第五届海底观测科学大会 | 专题5-9分会现场精彩集锦（附直播回放链接）
1月14日，第五届海底观测科学大会各分会场在中山大学珠海校区举行，共设海洋地质与地球物理、海洋动力过程与观测、海洋生物地球化学过程与碳循环、海洋生物与生态过程、海洋极端（深渊、极地）环境观测、新概念海洋观测平台技术、海洋碳达峰碳中和、全球变化及应对、海洋可持续发展9个分会场，来自国（境）内外高校、科研机构的专家、学者分享交流学术观点、科研成果。多位学术“大咖”分别在不同专业的分会场交流，每个专题包含10余个口头报告和多份优秀墙报展示。
直播回放，重温精彩
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专题五：海洋极端（深渊、极地）环境观测分会场
该会场由中山大学惠凤鸣教授主持，9位专家和学者围绕了北极航道冰情遥感观测技术，海底热液与冷泉探测技术，深海工程地质原位观测技术与装备等主题进行了口头报告。
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北极航道冰情遥感观测技术需求研究
惠凤鸣，中山大学教授
中山大学测绘科学与技术学院副院长
随着全球气候变暖的加剧，北极海冰在快速减少。这为北极航道的通航提供了便利条件。遥感是海冰研究的重要手段，已经有多种海冰参数遥感反演产品，为北极航道的导航提供了关键支撑。本研究从北极航道海冰冰情的遥感观测出发，着重分析了不同遥感数据的作用，并提出了北极航道冰情遥感观测的技术挑战。
深海热液和冷泉的原位探测与长期实验
张鑫，中国科学院海洋研究所研究员
深海热液和冷泉系统是地球内部物质能量向海洋输送和交换的重要通道及场所，塑造了特殊的深海环境和生命现象，孕育着重要的战略资源。破解深海热液与冷泉形成演化机制，量化热液冷泉物质释放通量、评估其对海洋环境影响依赖构建先进的探测技术体系。而深海原位探测技术可以在不改变被测物质状态的前提下实现物质组分和含量的分析，已被越来越广泛的应用到深海热液与冷泉系统的探测中。本报告主要介绍了基于拉曼光谱构建的深海原位定量探测技术体系以及基于该观测体系在热液和冷泉区开展的主要观测工作和最新进展情况。热液区的观测数据表明热液低温溢流区释放的气体挥发分通量远超高温集中喷发区，揭示了低温溢流区在热液生态系统供养和碳-硫物质循环中的重要作用。冷泉区的长期观测数据指示天然气水合物可以作为冷泉系统的电容器，从而维持了冷泉生态系统的稳定性。
专题六：新概念海洋观测平台技术分会场
该会场由中山大学范双双副教授主持，11位专家和学者围绕新概念传感仪器设备、新概念观测平台、新兴的遥感和监测手段、以及最新的组网观测研究进展等主题进行了口头报告。
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长续航海洋机器人发展现状与展望
俞建成，中国科学院沈阳自动化研究所研究员
中国科学院沈阳自动化研究所海洋机器人前沿技术中心主任
2000年以来，随着电池技术、环境能源利用技术、材料技术、信息处理技术的快速发展，海洋机器人的续航能力显著提升，发展形成了水下滑翔机、无人帆船、波浪滑翔机、长航程AUV等多种系列长续航海洋机器人系统，并在海上调查和科学研究中发挥重要作用。报告简要回顾长续航海洋机器人的国内外最新发展现状，探讨分析长续航海洋机器人核心关键技术，重点介绍我国在长续航海洋机器人方向的最新成果和海上观测应用效果，最后展望长续航海洋机器人的未来发展趋势和重点方向。
南海海底观测网研究进展
郭永刚，中国科学院声学研究所研究员
中国科学院声学研究所大科学工程中心主任
