2025年吴立新院士等：海洋科学当前面临的6个前沿问题以及我国海洋科学发展现状与未来展望.pdfVIP

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

吴立新院士等：海洋科学当前面临的6个前沿问题以及我国海

洋科学发展现状与未来展望

摘要

海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可

持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区

域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋

生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的根本,事关国家

发展的命脉。海洋问题的复杂性使其无法通过单一学科的研究得以解

决。目前,我国海洋科学的研究已逐步从过去的跟跑阶段进入并跑阶段,

但原始创新能力明显不足。本文回顾分析了我国海洋科学领域的研究

进展与发展态势,对标找出与世界先进国家的差距,展望了今后的发展方

向,指出围绕海洋多尺度相互作用与气候变化、健康海洋、海洋生命过

程、跨圈层流固耦合、快速变化的极地系统、海岸带可持续发展等重

大科学前沿,加强顶层设计和战略布局,开展跨尺度、跨圈层的多学科交

叉研究,组织并发起我国主导的国际大科学计划,从而显著提升我国在海

洋科学研究领域的国际影响力,切实提高保障国家安全和服务社会经济

发展需求的能力,为建设海洋强国、构建人类命运共同体提供重要科技

支撑。

0引言

海洋是生命的摇篮，是支撑地球宜居性的关键空间，是地球系统

科学发展的重要引擎。海洋是地球气候系统的调节器，对地球系统的

热量循环、水循环、物质循环等有重要的调控作用，深入认识海洋动

力过程及能量物质循环过程是理解和应对全球及区域气候变化的关键。

海洋也孕育了地球上最大的生态系统，具有巨大的服务功能和价值，

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

认识蓝色生命系统过程与规律、合理开发和保护蓝色生物资源是支撑

人类社会可持续发展的重大战略需求。随着人口持续增长，人类对能

源、粮食、空间、矿产、淡水等资源提出了更加迫切的需求。与此同

时，随着人类活动的加剧，温室气体、污染物(如重金属、持久性有机

污染物、微塑料)等排放量增加，地球气候系统正在急速变化，环境和

生态系统正在迅速退化。认识海洋、经略海洋关系到人类社会的兴衰。

然而到目前为止，广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索。未

知的海洋蕴藏着无尽的资源，是重大科学发现和颠覆性技术创新的摇

篮。海洋独特的生命过程，特别是热液、冷泉以及深海暗生命系统等

一系列重大发现，颠覆了人类对于生命极限的认识，有望通过人类的

探索解答地球生命起源这一终极问题。海洋作为地球系统的“血液”，

是联系地球系统各圈层的纽带(图1)，开展以海洋为核心的多圈层耦合

研究，是催生地球科学重大发现、创建和发展地球系统科学新理论的

必由之路。

图1地球系统多圈层耦合示意图

自20世纪中期以来，围绕海洋中的物理、化学、生物和地质过程

及其对气候和生态系统的影响，全球海洋科学界以国际合作的方式发

起了一系列国际大科学计划，例如海洋与气候方面的世界海洋环流实

验(WOCE)、Argo全球海洋观测网、耦合模式比较计划(CMIP)，海洋

生物地球化学和生态系统方面的全球海洋通量联合研究计划(JGOFS)和

全球海洋生态系统动力学研究计划(GLOBEC)，海洋地质和地球系统科

学方面的国际大洋发现计划(IODP)、国际地球科学计划(IGCP)等。这

些国际大科学计划极大地推动了海洋科学各个分支的发展及其与其他

学科的交叉融合。历经几十年的发展，海洋科学正在整体进入转型期，