描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787516430781
本书在搜集整理海洋探测研究相关资料和数据的基础上，细加考辨，取精用宏，抽绎出典型材料，同时博览与之相关的论著，精心设计出反映海洋探测研究信息的全书框架。全书囊括了海洋探测研究领域各个方向近年获得的创新信息，内容丰富全面，结构科学合理，是一部极具史料价值的著作。作者以简洁明快的格调和通俗易懂的语言，阐述海洋探测研究领域的前沿学术知识，具有很强的启发性，适合海洋产业人员、海事管理人员、高校师生、经济管理人员和政府工作人员等阅读
本书以现代海洋科学理论为指导，系统考察国内外海洋探测领域的研究成果，着手从世界各地海洋科考和海洋开发活动中搜集、整理有关资料，细加考辨，取精用宏，在充分占有原始资料的基础上，抽绎出典型材料，同时博览与之相关的论著，精心设计出反映海洋探测研究信息的全书框架。本书分析了国内外在海洋气候变化影响及其观测预报、海洋地质地貌探测与地质灾害防治、海洋生物的生理特征与繁衍方式、海洋物质资源及能量与空间资源的开发利用、海洋污染防治与海洋生态环境保护，以及研制海洋探测专用船舶器具与仪器设备等领域的创新信息。
目 录
第一章 研究海洋气候变化影响的新信息
第一节 海洋气象与气温变化研究的新进展
一、探索海洋气象变化的新成果
二、探索海洋气温变化的新成果
三、探索调节气候变化洋流的新成果
第二节 气候影响海冰与冰盖研究的新进展
一、研究气候影响海冰变化的新成果
二、研究气候影响冰川与冰盖变化的新成果
第三节 气候影响海洋生物研究的新进展
一、研究气候对北极熊影响的新成果
二、研究气候对海鸟影响的新成果
三、研究气候对珊瑚影响的新成果
四、研究气候对海洋生物带来的其他影响
第四节 海洋气候观测预报系统建设的新进展
一、建设海洋气候观测记录网的新成果
二、建设海洋气候预报系统的新成果
第二章 研究海洋地质探测的新信息
第一节 海洋地质综合考察调查的新进展
一、海洋地质概貌考察研究的新成果
二、太平洋及其边缘海考察调查的新成果
三、印度洋与北冰洋综合考察调查的新成果
四、南大洋地质综合考察调查的新成果
第二节 海洋地形区域探测研究的新进展
一、海底地质概貌考察研究的新成果
二、海山与海沟探测研究的新成果
三、热液区与冷泉区探测研究的新成果
四、海洋地形区域探测研究的其他新成果
第三节 海洋地质灾害防治研究的新进展
一、减轻海底地震灾害研究的新成果
二、防治海啸灾害研究的新成果
三、减轻海底火山与滑坡灾害研究的新成果
第三章 探索海洋生物奥秘的新信息
第一节 海洋微生物探秘研究的新进展
一、探秘海洋微生物及原生生物的新成果
二、探秘海洋病毒与细菌的新成果
三、探秘海洋藻类微生物的新成果
第二节 海洋哺乳动物探秘研究的新进展
一、探秘鲸类动物的新成果
二、探秘海豚与海象的新成果
三、探秘海豹与海獭的新成果
第三节 海洋鱼类探秘研究的新进展
一、探秘海洋鱼类生理现象的新成果
二、探秘海洋硬骨鱼的新成果
三、探秘海洋软骨鱼的新成果
第四节 海洋软体动物探秘研究的新进展
一、探秘头足类动物的新成果
二、探秘贝类动物的新成果
第五节 海洋刺胞动物探秘研究的新进展
一、探秘珊瑚及珊瑚礁的新成果
二、探秘海葵生理及行为的新成果
三、探秘水母生命与生理的新成果
第六节 其他海洋生物探秘研究的新进展
一、探秘海鸟与海龟的新成果
二、探秘甲壳类动物的新成果