南海海底观测网（以下简称“南海网”）融合了物理海洋、海洋化学、海洋地球物理、海洋生态、海洋声学等多学科的研究需求，深入海洋内部观测和认识海洋，可实现从海底到海面全天候、长期、连续、综合、实时、原位观测。南海网以岸基站、海光缆、海底主基站、接驳盒等设备构成的主干网为主，实现众多传感仪器的电能持续供给、数据实时传输、时钟高精度同步；并通过水声无线组网通信为辅，实现大范围传输扩展与远程指令控制；另外结合水下移动平台，实现机动、精细或偶发现象观测。南海网研究团队近年来在海底恒流恒功率供电、高可靠光传输网络、智能接驳与管控、实传式潜标、水声组网通信、海底地震监测、海洋生态观测等方面开展了相关研究，并成功开展了海试验证工作。
海气界面观测多智能体载体平台技术研究
周立，江苏海洋大学教授
江苏省海洋工程技术实验示范中心主任
海-气界面的交换过程是气候系统各圈层相互作用的主要过程之一，它影响着海洋环流和大气环流的形式，决定着不同尺度的气候变化。由于海洋中绝大多数涡旋、台风产生的时-空非定常，常规的航次、定点锚系浮标、潜标阵列等现场观测无法准确捕捉这些特殊海洋-大气过程的高时空分辨率信息，研究海气界面快速机动组网观测技术实现特殊海-气过程自主强化观测势在必行。
本研究主要概述在国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“南海及邻近海域海气界面参数快速机动组网观测”项目支持下，研究了无人艇、无人机和波浪滑翔器等智能载体平台与船载和机载投弃式海气界面观测设备集成与协同组网，为海气界面观测提供了高精度、低成本、低风险且智能化的网络观测节点。重点解决了海表波浪场、流场及海面风、温、湿、气压等大气海洋要素的快速机动组网协同观测关键技术，形成了具有高时空分辨率的海气界面水文气象参数实时测量与传输的快速机动组网观测系统。开展了面向海-气界面过程的南海北部中尺度暖涡的快速机动组网观测与应用示范，实现了1-24小时内多智能体200km范围海气界面参数快速机动组网连续协同观测。为深入研究特殊海气过程下南海及邻近海域海-气相互作用和海洋安全环境保障提供观测支撑平台。满足了国家海洋监测、预报和灾害应急等公共服务需求，推进了我国自主海洋装备技术创新发展。
专题七：海洋碳达峰碳中和分会场
该会场由山东大学翟惟东教授主持，10位专家和学者围绕海洋碳循环与物理现象及生物过程的耦合、二氧化碳地质封存、面向碳中和的海洋传感器及技术装备等主题的相关内容进行了口头报告。
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海洋生物碳汇
孙军，中国地质大学（武汉）教授
中国地质大学（武汉）海洋学院院长
海洋生物碳汇一直是海洋碳循环的热点及难点。本研究初步厘清海洋生物碳汇途径为：浮游植物沉降（生物泵）、浮游动物粪球沉降、海洋食物网碳汇、胞外透明聚合颗粒物（TEP）碳汇、微生物碳泵和底栖生物碳汇。目前对海洋生物碳汇的研究还远远不够，主要难点举例如下：1. 海洋生物泵过程及新途径不明；2. 海洋生物碳计量方法限制了我们对详细碳汇过程的了解，这包括生物碳汇密切相关的碳汇参数：固碳（初级生产力和其他生物生产）、生物碳生产、生物碳储和碳汇计量等；3. 中国近海生物固碳、储碳和碳汇量远未可知；4. 海洋生物碳汇的几个着力点：陆海统筹减排增汇、浮游植物生物碳汇改良（提高硅藻碳汇能力）、滨海湿地碳汇、底栖碳生产和埋藏。
中国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力评价
陈建文，青岛海洋地质研究所研究员
