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韬海论丛 | 2020年第12期 深海战略新疆域建设
为方便读者快速了解海洋发展研究领域的热点问题和最新研究成果，中心推出“韬海论丛”栏目。以期通过专题形式探讨热点问题，多角度反映专家观点，为关心海洋研究的学者提供最新资讯。
本期专题：
深海战略新疆域建设
2020年第12期
论题速览
01
向海图强：构建智慧深海的建议
潘德炉，中国工程院院士、自然资源部第二海洋研究所研究员。
02
基于海洋命运共同体理念的深海战略新疆域建设
史先鹏，国家深海基地管理中心高级工程师；
邬长斌，国家深海基地管理中心副主任。
03
运用大科学工程思想推进“深海工程”创新体系建设
栾维新，大连海事大学航运经济与管理学院教授等。
04
深海生态保护面临的挑战、关键需求和策略
谢伟，中山大学海洋科学学院副教授；
殷克东，中山大学海洋科学学院教授。
1
向海图强：构建智慧深海的建议
【论点撷萃】
智慧海洋是要把海洋装备信息、人类活动信息等等信息互联互通、智能挖掘、智慧服务，当前国家正在实施智慧海洋的工程，是海洋与物理融合的、海洋智能化技术4.0的引导工程，也就是说要把我们国家经略海洋的神经系统和建设海洋人类共同体的长远战略抓手。要引导海洋技术4.0的智慧海洋工程走向深海，建议打造四大工程走向深海：智慧深海的信息工程，固体、强心、健脑的深海装备工程，深海科技前沿的探索工程，和智慧海洋走向深海的统筹工程。
—— 潘德炉
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深海的科学奥秘与资源宝库吸引人类走向世界。2010年蛟龙号几次下潜3000米到7200米时，发现了各种各样的深海动物，而这些深海动物是对传统的认为“没有光合作用就没有生命”认知的挑战，因此，生命的起源和深海的黑暗生物中的奥妙都吸引人类去研究。
一、深海的奥秘与吸引力海洋中，71%的面积有90%大于1000米水深，叫做深海，全人类公共深海面积占全球海洋总面积的64%，深海的奥妙与吸引力在哪里？1000米以下水深，以前被认为应该是个黑暗的世界，没有生物，然而英国大学的研究人员在3660米的地方发现了许多种深海动物。蛟龙号从2010年几次下潜3000米到7200米，发现了各种各样在深海的动物，这些深海动物是对传统的认为“没有光合作用就没有生命”的挑战。因此，生命的起源和深海的黑暗生物中的奥妙，吸引着人类去研究。另外，生物资源、油气资源、矿物资源也是深海资源的吸引力。海洋中，拥有占全球80%的生物，仅海洋动物就有50万种，在这之中可以提炼海洋的药品、保健品、化妆品、生物工程等等。其中，生物的藻类，如蓝藻、红藻，可以提取出基因工程的载体，海绵中可以提取到抗癌物质。海洋的油气资源占到全球资源的34%以上，从深、浅海区单井储量比约为159倍，更值得一提的是深海天然气的水合化合物，是低温、高压条件下，碳氢化合物与水分子组成的冰态固体物质，叫做可燃冰，深海天然气水合物资源两位全球已知含碳化合物总和的2倍，如果把这些都开发出来，人类可以用10万年。深海的矿产资源，主要有多金属的结核，富钴结壳、多金属硫化物等等，世界海洋3500-6000米的深的海底储藏多金属结核约有3万亿吨，其中锰的产量可供世界18000年，镍可用25000年。海洋丰富的矿产期待人类去唤醒，去开采。二、智慧海洋建设走向深海现在的海洋不是一个单独的物理空间的海洋，应该包括认知海洋、经略海洋的种种人类活动的总和，十八大提出建设海洋强国，就是要关心海洋、必须做到信息建设，所以国家开展智慧海洋的建设是海洋强国和海洋共同体的抓手。