探索深海开发的中国答案：呼吁多学科交叉融合发展，关注生态保护国际合作

“地球内部如何运行？温室效应将使地球温度达到多高？什么时间、什么能源能够替代石油？……这些都是二十一世纪与深海密切相关的重大科学问题。在这些全球性科研领域，我们应该有中国的答案。”11月18日，2024大湾区科学论坛“海洋科学与海洋产业”分论坛现场，中国科学院院士吴立新向与会代表分享了他对深海开发前景的观察。

11月18日，聚焦“深海生境探索与海洋生态保护利用”主题，2024大湾区科学论坛“海洋科学与海洋产业”分论坛在广州南沙举行。数十位海洋领域两院院士、外籍院士专家、知名学者等作主题报告分享，并围绕南海及深海生态保护、深海观探测及资源开发等专题展开研讨。

深海空间为何引起密集关注？

中国工程院院士李家彪分享了一组数据:金属资源是实现能源转型不可或缺的战略性资源，根据世界银行评估，到2050年如果要将全球气候增温控制在两度以下，钴、镍、锂等矿物需求量将增加超过500%。而当陆地矿物资源面临枯竭时，海洋就成为了重要的替代方向，美国地质调查局预计到2065年全球将有1/3甚至接近一半的资源来自深海。

但深海也是一个多尺度、多圈层相互作用突出的非线性“四极”系统，开发技术难度大、生态影响“牵一发而动全身”。对此，多位院士学者也在海洋分论坛现场呼吁，未来面向深海空间，应加大力度推动多学科之间的交叉融合发展，并建议可通过开展更精准的影响评估及国际合作，协同推进深海环境保护。

推动多学科交叉融合发展

深海物联网、深海谱系化激光传感器、可燃冰立体监测平台、自主作业水下机器人……这些是贯穿这场海洋分论坛的关键词，背后藏着的是一众院士专家对深海空间的想象与探索。

其中，聚焦海洋观测，中国工程院院士潘德炉分享了他对卫星遥感技术应用于海洋可燃冰资源普查的思考，“可燃冰足够人类使用1000年，是人类的战略性能源资源，冷泉则是可燃冰常见富集区的‘眼睛’，也是卫星普查的‘问导’，卫星遥感应用于海洋可燃冰资源普查值得探索，建议可构建基于激光遥感的立体普查可燃冰体系”。

潘德炉建议，应加大光学多模态新型深海激光CH4探测体制和机理基础研究投入，并开展光学多模态新型深海谱系化激光传感器研发。同时，潘德炉也提到要加强海洋各学科间的交叉融合，知识挖掘，构建基于RS+BD的AI模型探索，通过“立体遥感+海洋大数据+机器学习”实现全球全深度剖面的冷泉遥感。

值得注意的是，在谈及海洋物联网发展前景时，也有与会学者谈到了多学科融合发展的重要性，“深海具有鲜明的大科学特征，需要多学科交叉融合发展，其中EB级大数据传输、存储、分析、挖掘等海洋大数据与数字孪生技术都亟待发展。当然这里面的技术挑战难度非常巨大，但深海开发，我们必须走这条路”。

而在深海观测技术加速迭代的同时，中国科学院沈阳自动化研究所研究员李硕研究的谱系化水下机器人也拥有了实地探测深海、大洋、深渊和极地的能力，“从‘潜龙’系列机器人，到‘探索4500’自主水下机器人……目前研究所研发的海洋装备航程已跨进千公里，深度也到了万米级别”。

李硕表示，水下机器人是人类认识海洋和开发海洋不可缺少的重要工具，而提高可靠性、减低成本则是水下机器人发展的根本。未来，基于大数据驱动的科考模式，也将改变海洋装备研发范式，把“制造者”变成“使用者”，助力水下机器人向低成本、高可靠、智能化和集群化发展。

