，西南极洲的许多地区将呈现为多山的岛屿，而不是连成一片的陆地。(bas.ac.uk)

南极半岛是南极洲向北伸出的主要部分，朝南美洲南端延伸。英国南极调查局2026年的统计数据显示，其长度约为1,339千米。半岛中轴的山地与内陆辽阔的高原形成鲜明对比。两处大型海湾深入大陆，使其轮廓出现凹入：一处是面向太平洋一侧的罗斯海，另一处是面向大西洋一侧的威德尔海。罗斯冰架占据罗斯海海湾的南部，同一份调查给出的面积约为50.6万平方千米。威德尔海位于半岛以东，南部边界沿龙尼冰架和菲尔希纳冰架的冰前缘延伸，东南缘则沿科茨地和毛德皇后地展开。由于存在这些浮动的冰缘，地图上绘出的海岸轮廓并不只是裸露岩石的边缘。(bas.ac.uk)

高耸的极地高原构成了东南极洲可见地表的主体。这片广阔、坡度平缓、白雪覆盖的地形是冰盖的表面，而非直接裸露的基岩高原：山脉、山谷和平原都隐藏在冰层之下。冰穹A，又称阿尔戈斯冰穹，位于 $80^\circ22'\mathrm{S},\,77^\circ22'\mathrm{E}$ 附近，表面海拔达4,093米。其下方是甘布尔采夫山脉，埋藏在厚度超过3,000米的冰层之下。在其他地区，孤立地突出冰面的岩石山峰称为冰原岛峰；沿海的岩石露头和无冰山谷则显露出部分冰下地形。(antarctica.gov.au)

南极洲最高的裸露山峰是文森山，海拔4,892米，位于西南极洲的埃尔斯沃思山脉。附近的泰里山海拔达4,852米。这些轮廓峻峭的山峰不同于东部内陆圆缓的冰穹。横贯南极山脉中的柯克帕特里克山海拔达4,528米，说明在南极洲两大主要区域的交界处，也存在高差显著的裸露地形。(bas.ac.uk)

冰盖、冰架与淡水

南极洲冰盖由历次降雪层层堆积、压实成冰川冰而形成，并向外流向海岸。2025年3月发布的 Bedmap3 重建成果估计，包括浮动冰架在内，南极洲冰体的总体积为2717万立方千米。计入冰架时，平均冰厚为1948米；仅计算接地冰时，平均冰厚为2148米。重建结果显示，最厚的冰位于威尔克斯地一条尚未命名的峡谷中，厚达4757米。这些测量综合运用了机载雷达、卫星观测及其他勘测数据，以区分冰面与其下被掩埋的地形。(antarctica.gov.au)

接地冰位于基岩或沉积物之上，而浮冰则由海水浮力支撑；两者的分界称为接地线。西南极洲的大部分冰体坐落在海平面以下的基底上，尽管冰面远高于海平面。这种格局使其成为海基冰盖，而非普通的陆基冰帽。在基底向内陆逐渐加深的地区，冰厚相对微小的变化就可能使接地线移动相当远的距离。因此，区分接地冰与浮冰，无论对于重建南极洲的物理结构，还是理解其与海洋的联系，都至关重要。(bas.ac.uk)

在海岸，流动的冰川和冰流不断向冰架输送冰。冰架是向海上延伸的广阔浮动冰体，仍与内陆冰体相连。罗斯冰架位于罗斯海区域，面积约为50万平方千米；菲尔希纳—龙尼冰架系统则位于威德尔海区域。冰架通过冰川流入和当地降雪获得冰量，又通过底部融化和崩解损失冰量；崩解发生时，裂缝扩展，冰山从冰架脱离。2000年3月，罗斯冰架崩解出B-15冰山，其最初面积约为10,600平方千米。这类大规模崩解事件可能是冰架正常演变的一部分，本身并不能作为冰架崩溃的证据。冰架还对内陆冰体起支撑作用：冰架边缘及接地障碍物处的阻力将应力传递至上游，抑制冰川向海洋排冰。由于冰架的冰已经漂浮在海面上，其损失对海平面的直接影响很小，但支撑作用减弱可能加快接地冰向海洋的输送。(antarctica.gov.au)

Bedmap3 估计，如果南极洲的冰全部消失，其对全球海平面上升的潜在贡献约为58米；这是海平面当量，而非预测。已发表的资料对南极洲占全球淡水总量的比例说法差异很大，通常在约70%至约90%之间，具体取决于资料来源及所采用的淡水总量统计口径。美国国家航空航天局的介绍采用约70%的数字，而澳大利亚南极计划发布过接近90%的数字。这些百分比不应被视为可以互换的测量结果，也不应与另一项经常被引用的估计混淆，即南极洲拥有地球约90%的冰。(bas.ac.uk)

冰层之下分布着由冰下湖和排水通道构成的网络，其中包括已知最大的南极冰下湖——沃斯托克湖。地热和冰体运动产生的摩擦热，有助于使隔热冰层下的水保持液态。一些湖泊相对稳定，另一些则通过相连的水道反复蓄水和排水。2007年，海伦·阿曼达·弗里克及其同事利用 ICESat 的测量数据，在默瑟冰流和惠兰斯冰流下方识别出一个活跃的湖泊网络。蓄水使上覆冰面抬升，排水则使其下降，因此可通过遥感揭示原本无法直接探测的水体运动。2021年发表的一项研究利用 ICESat-2 观测数据，更精确地确定了湖泊边界，并在该区域又识别出两个活跃湖泊。这一隐蔽的水文系统影响着冰底水压，以及冰体沿其基底滑动的速度。(bas.ac.uk)

气候与天气

地球上直接测得的最低空气温度为−89.2°C，由苏联东方站于1983年7月21日记录。该站位于东南极高原，海拔约3,500米，高海拔与高纬度共同造就了极其寒冷的环境。沿海地区则温和得多：冬季各月的平均温度通常介于−10°C至−30°C之间，夏季温度接近冰点；内陆冬季温度可降至−60°C以下。由于这些区域差异，单一的全洲温度值不足以描述南极洲的气候。(wmo.int)

高原的极端寒冷源于其地表能量平衡。在南半球高纬度地区，即使到了夏季，太阳在天空中的位置也很低；极夜期间则没有直接的太阳辐射加热。雪的反照率很高，会将大部分入射阳光反射出去，而非吸收；新雪可反射约80%至90%的阳光。在晴朗、干燥的冬季天气下，地表持续通过红外辐射散失热量，使紧贴地面的空气冷却，形成近地面温度随高度升高而上升的逆温现象。2018年公布的卫星分析结果表明，在长时间晴空、风力微弱且大气水汽含量极低的条件下，高原浅洼地中的雪面温度可接近−98°C。这些通过遥感估算的地表温度并不等同于温度计测得的空气温度，因此不能取代东方站的纪录。(dpanther.fiu.edu)

当辐射冷却使高海拔冰盖上方形成密度较大的空气时，就会产生下降风。重力驱使这些空气沿坡向下流动，地形则使气流汇聚并加速，吹向部分沿海地区。沿海低压系统可进一步增强这种下泄气流：风速可能连续数日超过每小时100千米，阵风则可超过每小时200千米。即使没有新的降雪，强风也能卷起地表积雪，使能见度大幅降低。风的强度随当地地形和气压分布而变化，并非在整个大陆周边都一样。莫森站便是这种风具有持续性的一个例证：该站于2003年安装了两台300千瓦的风力发电机，以利用当地盛行的下降风。(antarctica.gov.au)

尽管覆盖着广阔的冰层，高海拔内陆地区仍属于极地荒漠，因为降水量极少。干燥的下沉空气抑制了当地云的形成，而沿海低压系统则带来更多水汽和云，尤其是在南极半岛一带。高海拔高原的年积雪量通常不足50毫米水当量，即积雪融化后所得液态水的深度。沿海地区的积雪量一般超过200毫米，别林斯高晋海附近一处地区则超过1,000毫米。大部分降水以雪或冰晶的形式落下，但沿海地区也会下雨。风对积雪的重新分布使测量变得复杂：某处沉积的雪，之后可能被风吹走，或被风吹来的雪取代。(antarctica.gov.au)

由于地球自转轴的倾斜，越接近南极点，极昼和极夜持续的时间就越长；在南极点，持续日照与太阳不升起的时期各约长达半年。极夜并不一定意味着始终完全黑暗：沿海考察站仍可能有数小时的曙暮光。例如，2019年戴维斯站的太阳从6月初至7月10日一直处于地平线以下。这种季节性的光照周期会影响生物活动的时间节律：在玛格丽特湾北部的观测发现，早春光照恢复后不久，浮游植物便开始大量繁殖，带动初级生产的季节性增长。对人类而言，正常的每日明暗交替周期消失，可能扰乱昼夜节律和睡眠时间；澳大利亚在南极开展的医学观察指出，夏季长时间的日照和冬季的黑暗都是影响因素。(antarctica.gov.au)

