主要观点总结
本文是对《中国科学基金》中一系列关于海洋科学研究的文章进行的总结。文章涵盖了全球海洋治理、海洋科技、海洋生态保护、三角洲研究、海洋浮游生物群落、热带气旋海上观测、近海生态环境观测、海洋渔业资源等方面的研究进展和关键科学问题。同时,文章还介绍了《中国科学基金》杂志的相关情况。
关键观点总结
关键观点1: 全球海洋治理成为热点话题,涉及国际合作和关键技术突破
全球海洋治理是当前的重要议题,涉及气候变化应对、海洋生物多样性保护、海洋资源可持续开发利用等核心问题。国际大科学计划如“海洋十年”为海洋科学变革提供了重要机遇。我国应抓住技术革命的契机,提升海洋科技创新能力。
关键观点2: 海洋科学技术在支撑全球海洋治理中扮演重要角色
海洋科学技术在应对全球海洋问题的管理体制、规则、方法和行动等方面发挥着重要作用。新一代信息技术、人工智能等技术应用于海洋观测和探测技术革新,提高了我国海洋观测和探测能力。
关键观点3: 北极海底科学探索是国际治理的新焦点
北极海底科学探索具有显著的科学价值和敏感性,成为国际治理的新焦点。我国在北冰洋海底科考方面取得突破性认识,并积极参与国际合作。
关键观点4: 三角洲研究面临可持续发展挑战
三角洲作为全球生态环境保护和沿海社会经济发展的战略要地,面临着人类活动和气候变化带来的挑战。关键科技问题包括自然—社会耦合系统演变机制、智能观测与模拟决策技术等。
关键观点5: 海洋浮游生物群落和元素循环研究受全球变化影响
海洋浮游生物群落的调控机制及其对环境变化的响应是认识全球变化下海洋生产力以及元素生物地球化学循环的关键。国际学界正在积极策划发起相关研究计划。
关键观点6: 热带气旋海上观测技术取得进展
热带气旋海上观测技术的进展对于提高海气环境预测预报能力至关重要。机动观测方式等在未来发展中具有广阔的应用前景。
关键观点7: 近海生态环境高时空分辨观测与有害藻华预报受关注
近海生态系统的健康状况恶化引发关注。发达国家加快生态预报研究步伐,实现有害藻华的实时预警预报。我国亟待补齐观测技术短板,推进人工智能赋能的有害藻华预报模型发展。
关键观点8: 海洋渔业资源—生态—社会复合系统研究具挑战性
渔业资源的可持续利用面临挑战,需要基于海洋渔业资源、生态环境、社会经济发展的综合过程开展多学科交叉融合研究,助力推动生态文明建设等国家战略目标的实现。
正文
1. 自然资源部第二海洋研究所
2. 自然资源部海底科学重点实验室
李家彪
中国工程院院士,曾任国际标准化组织海洋技术专业委员会创始主席、自然资源部第二海洋研究所所长等。长期从事海底科学与探测技术研究,在北极海底深部探测、大陆架划界和大洋矿产勘查方面做出重要贡献,发起联合国“海洋十年”国际大科学计划。在
Nature
等期刊发表SCI论文135篇,出版专著7部,授权国际、国内发明专利18项,主持国家标准13项。曾获国家科技进步奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、ISO卓越贡献奖等奖项。
“海洋的和平安宁关乎世界各国安危和利益”。目前,全球海洋治理体系正在面临深刻变革,治理规则和秩序面临深度调整。深海和极地“新疆域”,由于开发与治理尚处于“规则未定”的阶段,将给我们带来全新的挑战与机遇。全球海洋治理的核心在于平衡资源开发与环境保护,确保海洋的可持续利用。治理决策因此依赖科学认知,凸显了科学的支撑地位和引领作用。
历史上,海洋科学的重大发现和突破都与海洋观测与探测技术的革新相关。现代海洋地球物理和深海钻探,促成了海底扩张与板块构造学说,引领了地球科学的变革;载人深潜器的发明,帮助人类发现极端环境下的“生命原点”,开启了探索生命起源与演化的新纪元;Argo计划的全面实施,有效验证和促进了海洋径向翻转流理论和精细化数值预报技术的发展。随着科研“向极端条件迈进”,深海和极地等极端环境的科学认知与技术迭代更加紧密关联。卫星观测与探测、水下自主无人系统、中微子和人工智能将引发技术的链式变革,并进而促进全球气候变化、深海深渊系统、极地环境演变、海岸带复杂人—地耦合等前沿领域的突破,引发地球系统科学的范式革命。
当前全球海洋保护和可持续利用成为全球海洋治理的新趋势,议题涵盖公海生物多样性养护、海洋在气候变化中的作用、国际海底矿产资源开发利用、海洋塑料污染治理、公海环境评估和渔业谈判等。联合国“海洋十年”把全球海洋治理相关进程与海洋科学紧密联结,开启了海洋科学变革的大科学时代:在寻求可持续发展路径的主题下,不断跨学科交叉,不断新问题重塑,催生新的知识架构。“海洋十年”因此是我国积极参与全球治理、领导全球合作科技力量、构建新的海洋学科/学派的重要机遇。
我们应深度融入“海洋十年”科学变革大潮,抓住技术革命的契机,将新一代信息技术、人工智能、量子科技、生物科技、新能源、新材料等技术应用于海洋观测和探测技术革新,实现我国海洋观测和探测能力跨越式发展,取得颠覆性创新。同时提高海洋科学对全球海洋治理的引导力和支撑能力,为应对全球性海洋问题的管理体制、规则、方法和行动,提出基于科学变革的解决方案,在若干优势领域取得里程碑性的重大突破,培育具有国际竞争优势的海洋战略科技力量,服务于海洋强国建设。