从十八世纪的第一次产业革命，蒸汽机使人类进行机械化，第二次产业革命电机和化工使人类进行电气化，第三次是数字和电子使人类进行数字化，现在是信息与物理融合的技术使人类进入智能化的时代，什么是数字海洋，就是用数字来表达海洋，什么是透明海洋，就是用信息来认知海洋。现今提出的智慧海洋，是要从数字达到的信息，利用知识来解决服务海洋实际问题的高超能力，因此，智慧海洋建设事关重大战略、事关全球利益、事关全员建设。智慧海洋是要把海洋装备信息、人类活动信息等等信息互联互通、智能挖掘、智慧服务，当前国家正在实施智慧海洋的工程，是海洋与物理融合的、海洋智能化技术4.0的引导工程，也就是说要把我们国家经略海洋的神经系统和建设海洋人类共同体的长远战略抓手。基础工程，包括海洋新词智能化的基础设施建设、核心智能科技的创新研发、带动海洋的产业化。智能的数据采集、智能的数据传输、智能的处理技术、智能的服务技术，因此要通过构建智慧的深海工程，将深海的环境、深海的地质地貌、深海声光电质的物理环境、深海装备以及围绕深海的科学研究和资源开发和管控的人类活动和管控主体互联互通，把建立深海的神经系统和人类深海利用共同体的产业作为抓手。要通过智慧深海让人类走向深海，成为国民关心深海的共享器，科学认知深海水平的提升器和国家建立深海能力的倍升器。因此，智慧深海活动应用群的建设，包括海洋环境的保护、深海资源的开发、深海科学研究。总之，智慧深海的作用，就是深海环境监测的千里眼、深海资源开发的活地图、深海灾害预警的红绿灯。三、构建智慧深海的建议要引导海洋技术4.0的智慧海洋工程走向深海，建议打造四大工程走向深海：智慧深海的信息工程、固体、强心、健脑的深海装备工程，深海科技前沿的探索工程，和智慧海洋走向深海的统筹工程。具体如下：第一，打造智慧深海信息工程，21世纪新时代的海洋观，人类对深海的科学奥秘和丰富资源从未有的吸引力，深海是国家战略，需要以政府主导、鼓励民营下海，建议在国家智慧海洋的框架下打造走出深海的“智慧深海信息工程”。第二，打造深海装备的固体、强心、健脑工程。在1000多气压下的材料和装备安装，“星-地-海,通-导-遥”一体化的深海观测和通信网络装备和极端深海环境下的“探、采、输、储”高效、绿色、安全的资源开发装备。第三，打造深海科技“前沿探索工程”。加强深海极端环境下自然科学与工程技术的基础投入，在认知资源城因和信息传输等科学问题，解决深海装备的新材料、新动能、大结构等工程技术上要有突破跨越式的发展，建议打造深海科技前沿探索工程。第四，打造走向深海的“统筹工程”。总之，深海的科学奥秘与资源宝库吸引人类走向世界。谋事在人，成事在天，人类始步走向深海“下五洋捉鳖”，在中国有志气有能力在深海的环境保护、资源利用、安全管控中必有作为，大有贡献。*原刊于“杭州网”2019-11-23，原题为《海洋遥感专家潘德炉:蛟龙号发现深海动物将颠覆认知》，系“2019网易未来大会”的主旨演讲整理。作者潘德炉，系中国工程院院士、自然资源部第二海洋研究所研究员。
2
基于海洋命运共同体理念的
深海战略新疆域建设
【论点撷萃】
深海是深度参与全球治理和构建海洋命运共同体的新领域。全面发展国际海底事业是国际法律制度赋予各国的权利，同时由各国国家利益驱动。作为战略新疆域，深海对于保障国家权益、经济发展和国家安全等方面的战略价值日益凸显，已成为海洋强国谋求战略优势的重要领域，同时成为国际博弈和国际合作的新舞台。
——史先鹏，邬长斌
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一、深海战略新疆域的地位及其与海洋命运共同体的关系