南大洋、洋流与海冰

南极绕极流（ACC）环绕南极洲向东流动，通过一条连续贯通的海洋通道，将大西洋、印度洋和太平洋连接起来。在强劲西风的驱动下，其水流集中为数股由海洋锋面分隔的急流，而非一条均匀流动的水带。它在各大洋盆地之间重新分配海水、热量、盐分和营养物质，同时有助于维持寒冷的南极海水与更北方温暖海水之间的差异。其输运量极大，但具体数值取决于对深层洋流的测量方式：凯瑟琳·多诺霍及其同事于2016年分析了2007—2011年的cDrake观测数据，估算出通过德雷克海峡的全水深输运量为 $173.3 \pm 10.7$ 斯维尔德鲁普，其中1斯维尔德鲁普等于每秒 $10^{6}$ 立方米。(antarctica.gov.au)

南极辐合带又称南极极锋，是这一环流系统中重要的温度与生物分界。寒冷的南极海水与较温暖的亚南极海水在此相遇，锋面两侧的温度、盐度和营养物质分布均有显著变化。这一锋面将不同的海洋生物群落分隔开来；特定磷虾物种分布上的差异，曾是早期海洋学家识别水团的依据之一。南极绕极流及其锋面共同限制了浮游生物和大洋性鱼类向南扩散，从而促成了南极海域在生态上的隔离。这种隔离并非完全封闭：海水混合与跨锋面交换仍会发生，而辐合带本身也孕育着丰富的海洋生物。(nsidc.org)

海冰由海水冻结形成，与源自陆地冰川的冰架和冰山不同。南极洲周围的海冰范围通常在9月或10月达到最大，在2月或3月达到最小。以1981—2010年为基准期，平均最大范围约为1,860万平方公里，而最小范围约为280万平方公里。因此，冬季海冰覆盖的海域面积略大于南极洲大陆本身，并非大陆面积的数倍，而且大部分海冰会在夏季消失。这些数字描述的是海冰的范围，即海冰覆盖率至少为15%的海洋网格单元的全部面积，而不是仅由冰实际占据的面积。(nsidc.org)

季节性的冻结与融化也会影响海洋环流。海冰在生长过程中会将盐分排入周围海水；这一过程与强烈冷却共同作用，可形成沿南极洲大陆边缘下沉的高密度水体，参与深海环流。沿岸冰间湖是保持开阔水面的区域，其形成部分是由于风将新生海冰推向外海；这些区域使海水得以反复冻结，并释放大量盐分。相反，海冰融化会降低表层海水的盐度。积雪覆盖的海冰具有较高的反照率，能够反射阳光，而冰层则将相对温暖的海洋与更寒冷的地球大气层隔开；冰面裂缝和开阔水域则使热量与水汽交换更加剧烈。(nsidc.org)

南极与北极海冰的差异主要源于地理环境：北极是一片大部分被陆地包围的海洋，而南极洲则是一块被海洋环绕的大陆。北方的海岸线限制了北极海冰的扩展，但北极海洋以极点为中心的位置，使更多海冰能够在夏季留存，并逐年累积。南极海冰可以向北扩展，而不受类似陆地屏障的阻挡，但它的形成位置离极点更远，也更容易在夏季融化。因此，南极海冰的季节性变化幅度更大，古老、厚实的多年冰则少得多。风和洋流不断重新分布漂移的浮冰群，因此，除了冻结和融化造成的变化外，海冰还存在显著的区域差异和年际变化。(nsidc.org)

地质历史与构造起源

南极洲曾位于冈瓦纳大陆的中央，在板块构造运动使各大陆分离之前，与非洲、印度、澳大利亚和南美洲相邻。相互对应的岩带和化石为这些古老的连接提供了证据：南极洲及其他南方陆块均发现了二叠纪的舌羊齿属（Glossopteris）植物化石，记录了现今冰盖形成之前生长的植被。冈瓦纳大陆的解体并非一次完成，而是经历了多轮地壳拉伸和海底扩张。地质重建表明，南极洲与相邻的非洲和印度大致在距今1.67亿至1.3亿年前分离。澳大利亚与南极洲之间的裂谷作用始于约8500万年前，但两者的分离一直持续到古近纪，直到约3000万年前才形成完全贯通的海洋通道。(pubs.usgs.gov)

南极洲与南美洲的分离使德雷克海峡打开，连通了南大洋的太平洋海域和大西洋海域。海峡的形成经历了多个阶段，因此最初的浅水连通、深水通道的形成，以及不受阻碍的绕极环流的建立，未必发生在同一时期。罗伊·利弗莫尔及其同事于2005年开展的重建研究发现，约5000万年前，板块的相对运动发生了重大变化；随后的地壳减薄可能在始新世中期形成了一条浅水通道，而更深的通道则在约3400万至3000万年前形成。这一过程与澳大利亚和南极洲之间塔斯马尼亚通道的打开，共同为绕极环流的最终建立创造了条件。海洋通道的打开改变了海洋热量输送，但仅凭这一因素不足以解释南极冰川作用的发生：大气中二氧化碳浓度的下降，以及冰体增长与海洋环流之间的反馈作用，也发挥了作用。(bas.ac.uk)

约3400万年前，在始新世与渐新世之交，南极洲大陆规模的冰盖开始扩张，不过区域性冰川在此之前就已存在。海洋沉积物岩芯保存了相互补充的证据，揭示了这一变化。底栖有孔虫壳体中的氧同位素测量结果记录了海水降温与全球冰量增加的综合影响；配套的镁钙比测量则有助于区分温度变化和冰体增长各自的影响。赤道太平洋大洋钻探计划1218站位的记录显示，在渐新世最早期同位素偏移发生之前的15万年间，海底水温下降了约2°C。东南极洲萨布丽娜海岸的地震剖面和沉积物岩芯显示，终止于海洋的冰川在始新世早期至中期已延伸至奥罗拉盆地边缘。这些记录还显示，在渐新世和中新世期间，冰川至少有十一次在大陆架上推进和退缩，表明冰盖范围并非始终固定在今天的规模。(sedis.iodp.org)

基岩记录的历史远比新生代冰川作用更为久远。东南极洲拥有古老的大陆地盾，而西南极洲则由多个构造历史各异的地壳块体组成。西南极裂谷系延伸至罗斯海、罗斯冰架和西南极冰盖下方；地壳伸展及其伴生的岩浆活动，使其有别于更古老的东部内陆地区。玛丽·伯德地保存了白垩纪中期火成活动从俯冲相关类型转向裂谷相关类型的记录，这一转变与新西兰大陆碎片的分离有关。南极洲仅约1%的基岩出露，因此，山地露头、海岸露头和地球物理勘测对于重建其余被掩埋区域的地质面貌至关重要。(antarctica.gov.au)

横贯南极山脉和麦克默多干谷出露的岩石序列提供了尤为丰富的地质信息。较古老的结晶基底之上覆盖着泥盆纪至三叠纪的比肯超群沉积岩，其中包括砂岩和含化石地层，记录了早期的沉积环境。侏罗纪的费拉辉绿岩以岩床及其他岩体形式侵入这些岩石，保存了冈瓦纳大陆解体期间大规模岩浆活动的证据。泰勒谷和麦克默多湾周边的地质填图直接揭示了这些关系。出露地表还保存着较年轻的冰川沉积物：对穆林斯冰川上费拉辉绿岩岩屑的研究估算，其侵蚀速率约为每百万年1.1至15厘米。在干谷持续的寒冷荒漠环境中，如此缓慢的侵蚀有助于保留古老冰川地貌的证据。(openresearch-repository.anu.edu.au)

生态系统、海洋生物与生物多样性

陆地生物多样性集中分布在零散的沿海无冰区、岛屿和裸露山坡上，这些地方的生物活动受到液态水供应的限制。南极洲没有原生乔木或灌木，原生开花植物也只有两种：南极发草（Deschampsia antarctica）和南极漆姑草（Colobanthus quitensis），主要分布在南极半岛及附近岛屿。植被以苔藓、地衣、藻类和真菌为主。在麦克默多干谷，藻类、真菌和地衣栖居于岩石内部的裂隙和孔隙中，借此躲避暴露地表的严酷环境。2024年发表的一项覆盖全大陆的卫星调查探测到近45平方千米的植被；这一数值仅代表该调查能够探测到的面积，并非对所有植被覆盖地面的完整统计。(legacy.bas.ac.uk)