三、探秘棘皮动物的新成果
四、探秘环节动物与扁盘动物的新成果
五、探秘海洋植物种类与作用的新成果
第四章 研究海洋资源开发利用的新信息
第一节 海水资源开发利用的新进展
一、推进海水淡化工程的新成果
二、研究海水资源综合利用的新成果
第二节 海洋生物资源开发利用的新进展
一、开发利用软体动物资源的新成果
二、开发利用甲壳动物资源的新成果
三、开发鱼类及其他海洋动物资源的新成果
四、开发植物与微生物资源的新成果
第三节 海洋矿产资源开发利用的新进展
一、勘探开发石油和天然气资源的新成果
二、勘查试采海底固体矿产资源的新成果
三、勘查试采可燃冰资源的新成果
第四节 海洋能与海洋空间资源开发利用的新进展
一、开发利用海洋能的新成果
二、开发利用海洋空间资源的新成果
第五章 研究海洋环境保护的新信息
第一节 海洋环境污染防治研究的新进展
一、防治海洋温室效应加重研究的新成果
二、防治海洋塑料污染研究的新成果
三、防治海洋石油污染研究的新成果
四、防治海洋其他污染研究的新成果
第二节 海洋生态环境保护研究的新进展
一、研究海洋生态与生物多样性
二、研究海洋环境变化带来的生态影响
三、加强海洋环境监测与生态保护工作
第六章 研制海洋探测装备的新信息
第一节 建造海洋探测专用船舶的新进展
一、设计建造科考船的新成果
二、建造海洋探测船舶的其他新成果
第二节 研制海洋探测专用器具的新进展
一、研发潜水器或水下机器人的新成果
二、研发水下滑翔机与海上飞行器的新成果
第三节 开发海洋探测仪器设备的新进展
一、研制海洋探测仪器的新成果
二、研制海洋探测设备的新成果
参考文献与创新资料出处
一、著作与期刊参考文献
二、创新成果消息资料出处
后 记
前 言
海洋拥有丰富的生物、矿产和海水资源，拥有取之不尽的海洋能和风能，还拥有广阔无垠的可用空间。在陆上资源难以充分满足快速增长的社会需求时，向海洋要食物、要矿产、要能源、要财富，已成为世界各国纷纷求索的战略课题。我国是海洋大国，合理开发海洋资源，是支撑未来经济发展的重要途径。党的二十大做出“发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国”的战略部署。2023年12月召开的中央经济工作会议又进一步强调，大力发展海洋经济，建设海洋强国。在此条件下，回顾海洋探测研究领域取得的新进展，有利于及时总结发展海洋经济的新经验，有利于推广应用海洋勘探的新成果，也有利于充分认识海洋开发的新时机与新挑战，进而形成更科学的规划方案和更务实的具体行动，促使海洋利用、保护和治理工作做得更好。21世纪以来，世界各地许多学者高度重视海洋探测领域的研究，快速推进这方面的学术探索和实践活动。通过梳理分析搜集到的创新信息，可以发现近年海洋探测成果，主要体现在以下几方面。
(一)考察五大洋自然环境的新信息
1. 探测太平洋自然环境的新成果
先后考察调查西太平洋海山结壳勘探区、卡罗琳海山、麦哲伦海山、雅浦海沟和马里亚纳海沟区，以及东太平洋多金属结核勘探区。在西太平洋获取海底大地电磁长期观测数据，提出西太平洋板块俯冲起始、发育与成熟新模型，发现太平洋西南部碧波下隐藏着一个新大陆，绘出太平洋下方最大尺度超低速带三维结构，首次揭示太平洋边缘海南海下部地幔的性质及作用。确认汤加海底火山位于环太平洋火山地震带。完成在西太平洋采薇海山的矿产资源探查作业，完成在太平洋富钴结壳区的多次深潜与采样作业，在东南太平洋海盆发现大面积富稀土沉积物，在南海完成深海沉积物钻探任务，在雅浦海沟附近海域获取大量科研样本。