深海是保障经济社会可持续发展的潜在战略基地和全人类共有的资源宝库。深海蕴藏着十分丰富的矿产和生物基因资源，是目前国际社会关注的热点区域；深海还蕴藏着大量的生物及其基因资源，是巨大和天然的基因资源库；国际海底区域的矿产资源、油气资源、生物基因资源和渔业资源等属于全人类共同所有，任何国家不可独自占有和使用。国际海底区域是解决陆地资源日趋短缺问题的重要渠道，是全人类共有的资源宝库，我国积极参与和支持国际海底事务的具体行动，是构建海洋命运共同体的直接体现。
深海是开展科技创新和推动科技进步的新场所，竞争与合作并存。深海的特点包括空间广阔、通透性差、压力大、温度低、水文特征复杂和难以感知等，全世界海洋科考人员都在开展海洋调查，但目前仍有95%的海洋等待人类探索，人类认知深海和开发深海仍面临巨大的挑战。深入开展深海科技创新是实现深海认知和利用的根本渠道，也是实现“深海进入、深海探测、深海开发”的必由之路。
深海技术是海洋技术的制高点和最前沿。鉴于深海的战略地位，各海洋强国纷纷把目光投向深海，深海成为各国开展科技竞争的新“战场”，深海科技得到前所未有的快速发展，新一轮的深海科技竞赛正式启动，深水、绿色、安全、无人和多智能体的海洋高技术装备受到海洋科技界的推崇。在我国科技部和原国家海洋局等科技计划的支持下，随着“蛟龙”号载人潜水器等一批深海高技术装备研制成功并投入应用，我国深海科技创新领域捷报频传，国际竞争力大幅度提升。
深海科技创新是高风险和高投入的工作，国际存在竞争。国际竞争可推动科技进步，而国际合作是实现重大科技创新的重要前提。因此，深海是推动国际合作和构建海洋命运共同体的重要领域，世界上没有任何个人、单位甚至国家能够独自完成深海重大技术工程或国际大科学计划，深海载人潜水器的研制和综合大洋钻探等重大科技工程的实施，均充分体现各国科学家共同攻坚克难和探索未知的科技全球化趋势。全世界的深海科技工作者只有紧密联合起来，主动融入全球创新网络，才能更加高效和深入地认识海洋和开发海洋。
深海是保障国家安全和维护国际海洋秩序的重要领域。深海连接万千海岛和各沿海国家，空间广阔且战略纵深巨大，成为各海洋强国强化军事存在和军事控制的重点区域。深海对于我国保障国家安全发挥的作用主要体现在4个方面：海洋领土安全、深海资源安全、海洋通道安全、深海国防安全。海洋命运共同体理念彰显我国积极维护海洋和平与良好秩序的决心，是号召世界共护海洋和平、共筑海洋秩序和共促海洋繁荣的中国方案，顺应时代潮流，契合各国利益和海军使命。
深海是深度参与全球治理和构建海洋命运共同体的新领域。全面发展国际海底事业是国际法律制度赋予各国的权利，同时由各国国家利益驱动。作为战略新疆域，深海对于保障国家权益、经济发展和国家安全等方面的战略价值日益凸显，已成为海洋强国谋求战略优势的重要领域，同时成为国际博弈和国际合作的新舞台。目前世界上没有任何国家在深海领域具有绝对优势，只要提前谋划和精心布局，我国有希望尽早实现由海洋大国向海洋强国的跨越，并进入深海新舞台的中央。在深海治理领域，《联合国海洋法公约》是指导和约束深海有关活动的根本法律，而其在配套规则和制度制定方面仍是空白，引起各海洋强国的密切关注，深海国际规则的塑造进程必将直接影响未来海洋秩序的走向。国际海域相关规章制度的确立须以人类共同继承财产原则为指引，着眼于全人类共同利益，才能得到国际社会的认可。深入参与全球海洋治理是新时代中国整体外交政策的重要组成部分，是推动构建海洋命运共同体的重大理论探索和战略实践。在我国外交部和自然资源部的组织领导下，我国积极参与相关规章和协定的谈判和制定并提出中国理念，通过标准和规则的制定，在海洋国际秩序中推进“蓝色伙伴关系”，积极构建全球海洋命运共同体，彰显负责任大国形象，并进一步提高国际影响力。我国提出在人类共同继承财产原则指引下建立惠益分享机制应遵循的指导原则和惠益分享的方式，组织大陆架和国际海底区域制度科学与法律问题国际研讨会以及西北太平洋富钴结壳区域环境管理计划国际研讨会等国际会议，增强我国在大陆架和国际海底区域制度领域的话语权和影响力。