陆地动物群落主要由小型无脊椎动物组成，包括线虫、缓步动物、轮虫、螨类和跳虫。其中许多是南极洲特有种，有些甚至仅分布于特定的无冰区。包括细菌、古菌和蓝细菌在内的微生物栖息于土壤、湖泊和冰中，构成了南极洲较少为人所见的生物多样性的很大一部分。这些生物要生存，就必须能够耐受反复冻结、脱水，以及只有短时间可获得融水的条件。水分匮乏时，一些线虫、轮虫和缓步动物能够进入干燥状态，苔藓和地衣也能耐受脱水。这些适应使生物得以熬过不利条件，而非全年持续保持活跃。(antarctica.gov.au)

海洋食物网支撑着体型大得多的动物，并高度依赖南极磷虾（Euphausia superba）；这种甲壳动物体长可达约6厘米。浮游植物通过初级生产将阳光转化为有机物，磷虾再将这些能量传递给鱼类、鱿鱼、企鹅、能飞行的海鸟、海豹和须鲸。捕食关系并不止于磷虾：豹海豹捕食企鹅和其他海豹，虎鲸则捕食海豹和企鹅。季节性的光照变化和海冰共同影响觅食机会。幼年磷虾摄食海冰下方的藻类，冬季食物还可能包括海底碎屑和其他动物。贝蒂娜·迈耶牵头、于2017年发表的研究表明，冬季浮冰群还为磷虾幼体提供躲避捕食者的庇护，并将它们输送至生产力更高的水域。(antarctica.gov.au)

周围海域还拥有独特的鱼类和海底生物群落。南极鱼亚目鱼类在南大洋大陆架上具有很高的特有性，是南极大陆架鱼类群落的优势类群。其中一些鱼类在体液中产生抗冻糖蛋白，以防止冻结；冰鱼科（Channichthyidae）的成员则没有血红蛋白，而是依靠溶解在血浆中的氧气进行运输。底栖生物群落包括海绵、蠕虫、软体动物、棘皮动物和甲壳动物，许多物种环绕南极大陆分布。体型异常庞大的种类包括等足类动物南极巨虱（Glyptonotus antarcticus），其体长可达约20厘米。许多南极甲壳动物会护育幼体，并在一年中的各个时期释放它们；这种繁殖模式与寒冷条件下缓慢的发育过程有关。(antarctica.gov.au)

地理上的隔绝并不能阻止干扰或外来生物的引入。人员踩踏会损害植被和土壤生物群落，人员与货物会携带非原生生物，船舶也会通过船体携带附着其上的海洋物种。更温暖、更湿润的条件，以及不断扩大的无冰生境，既可能有利于原生物种拓殖，也可能有利于入侵物种建立种群，从而改变物种较少的陆地群落内部的竞争关系。随着海冰变化，海洋生物面临食物供应和繁殖生境的变化。彼得·弗雷特韦尔牵头的一项2023年研究发现，在别林斯高晋海中部和东部受到监测的五个帝企鹅繁殖群中，有四个很可能在2022年完全繁殖失败：海冰在雏鸟长出防水羽毛之前就已破裂。这一事件表明，决定繁殖成败的不仅是丧失生境的总面积，还有生境丧失的时间。(bas.ac.uk)

发现与早期探索

詹姆斯·库克于1772—1775年进行的第二次航行，将欧洲人的探索活动推进到南极水域：“决心号”和“探险号”于1773年1月17日越过南极圈，但库克并未看到南极大陆。最早关于目击南极大陆的报告出现在1820年。由法比安·戈特利布·冯·别林斯高晋率领、米哈伊尔·拉扎列夫担任第二艘船船长的俄罗斯探险队，于1月下旬遇到了南极大陆的冰缘；与威廉·史密斯同行的爱德华·布兰斯菲尔德则于1月30日看到了南极半岛。美国海豹猎人纳撒尼尔·帕尔默也在11月报告了另一次目击。谁最先发现南极大陆，至今仍有争议，因为现存记录的明确程度不一，别林斯高晋的观测记载需要解读，而布兰斯菲尔德的原始航海日志已经遗失。此外，看到近海岛屿、大陆冰缘前沿和裸露的大陆陆地，所构成的证据也各不相同。(anbg.gov.au)

19世纪的航行逐步从零星目击发展为沿岸测绘。詹姆斯·克拉克·罗斯于1839—1843年率领的探险队发现了罗斯海、维多利亚地和埃里伯斯火山，并遇到了后来被命名为罗斯冰架的巨大冰缘前沿。持续驻留则在很久以后才开始。1898年，阿德里安·德·热尔拉什率领的比利时探险队乘“比利时号”在别林斯高晋海被浮冰困住，经历了首次南极越冬，直到1899年仍受困于冰中。卡斯滕·博尔克格雷温的“南十字星号”探险队则实现了另一项首次：1899年在阿代尔角，按计划在南极大陆陆地上越冬。岸上的住所使观测能够在极夜期间持续进行，而不再局限于船只夏季来访的时段。(rmg.co.uk)

在所谓的南极探险英雄时代，各支探险队将内陆行进与科学采集、测绘结合起来。罗伯特·法尔康·斯科特于1901—1904年率领的“发现号”探险队，通过地质学、动物学和气象学研究考察了罗斯海地区。欧内斯特·沙克尔顿于1907—1909年率领的“宁录号”探险队，将陆上探索进一步推进到南极点方向；他的南行小队在距离南极点约97英里，即156千米处折返。其他队员登上了埃里伯斯火山，并抵达南磁极。这些旅程开辟了穿越沿海山脉、通往内陆高原的路线，依靠的是岸上基地、雪橇，以及随队携带或沿途预先存放的补给。(rmg.co.uk)

罗尔德·阿蒙森的探险队于1911年12月14日抵达地理南极点，五名队员主要依靠狗拉雪橇行进。斯科特的五人极地小队则于1912年1月17日抵达。两队采用了不同路线：阿蒙森从鲸湾出发，经阿克塞尔·海贝格冰川前进；斯科特则沿着沙克尔顿探险队开辟的比尔德摩尔冰川路线行进。斯科特使用的运输方式包括机动雪橇、矮种马和狗，最后一段行程则改为人力拖拉雪橇。阿蒙森的小队安全返回，而斯科特极地小队的五名成员全部在归途中遇难。1912年11月，一支搜寻队发现了他们最后的营地，其中有斯科特、爱德华·威尔逊和亨利·鲍尔斯的遗体，并取回了他们留下的记录。(rmg.co.uk)

沙克尔顿于1914—1917年率领的帝国横贯南极探险队，试图从威德尔海穿越大陆抵达罗斯海，但“坚忍号”于1915年被海冰困住并压毁。船上的28人最终抵达象岛；沙克尔顿与五名同伴乘小艇“詹姆斯·凯尔德号”驶往南乔治亚岛求援，“坚忍号”的全体人员于1916年获救。此后，飞机扩大了探险队能够勘测的范围。休伯特·威尔金斯于1928年11月开始南极航空探索；1929年11月29日，理查德·E·伯德的探险队首次飞越南极点，由贝恩特·巴尔肯担任飞行员。航空摄影为地面测绘提供了补充；约翰·里米尔于1934—1937年率领的英国格雷厄姆地探险队，确认南极半岛是一片连续的半岛，而非岛链。(rmg.co.uk)

持续性的科研驻留与这些探险活动同步发展。1903年，威廉·斯皮尔斯·布鲁斯率领的苏格兰探险队在南奥克尼群岛的劳里岛建立了一座观测站；1904年2月22日，该站移交给阿根廷，由此开启了奥尔卡达斯站延续至今的运行。1944年，英国通过“塔巴林行动”建立了南极科考站。1957—1958年的国际地球物理年将全年观测扩展至南极大陆内陆：首座永久性南极点站于1956年12月开始建设。与仅供一次有限期考察使用的探险小屋不同，这些设施可供一批批轮换人员使用，并支持持续开展的科研项目。(argentina.gob.ar)

