2015年度中国海洋与湖沼十大科技进展评选揭晓

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时间:2016-01-12  来源:海洋湖沼学会文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,2015年度中国海洋与湖沼十大科技进展评选揭晓。该评选由中国海洋湖沼学会主办,自2013年开始每年评选一次,经全国海洋与湖沼领域科研院所和高校、专家推荐,由中国海洋湖沼学会理事投票选出。2015年度中国海洋与湖沼十大科技进展分别为: 

  1、深海探测与研究平台体系建设 

  深海探测与研究平台体系建设研究集体历时10年,完成我国新一代科学考察船、深海装备体系、技术体系和人才队伍体系建设,建成国际一流水平的深海探测与研究综合平台,突破我国深海探测与研究领域技术与装备瓶颈,使我国深海探测与研究能力跨入世界先进国家行列,引领我国新一代科学考察船建设,带动我国海洋装备技术体系发展。建成三年来,“科学”号海上科考640余天、航行7.6万海里,取得大量宝贵的多学科调查数据资料;“发现”号深潜器成功下潜56次,获得高精度深海极端环境信息、地质和生物样品及系列重要科学发现,成功开展了深海原位观测和现场研究,为我国深海探测与研究跻身国际前沿并向纵深发展打下了坚实基础。 

  2014年荣获中央电视台和七大部委联合举办的科技盛典“科技创新团队”称号,荣获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。 

  2、西太平洋至东印度洋海域大规模深海潜标观测阵列成功建成 

  西太平洋、南海、印尼贯穿流和东印度洋同步观测潜标阵列的成功建设,标志着我国已自主建立起热带西太平洋至东印度洋科学研究的观测网络,是目前国际上针对特定海区组网规模最大的潜标综合观测网,奠定了我国在全世界对西太平洋-东印度洋海域观测研究的核心地位,为我国大洋观测网的建设和运行起到了示范作用。该网络为我国大洋科学及其气候效应的研究探索提供持续的数据支撑,将显著提高我国气候和海洋环境的预测能力。 

  基于该潜标观测网,我国在太平洋西边界流观测和研究方面取得了若干重要科学发现,2015年被《Nature》杂志特邀发表太平洋西边界流研究的综述文章,是我国物理海洋界有史以来首次在该杂志发表综述文章,体现了我国在西太平洋海洋观测和研究的国际领导地位。 

  3、中国近海海洋科学观测研究网络多学科观测系统的构建及其科学发现 

  通过十几年的努力,中国近海海洋科学观测研究网络多学科观测系统已初步建成,该观测研究网络建立了黄海、东海、南海和西沙等四个观测研究站,观测研究站主要由观测浮标系统、组合潜标系统、自动气象站,以及岛礁外缘水位计、岛上自动气象站、岛上实验室、岛屿外缘坐底式观单元、上层和深层海洋环境观测单元以及多学科观测单元组成。2015年,东海观测研究站成功全过程实时记录了台风“灿鸿”中心区域移动过程中的风、波浪和环境等参数。记录数据为上海市和浙江省的防台减灾工作提供了强力的数据支持,也为我国台风预报模式研究提供了典型案例。基于西沙站观测数据以及数值模式,首次发现了南海深海涡旋并刻画了其变异特征,且对西沙上层海域中尺度涡旋进行了更深入的统计分析与动力诊断,比如南海西部春季暖涡、2010年西沙异常暖涡等,同时观测到南海西边界流的变异。利用潜标数据,研究了近惯性振荡在流-涡以及风场影响下的变异特征。与海洋地质学者合作,基于海底沉积物观测以及反射地震剖面观测,对西沙海底沉积物分布以及底层流系进行了深入的刻画。 

  该研究成果发表于《Bull. Amer. Meteor. Soc》、《Scientific Reports》、《J. Geophys. Res. Oceans》、《Deep-Sea Research I》和《Marine Geology》。 

  4、中国大陆架划界关键科学技术研究及应用 

  大陆架划界事关国家海洋主权权益、资源利益和国家安全,已成为全球沿海国家海洋权益争夺的新焦点。通过联合攻关先后创立了弧后盆地大陆架划界地质理论,建立了3大类20亚类全球大陆架划界地质模型;创建了大陆坡脚点自动识别方法,建立了基于海底地形多维网格的界限点识别模型,有效解决了复杂地貌条件下大陆架外部界限点的确定问题,攻克了假地形改正的国际难题。通过整合大陆架划界数据,建设了大陆架划界分析与决策信息系统,高精度融合处理了我国建国以来200万公里海量实测地质地球物理基础数据,为我国大陆架划界提供了强有力的信息化支持。 

  该项目成果为维护我国海洋权益、拓展战略空间和资源新区起到重要推动作用。此外,项目成果已在尼日利亚大陆架划界中应用,并广泛应用于外交部对其他国家大陆架划界方案的评估。提升了我国的国际影响力,也充分体现了我国的科技软实力和话语权。 

  5、全球变暖导致极端拉尼娜事件发生频率增加 

  热带地区气候变率的自然模态是全球气候年际变化的主要影响因素。该研究首次发现,在全球变暖场景下,极端拉尼娜事件的发生频率是过去20世纪气候场景下的近2倍,事件频率由每23年一次变为每13年一次,其中近75%的增长频率发生在极端厄尔尼诺事件之后。研究认为,极端拉尼娜事件频率的增加是由于海洋大陆的快速增暖以及相应的上层海洋垂向温度梯度的增强。同时,极端厄尔尼诺事件发生频率的增加也会诱导极端拉尼娜事件的发展。 

