我们为什么要研究海洋

海洋中的变化我们知之甚少，很多海洋现象的发生令我们措手不及。

        海洋一直处于变化之中，在很多情况下海洋的变化速度超出我们对海洋的认知速度，很多海洋现象的发生对于我们来说是“措手不及”的，对于为什么会发生？何时会发生？程度会如何？突发性还是趋势性等这样的基本问题在很多时候难以回答。

        我们能够感受到的海洋变化

        鱼类种类和数量的剧烈年际变化、赤潮生物的种类与数量的年际变化、浮游动物和底栖生物的数量波动等。

        我们感受不到的海洋变化

        有很多变化我们是感受不到的，但是一旦发现就已经很晚了，例如海洋温度和盐度的变化、温跃层的改变、海水中营养盐要素的变动、海洋基础生产力的变动、海洋生态系统结构与功能的变化等。

        海洋中发生的很多事情是未知的，例如海洋中有多少种生物？它们分布在哪里？数量有多少？有些海洋生物，在我们认识它们之前就已经消失了，在一些海洋生物物种消失的同时，另一些新的物种也在产生。我们对海洋的了解在很大程度上依赖于我们对海洋的观测与研究，很多海洋事件的发生，如果不是影响到近岸，影响到我们的生活，可能不会引起关注。

        对于导致海洋变化的原因，我们不能够将其简单地归结为“全球气候变化和人类活动”，如何了解海洋的变化、理解导致海洋变化的原因并找到应对措施，这是海洋研究的核心问题，同时也是海洋科技工作者所不能回避的问题，因为这些问题直接影响到海洋领域应该研究什么、如何进行研究。

        一个不变的事实是，海洋一直处于变化之中，而且有时变化非常剧烈，这些变化会对整个海洋系统产生影响，从而影响到我们人类或者地球上大部分动物和植物生存所依赖的海洋环境。海洋是地球上所有生物的生命保障系统，海洋环境的改变会影响到整个地球生命保障系统。

        据估测，迄今人类对海洋探测和了解的范围仅仅是5%左右，也就是说有95% 的区域我们是不了解的，主要是深海。我们对很多海洋现象的了解也非常肤浅，例如海洋物质能量的传递与气候变化；生态系统结构与功能变动之间的关系；海洋中热量的丢失；海水中溶解氧的变化；海洋酸化；海洋生物多样性的变动；海洋中大型鱼类的消失——数据显示全球海洋中90%的大型鱼类已经消失；海洋

中胶质类生物，例如水母和被囊类等的增多；海洋地质过程、深海极端环境与生命、深层海底中的微生物等很多问题都有待于我们进行深入探索与研究，而这些问题与人类的生存与发展关系密切。

我国在近海、深海、大洋、海洋装备领域的研究重点是什么？

近海研究重点问题

        近海环境安全

        我国近海存在很多问题，近海环境安全面临严重挑战，赤潮发生的频率和范围有增无减，已经成为一种常态化的现象；自2007 年开始，浒苔在黄海连年暴发，海洋中水母的数量急剧增多，对渔业资源和沿岸工业设施以及旅游业造成影响；一些海洋生物的暴发对核电设施安全造成严重威胁；渔业资源处于崩溃的边缘。近海资源与环境直接影响到蓝色经济发展和沿海社会稳定问题。近海所发生的问题是海洋研究领域所不能忽视和回避的问题。海岸带和近海低氧可能会对水产养殖造成毁灭性的打击；近海水体中氮的增加所带来的生态问题不亚于海洋酸化所带来的问题。

        海洋生态系统承载力

        我们对海洋生态系统承载力的研究远不能满足海洋资源环境可持续发展战略的需求。仅仅在近海开展工作可能不足以解析现在海洋中所出现的问题，需要进行邻近大洋与近海的协同研究，这方面的关键问题是黑潮的变动对中国近海的影响——二者是一种什么样的关系，黑潮的年际变异能够产生多大的影响，特别应该加强黑潮对中国近海输入通量方面的研究；我国长江口和苏北浅滩是黄海、东海生态灾害的发源地，但这两个地方的海洋环境非常复杂，既受到陆源物质排放的影响，也受到邻近大洋变化的影响，长期观测数据，特别是连续观测和海洋立体综合观测数据的缺乏使我们对这个区域发生的很多生态问题难以理解。邻近大洋对中国近海的影响以及近海本身的变化相结合，才是解开中国近海生态系统演变的关键。