1959年以前的领土主张

截至1959年，已有七个国家正式提出对南极领土的主权要求：英国、新西兰、法国、澳大利亚、挪威、智利和阿根廷。英国于1908年通过王室特许状确立了其领土主张，将这些领土作为福克兰群岛属地的一部分加以管理，并于1917年修订了其地理范围。1923年，英国通过枢密院令设立罗斯属地，交由新西兰管理。法国于1924年保留了在阿黛利地的权利，并于1938年划定其边界。挪威于1931年将彼得一世岛置于本国主权之下，并于1939年吞并毛德皇后地。智利于1940年划定其在南极的领土主张范围；阿根廷于1943年正式明确了其主张的扇形区域，并于1947年向西扩展了该区域的边界。这些年份指的是界定领土主张的法律行为发生的时间，而非各国为支持这些主张所援引的早期航行活动的时间。(spri.cam.ac.uk)

澳大利亚的领土主张通过英国的领土移交和《1933年澳大利亚南极领地接收法》确立；最终将该领地置于澳大利亚管辖之下的公告于1936年发布。这一领土主张涵盖约590万平方公里，占南极大陆面积的42%，是各国领土主张中范围最大的。道格拉斯·莫森于1911—1914年和1929—1931年开展的考察，为这项主张奠定了部分地理和政治基础。然而，探险活动并不意味着对所主张领土的持续占领：后一次考察仅进行了四次短暂登陆。此后，澳大利亚官员认为，加强实地存在十分重要，尤其是在挪威的探险活动和美国对南极的关注日益增加的情况下。(antarctica.gov.au)

领土主张的主要重叠区域位于南极半岛。英国在南极主张的经度范围为西经20°至80°，智利为西经53°至90°，阿根廷在1947年修订后为西经25°至74°。因此，西经53°至74°之间的扇形区域同时受到这三个国家的主权要求。(spri.cam.ac.uk) 实地占领成为强化主权主张的手段。英国于1943年启动塔巴林行动，目的之一是巩固其在福克兰群岛属地的地位，并于1944年建立了南极基地。(bas.ac.uk) 1955年5月4日，英国在国际法院分别对阿根廷和智利提起诉讼。两国均不接受法院的管辖权；这两起案件于1956年3月16日从法院案件清单中撤除，法院未就主权归属作出判决。(icj-cij.org)

美国不承认这些领土主张，也未正式提出本国的领土主张，但保留了基于发现、探险和其他活动而产生的权利。苏联同样未提出领土主张，并以法比安·戈特利布·冯·别林斯高晋于1819—1821年开展的考察为依据，保留其潜在权利及参与领土问题解决的资格。在1950年6月10日的一份备忘录中，苏联政府宣布，凡未经苏联参与而就南极洲管理制度作出的决定，苏联均不承认其合法性。由此产生的外交难题超出了七个领土声索国之间的分歧：这两个大国都不接受排除自身利益的解决方案。(history.state.gov)

冷战使寻求妥协的努力更加复杂。美国于1948年提出的国际化方案遭到领土声索国政府的反对，未能进一步推进。(history.state.gov) 在1958年3月6日举行的美国国家安全委员会会议上，参谋长联席会议主张将苏联排除在南极管理事务之外，并提出美国的领土主张。国务卿约翰·福斯特·杜勒斯则认为，排除苏联并不可行，而美国若提出大范围领土主张，将引发更多争端。他支持通过谈判达成一项非军事化安排，在不要求各方相互承认或放弃领土主张的前提下，保留各方现有的法律立场。这一外交思路后来体现于1959年的《南极条约》之中。(history.state.gov)

1959年《南极条约》

1957—1958年的国际地球物理年（IGY）为《南极条约》的谈判奠定了科学基础。十二个国家开展了南极考察项目，在气象学、冰川学、海洋学及其他地球物理学领域进行协调观测。尽管领土争端尚未解决，这种合作仍为国际地球物理年结束后继续开展研究提供了范例。应美国邀请，十二国政府在华盛顿举行谈判，并于1959年12月1日签署条约，签署国为阿根廷、澳大利亚、比利时、智利、法国、日本、新西兰、挪威、南非、苏联、英国和美国。因此，条约签署国既包括提出领土主张的国家，也包括不承认这些主张的国家。(antarctica.gov.au)

第一条规定，南极洲只能用于和平目的。该条禁止军事措施，具体包括建立军事基地和防御工事、举行军事演习以及进行武器试验，但允许使用军事人员和装备支持科学研究或其他和平活动。这一区分着眼于活动的目的，而非参与者是否隶属军队。第五条另行禁止核爆炸和放射性废物处置。根据第六条，这些规定适用于南纬60°以南的地区，包括冰架，但不影响各国依据国际法对该区域内公海享有的权利。(treaties.un.org)

第二条和第三条保障科学考察自由，并将合作明确规定为条约义务。在可行且切实可办的范围内，缔约方必须交换科学项目的信息，以便经济、高效地协调各项活动；在考察队和考察站之间交流科研人员；交换观测资料和研究成果，并使其可供自由获取。第三条还鼓励与联合国专门机构及其他在南极洲具有科学或技术研究兴趣的国际组织建立工作关系。这些规定将国际地球物理年的合作做法延续为长期框架，而不是建立一个统一的国际研究项目，也不是取代各国的考察活动。(treaties.un.org)

第四条“冻结”了领土主张，但并未解决主权问题。该条保留此前提出的权利和主张、现有的主张依据，以及各缔约方对承认或拒绝承认他国主张所持的立场。因此，阿根廷、澳大利亚、智利、法国、新西兰、挪威和英国这七个提出领土主张的国家，并未因签署条约而放弃其主张；不承认这些主张的国家也未因此接受这些主张。条约生效期间开展的活动，不能作为提出、支持或否定领土主张的依据，也不能产生主权权利；条约禁止提出新的领土主张或扩大现有主张的范围。因此，在这一安排下，建立或运营考察站不能产生额外的主权权利。(ats.aq)

条约经全部十二个原始签署国批准后，于1961年6月23日生效，由美国担任保存国。第十三条规定，任何联合国会员国均可加入条约，其他国家则可在获得全体协商国同意并受邀后加入。此后加入的国家包括1975年加入的巴西和1983年加入的中国。截至2026年10月，南极条约秘书处的名册列有58个缔约方，其中包括29个协商国；沙特阿拉伯于2024年5月22日加入，阿拉伯联合酋长国于2024年12月11日加入。因此，统计成员数量时，必须区分十二个原始签署国、全部缔约方以及规模较小的协商国群体，并注明统计日期。(treaties.un.org)

南极条约体系：议定书与公约

《关于环境保护的南极条约议定书》于1991年10月4日在马德里签署，1998年1月14日生效，将南极洲指定为“致力于和平与科学的自然保护区”。该议定书为1959年的条约增添了环境保护义务，涵盖南纬60°以南的活动及其对依存和相关生态系统的影响。议定书的谈判始于另一种方案被放弃之后：1988年的《南极矿产资源活动管理公约》原本拟为可能开展的矿产开发设定条件。1989年5月22日，澳大利亚总理鲍勃·霍克宣布澳大利亚不会签署该公约；随后，澳大利亚与法国共同提出倡议，转而主张全面保护南极环境。(antarctica.gov.au)

第7条禁止除科学研究以外的一切与南极矿产资源有关的活动。这项禁令没有到期日：2048年只是开始可以请求召开审查会议的年份，并不意味着南极洲届时会自动开放采矿。在议定书生效后的前五十年内，任何修正均须获得南极条约协商国的一致同意。此后，任何协商国均可请求召开审查会议。通过这一程序采纳的修正案，须获得议定书全体缔约方的过半数支持，其中必须包括议定书通过时协商国的四分之三；修正案生效还须经全部26个原始协商国批准、接受或核准。除非一套规范矿产资源活动、具有法律约束力的制度已经生效，否则不得取消或修改矿产资源禁令。(ats.aq)

议定书的各项附件将其原则落实为具体操作要求。附件一至四分别涉及环境影响评估、动植物保护、废物管理和海洋污染。附件一规定，拟议活动若可能造成超过轻微或短暂程度的环境影响，就必须开展全面环境评价，并在实施前提供接受国际审查的机会。附件五于2002年5月24日生效，为保护区、管理区以及历史遗址和纪念物建立了制度框架。附件六于2005年通过，涉及环境紧急事件引起的责任，须经相关协商国核准后方可生效。议定书设立的环境保护委员会向协商会议提供专家意见，而不行使独立的立法职能。(antarctica.gov.au)

《南极海豹保护公约》于1972年在伦敦缔结，1978年3月11日生效，对南纬60°以南海域的海豹捕杀与捕获活动作出规定。其管理机制包括受保护物种、允许捕获量、禁捕期、保护区和报告要求。公约附件禁止捕杀或捕获罗斯海豹、南象海豹和毛皮海豹，同时为其他物种规定了受管制的捕获量上限。缔约方通过适用于本国国民和悬挂本国国旗船舶的法律法规，履行这些义务。(legacy.bas.ac.uk)

