發布時間：2021-03-11所屬分類：經濟論文瀏覽：1次
摘 要： 1海洋科學在地球系統科學、社會發展和國家戰略中的重要地位 1.1海洋科學是地球系統科學的知識源泉 海洋是地球生命的搖籃,是人類賴以生存與發展的重要空間.海洋覆蓋了地球表面的71%,與地球各圈層如大氣圈、巖石圈和生物圈緊密關聯,不僅調節著氣候系統的變化,
1海洋科學在地球系統科學、社會發展和國家戰略中的重要地位
1.1海洋科學是地球系統科學的知識源泉
海洋是地球生命的搖籃,是人類賴以生存與發展的重要空間.海洋覆蓋了地球表面的71%,與地球各圈層如大氣圈、巖石圈和生物圈緊密關聯,不僅調節著氣候系統的變化,更是地球自然資源的重要儲存場所,蘊藏著豐富的生物、礦產和能源資源,對人類的健康福祉與全球的經濟發展起著舉足輕重的作用.
隨著人們對海洋探索、開發和利用程度的不斷加深,諸多海洋問題逐漸突顯,引起了廣泛的國際關注.例如:氣候變化所引起的海洋變暖和海洋酸化、海洋環流變異所導致的極端天氣頻發、人類活動所帶來的海洋生態破壞和海洋污染、自然營力所造成的海洋地質災害等.這些問題通過資源、環境、氣候和災害等多方面深刻地影響著人類的生存發展和宜居地球的可持續性.正因為受到上述熱點科學問題驅動,海洋科學得以快速發展.
1.2海洋科學是可持續發展的重要依托
海洋資源和環境對人類和地球的健康至關重要.一方面,全球超過30億人的生計依賴于海洋,海洋漁業直接或間接雇用2億多人,海洋和沿海資源及產業的市場價值估計3萬億美元/年,海洋吸收約30%人類活動所產生的二氧化碳,減緩全球變暖的影響[1,2].另一方面,海洋正面臨諸多威脅,包括海洋污染、過度捕撈、棲息地退化、海洋酸化和氣候變化影響等,全球多達40%的海洋被認為受到了人類活動的“嚴重影響”,海水酸度較第一次工業革命前已增加30%[3].
2015年9月25日,聯合國可持續發展目標峰會正式通過了《2030年可持續發展議程》,其中目標14為保護和可持續利用海洋和海洋資源以促進可持續發展,包括預防和大幅減少各類海洋污染、加強抵御災害能力、可持續管理和保護海洋和沿海生態系統、減少和應對海洋酸化、有效規范捕撈活動等10項具體目標.2017年12月6日,聯合國宣布了“海洋科學促進可持續發展十年計劃(2021~2030)”,鼓勵各方加大海洋科學研究投入,協調研究方案、觀測系統、能力建設、海洋空間規劃和減少海上風險,提高青少年海洋素養,確保海洋科學研究推動聯合國《2030年可持續發展議程》目標14的實現,推動全球海洋的可持續發展.
1.3海洋科學是國家海洋強國戰略的有效保障
我國擁有大陸岸線約19058km,島嶼岸線約16775.4km,管轄海域面積約300萬km2,海洋對于維護我國社會繁榮、人民健康和國家安全具有極其重要的作用[4].隨著海洋強國戰略的實施,我國社會經濟已高度依賴向海經濟的發展,對海洋資源開發和國家權益維護等需求不斷增強.
黨的十八大作出了“建設海洋強國”的重大部署,黨的十九大提出了“堅持陸海統籌,加快建設海洋強國”,建設海洋強國已然成為實現中華民族偉大復興的重要戰略舉措.《國家自然科學基金“十三五”發展規劃》明確指出,國家自然科學基金委員會(NSFC)重點支持以海洋經濟為代表的“藍色學科”,優先把海洋過程及其資源、環境和氣候效應、全球環境變化與地球圈層相互作用、地球環境演化與生命過程等列入到重點發展的傾斜支持學科[5].建設海洋強國,參與全球海洋競爭,對海洋科技發展提出了迫切和現實的需求,為海洋學科發展迎來了前所未有的大好機遇.