勇立潮头扬风帆,再踏层峰辟新天。在大国博弈的关键期和技术创新的活跃期,我国应抓住全球秩序重塑的治理机遇,积极发起国际大科学计划,持续提升海洋科技创新能力,为建成海洋强国打下坚实基础。
专题: 双清论坛“全球海洋治理与合作的关键科学问题”
全球海洋治理与国际合作的关键科学问题
冷疏影 乔方利 张 亮 林霄沛 王永刚 柳 欣 刘传周 张占海 李家彪 吴立新
当前海洋科学技术在气候变化应对、海洋生物多样性保护、海洋资源可持续开发利用、海洋污染治理和海洋生态修复的核心作用已成为全球海洋治理的重要议题。伴随着新时代全球海洋治理进程的推进与科技革命浪潮,海洋科学技术在海洋治理相关议题中的支撑地位和引领作用更加凸显。在此背景下,国家自然科学基金委员会组织了第366期“双清论坛”。本文基于论坛总结了围绕全球海洋治理与国际合作的主要问题,回顾了海洋科学和技术发展领域取得的进展和面临的挑战,凝练了该领域未来5~10年的重大关键科学问题和核心技术,探讨了海洋科技的前沿发展方向和自然科学基金重点资助战略。
国际治理背景下北极海底科学探索的进展与展望
李家彪 冷疏影 张 亮 丁巍伟 张 涛
北极是全球海洋国际治理中的新焦点和“新疆域”。北极的海底科学探索具有显著的敏感性和更高的技术门槛,呈现出国家需求、科学目标和装备技术高度融合的特点。在极地治理和外大陆架划界等需求的强烈刺激下,环北极国家和利益攸关国开展了广泛的科学调查和国际合作,突破冰下地震探测、冰区热液探测和冰区钻探等系列技术瓶颈,实施了多个大型海底探测与调查计划,在超慢速洋中脊深部动力机制、多圈层相互作用的热液过程与特殊生境、全球气候变化等一系列前沿基础科学问题上取得了突破性认识。作为近北极国家,我国近年来大力开展北冰洋海底科考,主导了北冰洋洋中脊国际联合考察计划(JASMInE),分别执行了JASMInE和JASMInE2航次,并积极参与北冰洋水深图国际绘图计划(IBCAO)等国际计划,贡献科学知识和参与北极海洋治理。本文从执行背景、技术创新、重要科学认知以及对国际治理的影响等方面梳理了北冰洋主要大型海底科考计划,并对后续北冰洋海底科考的发展趋势进行了分析和展望。
面向可持续发展方案的三角洲研究趋势与展望
张卫国 侯立军 彭 忠 袁 琳 李秀珍 何 青
三角洲是海岸带陆海相互作用的核心地带,是全球生态环境保护和沿海社会经济发展的战略要地。在高强度人类活动和气候变化影响下,三角洲的动力、地貌、环境、生态过程发生了剧烈变化,三角洲安全和健康问题突出,严重制约了社会经济的可持续发展,是当前全球面临的最紧迫挑战之一。本文分析了全球三角洲安全、健康和发展面临的挑战,回顾了国内外科技研究趋势,阐述了三角洲可持续发展研究的关键科技问题,包括三角洲自然—社会耦合系统演变机制、智能观测与模拟决策技术和综合管理技术。论文最后围绕我国领衔的联合国“海洋十年”“大河三角洲计划”(2021—2030)的有效实施,建议加强全球合作,并就未来开展的研究主题进行了阐述,以期为实现联合国可持续发展议程目标提供中国方案,为推进“一带一路”、人类命运共同体建设做出积极贡献。
全球变化下的海洋浮游生物群落与元素循环:
从GEOTRACES到BioGeoSCAPES计划
洪海征 倪 靓 刘天任 柳 欣 蔡毅华 史大林
地球的生命支持系统依赖于生物地球化学循环,海洋在其中扮演着极其重要的角色。海洋浮游生物的代谢反应是碳、氮、铁等元素海洋生物地球化学循环的重要驱动力。揭示海洋浮游生物群落动态变化的调控机制及其如何响应环境变化,对于认识和预测全球变化下的海洋生产力以及元素生物地球化学循环的演变至关重要。基于“海洋痕量元素及同位素生物地球化学循环(GEOTRACES)”、Tara Oceans等研究计划的成功实施,近年来国际学界正在积极策划发起“全球变化下的海洋生物代谢与营养元素循环(BioGeoSCAPES)”研究计划,旨在从全球尺度上系统揭示并量化海洋浮游生物如何响应适应气候变化,阐明其与元素生物地球化学循环的互作关系。
热带气旋海上观测技术的进展及展望
张 翰 陈大可 田 娣 汤 杰 王岩峰
热带气旋期间海上现场观测数据严重缺乏,是该领域科学认识和海气环境预测预报能力提高的瓶颈问题。本文简要叙述了热带气旋期间海上锚定、机动、“抛弃式”和遥感观测方式的特点和发展现状,指出结合不同观测方式的海上立体协同组网观测是未来的发展方向,其中机动观测方式有很大的发展和应用空间。除设备和仪器技术的改进外,热带气旋预报、目标观测和最优观测设计、组网通讯和实时组网调节等方面的技术需要进一步发展。平台和数据方面,针对热带气旋观测的平台建设、设备完善、多源数据融合、数据的高效利用和共享等均值得深入规划。以往的观测呈现时间和空间不连续的情况,有必要在热带气旋频发海域开展长期的业务化观测等。