在西太平洋冲绳海槽发现海底热液区黑烟囱线索，揭示西太平洋深海热液低温溢流区气体释放通量，首次发现西太平洋弧后深海热液区存在碱性黑烟囱，在南海海底首次发现活动性“冷泉”。发现变冷的太平洋深处或能帮助减弱气候变暖现象，发现黑潮是沿北太平洋西边界向北运动的高温高盐暖流，揭示太平洋沃克环流动能增强的原因。发现太平洋深渊里存在着一条生物分隔带，在西北太平洋海域发现多个深海蛇尾新物种及新记录种，在南太平洋塔希提岛附近发现一处巨大珊瑚礁。
2. 探测大西洋自然环境的新成果
在大西洋中部海底成功采集到结构完整的地幔岩石样本，在南大西洋洋中脊发现热液区。发现北大西洋飓风季首次风暴出现提前趋势，发现大西洋飓风一天内由弱增强可能性加倍，研究表明美国东海岸已成超强飓风滋生地。发现北大西洋变暖速度比预计更快，发现大西洋洋流动能近几十年来明显减弱，研究表明大西洋经向翻转环流出现崩坏迹象。发现墨西哥湾深海管状蠕虫可能是地球最长寿动物。
3. 探测印度洋自然环境的新成果
在印度洋成功投放深海气候观测浮标，完成西南印度洋和中印度洋的载人深潜科考，对北印度洋莫克兰海沟开展大尺度的地质构造研究。在西南印度洋中脊亚特兰蒂斯浅滩获取新钻孔岩芯，完成西南印度洋中脊多金属硫化物勘探区的深钻调查任务，在中印度洋海盆发现大面积富稀土沉积物。探测西南印度洋热液区带回丰富样品，并获取大量地质资料，同时在西北印度洋脊多金属硫化物调查区发现众多热液喷口。发现在非洲大陆和马达加斯加之间的印度洋海底隆起一座海底火山。发现危害珊瑚的棘冠海星在印度洋—太平洋区域泛滥成灾。
4. 探测北冰洋自然环境的新成果
科考队到达北极点并采集到重要科学数据，利用水下机器人完成北冰洋海底科考。揭示北冰洋水体由淡变咸的原因，在北冰洋地貌考察调查中新发现五个岛屿。发现北冰洋地区雨量快速增多，气候快速变暖，融冰期每十年延长五天，冰湖融化时间越来越早，或比预期提前出现无冰夏季，研究显示北冰洋正在迎来一个全新的气候变暖时期。研究表明未来北冰洋或因气候变暖频繁掀起巨浪，发现其海冰减少会大大影响温室气体平衡，会破坏当地生态。同时，发现北极海冰消退凸显北极航道的战略价值。发现尖尾滨鹬雄鸟会飞越千山万水到北冰洋沿岸繁殖。
5. 探测南大洋自然环境的新成果
正式承认南大洋为世界第五大洋，确认南大洋范围为南极洲周边海域。刷新全球科考船在南极海域到达的最南纪录，展开南大洋阿蒙森海、宇航员海的综合科考，对南大洋达恩利角附近进行重点考察。着手探索藏在冰层下万年的南极海域，在西南极洲冰原下方发现一个巨大海盆。确认在南大洋形成世界最大冰山，发现南大洋又形成一座面积接近伦敦的冰山，研究表明南极海床反弹或能延缓冰盖崩塌。运用水下机器人获取南极海冰数据，首次利用无人机揭示南极海冰表面精细结构。发现气候变化使南极 海冰面积创下最低纪录，使南极思韦茨冰川处于快速融化状态，使南极冰架更加脆弱，使南极冰盖出现大量冰块损失。探查南极浮游病毒的生态分布趋势，开展对南极磷虾种群主要栖息地的广泛调查。发现南极冰盖下存在身体半透明的鱼，发现南极冰层下“潜伏”着世界最大鱼类繁殖地。
(二)研究海洋生态环境变化的新信息
1. 探索海洋生物的生存及生态现象