二、发展建议
作为战略新疆域，深海是各国关注的焦点，也是开展国际合作和构建海洋命运共同体的新领域。各国应加强沟通、求同存异、扩大共识和深化合作，共同推动国际海底事务的快速健康发展。为使我国在海洋命运共同体建设的过程中发挥更大作用，初步提出4项发展建议。
（一）充分履行勘探合同承包者的义务
持续开展国际海底资源与环境勘查和评估，在夯实勘查工作的基础上，加强环境调查、评估和研究工作，提高深海开发的能力，进而加深对深海开发和环境保护工作的认识，充分衔接开发规章的推进进程。通过联合培训和研究中心等形式，加强对发展中国家海洋科研人员的培训和研究支持。在大洋航次和研究工作的具体实施过程中，加强国际沟通，探讨国际合作新模式，推动国际科技合作计划的实施。以持续深入的国家海底资源勘探为立足点，加强国际海底政策法规研究，积极参与新疆域的最新规则制定，高度重视符合人类共同利益、为国际社会所公认和符合我国国家利益的国际海洋法规则的国内法转化。全面参与并影响国际海域事务，提升在国际海底区域规则制定中的话语权，推动建立公平合理的国际规则，为海洋命运共同体建设做出更大贡献。
（二）持续开展深海科技创新
以深海高技术手段为支撑，推进潜水器的谱系化发展，构建全海深资源与环境调查观测技术体系和装备系列，创新作业手段，提高作业效率。将资源勘探需求与深海科学研究目标相结合，获得重大科学发现，加强深海基础科学的探索性研究。积极融入乃至引领国际深海大科学计划，加强国际合作与交流，提升我国深海资源探测和环境调查评估能力，提高对深海海底过程、极端环境和生命系统等大科学问题的认知水平，建立深海矿产、生物和基因资源勘探开发技术体系，评价深海资源潜力和开发利用前景，推动产、学、研、用共同协调发展。打造职业化的科考船运行与管理队伍、深海科考调查队伍以及高技术装备维护支撑保障队伍，提高海上调查的效率和质量。
（三）加强深海支撑保障能力建设
充分发挥并巩固国家深海基地作为国家深海科考公共服务平台的作用，加快国家深海基地南方中心建设进程，早日实现深海支撑保障能力的“南北互动”，实现深海的快速、直接和抵近保障。加强中国大洋样品馆和大样资料中心的软、硬件建设，实现大洋科考样品和数据的统筹管理和开放共享。加强中国-国际海底管理局联合培训与研究中心等软平台建设，加强具有国际视野的深海复合型人才的培养工作，充分做出中国贡献和提供中国方案，提高我国在国际海底事务中的影响力和话语权。
（四）系统开展深海战略问题研究
面向深海领域的国家重大需求和国际热点问题，深入组织开展国际海底采矿、国际金属市场、深海开发与环境保护、生物多样性保护以及深海关键技术装备等前沿领域的战略研究，培养一批战略型的深海科学、工程和技术人才，开展复合型人才智库建设，结合国家利益和国内国际共同关切的契合点，提出中国方案和贡献中国智慧。
*节选自《基于海洋命运共同体理念的深海战略新疆域建设》，原刊于《海洋开发与管理》2020年04期。作者史先鹏，系国家深海基地管理中心高级工程师；邬长斌，系国家深海基地管理中心副主任。
3
运用大科学工程思想
推进“深海工程”创新体系建设
【论点撷萃】
