以下(xià)文章(zhāng)(zhāng)來源于科學人(rén)文在線 ,作者吳立新等
海洋是生(shēng)命的搖籃、資源的寶庫和國(guó)家安全的屏障,是未來人(rén)類可持續發展的重要戰略空間。依據海洋科學發展的內(nèi)在規律,瞄準當前世界科技前沿和建設海洋強國(guó)國(guó)家重大戰略需求,展望2035年前我國(guó)海洋科學的發展方向和關鍵領域,為我國(guó)海洋科學的未來發展指明(míng)了方向。進入21 世紀,國(guó)際海洋科學研究已經進入一(yī)個(gè)嶄新階段,主要體(tǐ)現在兩個(gè)發展方向、三大發展趨勢。海洋科學的研究對象已經從僅僅關注陸地(dì)(dì)周邊的近岸、近海拓展到了包括深海大洋、極地(dì)(dì)的全海域範圍;研究手段也(yě)從局地(dì)(dì)、間歇的考察擴展到了大區域、全天候的持續觀測。與之相(xiàng)應,海洋科學的三大發展趨勢體(tǐ)現在:從各單一(yī)學科的“單打獨鬥”轉向強調多學科、跨尺度的系統性研究;從“科學受限于技術、技術單純服務于科學”轉向科學與技術緊密合作、協同發展;從科考平台的專用化(huà)(huà)、科研數據的孤島性轉向平台公用化(huà)(huà)和數據網絡化(huà)(huà)。海洋科學正在整體(tǐ)進入轉型期,學科已逐步提升到集成整合、探索機理的系統科學新高度,深化(huà)(huà)拓展近海研究與管理、聚焦深海與極地(dì)(dì)新疆域、開(kāi)展多圈層多尺度耦合研究成為世界各國(guó)海洋研究的新趨勢。海洋科學具有鮮明(míng)的大科學特征,海洋問(wèn)題的複雜性使其無法通過單一(yī)學科的研究得(de)以解決,而是需要多學科領域間深度交叉與融合。近十年來,随著(zhe)綜合國(guó)力的提升、科技經費投入的增加、科研條件(jiàn)的改善和對外合作交流的加強,我國(guó)海洋科學表現出了強勁的發展勢頭。我國(guó)海洋領域科研成果的數量快(kuài)速增長(cháng)、影響力穩步提升,2019 年我國(guó)發表海洋科學論文數量已位居世界首位、篇均被引用頻(pín)次為世界第三位,切實體(tǐ)現了國(guó)家科技研發投入對科學研究的促進作用。研究領域從中(zhōng)國(guó)近海拓展到深海大洋與極地(dì)(dì)海域,研究問(wèn)題正在逐步從單一(yī)學科的科學問(wèn)題向多學科交叉問(wèn)題過渡,海洋領域各學科均取得(de)了一(yī)系列重要的研究成果:①物理海洋專業(yè),主要體(tǐ)現在海洋環流理論、海洋中(zhōng)小尺度動力過程、大洋能量傳遞及其氣候效應、海洋氣候變率與氣候變化(huà)(huà)等方面;②海洋化(huà)(huà)學專業(yè),主要體(tǐ)現在近海生(shēng)源要素循環過程、營養鹽沉降過程、海洋生(shēng)源活性氣體(tǐ)、顆粒物中(zhōng)的生(shēng)物标志物及其示蹤應用、海洋酸化(huà)(huà)和海洋低(dī)氧等方面;③海洋生(shēng)物專業(yè),主要體(tǐ)現在生(shēng)物泵和微(wēi)型生(shēng)物碳泵機理、極端海洋環境中(zhōng)的生(shēng)命、深海生(shēng)态系統、生(shēng)态系統與全球變化(huà)(huà)、生(shēng)物多樣性與生(shēng)命演化(huà)(huà)、海洋漁業(yè)資源等方面;④海洋地(dì)(dì)質和地(dì)(dì)球物理專業(yè),主要體(tǐ)現在南海構造和古地(dì)(dì)理演變曆史、氣候變化(huà)(huà)的低(dī)緯驅動假說(shuō)、亞洲大陸邊緣的“源- 