揭示海底微生物存活的代谢秘诀；发现甲藻发光是抵御食草动物的防御机制，发现红藻繁殖由动物媒介传粉来实现，发现澳洲山火之后海中浮游藻类爆发增长；发现水草可使海中有害细菌大量减少。通过基因测序揭示虎鲸社会结构演化的特征，揭示抹香鲸遗传多样性低的原因，发现抹香鲸不同群体拥有不同方言。发现鲸鱼会用唱歌进行求偶和社交活动，调查表明长须鲸种群在南极摄食地回升。发现海豚生活中能用呼喊彼此名字来进行沟通，雌海豚似人类会用“婴儿语”呼唤幼崽。发现象海豹会通过听“口音”来识别竞争对手，海豹能通过自觉保持社交距离来防止传染病。发现鹈鹕鳗脑袋充气只是为了捕获猎物，而盲鳗能用快速喷出黏液方式进行防御。发现拟单鳍鱼靠进食海萤“点亮”自己，长棘毛唇隆头鱼能用皮肤探测周围环境。揭示狮子鱼适应深渊极端环境的遗传变异，发现躄鱼能通过变色与漂白珊瑚融为一体。发现绒毛鲨利用生物荧光寻找伴侣，发现杂交鲨鱼可能更具威胁性。研究显示全球头足类动物数量显著增加，发现海葵毒液会随环境而变化。发现水母可阻止和逆转衰老的基因，发现没有中央大脑的水母也能通过联想学习。发现非洲企鹅会通过组团来捕鱼，发现海洋丝盘虫靠“聚餐”来进食。
2. 探索气候变化对海洋生态环境的影响
研究显示气候变暖将导致全球海平面上升，对太平洋岛屿物种带来严重威胁。发现气候变暖使北极海冰加速融化，迫使北极熊改变饮食习惯，转向以海豚为食，或改吃鸟蛋，还会经常挨饿，出现生育率下降等现象，对其生存带来巨大压力。发现气候变暖使南极海冰面积缩小，导致帝企鹅遭遇繁殖危机，特别是将给帝企鹅幼鸟带来灭顶之灾，可能会导致帝企鹅种群走向灭绝。发现气候变暖会导致海鸟信天翁“离婚率”上升，导致北极候鸟体型缩小，还可能导致海岸筑巢鸟类灭绝。发现气候变暖已使大堡礁珊瑚严重白化，造成南极海狗生存危机，导致向日葵海星大量死亡，促使地中海绿海龟扩大筑巢范围，致使海洋底栖生物迷路，引起海中鳗草南界北移，加速外来动物蓝蟹入侵地中海，导致北方海洋生物入侵南极海域，还造成海洋生物三维栖息地缩小。
发现温室气体二氧化碳溶解在海洋中会加剧海水酸化，而海水酸化会损害鱼类视力和感知能力，严重影响海胆和牡蛎的生存及繁殖，还会影响束毛藻的生长和固氮功能。
3. 探索污染排泄对海洋生态环境的影响
发现海洋塑料污染呈现飙升扩张趋势，已殃及北极水域，严重污染海洋微表层，并在深海区产生大型塑料微粒库，而且其存续时间可能超过预期。发现微塑料能进入海洋鱼类肌肉并影响其健康，会改变海鸟肠道微生物群，会给濒危海鸟带来更大风险。
研究表明海洋油轮溢油事故不少是人为失误造成的，还发现全球绝大多数海洋浮油来自人类活动。研究显示只需极少量的石油，就会对构成海洋食物系统基础的浮游生物产生重大影响。鲸和海龟等海洋动物，在浮出水面呼吸时，接触到石油也会受到伤害。
研究表明人类活动导致海洋汞含量大幅提升，发现北冰洋边缘冰区是大气汞的重要来源。汞是一种剧毒液态金属，可随大气环流进行长距离传输。由大气传输及沉降等途径进入水体的汞经微生物甲基化后，会进入海洋生物食物链，通过富集、放大作用危害海洋生态环境。发现海洋汞污染物会对濒危物种中华鲎幼体产生毒害作用。
在研究海洋核污染时发现万米水深动物体内存在人为核爆信号，发现福岛核事故放射性物质已扩散入北冰洋，还发现地球上 最深海沟存在持久性有机污染物。
此外，人造光和噪声污染，也会影响海洋生态环境。研究发现北极海底生物会受到船只上人造光的影响，发现观鲸船噪声会干扰鲸类休息和育幼行为。
4. 探索保护海洋生态环境的对策