陆域科技、航天科技和海洋科技是中国科技领域的三驾马车，其关系既独立又融合，统筹发展空间巨大。陆域科技为航天和海洋科技提供坚实的基础；航天科技在海洋监视监测、海上智能交通管理、防灾减灾和海洋权益维护等方面与海洋科技存在较深的融合；海洋科技的发展又为航天和陆域科技的发展提供了发展需求，推动陆域和航天科技的技术迭代升级和再创新。树立航天、陆域科技和海洋科技均衡发展的理念，三驾马车须并驾齐驱，做好陆海空科技统筹，加快建设科技强国和进入创新型国家的步伐。
——栾维新等
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一、“深海工程”建设构想
（一）“深海工程”的体系架构
参考“智慧海洋”体系工程构想和“航天工程”的经验，结合深海科技自身的特点，设计了“一顶一底三横两纵”的体系架构：
图1 “深海工程”体系架构
一顶是指“深海工程”体系总体，统筹兼顾当前与未来发展需求，按照大科学工程思想，开展总体设计、预研评估、体系形成、体系更新和体系的循环升级，促进体系的集成与能力的持续提升；一底是指以深海关键与支撑技术以及服务平台为保障开展“深海工程”建设；三横是指通过系统管理、机制建设等措施实现“应用服务”的功能；两纵包括标准管理和风险管理两个保障体系,以实现“深海工程”规范和安全运行。
（二）“深海工程”的关键与支撑技术以及服务保障平台
“深海工程”的关键技术：基于内容应是深海运载技术+资源勘查技术+资源开采及加工专有技术的有机组合，其中：深海运载技术是深海资源勘探和开采共用的技术平台，它包括系统通信、定位、控制、能源和材料等各种高端通用技术。
工程相关支撑技术：包括E级超算技术、“透明海洋”观测与预测技术和“海上北斗”定位导航技术等。E级超算是每秒可进行百亿亿次并行计算的下一代超级计算机；“透明海洋”工程技术是针对特定海区，实时或准实时获取、评估海洋环境信息，预测未来一段时间内海洋环境、气候及资源的变化的观测与装备技术；“海上北斗”网络技术是以中国北斗卫星导航系统为核心的海上高精度定位导航网络技术。
工程服务与保障平台。中国的国家级深海基地管理中心（青岛）是世界第五个深海技术支撑基地，是具有深海科学考察和资源勘查、重大深海装备运行与维护、深海技术装备研发与试验、深海装备购置与改造、潜航员选拔与培训管理等多功能、全开放的国家级公共服务保障平台。
二、运用大科学工程思想推进“深海工程”建设
“大科学工程”具有体系复杂、规模庞大、投资巨大和建设周期长等特征，在深入分析系统特征的基础上，认为需要从三方面推进“深海工程”科技创新体系建设。
目标设计：制定重点研发和技术储备相结合的中、长期目标，重视内部技术链条的衔接性，设计切实可行的技术发展路线图，确定工程建设的优先顺序，合理配置科技资源。
体制保障：建立权威机构。借鉴航天工程经验，本着由“最高层”领导“最尖端”原则，建议成立较高层级、极具权威的深海工程重大专项专门委员会，集指挥权、财政权、人事权一体，体现党、政深度融合、高度集权的机构。建议抓紧筹建“深海工程科技集团”，具体是指专门以研发深潜器为代表的深海尖端装备技术系统为目标的产学研一体的“协同创新”集群，整合集聚创新资源。
机制建设：包括完善自主创新、人才培养、市场化运营、国际合作、风险防范和陆海空科技统筹的六大机制。
完善自主创新机制。以国家重大战略需求为牵引，科技投入向重点机构、重点项目和重点工程汇聚和倾斜。提高深海装备的国产化使用率，政府应通过公共采购、价格补贴、税收减免和优惠等措施，鼓励使用国产化的深海设施和配件，从绩效考核导向上转变重引进轻消化吸收、重模仿轻创新的思想。逐步提高科技创新的个人和团队的收益分配比例，注重知识产权的保护。营造宽容失败的科研环境氛围，深海领域的科技探索属于颠覆性的研发活动，其研制过程的每个阶段都存在失败风险因素，宽容失败，也是尊重科研活动规律的体现。