彙”過程等方面;⑤極地(dì)(dì)海洋科學專業(yè),主要體(tǐ)現在南極冰蓋冰川動力學、極地(dì)(dì)冰川與海洋的相(xiàng)互作用、極地(dì)(dì)海洋與全球變化(huà)(huà)等方面;⑥海洋觀測探測技術,主要體(tǐ)現在海洋環境監測衛星系統組網、海底觀測網系統、深海載人(rén)和無人(rén)潛水器等方面。然而,也(yě)要清晰認識到,當前我國(guó)海洋領域的研究水平相(xiàng)比其他(tā)(tā)海洋科技強國(guó)仍存在一(yī)定差距。基礎研究方面,缺乏對奠基性理論的實質貢獻,尚未在整體(tǐ)上形成引領學科前沿發展的态勢;科研經費投入不(bù)持續,海洋模式開(kāi)發、觀測體(tǐ)系建設、災害監測預警方面仍受到技術瓶頸的制(zhì)約;科研隊伍方面,缺乏跨學科的綜合海洋研究人(rén)才;此外,缺少(shǎo)由中(zhōng)國(guó)發起或主導的國(guó)際大科學計(jì)劃和大科學工(gōng)程,國(guó)際話語權明(míng)顯不(bù)足。未來,我國(guó)海洋科學的繼續發展,需重視優勢學科、補強薄弱環節、推進交叉學科的創新發展,以科學引領技術的進步,以技術推動科學的發展,力求攻克一(yī)系列具有深遠(yuǎn)現實意義和理論價值的重大科學問(wèn)題與技術瓶頸。當前推動我國(guó)海洋科學發展的關鍵科學領域主要體(tǐ)現在四個(gè)方面。①海洋與地(dì)(dì)球宜居性:随著(zhe)溫室氣體(tǐ)、微(wēi)塑料等污染物排放的增加,地(dì)(dì)球環境和生(shēng)态系統正在人(rén)類活動的影響下(xià)迅速退化(huà)(huà),地(dì)(dì)球的宜居性面臨著(zhe)前所未有的威脅;海洋因其巨大的熱(rè)慣性,儲存了整個(gè)氣候系統中(zhōng)超過90% 的熱(rè)量盈餘,吸收了自(zì)工(gōng)業(yè)革命以來近30% 的人(rén)類活動排放CO₂,是地(dì)(dì)球系統中(zhōng)很(hěn)大的活動碳庫,是支撐地(dì)(dì)球宜居性的重要保障。②海洋與生(shēng)命起源:海洋中(zhōng)保留著(zhe)
完整的生(shēng)物門類體(tǐ)系,深海、熱(rè)液、潮間帶等特殊生(shēng)境中(zhōng)存在著(zhe)豐富多樣的生(shēng)命形式,隐藏著(zhe)生(shēng)命起源和演化(huà)(huà)的密碼;生(shēng)命進化(huà)(huà)史中(zhōng)許多重大事件(jiàn)都(dōu)發生(shēng)在海洋中(zhōng),解碼藍色生(shēng)命是破解地(dì)(dì)球生(shēng)命奧秘至關重要的一(yī)環。
③海洋可持續産出:世界能源資源勘探開(kāi)發已進入海洋時代,未來能源資源将主要來源于深海;藍色生(shēng)命是“藍色國(guó)土”的精華資源,蘊藏著(zhe)不(bù)可估量的科學、經濟和戰略開(kāi)發潛能;海岸帶是人(rén)類生(shēng)活的重要場所,是實現我國(guó)“一(yī)帶一(yī)路”、長(cháng)三角一(yī)體(tǐ)化(huà)(huà)發展、長(cháng)江經濟帶發展、粵港澳大灣區建設等的命脈。