2海洋學科發展態勢與面臨的主要挑戰
2.1學科發展態勢
海洋學科面臨著前所未有的歷史機遇.海洋是一個四維的動態變化系統,更是一個涉及多界面、跨圈層、多尺度的系統,面臨著多重生態壓力,又缺乏長期的環境監測.海洋的開發和利用勢必依靠高科技推動,而海洋科技發展又迫切依賴海洋學科的建設與發展.隨著經濟和社會的快速發展對資源和空間需求的急劇增加,加之陸地資源逐漸枯竭和環境保護形勢的日益嚴峻,海洋資源和空間的爭奪成為世界大國競爭的焦點.海洋開發利用難度大、投入高,決定了海洋競爭本質上是國力的競爭,核心競爭力是海洋科技能力.各國紛紛出臺國家海洋發展戰略和海洋科技發展規劃,強調海洋科技的先導作用,以期取得海洋競爭的優勢和先機,海洋科技已經成為各國爭相投入的前沿領域,成為創新的熱點.
海洋學科進入跨學科交叉融合的新階段.海洋是地球系統的重要組成部分,海洋系統的動力過程和演變規律在地球系統演化和全球變化中的關鍵作用逐漸得到認識,與地球科學其他學科的交叉融合成為海洋學科發展的新趨勢,也是海洋學科研究領域快速拓展的新機遇.近年來,海洋科學在不斷加深與自然科學交叉融合的同時,也將這種融合的趨勢延伸到社會領域,以解決人類共同面臨的發展問題——可持續發展、陸海統籌、海洋管理、防災減災等.如何依據海洋系統自身演化和健康運行的規律,回答和解決這些復雜的跨系統問題,需要強化基礎原創研究、促進智慧海洋發展、增加知識供給,這也是海洋科學甚至地球科學的社會使命和貢獻所在.
海洋學科是地球科學中最強勁的增長極.近年來我國海洋科學和技術取得了巨大的進步,推動學科不斷細化又不斷綜合,形成了架構合理、層次分明、細中有綜的海洋科技創新體系,為實現原始創新、跨域發展奠定了基礎.我國在南海深海過程演變、大洋環流動力機制等方面取得重要研究進展,推動了海洋過程的基礎理論研究;以“蛟龍”號、“深海勇士”號和“奮斗者”號等大深度載人潛水器為標志的深海探測能力得以快速發展,以“海洋石油981”、南海天然水合物試采和洋中脊熱液硫化物探測技術等為標志的海洋資源開發能力進入國際先進行列.近10年,我國海洋科技領域的國際期刊論文作者數量、發文總量、高被引論文數量及PCT(PatentCooperationTreaty)專利數量年均增速均居世界主要海洋國家首位.2018年,我國海洋科技領域的國際論文作者人數占全球的20%,居世界首位,貢獻了約20%的論文、10%的高被引論文以及10%的PCT專利,論文和專利的產出總量分別排名全球第2位和第3位.我國海洋科技創新能力不斷提高,在全球海洋科技發展中的地位穩步提升,成為世界海洋科技發展的重要新興力量.
2.2學科發展所面臨的主要挑戰
近年來,我國海洋科技發展取得了令人矚目的進步,然而與海洋先進國家相比,我國在高關注度、高質量的海洋科技前沿領域的研究比例還相對較低,在海洋科學、探測監測和資源開發等領域與世界先進水平仍存在一定差距[6].這些不足主要表現在:
(1)對構建海洋系統認知的理論知識體系的貢獻有待提升.目前,關于海洋系統的理論知識體系構架和模式仍以西方發達國家的研究成果為主,隨著海洋探索從淺海走向深海,我國有望在提高對海洋系統認知和完善知識體系方面取得新突破.為此,必須建立完善的海洋科學分支學科體系,開展原始性和基礎性理論創新.
(2)海洋科學是一個觀測學科,高度依賴對海洋的長期觀測和數據積累,而我國海洋核心技術和裝備長期嚴重依賴進口,海洋高技術產業剛剛起步,規模和競爭力與發達國家相比仍具有較大差距,海洋觀測實驗的航次需求得不到充分滿足,這些已成為制約我國海洋領域發展的首要因素[7].為此,必須發展壯大觀測探測技術分支學科,大力支持海上觀測實驗,支撐海洋科學理論創新.
(3)我國海洋經濟、社會發展和海洋強國建設對海洋科技提出了巨大需求,亟須對海洋科技的學科布局、資源投入和重點支持方向等進行以需求為導向的全面審視和調整,提升海洋科技對國民經濟、社會發展和人類福祉的貢獻率.為此,必須建設面向海洋管理和社會發展的新興分支學科,提供海洋科學治理的堅強理論基礎.