完善人才培养机制。依托项目工程从实践中培养人才，建设一批高层次创新性科技人才培养基地；整合现有高校资源，建立较高层次的“深海科技”专业院校，或增加“双一流”涉海高校的招生规模和师资力量；在相关高校和研究机构围绕深海关键技术统筹均衡布局相关学科建设，依托产学研协同创新联盟，系统培养具有多元知识结构的复合型人才；实施顶尖人才引进计划，加速国际人才聚集。建立人才多元评价体系，摒弃单纯以论文和专利为牵引的学术成果认定机制，建立以技能和研发水平为主导的人才评价考核机制。
完善市场化运营机制。重视科技成果的转移转化，实现科技成果供给方和需求方的高效对接，形成高校、科研院所和企业主体之间的创新合力，缩短高科技产品研发到商品化、市场化的运行周期，有效降低技术创新的风险和成本。拓展多元化投融资渠道，借助深海工程的品牌效应，在保障战略“安全性”和“保密性”的前提下，鼓励拥有较大资金实力和科技优势的民营企业参与深海资源的勘探开发，采用“民间资金+国家支持”的资金组合方式，既为庞大的民间资本提供了良好的投资渠道和效益，也还原了深海资源勘探开发的社会属性。
完善国际合作机制。结合“一带一路”的战略实践，搭建国际交流与合作新平台。需要做到：克服阻力在继续扩大与发达国家技术合作领域的基础上，开拓与发展中国家南南合作的新局面，协助发展中国家进入深海研究领域，将开展国际科技合作纳入外交战略，致力于构建“以我为主”的国际深海科学研究新秩序。积极倡导以我为主的国际综合大洋钻探计划，以期取得国际综合大洋钻探的主导权。开展多层次的学术交流活动，开阔思路，提高合作水平。以全球和区域热点为基础，积极参与国际深海探测和联合开发活动，提高深海勘探开发能力。建立专门机构，统一、集中处理深海科技领域的国际合作事宜。
完善风险防范机制。对于“深海工程”自身的风险而言，可借鉴英国、日本等发达国家在大科学工程建设中建立专门机构研究、应对各种风险的经验，建立覆盖“深海工程”整个生命周期的预先预测、识别的“前摄性”风险管理，中期过程评审、及时纠正的“事中控制”以及持续追踪、灵活应变的“权变管理”整套风险防范系统，设置专门的机构和专业的科技人才来履行风险防范职责。同时，“深海工程”的建设还面临外部环境趋于紧张的风险，所以，强化对“深海工程”科技发展战略部署，在加强重大创新领域战略研判和前瞻性部署的基础上，抓紧布局国家重点实验室，重组国家实验室体系，建设国家重大创新基地和创新平台，形成国家战略力量。加快科技安全预警检测体系建设，加强对重点科技领域的持续关注，建立重大科技安全事件应急处理机制。
完善陆、海、空科技统筹机制。强化科技三驾马车的理念。陆域科技、航天科技和海洋科技是3个相对独立的科技领域，是中国科技领域的三驾马车，其关系既独立又融合，统筹发展空间巨大。陆域科技为航天和海洋科技提供坚实的基础；航天科技在海洋监视监测、海上智能交通管理、防灾减灾和海洋权益维护等方面与海洋科技存在较深的融合；海洋科技的发展又为航天和陆域科技的发展提供了发展需求，推动陆域和航天科技的技术迭代升级和再创新，如智能制造技术、海洋卫星观测技术等。树立航天、陆域科技和海洋科技均衡发展的理念，三驾马车须并驾齐驱，不能失之偏颇，忽视其中任何一项的发展，都将严重影响中国科技发展的进程。做好陆海空科技统筹，加快建设科技强国和进入创新型国家的步伐。
*节选自《借鉴“航天工程”经验推进“深海工程”建设》，原刊于《科学管理研究》2020年13期。作者栾维新，系大连海事大学航运经济与管理学院教授；杨薇、曹月朦、乔璐，系大连海事大学航运经济与管理学院学生。
4
深海生态保护面临的
挑战、关键需求和策略