(1)探索防治海洋温室效应加重的方法：研制出能迅速清除海水中二氧化碳的微型马达，找到高效低廉的海水中清除二氧化碳新方法，揭开海洋藻类高效吸收二氧化碳的奥秘，发现浮游生 物在二氧化碳储存方面有着重要作用，发现海草可能相当于一个 巨型的全球碳储存库；实现定量测量全球海洋二氧化碳循环。
(2)探索防治海洋塑料污染的措施：制成可在海水中降解的新型塑料，发现能有效降解塑料的海洋微生物菌群和酶，开发出荧光染料识别海洋微塑料的新方法。利用植物的木质素研制出易降解的微型颗粒，并用于取代目前添加在日化用品中的塑料微粒，宣布在化妆品行业禁用微小塑料颗粒。
(3)探索防治海洋石油污染的对策：开发出深海漏油快速测定技术；用碳纳米管合成可清除海洋漏油的纳米亲油物质，发明用氧化铁纳米粒子清除海洋漏油的新技术，开发利用具有“吃油”功能的细菌。
(4)建设海洋气候观测与预报系统：在北太平洋和印度洋投放深海气候观测浮标，建成首个全球实时海洋气候观测网。通过成功破解深海潜标数据实时传输难题，建成大规模区域潜标观测网，建成全球海洋及陆相气候多变性记录网。在南极设置收集海洋气象数据的科研监测舱，研制海上使用的无线电气象传真系统， 建立海洋气候预报的全球监测和服务系统。
(5)加强海洋环境监测系统：推进海底科学观测网建设，实现由卫星实时传输深海海底数据，建立常态化深海长期连续观测和探测平台，通过发射专业卫星和多卫星组网建立海洋环境观测系统，建立监测珊瑚和哺乳动物等专项监测系统。试用海洋漂浮物、海底光缆和浅水浮标监测海底地震。与此同时，做好滨海湿地和珊瑚礁的生态修复及保护工作。
(三)利用海洋资源开发产品的新信息
1. 实施海水淡化工程的新进展
推出把发电厂冷却海水转化为干净淡水的新技术，开发低能耗、可持续的海水淡化方法。研制用于海水淡化的石墨烯氧化物薄膜、含氟纳米结构材料，以及把蛋清变为可过滤净化海水的新材料。制成用于海水淡化的太阳能泡沫蒸馏器。
2. 利用海洋资源开发能源产品的新进展
在南海发现深水高产大气田，探明储量超千亿立方米；测试成功超深水油气探井，并勘探发现深水深层大气田。“兴旺”号钻井平台在南海成功开钻， “深海”一号能源站顺利抵达目标海域，深水导管架平台“海基”一号投产。突破波浪能发电的关键技术，推出波浪能发电装置“舟山”号和“长山”号；开发利用深海洋流能的发电装置，在地中海建设首个海上风电项目，海上浮动核电站投入商业运营。发明靠盐水或海水发电的新型灯具“盐水灯”，用光催化法大幅提高海水发电效率。推进海水制取氢能源研究，制成可“汲取”海水中氢能的机器水母，研制能解决海水制氢难题的耐腐蚀方法，开发无需脱盐的海水制氢技术，研制海水无淡化原位直接电解制氢方法，开发深海海底细菌制造氢气技术。
3. 利用海洋资源开发材料产品的新进展
(1)利用海水提取金属材料锂和铀：制成可从海水中高效提取锂的新装置，开发海水取铀能力大幅提升的电化学方法。
(2)利用海洋资源开发光学材料：模仿乌贼开发善于变色的光学超材料，受章鱼启发研制出柔性显示器材料，用蟹壳制成可作光学显示器的塑料，由研究水蚤获得高强度发光蛋白材料，利用水母荧光蛋白开发出新型激光材料，用海藻制成柔软耐用的发光材料。
(3)利用海洋资源开发其他材料：模仿章鱼吸盘研发出水中可拆卸材料，根据珍珠母特性研制出纳米复合材料，用仿生方法成功合成人工珍珠母，仿贻贝和沙塔蠕虫制成水下快速胶黏剂，用蟹壳制造新的电池阳极材料。利用蟹壳和树木提取物制成食品保鲜膜，用人工方法把船虫培育成营养丰富的海鲜材料。
4. 利用海洋资源开发医药产品的新进展