“海洋+物联网”“海洋+大数据”“AI+卫星遥感”……以海洋为应用场景的多学科交叉研究正成为推动海洋科学创新发展的重要路径。

回应海洋科研发展的新需求与新趋势，欧洲科学院院士林间也在海洋分论坛现场分享了正在加紧筹建中的深圳海洋大学的专业架构，“海洋大学将开办12个系、21个专业，包括智慧海洋技术、海洋机器人、数据科学与大数据技术、智能无人系统技术等，整体按照‘631’小而精错位发展，其中60%工学、30%理学、10%其他。”

“粤港澳大湾区目前是全球四大湾区中增长速度最快的湾区，拥有政策优势、地域优势、企业优势和文化优势，在中国建设海洋强国、打造全球海洋中心城市的过程中会起到非常重要的作用。未来我们一定要联手，加强合作，推动团队共享、码头共享、人才共享，打造一个真正的大海洋，这个时候我们才有实力与全球最强的海洋国家竞争。”林间表示。

推进深海生态保护国际合作

在人类依靠前沿技术创新逐步向深海挺进的同时，深海生境的生态保护问题也随之被提出。

“截至2022年11月，全球仅8.1%的海洋被设定为海洋保护地，其中仅2.4%受到充分的保护。”南方海洋科学与工程广东省实验室(简称广州海洋实验室)研究员周文良表示，目前从全球进展来看，海洋保护仍相对薄弱。

周文良介绍，广州海洋实验室近年也在着力推进南海珊瑚礁生物多样性保护、濒危旗舰水生动物适应机制研究等两项聚焦海洋生物的重点研发项目，未来还将继续针对海洋生态安全和资源可持续利用等方面的关键技术能力做出突破。

而面向深海，百米水深下的生物多样性保护问题同样受到科学家关注。

“深海物种多样性与中上层区几乎一样高。”中国科学院南海海洋研究所研究员谭烨辉表示，深海占据了世界海洋体积的gt;95%，是地球上最大、探索最少的生物群落(占海洋上层＜0.0001%)，未来建议基于生境连通性、食物组分连通性、生物连通性，建立类似Richardson Reef Complex评估框架生物模型，更精准地评估资源开采可能对深海生态系统造成的影响。

海洋塑料污染也是当前影响海洋生态环境的全球性危机之一。广东工业大学教授冯景春表示，每年预估约有1100万吨塑料垃圾流入海洋，到2050年海洋中的塑料垃圾数量将超过鱼类总数。

“研究海洋微塑料从源头到深海沉积汇的迁移特性及对海洋生态的影响，将是未来的重点。”冯景春表示，从深海极端环境库藏资源中，获悉人类活动产生的微塑料埋藏路径和降解去向是当前的一项重要任务，未来可探索利用冷泉甲烷渗漏区作为自然实验室来培养可生物降解微塑料的功能微生物，或者使用化学降解技术，遏制塑料垃圾对海洋生态环境的进一步污染。

而在各项科学研究、开发项目持续向深海挺进的过程中，国际合作成为实现海洋保护目标的一条关键路径。

“海洋是高度连通的，保护海洋仅靠某一个国家、某一个地方是不足够的，我们要凝聚全球合力来保护海洋生物多样性。”周文良表示，其中参与共建“一带一路”海洋可持续发展合作是一个合适的切入口，“‘一带一路’共建国家多数位于生态环境脆弱区，共同面临全球变化下生态环境演变和可持续发展的各种挑战，也是实现SDGs和生态环境治理的关键地区”。

据悉，今年以来，广州海洋实验室已与马达加斯加塔那那利佛大学联合举办“生物多样性保护及资源利用”学术交流会，并签署了关于科学研究与文化合作的谅解备忘录，未来将积极开展海洋领域科学合作，促进科研资源和基础设施共享及人员交流互访。

“深海生态环境保护是一个在前沿上走的事，跟海底矿产资源开发利用等都有着密切关系。未来我们也希望能够与各个合作伙伴一块来做这个事，充分发挥联合国的平台优势和实验室的科研优势，在海洋监测预警等方面进一步加强合作，为后续海洋治理决策提供重要参考。”联合国环境规划署早期预警与评估司司长刘健表示。

面向黑暗无光、充满未知又生机勃勃、资源丰富的深海空间，中国正探索给出自己的答案。