二氧化碳地质封存是将二氧化碳以超临界态流体注入到地下地质体中实现与大气长期隔绝的过程，它是有效减少大气中二氧化碳含量、降低温室气体效应、实现碳中和战略目标的重要途径。海域二氧化碳地质封存成本高，但潜力大、环境风险小，因而受到各国政府和学术界的高度重视，已成为欧盟、美国和日本等国家和地区的主要发展方向。我国海域沉积盆地多、新生界地层厚度大、深部咸水层广泛分布，构造地层圈闭发育，具有较好的二氧化碳封存地质条件。开展潜力评价，摸清我国海域二氧化碳地质封存潜力家底，优选有利区带、锁定一批地质封存重点目标，对国家和沿海省市政府碳中和行动方案的制定、产业链布局和示范工程选址具有重要的指导作用、对支撑碳达峰碳中和战略目标的实现具有重要的战略意义和现实意义。
本次评价以中国地质调查局多年海洋区域地质调查和油气资源调查所获得的实测资料为基础，结合商业油公司公开发表的勘探开发数据和研究成果，建立了海域地形地貌、盆地构造、沉积地层、水文地质、工程地质、地温场特征和油气勘探开发程度七大数据集，采用与矿产资源/储量管理相当的办法，建立了海域二氧化碳地质封存潜力评价的分级分类体系，在调研国内外评价方法的基础上，紧密结合我国海域的地质条件，创新采用模型体积法评价了我国海域18个盆地168平方千米面积的盆地级、区带级和首批目标级二氧化碳地质封存潜力。优选了一批适合我国二氧化碳地质封存的示范目标区，全面研究了我国海域沉积盆地二氧化碳地质封存的基本地质条件和控制因素，提出了“裂后期控层、沉积相带控储、层序凝缩段封盖”的地质规律。指出珠江口盆地、渤海盆地（渤海湾盆地海域部分）和东海陆架盆地分别邻近环渤海、长三角、粤港澳等沿海城市群或经济区，地质封存潜力大、油气勘探开发程度高，为二氧化碳地质封存的高适宜盆地。优选出绥中36-1等7个重点构造可作为二氧化碳工程示范选址目标。
面向碳中和的海水pH传感器：机遇与挑战
马剑，厦门大学教授
厦门大学环境与生态学院副院长
近海海洋环境科学国家重点实验室副主任
海洋CO2系统的准确测量对海洋碳循环研究和海洋酸化调查具有重要意义。海水pH是探究海洋酸化的重要指标参数，也是计算海气碳通量的关键参数。海水pH的准确测定对探究海洋生态系统和生物地球化学过程有重要意义。近年来，pH测定方法和仪器研发进展迅速，其中最具代表的两种方法是电极法和光度法，电极法可分为玻璃电极法和离子敏场效应晶体管（ISFET）电极法。玻璃电极法因成本低、使用方便而被广泛用于测量pH值，但容易受盐度影响产生漂移现象，需要经常校正。基于ISFET的电化学法具有响应速度快、功耗低、无需试剂、机械强度大、适用范围广等优点，但会受到环境因素干扰产生漂移，需要前期校正。分光光度法具有良好的精密度、准确度，自动化程度高，受周围环境影响小，但其需要泵、阀等大功耗部件。两种方法各自优缺点不同，电极法响应快，光度法准确，可以根据不同应用场景需求采用不同的方法，也可以将两者优势结合使用。本报告综述了海水pH值测量方法和仪器的发展，讨论了当前技术的优缺点，指出了碳中和背景下海水pH传感器的机遇与挑战。
专题八：全球变化及应对分会场
该会场由自然资源部第一海洋研究所袁东亮研究员和中国地质大学（武汉）宫勋教授主持，9位专家和学者围绕全球变暖的地质记录与北极放大现象、地球深部碳循环、北太平洋中层水特征等主题进行了口头报告。
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全球变暖过程海洋碳氮硫耦合循环的地质记录
谢树成，中国地质大学（武汉）,中国科学院院士
生物地质与环境地质国家重点实验室主任
在全球变暖过程中，海洋碳、氮、硫循环具有怎样的耦合关系，是一个重要的科学前沿难题。在地质时期，不同古气候变化过程留下的地质记录为探索这一问题提供了很好的切入点。以2.5亿年前发生的全球变暖过程为例，分析了关键的生物地球化学过程及其与最大规模生物大灭绝的关系。不管是分子化石还是同位素记录都显示，当时大气CO2浓度升高引发了温度升高，并伴随着海洋缺氧程度的加剧，进而导致海洋生物固氮作用明显加强，海洋动物出现小型化并随后发生灭绝。随着温度的进一步升高，在缺氧环境背景下又导致了硫化海洋的出现，碳、氮、硫循环表现出很好的耦合关系，使得海洋生态系统出现三大灾难，分别是动物多样性剧降（大灭绝）、动物生态系统结构的转变、生物多样性随纬度梯度的变化。