利用贻贝黏附蛋白制成处理伤口和骨折愈合的医用材料，利用贻贝黏附蛋白实现无疤痕皮肤移植，发现芋螺毒素有助于研发心脏病新药，从虾蟹壳提取壳聚糖制成防食物中毒的药品。用鱼黏液等制成纯天然防晒霜，把海水罗非鱼皮用作治疗烧伤的材料。发现海洋热带沙孢菌具有抗癌功能，从海绵中获得可杀死癌细胞的化合物，合成具有抗菌消炎和抗肿瘤作用的海星皂甙。利用海洋褐藻制取具有天然抗氧化功能的鼠尾藻多酚，开发出可助软骨修复的海藻凝胶，发现褐藻成分能抑制溃疡性结肠炎。
(四)推进海洋探测装备研发的新信息
1. 海洋探测专用船舶的设计建造成果
载人科考船：我国先后建成“科学”号海洋科考船、“张謇”号万米级深渊科考母船、“东方红”3号全球最大静音科考船、“中山大学”号海洋综合科考实习船，又开建第一艘万吨级海洋科考船。法国“塔拉”号科考帆船已成为太平洋上流动的实验室。
无人科考船：我国已把智能无人艇作为海洋科考新装备，并建成全球首艘智能型无人系统科考母船。俄罗斯设计建造“先锋M”号第一艘无人驾驶科考船。
极地破冰船：俄罗斯建造拥有技术优势的超级核动力破冰船。我国建成首艘自主设计的极地科考破冰船、“中山大学极地”号破冰船。
海洋探测专用作业船：国外推出海上大气沉降研究作业船。我国建成“天鲲”号亚洲最大绞吸海底挖泥船、“向阳红”22号大型浮标作业船和“海巡08”号深远海大型专业海道测量船。
2. 海洋探测专用器具的研发成果
非载人潜水器：我国制成以“海龙”“潜龙”和“蛟龙”为代表的 “龙”系列深海潜水器，制成 “彩虹鱼”号首台万米级深渊 潜水器、“海斗”一号全海深自主遥控潜水器，以及 “探索”与“问海”水 下 机 器 人。欧 洲 开 发 出 可 在 水 下 协 同 作 业 的 机 器 人 系统。
载人潜水器：我国成功研制“奋斗者”号全海深载人潜水器，并创造10909米的中国载人深潜深度纪录。
其他海洋探测器具：我国先后制成“海翼”号和“海燕”号水下滑翔机。“翼龙”10号无人机，制成用于远海救援的大型水陆两栖飞机，以及既能上天也能入海的航行器。美国推出首架“人鱼海神”海上侦察无人机，研制出可变身为潜水艇的无人机。
3. 海洋探测仪器设备的研发成果
海洋探测理化仪器：开发出新型宽带鱼群回声探测仪，预测飓风准确率更高的新辐射计，海雾能见度剖面仪和原位海洋分子记录仪。
海洋探测光学仪器：开发出能拍摄珊瑚吐丝的水下显微镜，用于探索海洋的声波驱动水下相机，可大幅提升海底相机弱光拍摄性能的器件，可支持万米级深潜的深海摄像机。可探测全球99%海域的紫外激光拉曼光谱仪，能从水下获取三维图像的量子激光雷达。
水下声学设备：开发出可大幅提高海洋水下听力的设备材料，制成模仿海豚回声定位的紧凑型声呐。
海洋探测光电设备：成功进行世界首个海水量子通信实验，为未来建立水下及空海一体量子通信网络奠定基础。研制出用于海上救援的“日夜相连”传感器，以及更好勾勒海洋观测图景的新传感器。完成电子设备电源固态锂电池万米海试，开发用超声波技术为深海水下仪器充电。
海洋探测机械工程设备：印度正在开发一套深海采矿系统。我国制成“海牛”号深海海底钻机，功能强大的模块化海床挖沟机。
海洋探测设备方面的其他成果：研制出首套深海环境腐蚀试验装置，并用铝合金制成抗水压的深海潜水设备。开发出海洋装备的石墨烯防腐涂料，以及用于海洋探测设备的高强度延展合金。
张琼妮 张明龙
2024年3月15日
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