  该研究成果2015年在线发表于《Nature Climate Change》。 

  6、深海资源与环境综合调查研究取得重要进展 

  首次揭示了全球范围内热液活动输出的稀土元素总量,给出了计算氦和热通量的新方法,进一步明确了热液活动在全球范围内大洋热输出的地位和作用,为评价海底多金属硫化物的资源潜力提供了重要研究支撑;首次在印度洋发现大面积富稀土的沉积物,具有重要潜在应用价值;获得亚米级马努斯热液区的深海高分辨地形图,发现2个国际上未报道的新热液区;首次使用自主研发的深海激光拉曼光谱探针对马努斯海盆热液区的热液喷口开展原位测量,提出对热液喷口流体的原位pH反演的新方法;热液-冷泉-海山生物多样性研究成效显著,发现1个新科、3个新属和23个新种;国内首次在1800-2000米的热液区开展为期一年的深海原位培养、环境胁迫试验,实现深海生物原位培养。 

  该研究成果发表于在《Chemical Geology》和《Geochemistry Geophysics Geosystems》。 

  7、刺参健康养殖综合技术研究及产业化应用 

  开展刺参繁殖及发育生物学研究,探明了刺参的生殖周期、生物学零度及性成熟的有效和累计积温,探明了刺参个体发生及幼体发育各阶段的生态习性,完成了刺参种参促熟、稚幼参高密度培养、大规格苗种培育、冬季陆上养殖、配合饵料和专用附着基开发等关键技术的研究,建立了完整的刺参苗种生产技术工艺;以刺参生态学研究为基础,进行了刺参养殖设施开发、养殖环境调控、健康养殖模式建立等技术研究,形成了刺参健康养殖技术工艺;通过刺参的遗传学研究,开展了刺参种质保存与良种培育工作,培育出生长快、品质优良的刺参新品种和抗逆新品系并大面积推广;针对刺参病害,开展了流行病学调查、研究了刺参常见病害、流行规律,开展了病原分离鉴定和快速检测技术以及刺参免疫应答与调控相关研究,构建了刺参病害预警系统,建立了养殖刺参疾病综合防控技术体系。 

  该研究成果共授权发明专利32项,实用新型专利10项;发表论文195篇(SCI收录31篇);出版专著9部和2部科普读物。相关成果获2015年度国家科学技术进步奖二等奖。 

  8、深海可控源电磁探测技术与装备研制取得重大突破 

  针对深海油气资源和海底天然气水合物勘探的目标,研发具有自主知识产权的海洋可控源电磁勘探系统,并取得突破性进展。自主研发的海底电磁采集站在我国南部海域成功完成4000米水深海底大地电磁数据采集试验,填补了我国在这一方面的空白,使我国成为美、德、日之后第四个有能力在水深超过3000米以上海域进行海洋电磁场测量和研究的国家。自主研发的水下电流逆变系统突破了1000A大功率电流发射,并测试成功,标志着我国海洋电磁装备研制达到国际先进水平。 

  9、黄东海沙海蜇数量分布格局、种群动态与生态系统变异之间的关系 

  沙海蜇是黄东海最重要的致灾水母种类,其数量时空分布格局变化可指示生态系统的演变。结合沙海蜇的生活史策略,该成果从物理、化学、生物海洋学的角度系统揭示了沙海蜇种群动态过程与气候变化、富营养化加剧及食物网改变之间的关系:发现全球变暖背景下,水母分布关键区冬季底层水温下降的趋势,而冬季海底低温期的延长有利于水螅体的生长,有助于水母种群数量增长;水母高发区富营养化加剧,营养盐浓度和结构变化导致浮游食物网中浮游生物群落结构的改变,有利于甲藻或鞭毛藻类浮游植物生长,使得浮游动物小型化,水母对这种环境的高耐受力,有利于其大量生长。与此同时,大型水母的摄食能够造成微食物网的能流向低营养层次转移,在水母暴发期,浮游动物生物量下降,浮游植物生物量增加,群落组成改变,情景预测揭示了这种情况下能量向鱼类顶级捕食者流动的截断,预示可能的生态灾害。 

  该研究成果在《Hydrobiologia》等国际期刊发表论文36,得到《Nature》和《Science》的评述。 

  10、 我国海洋工程设施腐蚀研究与防护技术取得重要进展 

  在交通运输、能源、工业、水、公共和市政设施等各领域运行服役的船舶、码头、桥梁、平台、管道等设施设备是国家重要的基础工程设施,腐蚀是影响这些设施安全运行的关键因素。针对海洋钢铁设施海洋浪花飞溅区和异型部位研发成功的复层矿脂包覆防腐蚀技术和氧化聚合型包覆防腐蚀技术成功应用于重要设施关键部位的腐蚀防护。在大量工程应用实践的基础上,已获批4项国家标准,3项地方标准,出版专著3部,获得省级科技发明一等奖1项。我国正在针对5大领域30多个行业开展全国范围内的腐蚀状况及控制战略研究。 

  针对我国材料腐蚀数据调查、收集、共享和应用等的重要性,有关专家提出了“腐蚀大数据”的概念,并在《Nature》评论上发表。 

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