北太平洋中层水特征及演化机制研究
宫勋，中国地质大学（武汉）教授
中国地质大学（武汉）海洋学院副院长
北太平洋中层从亚北极到热带太平洋海区、约200-1500 m深度，遍布着低盐的北太平洋中层水，它们是现在气候条件下，在鄂霍茨克海冬季生成的北太平洋最大的单一原生水体。与冬季北欧海大范围的潜沉生成高盐的北大西洋深层水相比，北太平洋中层通风环流，仅仅发生在较小的海域，但却是影响北太平洋中层环流的主控因子，其生成强度和延伸范围影响着北太平洋海域的储热、储碳和生物地球化学过程。过去由于数据稀少，对于北太平洋中层水的运移过程和变化特征的还缺乏认识。伴随现代物理海洋数据的不断积累，跨时空尺度认识现代北太平洋中层水的动力过程变得成为可能。在此基础之上，对比古海洋和古气候代用指标，我们能够进一步识别“冰期-间冰期”不同气候背景下北太平洋中层水的演化模态。
专题九：海洋可持续发展分会场
该会场由中山大学陈平教授和刘岚教授主持，12位专家和学者围绕了海洋经济、海洋碳汇、海上风电等主题进行了口头报告。
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海洋金融的国际进展和中国路径
崔晓健，国家海洋信息中心研究员
国家海洋信息中心副主任
推动金融支持可持续的海洋经济逐渐成为世界潮流，金融支持海洋经济发展的产品和服务不断创新。中国也在不断探索，开展金融支持海洋经济发展的顶层设计和指导，完善政银合作机制、促进股权融资对接、推动蓝色债券发展、适度进行保险补贴等，国家层面和沿海地方协同发力，采取了一系列有力举措，促进银行信贷、多层次资本市场、海洋保险等各领域持续加大对海洋经济高质量发展支持力度。
推进海洋经济质的有效提升和量的合理增长
周秋麟，自然资源部第三海洋研究所研究员
海洋是高质量发展战略要地。发展可持续海洋经济是建设海洋强国的基础。在世界前所未有大变的时代，海洋经济必须“修炼内功”、“驱邪扶正”，扭转海洋“暖化、酸化、富营养化、塑料化、低氧化”的趋势,适应全球气候变化；建立健康的“人海关系”，保护海洋“自然资产”，修复海洋生态系统；加强科技创新，推进海洋经济“质的有效提升和量的合理增长”。
海洋碱性矿物增汇示范研究
刘纪化，山东大学教授
目前国际上针对海水碱化增汇的技术研发，处于理论研究和室内模拟阶段，中试数据匮乏、现场示范研究空白。现今正是我国开展海水碱化增汇技术现场示范研究的机会窗口期。选择合适海域，开展碱性矿物增汇示范研究，获取现场数据，将有效推动国家层面和国际上的海水碱化增汇技术实施方案和监测标准制定。此外，开展海水碱化增汇示范研究，将助力海洋负排放大科学计划示范基地建设，服务海洋强国战略，支撑 “碳中和”国家战略。
滨海湿地微生物驱动的碳汇形成与转化机制
贺志理，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）教授
海岸带蓝碳生态系统（如红树林、盐沼和滩涂等）固碳量巨大、固碳效率高、碳存储周期长，蓝碳正在成为应对气候变化、生物多样性保护和可持续发展的焦点。已有研究表明微生物在滨海湿地碳汇形成与转化过程中起有重要作用，但滨海湿地微生物驱动的碳汇形成与转化机制尚不清晰。本团队聚焦滨海湿地微生物组，探索了红树林沉积物中氮硫循环基因/通路与相关微生物群落的垂直分布规律及其耦合机制，揭示了本地种与引入种红树的甲烷代谢微生物群落与甲烷排放的关系，发现Burkholderiales主导滨海湿地沉积物化能自养固碳过程，而且本地种微生物组具有较强的碳汇功能。这些研究解析滨海湿地微生物驱动的碳汇形成与转化机制提供了新认知。