【论点撷萃】
近年来，我国对深海资源的开发需求日益增强，深海探测技术迅速发展为深海生态系统的研究提供了契机，开展深海生物多样性研究并发展深海生态系统理论模型，成为迫在眉睫且切实可行的重要任务。为此，提出建立深海生物数据库、平衡深海资源利用与生态保护的关系、发展深海生态理论模型、加快管理对策和法律文书的制定等深海生态系统的保护对策建议。
——谢伟，殷克东
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一、深海生态系统面临的主要挑战
（一）深海生物多样性下降显著
2003年，国际海洋考察理事会（ICES）认为大多数“深水种群可能超出安全生物限度”。20世纪90年代以后，许多国家和政府间组织认识到需要加强管理行动，以保护脆弱的海洋物种和栖息地，以促进枯竭种群的恢复。然而，具有低生产能力的深水物种的恢复可能需要数十年或更长时间。
（二）深海资源开采的生态问题
深海海底资源勘探和开发必将造福于全人类，一方面有助于满足社会不断增长的物质与精神需求，另一方面还需要可持续发展。在深海海底资源开发的不同阶段，均会对海洋环境产生影响。在深海资源勘探过程中，大功率的海底勘探机械设施作业会搅动底层沉积物，一方面会堵塞大型动物的呼吸器官，使其窒息死亡；另一方面，也会增加海水中各种矿物质含量，从而改变海水水质，对区域内的珊瑚礁及微生物造成破坏，致使部分海底生物失去繁衍和栖息的场所。同时，在深海勘探中，伴随着机械、化学、电解、海洋腐蚀、激光等技术的使用，各类污染物会被带入深海。海底矿物加工过程中产生的大量废弃物被丢弃在海洋中，大量从事运输业的船舶在运输过程中产生的污染物被直接排入海中，会给深海环境造成污染。由于深海资源通常处在地质构造较为复杂、断裂活动比较显著和集中的地区，深海开采后期很可能诱发地震、引起海底滑坡等地质灾害。深海资源开采的这些环节，均会对深海生态系统产生影响。因此，必须从可持续发展原则出发，不断提高深海生态环境调查评价研究水平，增强深海资源开发中的生态环境保护与监控能力。
（三）陆源污染物的影响
随着社会经济的发展，许多有机污染物随着径流输入、海产养殖、化学品泄漏、海难事故、大气沉降等方式进入海洋。人们一度认为，陆源污染物只会影响到近海海域的生态系统，但是，研究人员发现，深海鱼类中含有的上述持久性有机污染物的浓度，可能比表面居住的鱼类高一个数量级，深海随之被认为是全球持久有机污染物的最终归宿。现在深海沉积物中广泛发现微塑料的分布也可以证明这一现象的普遍性。这些污染物对于深海生态系统的长远影响目前尚无法评估。
（四）气候变化的影响
随着全球气温逐渐升高，海洋的分层情况将更加稳定，会减少深海氧气的补充。同时，温度升高也会导致海水中氧气溶解度降低。另外，上层海洋的脱氧还可能导致向深海食物的供应减少。
二、深海生态保护的关键需求和策略
（一）建立深海生物数据库
在过去的几十年里，深海生物多样性研究取得了快速进步。然而，依然存在深海研究较为分散、研究对象集中在个体较大的生物类群上、研究区域集中在水深较浅的区域等问题。未来可通过战略性合作，建立典型深海生态环境、深海生物多样性数据库。在采样方法上，需要建立标准的数据采样、分析与共享机制。在研究对象上，不仅仅是针对宏观生物，利用目前发展较快的分子生物学与宏基因组技术，也可以建立微型生物的数据库。在采样设备上，利用深海探测设备（如遥控无人潜水器、载人深潜器等）及原位观测设备（锚系基阵、深水滑翔机等），可在空间和时间上极大地拓展对深海生物多样性的认识。同时，利用数值模拟的方法，可以扩大生态信息的空间覆盖范围，并发展出科学假设来指导采样方向。通过深海生物多样性数据库的建立，可对不同典型海洋环境中生物多样性信息进行跟踪分析，并利用这些信息来确定生物多样性的热点和大规模的生态模式，分析随时间和空间的物种迁移，随温度、盐度和深度发现新的物种，并比较物种栖息地等。在此基础之上，对深海生物多样性的认识将会更加全面深入，从而为深海资源开发与生态系统保护的平衡发展提供依据。