《南极海洋生物资源养护公约》于1980年5月在堪培拉通过，1982年4月7日生效，建立了范围更广的海洋养护框架。其适用区域超出南纬60°，延伸至法律界定的南极辐合带边界。第2条明确将“合理利用”纳入养护范畴，但要求捕捞活动维持种群补充能力，以及被捕捞种群、依存种群和相关种群之间的生态关系，并尽量减少那些在二三十年内可能无法逆转的生态系统变化。这些规定使监管不仅关注目标资源种群本身，也关注捕捞对食物网的影响。公约设立的委员会负责通过养护措施，科学委员会为其提供咨询，另设于霍巴特的秘书处则提供支持。(ccamlr.org)

南极条约秘书处于2004年9月1日在布宜诺斯艾利斯开始运作。秘书处为会议提供支持，翻译和分发文件，维护条约数据库，并促进缔约方之间的信息交流。南极条约协商会议在1994年以前通常每两年举行一次，此后一般每年举行一次，负责制定这一体系的具体规则。会议通过的文件分为三类：具有法律约束力、须经所有协商国核准的“措施”，涉及内部组织事务的“决定”，以及不具约束力的“决议”。例如，2023年6月8日在赫尔辛基通过的第3号决议（2023年）重申了遵守矿产资源禁令的承诺，并明确驳斥了议定书将于2048年到期的误解。(ats.aq)

治理、决策与地缘政治

南极条约体系下的决策机制区分协商国与其他缔约方，而不是根据领土主张分配权限。南极条约秘书处列出的缔约方共有58个，其中29个拥有协商国地位。最初的12个签署国永久享有这一地位；后来加入的缔约方则须证明其在南极开展了实质性的科学活动，例如设立考察站或组织考察，才能取得协商国资格。非协商国可以出席南极条约协商会议（ATCM）并参与讨论，但不参与决策。这一安排将政治参与同科研活动联系起来，同时不以承认主权作为加入条约的条件。(ats.aq)

南极条约协商会议的各类文件以协商一致方式通过，因此任何一个协商国提出异议，都可能阻止文件获得通过。自1995年起，这些文件分为三类：“措施”，旨在具有法律约束力；“决定”，涉及内部组织事务；以及“决议”，载有不具约束力的建议。一项“措施”在会议上获通过，并不等于已经生效：只有在有权参加该次会议的所有协商国批准后，它才具有约束力。自1994年起，协商会议每年举行一次。环境保护委员会向协商会议提供咨询意见，但不独立制定法规。(ats.aq)

履约监督部分依靠相互视察权。《南极条约》第七条允许各协商国指定观察员，随时进入南极的考察站、设施和设备进行视察，也可视察在南极地区上下人员或装卸货物的船舶和航空器。视察涉及和平利用、作业方式和环境保护等方面；近年来，视察往往由多国联合团队开展。缔约方还必须提前通报考察活动、有人驻守的考察站，以及带入南极的军事人员或装备。这些信息通过秘书处的电子信息交换系统共享。军事力量参与本身并不被禁止：第一条允许使用军事人员和装备开展科学研究或用于其他和平目的，但禁止采取具有军事性质的措施。(ats.aq)

中国不断扩大的基础设施和俄罗斯的活动，引发了外界对科研行动与战略利益之间关系的关注。中国于2024年2月7日启用了其第五座南极科考站——秦岭站；国家主席习近平在贺信中强调了科学探索与国际合作。美国国防部2024年12月的一份报告指出，中国南极科考站可能存在军民两用技术；这属于评估，而非认定其违反条约。俄罗斯开展的地质勘测则引出了另一个问题：如何区分获准开展的科学调查与被禁止的矿产资源活动。英国政府在2024年5月24日的一份议会答复中表示，俄罗斯已多次向南极条约协商会议保证，其勘测属于科学活动，并承诺共享地震勘测数据。(english.www.gov.cn)

渔业与考察站建设进一步凸显了各方的分歧。南极海洋生物资源养护委员会（CCAMLR）是条约体系内的另一个机构，其实质性决定也采用协商一致方式作出。因此，在谈判中，渔业利益相关方与生态系统保护提案的支持方必须达成一致。在2024年10月的会议上，成员未能就增设海洋保护区达成一致，而中国则拒绝延续一项现有的磷虾捕捞空间管理安排。考察站项目适用另一套审查机制：可能造成超过轻微或短暂程度环境影响的活动，须开展全面环境评价。评价草案须公开传阅，并由环境保护委员会审议；其他缔约方及协商会议提出的意见，必须在最终评价中得到回应，而该最终评价将作为决定活动是否开展以及如何开展的依据。这使国家基础设施项目接受国际审查，但并未将协商会议变成拥有建设许可审批权的超国家机构。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

科学研究与主要科考站

位于罗斯岛的麦克默多站是南极洲最大的科考站，也是美国南极计划的主要枢纽。该站的科研领域涵盖冰川学、气候学、地质学、地球物理学、海洋生物学和大气物理学。附近的野外研究地点包括麦克默多干谷、埃里伯斯火山，以及克罗泽角和罗伊兹角的企鹅栖息地；站内的 A. P. 克雷里科学与工程中心设有实验室和海水水族馆。这些设施将野外观测与实验室分析相结合，麦克默多站同时也为内陆研究和南极点站提供支持。美国国家科学基金会的运行数据显示，夏季站内人数最多可达1,100人，冬季为200人，其中包括研究人员和后勤保障人员。(nsf.gov)

阿蒙森—斯科特南极点站位于地理南极点，海拔约2,835米。该站建于1956年，为气象学、冰川学、地震学、地磁学、高层大气研究和天文学研究提供支持。其架空式主楼于2008年竣工，设计旨在减轻积雪和风吹雪造成的问题。美国国家科学基金会的数据显示，该站夏季最多可容纳150人，冬季为42人。罗瑟拉站位于阿德莱德岛，是英国南极调查局全年运行的科考站，自1975年10月起一直有人驻守，夏季可容纳100多人，冬季则只有数十人。该站的研究将地质学、冰川学与海洋及陆地生物学相结合。邦纳实验室设有水族馆和潜水设施；冬季，潜水员通过在海冰上凿出的洞口下水，研究海底生物群落、大型藻类，以及冰山搁浅造成的扰动。(nsf.gov)

深层冰芯为南极研究提供了时间跨度远超仪器观测的记录。积雪逐渐压实成冰，将气泡封存在其中，保存了过去的大气样本。测量气泡中封存的二氧化碳和甲烷，可以重建当时的大气组成；冰的同位素组成则为过去的气温提供证据。这些相互补充的测量使冰芯成为古气候学研究的核心，将冰期旋回中的温度变化与温室气体变化联系起来。1999年，让-罗贝尔·珀蒂及其同事发表了沃斯托克冰芯记录，涵盖约42万年和四个冰期—间冰期旋回。此后，欧洲南极冰芯钻探计划获取了穹顶C冰芯，将气候记录延伸至约80万年前。这是两套不同的钻探记录：沃斯托克的钻探深度虽然更大，但其气候记录的时间跨度并不更长。(bas.ac.uk)

南极点望远镜利用南极高原极其寒冷、干燥的大气条件，开展毫米波天文学研究。大气水汽含量低，可减少吸收和不断波动的辐射，否则这些效应会掩盖微弱的天体信号；一篇2009年的仪器论文报告称，冬季可降水量的中位数约为0.25毫米。该望远镜口径为10米，于2007年2月16日实现首次观测。它测量宇宙微波背景的小尺度起伏，并通过苏尼亚耶夫—泽尔多维奇效应识别星系团，即星系团气体中的高温电子散射背景光子的效应。冬季漫长的黑暗有利于极地观测计划的开展，但对于这类微波测量而言，决定性的优势是大气透明度，而不只是黑暗。(arxiv.org)

冰立方中微子天文台于2010年12月在南极点站附近建成，将冰本身用作粒子探测介质。其主阵列由86条垂直探测串上的5,160个光学模块组成，布设在地下1,450至2,450米深处，覆盖约一立方千米的体积。当中微子在探测器内部或附近发生相互作用时，产生的次级带电粒子在穿过冰层时可能发出切伦科夫光。传感器记录这些光，使研究人员能够重建此次相互作用的能量和方向。与天文望远镜不同，冰立方不需要黑暗的天空：它依靠的是南极深层冰体的巨大体积及其光学性质，而南极点站则为其提供电力、通信和全年技术支持。(icecube.wisc.edu)