3國際海洋科學基礎研究資助體系與特點
當今社會、經濟、安全和可持續發展對海洋及其空間和環境資源的需求愈發強烈,學科發展動力強勁,海洋科學研究的重要地位更是上升到前所未有的高度.國際上海洋科學研究領先的國家,如美國、德國、澳大利亞、日本和法國等,均形成了各具特色的資助體系.
美國主要涉海高校達40多所,主要海洋科學研究和管理機構包括美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)、美國國家航空與航天局(NASA)、美國國家科學基金會(NSF)、美國海軍研究辦公室(ONR)、美國國家大氣研究中心(NCAR)和國家實驗室等.NSF直屬于美國聯邦政府,是美國聯邦政府中資助和指導基礎科學研究的主要部門.目前,美國高校由聯邦政府資助的基礎研究經費約25%來自于NSF.NSF每年獲批的聯邦政府撥款金額約70億美元,2019年海洋科學和極地科學投入經費約占總額的11.7%.近年來,海洋科學和極地科學項目資助總數雖然呈下降趨勢,由2010年的881項減少至2019年的523項,但10年平均資助率分別高達29.5%和32.8%,高于NSF平均資助率(圖1).尤其近5年,海洋科學和極地科學資助率呈現出強勁的增長趨勢.目前,海洋酸化、北極研究、海洋可再生能源和海灣生態環境等已成為NSF重點關注的研究方向.
德國國家海洋科學研究組織體系較為統一.德國聯邦教育及研究部(BMBF)是德國最重要的資助機構,2020年總經費約為253億歐元.其中,在海岸帶、海洋、極地研究和地球科學(coast,marine,polarresearchandgeosciences)與氣候、氣候保護和全球變化(climate,climateprotection,globalchange)分支領域分別投入6.16億和3.27億歐元(數據來自:https://www.datenportal.bmbf.de).亥姆霍茲聯合會(HelmholtzAssociationofGermanResearchCentres)是德國科研重要組成部分,2019年科研經費總額達47億歐元,其中63%來自政府科研事業費,由聯邦政府和州政府撥付.該聯合會職責主要包括:(1)通過前沿研究為重大社會挑戰尋找解決方案;(2)從國家和國際科研層面設計并運行大型綜合科研設施和技術裝備;(3)通過創新和知識轉移為社會和企業創造財富.此外,德國科學基金會(GermanResearchFoundation)、馬克斯·普朗克學會(MaxPlanckSociety)、萊布尼茨學會(LeibnizAssociation)也是重要的科研資助機構.
澳大利亞四面環海,對海洋科學研究投入較大,重點研究區域主要為澳大利亞臨近海區,如東印度洋、南印度洋、西太平洋和南大洋等.澳大利亞的重大資助與其國家需求緊密結合,例如大堡礁的環境與生態保護、印尼貫穿流等.其研究通過四類機構執行:澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)、澳大利亞海洋科學研究所(AIMS)、澳大利亞氣象局(BoM)及由政府資助的眾多高校.資源、能源、氣候變化以及南極戰略等成為其重點關注的研究方向.
日本為實現其海洋立國基本戰略,將海洋資源的開發與利用、自然災害的防災減災作為其開發與利用海洋的重點突破方向.日本海洋科技的主要資助和研究機構為日本海洋科技中心(JAMSTEC).近十幾年間,其經費保持在每年4億美元左右.日本在海洋科學的資助格局中注重國際交流與合作.如日本與美國共同承擔了TOGA-TAO的大部分任務,其中熱帶太平洋西側的浮標系統主要由日本JAMSTEC負責,該項研究對熱帶海氣相互作用和ENSO機制解析起到了極大的推動作用.日本通過對國際重大科學計劃的大力投資,在科技發展和國際影響力上獲得了豐厚的回報.
法國國家科研署(ANR)是法國科研經費的主要來源,為法國國家科學研究中心(CNRS)、大學以及聯合實驗室提供基礎科學研究資助.CNRS隸屬于法國高等教育與研究部,擁有獨立的研究中心和實驗室,主要從事基礎研究工作.法國研究與發展研究院(IRD)側重于海外開發和國際合作項目,通過設立開發基金為國際合作提供資助.法國海洋開發研究院(IFREMER)在海洋領域開展廣泛的基礎性研究,并以高端科技產業化為重點,通過設立基金為產業化提供資助.