        海洋立体观测网建设

        海洋立体观测网建设、近海生态环境综合模拟系统的建立、生态系统承载力综合评估模式的发展和渔业资源综合评估模式的建立是近海资源浒苔灾害浒苔灾害与环境研究的核心问题。近海研究涉及海洋研究评估体系，因为近海研究往往是区域性的问题，加上问题的复杂性，所以近海研究在国际高端杂志发表论文相对困难，这也是很多人回避或不愿意进行近海研究的一个重要原因。近海研究不能仅仅以论文论英雄，重点还在于是否能够解决实际问题。

        我国近海所出现的问题在很大程度上是管理上的问题，陆源物质排放、过度捕捞、海岸带环境改变等是导致近海资源环境问题的重要因素。近海问题的解决在很大程度上依赖于基于生态系统的综合管理体系的建立。

海洋领域很多关键问题都与神秘的深海关系密切。

深海研究重点

        海洋与气候问题

        海洋中微弱的热量变化就会导致全球气候的剧烈变化，但是对于全球海洋热量的传递和平衡问题我们却知之甚少，其中一个关键问题就是目前我们只对表层海洋的热量变化有所了解，而对深层海洋的了解非常少，缺少观测数据，对于热量的传递速率和不同深度海水温度的变动速率缺乏了解，而这些问题直接影响到我们对海洋与气候相互关系的了解，这些问题不解决也就不可能从根本上解决全球气候变化的问题。

        海洋碳循环

        海洋碳循环一直是人们关注的问题。海洋作为最大的碳库，能够吸收多少碳以及海洋碳通量、碳的生物地球化学循环、海洋碳泵与全球气候变化和海洋食物网变动之间的关系等，在这些方面我们对深层海洋中的情况缺乏了解，对深海知识的缺乏使我们难以从根本上对海洋碳循环问题有一个深入的了解。

        海洋酸化

        海洋领域另一个受关注的问题是海洋酸化问题。海洋在吸收二氧化碳的同时，自身也发生了变化，海水pH 值的改变就是一个非常重要的现象。我们需要了解海洋在多大深度上受到海洋酸化的影响，海水pH值的变化在多大程度上会对海洋生物产生影响。海洋的容量很大，从表层海水到深层海水，海洋酸化的梯度和速率变化是我们需要研究的重要方向。

        海水中溶解氧变化

        海水中溶解氧的减少对海洋生态系统造成很大的影响，而深层海水中的溶解氧来自表层海水。深海中溶解氧的数量变动、氧从表层海水向深层海水的传递及其与海洋环境变动的关系也是我们所不清楚的，而海水溶解氧的变动是海洋生态系统变动的最重要的驱动因子之一，与海洋生物多样性、海洋生态系统变动和未来海洋预测等关系密切。

        深海生物多样性及海底矿物资源开发利用

        深层海洋中的生物多样性、深海食物网的现状、变动规律、与全球气候变化和人类活动之间的关系，特别是与海底采矿和其他深海活动之间的关系等是亟待解决的问题。对一些海底潜在矿区的生物本底调查是深海生物，特别是海底生物研究的一个重要驱动因素，这方面的研究对于未来海底矿物资源开发利用的环境评估是十分重要的。

        深海观测

        在深海研究中，我们应该重点关注的深度也是一个非常重要的问题，对深海概念的不同会导致研究战略的不同。目前大部分人还是主张将 200米水深作为深海的一个标准。因为200米是海水补偿深度，真光层的界限就是在 200米，所以很多海洋调查和观测的深度定为 200米。我们对 200米水深以下的海洋资料相对很少，也就是说应该加强对 200米以深的区域的观测。

        有很多人主张将深海的深度定在1000米，理由是 1000米深度之后海水温度相对稳定，海水流动减弱，认为超过 1000米才是真正的深海。因为从海洋研究的角度，在很多情况下我们需要对全水层进行观测，而且各个学科甚至针对不同的科学问题对海洋观测深度的要求也是不一样的。海洋研究中最大的挑战在深海，深海中的很多问题属于国际前沿问题。没有对深海的了解，我们就不可能对海洋的问题有一个确切的了解。