人类活动、后勤与旅游业

南极洲没有原住民；当地居住群体主要由短期派驻的科研人员和后勤保障人员组成，并非能够自给自足的永久人口。因此，一座科考站全年有人驻守，并不意味着其人员永久定居于此。南半球夏季，交通和野外作业较为便利，驻留人数随之增加；到了冬季，人数则大幅减少。即使在夏季，整个大陆也只有几千人居住，不过，仅麦克默多站就能容纳逾1,000人。站内人员除了科学家，还包括机械师、电工、厨师、通信人员和野外向导：维持住宿、供电、运输和基本服务，需要规模可观的保障队伍。(antarctica.gov.au)

前往南极洲依赖经由海外后勤枢纽统筹安排的海运和空运。对美国南极计划而言，新西兰的基督城是飞往麦克默多站的主要出发地，货物也经由附近的利特尔顿港转运。凤凰机场设有供轮式飞机使用的压实雪跑道，威廉斯机场则设有供滑橇式飞机使用的雪地跑道。每年通过船舶运送货物和燃料，都需要破冰船先在海冰中开辟通往麦克默多站码头区的航道。由于这些设施的布局，运输集中于少数可用的降落点和卸货点，而这些地点能否使用，取决于季节性冰况和天气条件。南极半岛的作业采用另一套补给体系，其中包括智利的蓬塔阿雷纳斯，以及为帕尔默站提供服务的科考船或支援船。(usap.gov)

向内陆运输时，航空与陆路运输相互配合。从麦克默多站出发，装有滑橇的LC-130飞机将人员和物资运往南极点，牵引车与雪橇组成的运输队则负责运送大宗货物，尤其是燃料。美国南极计划的南极点后勤方案指出，陆路运输行程约需30天，而LC-130飞行约需三小时。南极点的常规补给集中在夏季，LC-130的运行季通常从11月初持续至次年2月中旬。因此，物资必须在冬季与外界隔绝之前运抵就位，而货运规划可能在相关野外作业开始前一季就已启动。陆路运输是对航空运输的补充，而非替代，使重型货物得以运送，同时不必占用相应的航空运力。(usap.gov)

商业旅游业绝大多数以船舶为载体，活动集中在南极半岛周边，从南美洲港口出发，数日即可抵达。其规模已显著扩大：1991—1992年约有6,400名游客到访；而国际南极旅游运营商协会（IAATO）报告，2025—2026年仅乘船游览而不登陆的游客有27,217人，参与登陆的游客有85,195人，深入大陆内陆的游客有1,106人。这些类别分别对应不登陆的航程、包含登陆活动的行程，以及深入大陆内部的旅行，并不代表常住人口。IAATO的统计报告涵盖其成员运营商，而非所有可能到访南极的游客。尽管长期增长幅度显著，该协会报告的2025—2026年游客人数仍比上一季减少了4.2%。(ats.aq)

1991年，七家运营商共同成立了IAATO，以协调私营部门开展安全、对环境负责的旅游活动。该协会的职责是行业协调，而非代表政府授予许可：运营商仍须获得相关国家主管部门的批准。游客管理标准包括协调登陆时间安排、同一登陆点同时最多停靠一艘旅游船、岸上游客最多100人，以及每20名游客至少配备一名向导；若具体地点的限制更严格，则须遵守更严格的规定。按照这些标准，载客超过500人的船舶不开展登陆活动。这些安排使较大型的探险船能够让乘客分组轮流登陆，而不是让所有人同时上岸。南极条约缔约方将相同的人数限制纳入了2009年通过的第15号措施。(iaato.org)

医疗服务和搜救能力受到距离、可用飞机及天气条件的限制。各国南极计划在人员出发前进行健康筛查，并由驻站医务人员在远程医疗服务的支持下提供诊疗，但医疗撤离可能只有在夏季才具备条件。特殊行动可能需要多个国家参与，并通过多次飞行接力完成：2018年9月，一名患者从罗瑟拉站搭乘智利的“双水獭”飞机前往弗雷站，随后转乘“大力神”运输机撤离至蓬塔阿雷纳斯；阿根廷也做好了在必要时提供协助的准备。旅游应急规划同样强调自给自足，而不是预设能够使用科考站的资源。美国政策规定，私人探险活动不能常规获得其南极计划的支持，紧急救援行动所产生的费用也可能向获救方追偿。(antarctica.gov.au)

环境保护与资源管理

《马德里议定书》附件五于1991年通过、2002年生效，区分了两种区域保护形式。南极特别保护区（ASPA）旨在保护环境、科学、历史、美学或荒野价值，或保障科学研究；进入此类区域须取得相关国家主管部门颁发的许可，并遵守该区域的管理计划。南极特别管理区（ASMA）则用于协调区域内的各项活动，以应对科研、后勤及其他用途之间可能出现的冲突或累积影响。进入南极特别管理区本身无须许可，但位于其内部的南极特别保护区仍须单独取得进入许可。因此，这些区域划定不仅是标示具有保护价值的地点，还对人员进入和各项活动的空间布局进行管理。(ats.aq)

附件二通过禁止未经许可的采捕和有害干扰，保护本土动植物，并对特别保护物种提供额外保障。罗斯海豹（Ommatophoca rossii）被列入其附录A。涉及特别保护物种的许可必须具有充分且必要的科学目的，并且不得危及该物种或当地种群的生存或恢复；只有在不存在合适替代方法时，才允许采用致死技术。保护措施也涵盖不涉及捕获或杀害的干扰行为：条约相关指导文件包括1994年通过的游客行为规则，以及2004年通过的鸟类聚集区附近航空器运行指南。(ats.aq)

海洋保护和渔业管理通过南极海洋生物资源养护委员会（CCAMLR）实施。2009年，该委员会设立了面积为94,000平方千米的南奥克尼群岛南部陆架海洋保护区。罗斯海区域海洋保护区的设立于2016年达成协议，并于2017年12月1日生效，覆盖面积约155万平方千米。该保护区的一般保护区、特别研究区和磷虾研究区实行不同的捕捞限制：大部分区域禁止捕捞，其他区域则仍可开展规定范围内与研究有关的捕捞活动。这项措施有效期至2052年，届时可续期或修改；其目标包括保护生物多样性、捕食者与猎物之间的关系，以及对南极犬牙鱼生命周期具有重要意义的区域。(ccamlr.org)

南极海洋生物资源养护委员会的渔业管控不仅关注被捕捞种群，也关注捕捞对更广泛生态系统的影响。对于南极磷虾，统计分区48.1至48.4每个捕捞季的合计捕捞量受62万吨的触发水平限制；这一水平不同于经计算得出的较高预防性捕捞限额，其作用是在就捕捞活动的空间分配达成协议之前，限制捕捞规模扩大。犬牙鱼资源评估利用标记与再捕获数据，估算其数量、生长和移动情况。科学观察员记录捕捞量、兼捕情况、标记情况，以及与海鸟和海洋哺乳动物的相互作用。罗斯海犬牙鱼渔业的减缓措施要求包括使用加重延绳钓具、使用驱鸟绳以防鸟类接近挂饵鱼钩、限制投放钓具的时段，以及禁止排放鱼类加工废弃物。(ccamlr.org)

废弃物和污染管控适用于考察站、野外作业和船舶。附件三要求尽量减少废弃物、制定管理计划，并将规定的废弃物运离南极，包括电池、废燃料、润滑油和多种塑料。该附件也涉及以往活动遗留的废弃物；条约缔约方于2013年通过了一份清理手册，并于2019年进行了修订。附件四除规定的例外情况外，禁止排放油类、含油混合物和有害液体物质，并禁止在海上弃置塑料及其他列明的垃圾。此外，该附件还对污水排放作出规定，并要求采取预防措施，做好应急准备和响应，使燃料泄漏应对规划成为作业环境保护的一部分。(ats.aq)

生物安全措施针对的是随鞋靴、衣物、设备和货物被无意携带的生物。附件二通过许可制度限制非本土生物的引入，并明确禁止将犬只带上陆地、冰架或海冰。实际操作措施包括清除靴子和衣物上的泥土与种子、检查包装，以及在货物装运前和在南极不同地点之间转运时进行清洁。英国南极调查局的“洁净进入、洁净运出”政策同时适用于运入和运出的货物，以减少生物在原本相互隔离的栖息地之间转移。类似管控也延伸至亚南极岛屿：在南乔治亚岛的爱德华国王角考察站，到访者须刷洗鞋靴并检查衣物，包括可能夹带种子和泥土的钩环搭扣。(documents.ats.aq)