④海洋智能感知與預測:海洋信息的感知和獲取是人(rén)類認識、經略海洋的基礎,如何突破海洋觀探測關鍵技術瓶頸、研發高新海洋裝備及平台是推動海洋科學發展、建設海洋強國(guó)戰略的重中(zhōng)之重。2035 年前我國(guó)海洋科學發展總體(tǐ)思路應圍繞以下(xià)四點展開(kāi)。①面向世界科技前沿,解決重大基礎科學問(wèn)題。海洋科學的發展應當面向氣候變化(huà)(huà)、生(shēng)命起源、地(dì)(dì)球深部運轉規律等核心科學問(wèn)題,圍繞海洋能量傳遞與物質循環,跨圈層流固耦合與闆塊運動,海洋生(shēng)命過程及其适應演化(huà)(huà)機制(zhì),極地(dì)(dì)系統快(kuài)速變化(huà)(huà)的機制(zhì)、影響和可預測性,健康海洋與海岸帶可持續發展,海洋智能感知與預測系統等基礎前沿,加強頂層設計(jì)和戰略布局,啟動一(yī)批重大研究計(jì)劃和重大項目,圍繞重大基礎理論開(kāi)展協同攻關。②服務國(guó)家戰略需求,保障國(guó)家權益和人(rén)民生(shēng)命健康。未來,應當在海洋資源、能源開(kāi)發利用的關鍵科學技術領域取得(de)重要突破,為人(rén)類社會(huì)可持續發展提供物質基礎;增強海洋、極地(dì)(dì)環境預報預警能力,為海上、冰上絲路航行及工(gōng)程活動提供環境信息保障;深刻揭示海洋生(shēng)态系統演變趨勢和生(shēng)态災害發生(shēng)機理,闡明(míng)海岸帶生(shēng)态- 資源- 環境-社會(huì)經濟耦合運作趨勢,為實現健康海洋提供科學指導;可持續開(kāi)發海洋生(shēng)物資源,為食品安全和人(rén)民生(shēng)命健康提供重要科技支撐。③建設大科學裝置、設立大科學工(gōng)程,增強海洋智能感知和預測能力。著(zhe)力推動海洋科技向創新引領型轉變,突破“卡脖子”技術,建立自(zì)主可控的新一(yī)代高精尖技術體(tǐ)系,布局基于物聯網技術的太空- 海氣界面- 深海- 海底的多要素智能立體(tǐ)觀測網,建設大洋鑽探船、深海空間站等重大科學裝置,構建基于人(rén)工(gōng)智能和大數據的多圈層耦合的高分辨率海洋觀測與模拟預測系統,支撐全球海域跨尺度、跨圈層的多學科交叉研究,增強海洋智能感知和預測能力,保障海上活動與工(gōng)程安全,評估未來地(dì)(dì)球宜居性。④牽頭國(guó)際大科學計(jì)劃,引領國(guó)際海洋科學發展。海洋科學的複雜程度、經濟成本、實施難度等往往都(dōu)超出一(yī)國(guó)之力,需要凝聚全球資源和智力來實現突破,未來我們應圍繞國(guó)家戰略需求和學科前沿,立足“兩洋一(yī)海”和極地(dì)(dì)等關鍵海區,凝練重大科學問(wèn)題,加快(kuài)發起由中(zhōng)國(guó)主導的國(guó)際大科學計(jì)劃,通過聚集全球優勢科技資源,統籌布局、協同攻關,顯著提升我國(guó)在海洋科學研究領域的國(guó)際影響力,引領世界海洋科技創新和進步。我們應抓住當前“聯合國(guó)海洋科學促進可持續發展十年”(2021—2030 年)的黃(huáng)金(jīn)契機,瞄準國(guó)際海洋研究領域的重大科學前沿,結合我國(guó)當前海洋科學研究現狀和發展趨勢,重點在海洋能量傳遞與物質循環,跨圈層流固耦合與闆塊運動,海洋生(shēng)命過程及其适應演化(huà)(huà)機制(zhì),極地(dì)(dì)系統快(kuài)速變化(huà)(huà)的機制(zhì)、影響和可預測性,健康海洋與海岸帶可持續發展,海洋智能感知與預測系統六個(gè)重要研究方向上取得(de)颠覆性創新發展。