        海洋中大部分未知的事情都发生在深海，很多战略性资源也存在于深海，对深海的探索与研究更多地体现在未来战略层面上，或者说是为我们子孙后代造福。深海研究涉及一个国家疆域的拓展、战略性资源的探索、海洋技术发展和地球科学的发展，是科学与技术有机结合、海洋多学科交叉研究和海洋多圈层研究的理想领域。深海研究也是一个国家科技水平和综合国力的体现，所以未来海洋领域的竞争在很大程度上将体现在深海的探索与研究上。

海洋装备研发重点

        海洋探索与研究在很大程度上依赖于海洋探测与研究装备的研发。

        科学考察船和深潜器等在海洋探索与研究中发挥了不可替代的作用，但是面对变化中的海洋，从对海洋感知和认识的角度，仅仅依靠科学考察船进行海洋观测是远远不够的，更多的是依赖长期自动观测设备的研发与应用，长距离遥控探测与采样设备的研制将会大大推动对海洋极端环境与生命探索的步伐。

        海洋装备问题及瓶颈

        目前的热点和瓶颈问题是化学传感器和生物传感器的研发，带有化学和生物传感器的深海Argo、大洋滑翔器、AUV（自主式水下航行器）和智能化海底观测网等是全球海洋观测、特别是深海观测的重点。

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2016年度中国十大海洋科技进展

    中国海洋学会、中国太平洋学会、中国海洋湖沼学会联合组织常务理事、理事、同行领域专家及相关单位，经过广泛推荐、专家评议及投票排序，评选出“2016年度中国海洋十大科技进展”。

1.我国大陆架科学钻探在南黄海资源及环境方面取得重要进展

        大陆架科学钻探在南黄海实施了两口科学钻探井。“勘407”船钻探的大陆架科学钻探-1井井深300.1米，创造了我国陆架船钻取芯的新深度；采用自主研发钻探平台“探海一号”实施的大陆架科学钻探-2井井深2843.18米，岩芯采取率达97.7%，创造了全球海洋科学钻探全取芯的最高纪录。大陆架科学钻探为研究南黄海的资源环境问题奠定了重要基础。

        大陆架是全球海陆相互作用最为活跃的地区之一，对全球性地质事件的响应也最为敏感，是进行海陆地质对比研究的桥梁和纽带。同时，大陆架也是人类重要的资源后备基地，查明它的发育历史与演化趋势，对于探查陆架盆地的油气资源和进行海岸带的开发与保护、维系沿海地区经济和社会的可持续发展都至关重要。当前，陆架边缘海已经成为国际海洋研究和我国资源开发的重点，在陆架区积累了巨量的资料，然而解决科学问题的“钥匙”却在深部钻探，关键就是岩芯。岩芯就像一把尺子，能够验证以前的一切推测。成功全提取2843.18米岩芯，揭示了一个完整的中-古生代地层的属性，首次证实了南黄海中-古生界海相地层油气资源的存在，对解释地震剖面、界定地层格架，有了权威和客观的标本。

2.我国海洋潮流能发电取得领先世界的重大突破

        我国海归科学家团队历时7年成功研发的海洋发电项目，在世界范围内率先实现了兆瓦级大功率发电、稳定发电、发电并网三大跨越。与国际同行相比，该项目所实现的技术路径在装机功率、发电稳定性、系统可靠性、环境兼容性等方面科技优势明显、应用价值突出、产业前景优秀。该项目有助于解决海岛供电、海岛开发等海洋经济重大问题，有望带动经济体量庞大、产业链延伸广泛、环保价值影响深远的海洋能开发新兴产业。

3.高分三号卫星发射成功

        2016年8月10日，我国在太原卫星发射中心，用“长征四号”丙型运载火箭，成功将高分三号卫星送入预定轨道，圆满完成发射任务。高分三号卫星是我国首颗分辨率达1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）卫星，具备12种成像模式，设计寿命8年，可用于海域环境监测、海洋目标监视、海域使用管理、海洋权益维护和防灾减灾等，并可全天时、全天候、近实时监视监测。高分三号卫星将显著提升我国对地遥感观测能力，能够获取可靠、稳定的高分辨率SAR图像，极大地改善我国天基高分辨率SAR数据严重依赖进口的现状，使天基遥感跨入全天时、全天候、定量化、米级的应用时代。