臭氧空洞与大气科学

1985年5月16日，英国南极调查局的科学家乔·法曼、布赖恩·加德纳和乔纳森·尚克林在《自然》杂志上发表了南极上空春季臭氧严重损耗的证据，依据的是哈雷研究站使用多布森分光光度计进行的测量。南极臭氧空洞并不是大气中一个空无一物的洞，而是平流层臭氧浓度异常低的季节性区域。在卫星数据分析中，通常以臭氧总柱含量低于220多布森单位来界定其边界；这一阈值与氯和溴催化的臭氧损耗有关。臭氧空洞形成于南半球春季，主要出现在8月至10月。(bas.ac.uk)

对这一现象的化学解释将臭氧损耗与人类生产的氯氟烃（CFC）所释放的氯联系起来，含溴化合物也有贡献。1986年，苏珊·所罗门及其同事指出，发生在极地平流层云上的反应是南极臭氧损耗机制的核心。1987年的南极航空臭氧考察使用从智利蓬塔阿雷纳斯起飞的ER-2和DC-8飞机，提供了决定性的观测证据：臭氧浓度下降的地方，一氧化氯浓度升高。随后，马里奥·莫利纳和路易莎·莫利纳于1988年阐明了一氧化氯催化臭氧极其迅速地被破坏的反应过程。(ozonewatch.gsfc.nasa.gov)

南极冬季为这些化学反应创造了条件。平流层极地涡旋是一圈强劲的绕极风带，将冷空气与较低纬度的暖空气隔离开来。当温度降至约−78°C或更低时，极地平流层云便会形成；云中的粒子为化学反应提供表面，使氯化氢和硝酸氯等活性较低的储氯物质转化为氯分子等容易发生光解的化合物。春季阳光重返南极后，会释放出活泼的氯原子，启动催化循环，在破坏臭氧的同时再生氯。因此，一个氯原子就能破坏数千个臭氧分子。随着温度升高、极地涡旋减弱，云逐渐消失，与周围空气的混合也使这种强烈的季节性臭氧损耗终止。(bas.ac.uk)

国际社会的应对以蒙特利尔议定书为核心。该议定书全称为《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，于1987年9月16日通过，1989年1月1日生效。其管制措施逐步淘汰了氯氟烃、哈龙及其他消耗臭氧层物质的生产和消费。根据2022年的科学评估，受管制物质的生产和消费已削减近99%，但寿命较长的化合物仍残留在大气中。评估确认南极臭氧正在恢复，而9月是最容易检测出臭氧对消耗臭氧层物质减少所作响应的时段。在各方继续遵守议定书的前提下，预计南极臭氧总柱含量将在2066年前后恢复至1980年的水平。这是一项长期预测，并不意味着在此期间每年的臭氧空洞都会比前一年更小。(unep.org)

监测工作将地面分光光度计测量与卫星对臭氧及化学上相关气体的遥感观测相结合。美国国家航空航天局的Aura卫星观测持续追踪到南极臭氧空洞内氯含量的下降，而臭氧测绘与廓线仪套件则测量臭氧总柱含量及其垂直分布。这些相互补充的观测记录有助于区分化学物质含量的变化与平流层温度、风和日照的变化；后者会显著影响各年臭氧空洞的大小及臭氧损耗程度。(nasa.gov)

臭氧损耗也会影响南半球的大气环流。2022年的评估将热带范围扩大，以及中纬度急流和风暴路径向极地方向移动，归因于南极臭氧损耗，并指出其对南半球夏季地表气候的影响尤为显著。观测与气候模型表明，臭氧恢复已改变了这些环流趋势。未来的变化部分取决于臭氧恢复与温室气体增加这两种相互竞争的影响：高排放情景的模拟通常显示急流仍向极地方向移动，而低排放情景的模拟则显示变化不大，或夏季急流向赤道方向移动。评估未发现臭氧损耗与南大洋净碳吸收量之间存在稳健的关联。(public.wmo.int)

冰量流失、海平面上升与气候变化

南极冰盖的质量平衡反映了积雪增加量与冰流排出、融化和升华所造成损失之间的差额。2023年，伊内斯·大坂及其同事在“冰盖质量平衡比对计划”中开展的一项评估，综合了卫星测得的高程、重力和冰流数据。评估估计，1992—2020年间，西南极洲平均每年损失 $82 \pm 9$ 十亿吨冰，南极半岛平均每年损失 $13 \pm 5$ 十亿吨冰。东南极洲大致处于平衡状态，估计每年增加 $3 \pm 15$ 十亿吨，其不确定性大于测得的增加量。整个南极洲累计损失 $2{,}671 \pm 530$ 十亿吨冰，使全球平均海平面上升了 $7.4 \pm 1.5$ 毫米。这些全大陆尺度的平均值掩盖了各个冰流汇水区之间的显著差异。(essd.copernicus.org)

在西南极洲，较温暖的海水进入浮动冰架下方，融化其底部。冰架变薄会削弱其阻力，即支撑作用，使上游接地冰川加速流动，将更多冰排入海中。这一过程在阿蒙森海区域尤为重要，松岛冰川和思韦茨冰川都位于该区域。东南极洲整体接近平衡，并不意味着各处都同样稳定：托滕冰川已经出现变薄和退缩，一些东部冰流汇水区也存在底部位于海平面以下的接地冰体。降雪增加可以抵消部分损失，而海洋驱动的边缘地带变化，并不取决于内陆高原极其寒冷的环境。(doi.org)

2002年，南极半岛上的拉森B冰架崩解，表明冰架消失可以多么迅速地影响内陆冰体。1月31日至3月7日期间，该冰架损失了2,717平方千米的面积。卫星影像显示，崩解前冰架表面存在大范围融水池；流入裂隙的水促进了冰架解体。浮动冰架本身已经排开了海水，因此其崩解对海平面的直接影响很小。重要后果在于支撑作用的消失：在随后的18个月里，原先向拉森B冰架输送冰的冰川加速至此前速度的三至八倍，使更多接地冰体流入海洋。(nsidc.org)

思韦茨冰川是重要的研究对象，因为其汇水区的大部分坐落在海平面以下的基岩上，而且基岩向内陆方向逐渐加深。在海洋冰盖不稳定性机制中，接地线——冰体开始浮起的位置——向更深的水域退缩，会使这条边界处的冰体更厚，从而增加冰流排出量，并可能导致进一步变薄和退缩。基岩脊、侧向阻力以及冰架残存的支撑作用都可以改变这一反馈；仅凭退缩现象，并不能证明不可逆的不稳定过程已经开始。如果思韦茨冰川完全消失，全球平均海平面将上升约65厘米；这一数值衡量的是其储冰量，而不是对本世纪的预测。(ipcc.ch)

对思韦茨冰川的观测表明，仅凭海水温度不足以预测融化情况。彼得·戴维斯主持的2023年研究发现，尽管下方存在温暖海水，微弱的洋流和强烈的密度分层仍抑制了热量向东部冰架部分底面的传递。然而，在2019—2021年的观测期间，接地线仍持续退缩。埃里克·里尼奥主持的2024年研究利用2023年采集的雷达观测数据，探测到受潮汐控制的海水入侵，其范围越过主要接地区，向上游又延伸了六千米。这类测量有助于约束海洋热量、冰底几何形态与潮汐运动在接地冰向浮冰过渡区域附近的相互作用。(doi.org)

政府间气候变化专门委员会在2021年的评估中指出，相对于1995—2014年，在低排放情景SSP1-2.6下，到2100年南极洲对海平面上升的贡献可能为0.03—0.27米；在极高排放情景SSP5-8.5下，则可能为0.03—0.34米。这些数值仅指南极洲的贡献，并非预计海平面上升的总量。两个范围相互重叠，反映了降雪增加与冰流排出加速的相反作用，以及海洋强迫和冰体动力学的不确定性。一些尚未得到充分约束的过程，包括冰架快速消失和提出的海洋冰崖不稳定性机制，可能造成超出评估所给出可能范围的冰量损失。(ipcc.ch)

近期海冰状况与监测

据美国国家冰雪数据中心（NSIDC）统计，南极海冰于2023年9月10日达到冬季最大范围，为1696万平方公里，创下冬季最大范围的历史最低纪录。这比1986年创下的此前最低纪录少103万平方公里，也比1981—2010年的平均最大范围少175万平方公里。这一异常状况在海冰增长季逐渐形成：到7月中旬，海冰范围比历年同期平均值少了260多万平方公里。威德尔海、别林斯高晋海和罗斯海西部的海冰偏少尤为显著。NSIDC于10月发布的季节性分析证实，在夏季最小范围创下历史最低纪录之后，冬季最大范围也创下新低，使2023年在海冰年变化周期的两个极值上都显得不同寻常。(nsidc.org)