到2035 年,我國(guó)海洋科學力争建立以海洋為紐帶的地(dì)(dì)球系統多圈層耦合理論體(tǐ)系、高精度智能的全球立體(tǐ)綜合觀測- 探測- 模拟- 預測體(tǐ)系,在深海地(dì)(dì)球系統及相(xiàng)關的生(shēng)命科學等領域取得(de)一(yī)系列從0 到1 的重大突破,搶占國(guó)際海洋研究的制(zhì)高點,實現我國(guó)海洋研究從跟跑、并跑到領跑的曆史跨越,為應對全球氣候變化(huà)(huà)、保障健康海洋、高效開(kāi)發利用海洋資源、有效開(kāi)拓深遠(yuǎn)海與極地(dì)(dì)戰略新空間提供重要科學支撐,服務全球和我國(guó)氣候、環境、資源等重大需求,為2030 年前實現“碳達峰”與2060 年前實現“碳中(zhōng)和”的“雙碳”目标做(zuò)出貢獻,提升我國(guó)在海洋管理和地(dì)(dì)球工(gōng)程等全球事務上的話語權。4.我國(guó)海洋科學研究資助布局主要問(wèn)題通過對比分析國(guó)內(nèi)外海洋科學科研資助的現狀發現,我國(guó)海洋科學研究資助布局主要存在以下(xià)問(wèn)題:①引領國(guó)際大科學計(jì)劃所需的實施政策不(bù)明(míng)确;②重大引領性科研的資助布局與評審機制(zhì)不(bù)完善;⑤海洋科學與技術協調發展所需的資助政策不(bù)健全;⑦評價與激勵機制(zhì)推動力不(bù)足;
⑧海洋科技經費投入總量不(bù)足、分配不(bù)均衡;
⑨海洋科技經費使用效率不(bù)高。
“十四五” 期間,建議海洋科學領域從體(tǐ)制(zhì)機制(zhì)創新、資源配置方式和組織管理模式等方面實行進一(yī)步優化(huà)(huà):
①強化(huà)(huà)頂層設計(jì),開(kāi)展協同攻關:海洋學科鍊長(cháng)、投入大、風險高、周期長(cháng),建議完善頂層設計(jì)和科學規劃,堅持陸海統籌,實現近海- 深遠(yuǎn)海- 極地(dì)(dì)協同、科學- 技術- 産業(yè)協同、自(zì)主創新與國(guó)際合作等協同;
②啟動重大專項,建設“國(guó)之重器”:面向海洋科技前沿與國(guó)家海洋重大戰略需求,盡快(kuài)啟動海洋物聯網、海洋三維高分衛星等一(yī)批重大海洋科技專項,加強氣候變化(huà)(huà)和生(shēng)物多樣性等方面的國(guó)際合作,加快(kuài)建設大洋鑽探船、新一(yī)代超算、深海空間站等一(yī)批海洋領域的“國(guó)之重器”;
③創新科研組織模式,完善體(tǐ)制(zhì)機制(zhì)保障:建立“頂層目标牽引、重大任務帶動、基礎能力支撐”的科技組織模式,以重大專項為抓手,推進高校、科研院所、部門、行業(yè)、軍隊等協同創新,以及海洋與能源、材料、信息、空天、制(zhì)造等領域的交叉研究,培養一(yī)批具有全球視野、國(guó)際競争力和多學科交叉背景,同時兼備理論、模拟和觀測能力的新型人(rén)才,加快(kuài)海洋國(guó)家實驗室建設,圍繞海洋新興領域如海洋大數據、人(rén)工(gōng)智能、傳感器、水下(xià)機器人(rén)等布局一(yī)批國(guó)家重點實驗室和交叉協同創新中(zhōng)心。
本文摘編自(zì)《中(zhōng)國(guó)海洋科學2035發展戰略》