4.我国科学家首次揭示海马基因组及其环境适应性进化机制

        我国科学家领衔和主导完成的科研成果《海马基因组及其特异体型的进化机制》作为封面论文发表在国际学术期刊《自然》（nature）杂志上。该成果率先完成了虎尾海马全基因组研究，揭示了海马的快速进化特征，从基因层面阐释了海马的环境适应机制。本成果的相关研究为人类认识鱼类进化与环境适应提供了新视角，对推动海洋生物学科发展具有重要意义。

5.研制基于羟基自由基高级氧化快速杀灭海洋有害生物的新技术。

        针对防控海洋外来生物入侵和保护近海海洋生态安全的国家战略需求，依托国家创新团队及国家科技支撑计划等12项国家级项目，我国首次发现了大气压下持续微辉光放电的新科学现象，创建了大气压强电离放电高效制备羟基自由基的新方法，发明了基于模块化阵列式等离子体集成源的系列化高浓度羟基自由基产生装备，突破了羟基自由基工程化应用的瓶颈问题，在万吨级船舶上完成了羟基自由基快速、高效率、低成本、无潜在风险杀灭入侵生物的工程示范及技术推广应用，为有效防控海洋外来生物入侵提供了重要技术支撑。

6.我国科学家首次提出海洋中尺度涡与大气的耦合对维持西边界流具有重要作用

        西边界流区是中纬度海气相互作用最活跃的区域，是影响副热带海区乃至全球气候变化的关键区域。现有气候模式对西边界流的模拟存在很大的误差，影响了副热带天气系统和气候变化的可预测性。经典海洋环流理论认为，西边界流是风生环流驱动。对此，我国的研究给出了新的理论解释，首次提出，海洋中尺度涡与大气的耦合对维持西边界流有重要作用，是涡势能耗散的主要途径，是对经典海洋环流理论的补充和发展，为气候模式中准确模拟西边界流提供了理论依据。

7.我国科学家揭示近60年来珠江口地貌演变基本规律

        人类活动与河口环境演变相互作用的研究是国际持续研究热点，在亚洲大河流域表现得尤为强烈。强烈人类活动作用下的河口治理和监管是值得深入研究的课题。我国科学家以珠江口为例进行研究，阐释了近60年来人类活动作用下的地貌演变基本规律。研究人员构建了时间跨度达55年的伶仃洋区多期次的地貌模型。研究表明：改革开放以来，在中国近海，尤其在河口三角洲的人类活动日益强烈，自然岸线被大幅度改变，海洋空间资源的合理利用需要得到有效管理。

8.我国组织开展马里亚纳海沟多学科万米综合试验并取得一系列原创性成果

        我国于2016年1月和9月实施了世界第四极观测系列航次，取得一系列原创性成果：构建了国际上第一个马里亚纳海沟海洋科学综合观测网，成功回收了国际上首套万米综合潜标，获取了长期观测资料；自主研发了万米大体积采水器等设备，获得了水深10500米处400升水样和海沟处沉积物柱状样品；完成了深海Argo、滑翔机和深水高清摄像机等8种自主仪器装备的海上试验。同时，国内十余家海洋研究单位参加了第四极航次，对推动我国深海科学与技术协同创新具有重要的里程碑意义。

9.我国科学家首次揭示南极板块岩石圈三维整体格架

        利用历经数年研发的新技术，通过对新数据的分析，我国科学家首次获得了南极大陆及周边海域高精度岩石圈三维结构，查明了南极大陆整体构造格架，认清了南极冰盖厚度与冰下地质的基本关系，解决了南极重要的基础地质问题，发现了2000万年前俯冲到南极半岛之下的板片残余，揭示了东南极山系是冈瓦纳超大陆最后聚合形成时的缝合带，促进了全球板块构造理论体系的健全和发展。

10.国内首艘海洋隐身测量无人艇研制成功并投入应用

        我国首艘具备隐身性能的海洋测量无人艇研制成功。该艇解决了海洋测量工作强度大、测量精度低、敏感海域测量等问题，填补了该领域的国内空白。目前，该艇已装备至国家海洋局海洋调查队伍中，实现了业务化运营。