（二）平衡深海资源利用与生态保护的关系
深海生态系统的特征决定其保护策略会迥异于浅海生态系统。目前，仅有少数的国家和国际组织，能够科学地实施深海生态管理、保护和恢复。在2007年和2008年的联合国大会上，深海生态系统保护问题被提上议程。科学家们必须提供信息，以帮助指导保护和可持续管理深海生态系统。基础生态研究的增加对于协助海洋保护区的设计至关重要。但是，不同于陆地生态系统的研究，深海生态系统的数据获取与深海探测技术的发展紧密相关。目前可以做到的是，将不同的深海生态环境进行分类，建立深海生物类群多样性与其栖息地的对应关系。进而通过生物地理分布模型来预测那些研究程度较低的深海区域的生态系统变化。生物多样性/栖息地模型与其他的模型整合，对于建立海洋保护区具有很好的指导意义，从而能够有效地指导深海资源开发利用。随着社会的不断发展，资源的开发利用与生态环境保护的矛盾日趋明显，涉及众多利益相关者，因此平衡经济和生态保护的考虑不是一项简单的任务。深海资源的开发利用与生态保护问题同样如此，深海管理政策的成功依赖于利益相关者的公开信息交流。管理者需要与资源利用者共同合作，利用科学研究提供的信息为依据，从而可持续地开发利用深海资源。
（三）发展深海生态理论模型
岛屿生物地理平衡理论是生态学研究的经典理论之一，该理论认为岛屿上的生物种数取决于岛屿的面积、年龄、生态环境的多样性、拓殖者从来源地进入岛屿的可能性和来源的丰富性，以及新种拓殖的速度和现存种绝灭速度的平衡状况。该理论的提出，为设定生物保护区保护生物多样性和可持续发展平衡提供了理论依据，为保护生态学奠定了科学基础。然而，该理论目前主要是在陆地和浅海生态系统中得到验证与应用，深海生态系统中的生物多样性，是否也符合该理论模型，仍然缺乏研究。深海中广泛分布的海山、冷泉、热液、鲸落等生态环境，类似于上述理论中的各个岛屿，将深海中不同的生态环境通过类似的生态理论进行关联，建立深海生物多样性受生态环境面积大小、生态环境地质背景、生态环境水化学特征等因素的调控作用，将对深海生物多样性的保护及设立深海生物保护区具有重要的指导意义。随着我国深海探测装备的日益发展，系统而精确的深海生物多样性调查成为可能，也为发展深海生态理论模型提供了机遇。
（四）加快管理对策和法律文书的制定
最近联合国加快了对国家主权以外的海洋管理，正在根据《联合国海洋法公约》就“国家管辖范围以外区域海洋生物多样性的养护和可持续利用”拟定一份具有法律约束力的国际文书（简称BBNJ）。其主要内容将包括：国家管辖范围以外区域海洋生物多样性的养护和可持续利用；海洋遗传资源，包括惠益分享问题；划区管理工具包括海洋保护区等措施；环境影响评估；能力建设和海洋技术转让。这份文书目前正在讨论中，一旦形成法律文件和实施，将对国家主权以外海域的海洋资源开发产生巨大影响。因此，我们不仅仅需要了解开发海域的生态环境、生物多样性和生态系统，还需要发展更为先进的开采技术以减少对生态环境的伤害。
*节选自《深海海洋生态系统与海洋生态保护区发展趋势》，原刊于《中国工程科学》2019年06期。作者谢伟，系中山大学海洋科学学院副教授；殷克东，系中山大学海洋科学学院教授。
编辑：陈嘉楠
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