2023年之后，海冰覆盖范围仍持续偏低，但并非所有月份或区域的异常程度都相同。2024年的冬季最大范围出现在9月19日，为1716万平方公里，是当时有记录以来的第二低值。2022—2025年连续四年的夏季最小范围均低于200万平方公里；NSIDC于2025年3月发布的评估认定，2025年的最小范围为198万平方公里，实际上与2022年和2024年并列。这些季节性统计数据表明，海冰覆盖范围经历了一段持续偏低的时期，而非始终不断下降：即使在这段时期内，南极海冰范围也可能暂时接近历史平均水平。(nsidc.org)

2026年的夏季最小范围则远没有那么极端。NSIDC于3月9日发布的初步公告认定，海冰范围于2月26日降至258万平方公里，在48年的卫星观测记录中位列第16低，比1981—2010年的平均最小范围少26万平方公里。科学家泰德·斯坎博斯认为，这一接近平均水平的结果，部分归因于1月和2月的强劲南风将威德尔海的海冰向外推散，减缓了海冰总范围的缩减。不过，这种状况并未延续到随后的海冰增长季。9月的公告初步认定，海冰于9月14日达到1759万平方公里的最大范围，位列历史第三低；10月7日发布的更完整分析确认了最大范围出现的日期，并指出此后海冰范围急剧缩减，自10月2日起，每日海冰范围均创下历年同一日期的最低纪录。这类逐日纪录与全年最小范围或最大范围的历史纪录有所不同。(nsidc.org)

海冰监测主要依靠采用被动微波测量的卫星遥感。NSIDC的海冰指数记录始于1978年末，综合了历代仪器的观测数据；第4版自2025年1月起采用AMSR2的观测数据。范围将海冰密集度不低于15%的每个海洋网格单元的全部表面积计入统计，而面积则按各网格单元的海冰密集度加权计算。这两项统计量都不衡量海冰的厚度或体积。季节性初步公告中的结果仍属暂定，因为风向风力变化、持续冻结或较晚发生的融化，都可能使极值出现在更晚的时间。排名还取决于反演算法、数据处理、时间平均方法及并列判定规则：NSIDC在评估2025年最小范围时，将相差不超过4万平方公里的结果视为并列。因此，比较时必须使用一致的数据集和统计量，并应以NSIDC后续发布的季节性分析为准，而非初步公告。(nsidc.org)

年际变化反映了大气与海洋过程之间的相互作用。风可以吹散浮冰，在冰体积没有相应增加的情况下扩大海冰范围，也可以将浮冰挤压聚拢，使海冰范围缩小；风还会输送暖空气，并改变海洋混合状况。上层海洋的热量会抑制冻结、促进融化，而裸露水面比反射率较高的冰面吸收更多阳光，从而强化冰—反照率反馈。2024年一项针对2023年冬季海冰偏少现象的研究指出，上层海洋变暖、异常风场、热量和水汽输送，以及风暴引发的海浪均发挥了作用。厄尔尼诺—南方涛动通过改变大气环流影响南极地区的状况，但其影响因区域和季节而异，并不会使整个环南极地区产生一致的响应。因此，对2023年极端状况的研究着重考察大气—海洋—海冰的综合作用机制，而不是将其单独归因于厄尔尼诺。(agupubs.onlinelibrary.wiley.com)

未解问题与未来展望

一个核心的不确定性是：西南极某些盆地的冰盖退缩是否已越过某个临界点，使大规模冰盖流失进入自我维持的状态。在冰床向内陆逐渐加深的地区，接地线——冰体着地部分与漂浮部分之间的边界——后退可能使更厚的冰体暴露于海水之中，增加冰体流出量，并促进进一步退缩。政府间气候变化专门委员会在其2021年评估中，将这种海洋冰盖不稳定性，以及证据尚不充分的海洋冰崖不稳定性可能性，列为不确定性的主要来源。尚未解决的问题涉及临界点的位置、冰架支撑作用与冰床几何形态的影响，以及越过临界点后的变化速度。最终流失已成定局，并不意味着冰盖会立即崩溃：大规模退缩可能历时数百年乃至数千年。在移除南极所有冰架并阻止其重新形成的模型实验中，500年后的冰量损失相当于海平面上升2—10米，其中西南极贡献2—5米；这些是敏感性实验，而非对冰盖在某一确定时间崩溃的预测。（ipcc.ch）

南大洋未来作为碳汇的作用，取决于相互竞争的物理和生物过程。在全球海洋吸收的人为排放二氧化碳中，南大洋约占40%，而不是吸收了人类总排放量的40%。风将富含碳的深层海水带向海面，使其中的碳有机会逸入大气；与此同时，新形成的水团将吸收的碳输送至海洋内部。变暖会降低二氧化碳的溶解度；降水和融冰造成的海水淡化则会改变海水分层及高密度水的形成。由此形成的碳吸收、逸出与深层储存之间的平衡仍存在不确定性。（csl.noaa.gov）2023年，一项由李倩领衔、马修·英格兰协调的模型研究预测，在高排放情景下，主要受融水驱动，南极深渊翻转环流到2050年将减弱40%以上。这一有条件的结果涉及深层海水环流，并不意味着碳汇会按相同比例减少。（unsw.edu.au）

《马德里议定书》对矿产资源活动的禁令未来如何变化，取决于审查程序，而非某个到期日。第7条禁止科学研究以外的矿产资源活动。从2048年起，即议定书于1998年生效满五十年后，任何南极条约协商国都可以要求召开审查会议；议定书及其禁令均不会自动失效。通过该程序采纳的修正案还须满足额外的批准要求，包括获得1991年通过该议定书的全部26个协商国的批准。取消或修改矿产资源禁令，还必须有一套具有法律约束力的制度来规范矿产资源活动，而引入这一制度需要达成共识。（ats.aq）条约治理面临的其他任务还包括规范旅游活动及游客的累积影响：2025年的协商会议更新了游客通用指南，而在米兰举行的一次研讨会则探讨了针对旅游及其他非政府活动建立全面、一致的监管框架。（ats.aq）

深层钻探正在将古气候研究拓展到此前欧洲南极冰芯计划（EPICA）所提供的约80万年记录之外。2025年1月9日，“超越EPICA”项目报告称，已在小穹顶C钻至基岩，取得一支长2,800米的冰芯；根据初步定年，其所含记录至少可追溯至120万年前。该项目的主要研究目标是中更新世转型期，当时冰期循环的间隔从约4.1万年转变为约10万年。通过测量冰中封存的气体、水同位素和杂质，可以检验温室气体浓度与南极温度在这一转型期间如何变化。研究人员阿玛埃勒·朗代介绍了有助于识别冰期循环序列的现场同位素测量工作；由于冰底变形可能破坏年代序列的连续性，对最深层冰进行精确定年和评估仍十分重要。（lsce.ipsl.fr）

行星研究也将南极洲用作样本宝库和环境类比场所。南极陨石搜寻项目的考察队采集来自小行星、月球和火星的物质：冰体将陨石运送到富集区，而干燥的风通过消蚀冰层使陨石显露出来。这些样本使研究人员无需开展专门的样本返回任务，就能在实验室中研究行星的历史。（nasa.gov）麦克默多干谷拥有寒冷、干旱的地形和冰胶结土壤，可用于研究与火星有关的过程，包括风化作用，以及环境条件对微生物宜居性的限制。其研究价值在于两者具有可比较的过程与物质，而非南极与火星的环境条件完全相同。（astrobiology.nasa.gov）

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Sea Ice Indexnsidc.org
Synergistic atmosphere-ocean-ice influences have driven the 2023 all-time Antarctic sea-ice record lownature.com
Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2022, Chapter 5csl.noaa.gov
Southern Ocean Carbon and Heat Regulationbas.ac.uk
Deep ocean currents around Antarctica headed for collapse, study findsunsw.edu.au
Final Report of the Forty-seventh Antarctic Treaty Consultative Meetingdocuments.ats.aq
Beyond EPICA European drilling of Antarctic polar ice: back at least 1.2 million years!lsce.ipsl.fr
Revealing climate secrets contained in Antarctic icecordis.europa.eu
NASA Scientist Collects Bits of the Solar System from an Antarctic Glaciernasa.gov
Astrobiology Field Sitesastrobiology.nasa.gov
X-ray Amorphous Components of Antarctica Dry Valley Soils: Weathering Implications for Marsntrs.nasa.gov