4我國海洋科學基金資助格局演替和新體系的構建
4.1原有學科申請代碼體系
學科申請代碼體系是國家自然科學基金工作的重要基礎,其既體現現代科學發展的交叉性、融合性,又體現代碼與評審專家間的對應性[8].準確確定學科代碼對于自然科學基金申請至關重要,代碼調整是國家自然科學基金改革的重要組成部分[9].NSFC是我國海洋領域基礎研究的主要資助來源,其在海洋科學領域整體投入呈現增長態勢.在30多年的發展中,NSFC所建立的海洋學科總體資助架構為我國海洋科學發展提供了巨大的動力.二十世紀八九十年代,海洋學科資助主要包括物理海洋學、海洋物理學、海洋地質學、海洋化學、海洋生物學、工程海洋學、遙感海洋學和海洋觀測技術研究8個分支學科[10,11].為更好地適應基金申請與滿足資助工作需要,NSFC已持續完善各學部申請代碼,于2008年開展了一次較大規模的修訂工作[12,13],體系逐漸形成.至前一版代碼,海洋學科已包括D0601物理海洋學、D0602海洋物理學、D0603海洋地質學、D0604海洋化學、D0605河口海岸學、D0606工程海洋學、D0607海洋監測、調查技術、D0608海洋環境科學、D0609生物海洋學與海洋生物資源、D0610海洋遙感和D0611極地科學共11個分支學科.
4.2學科布局優化原則與進程
近10年,海洋科學發展迅速,其與數學、物理、化學、生物等基礎科學不斷交叉滲透,各種新理論、新技術不斷發展和突破.須在學科發展規律基礎上進行前瞻性布局,突出國家需求引領下的重大前沿科學問題導向性,關注新興領域、熱點領域及重大交叉領域的梳理,充分體現“科學牽引技術、科學帶動發展”的理念,明確科學研究范式變革時期的海洋科學特征、獨特性和交叉性,準確把握未來發展趨勢和重點方向.
原海洋學科申請代碼已無法適應當前海洋科技發展現狀和趨勢,表現為:分支學科不完整、技術分支學科老化、需求脫節導致不能充分發揮海洋科技的社會服務功能等.例如:“海洋地球物理學”取得了快速發展,呈現出從海面向海底發展的趨勢,但原申請代碼的分支學科中地球物理沒有體現,故將“海洋地質學”分支學科拓展調整為“海洋地質學與地球物理學”;海洋科學是基于觀測的大數據科學,但長期缺乏數據科學和信息科學的布局,嚴重影響海洋系統的預報模擬水平,故增加“海洋數據科學與信息體系”.
相關期刊推薦：《科學通報》(旬刊),創刊于1950年，是中國科學院主辦、中國科學雜志社承辦的自然科學綜合性學術刊物，報道自然科學各學科基礎理論和應用研究方面具有創新性和和高水平的、具有重要意義的最新研究成果，要求文章的可讀性強，能在一個比較寬范的學術領域產生深刻的影響。
為更好地體現新時代海洋學科體系的系統性、完整性和前沿性,引領學科發展方向、促進學科交叉和均衡協調發展,海洋學科組在地球科學部的統一部署和指導下,于2018年啟動了海洋學科申請代碼的系統論證和總體設計.通過深入開展國內外調研,堅持目標導向、需求導向、問題導向,堅持發揚民主,形成了深化改革思路,面向國家“建設海洋強國”、“海上絲綢之路”戰略和“構建海洋命運共同體”倡議的重大需求,以“自上而下”和“自下而上”相結合的方式,進一步梳理了海洋學科的發展態勢,通過系統的學科論證,綜合考慮了學科發展實際、未來面臨挑戰和實現科學-技術-社會3個層面的協調發展,提出了由“分支學科”、“支撐技術”和“發展領域”3大方向(圖2)15個申請代碼組成的新版體系(表1).
“分支學科”是海洋學科知識體系的基礎,也是自然科學其他學科在海洋領域應用的體現,須瞄準學科前沿,在保持相對穩定的同時盡可能吸納新興分支學科,全面覆蓋海洋學科的各領域.
“支撐技術”是海洋學科及其應用賴以發展的根基,不僅要發展海洋科學提升需要的探測和觀測等技術,還應鼓勵研發支撐國民經濟和社會發展的具有自主產權的核心、關鍵技術.
“發展領域”則應面向國家海洋發展的重大需求,體現學科自然與社會結合的特點,為海洋強國建設提供科技支撐.——論文作者：冷疏影1*,許學偉2
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