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《联合国海洋法公约》大陆架制度的确立标志着沿海国主权权利的范围首次延伸至200海里以外的深海区域,这一规定不仅赋予沿海国在深海资源开发中的法律地位,也促使地球科学与国际法之间建立了制度性联系。迄今为止,已有109份划界案正式提交给大陆架界限委员会,意味着大陆架划界进入了科学实践与法律程序高度交织的新阶段。然而,随着科学技术的高速发展和地缘政治的敏感影响,大陆架划界面临前所未有的挑战,将对全球海洋治理带来重大影响。本文以大陆架界限委员会收到的109份划界案和发布的44份建议文件为基础,从法律制度、地球科学理论与划界实践三个维度,系统梳理200海里以外大陆架划界的主要进展与挑战,揭示在科学证据与法律制度交织的国际深海治理体系中,大陆架划界如何成为重塑全球海洋空间秩序的重要驱动力,并提出大陆架划界在科学技术进步、国际合作与全球海洋治理领域的发展趋势。

深海采矿关乎人类未来发展,是目前国际社会普遍关注的热点。本文主要通过汇总近年来公开发表的讯息资料,对围绕深海采矿规章制定过程中的现状与挑战、主要相关方的立场分化与博弈、中国在国际海底治理中的立场与作为、未来深海采矿发展的关键挑战与出路等进行了综合分析,特别是对国际海底管理局新任秘书长的上任及其对深海采矿规章制定以及对未来深海采矿发展的深远影响进行了分析。

南大洋生物地球化学研究致力于揭示南极独特的海洋生态系统结构、元素循环过程及其对全球变化的响应,对于理解全球气候系统的运行机制、支撑南极国际治理政策制定具有重要科学价值与现实意义。自1984年中国首次开展南极科学考察以来,自然资源部第二海洋研究所研究团队开创了我国南大洋生物地球化学研究的先河。四十多年来,该团队持续参与中国南极考察,系统揭示了南大洋生态系统的结构、功能及其与物理、化学过程的耦合机制,为认识极地海洋对全球变化的响应提供了坚实的科学基础。本文系统梳理了团队在不同历史阶段取得的标志性成果,回顾了我国在南大洋生物地球化学领域从无到有、由弱渐强的发展历程,并展望了其在应对气候变化、支撑“海洋强国”建设等方面面临的挑战与未来发展方向。

联合国“海洋科学促进可持续发展十年(2021—2030)”(以下简称“海洋十年”)作为一项全球性科学倡议,旨在将海洋科学研究与创新能力转化为推动全球海洋治理的发展体系。该倡议通过构建跨学科、跨区域和跨机构的合作框架,致力于提升海洋观测能力、促进数据与知识共享,并加强科学成果向政策实践的转化。中国作为参与该倡议的关键国家,通过设立国家委员会、主导大科学计划、建设协作中心等方式,系统推进“海洋十年”倡议实施。在此过程中,科研机构在科学计划实施、技术创新与国际合作等方面发挥了重要作用。例如,自然资源部第二海洋研究所牵头实施或深度参与多项“海洋十年”行动方案,在国际前沿研究以及能力建设等领域形成了具有国际显示度的科研与合作体系。尽管“海洋十年”的实施已经取得一定进展,但全球海洋治理仍面临诸多挑战,包括各国在科技能力与资源投入方面的差距、数据共享机制的不完善、科学成果向政策转化效率不高、地缘政治因素影响国际合作等。为实现2030年可持续发展目标,未来需要进一步深化科学创新,完善开放共享机制,加强包容性合作,推动构建更加公平、有效的全球海洋治理体系。在此过程中,各国科研机构可通过持续参与全球观测网络建设、推动数字化与智能化技术发展、支持区域合作与能力建设等方式,为实现“科学共所需,海洋同所期”的“海洋十年”愿景提供科学支撑。

陆地与海洋是地球表层两大核心生态系统,共同维系着全球生物多样性,并为包括人类在内的所有生命提供物质基础、气候调节和文明承载等关键服务。本文深入剖析了陆海在空间与生态属性上的本质差异,并探讨了“陆海统筹”理念在保护地建设与管理中的具体应用。研究认为:1)过度强调统一化管理,易忽视区域特殊性,导致生态保护实效不彰,并引发社会经济冲突;2)机械套用陆地生态学与地理学理念来管理海洋保护地,既可能难以实现人海和谐的发展目标,亦可能导致管理上的封闭,阻碍海洋资源的可持续利用。基于此,本文提出差异化管理建议:在“陆海统筹”原则下,科学认知并尊重陆海保护地的统一性与差异性;着力填补海洋观测数据鸿沟,为精准决策提供支撑;构建基于海洋生物迁徙路线的物候或季节性动态管理机制,实施更具弹性的保护策略。

海底电缆管道在国家安全、社会经济发展与海洋生态环境保护中具有多重战略意义。本文系统回顾了海底电缆管道管理政策的发展历程,梳理了其在国际法框架与国内政策体系中的演进脉络,分析了当前我国海底电缆管道管理在行政审批、保护管理、空间管制与国家安全等方面存在的主要问题。研究认为,由于海洋开发活动日益频繁、管理政策相对滞后、国际地缘政治复杂多变等因素,海底电缆管道面临空间资源紧张、安全风险上升等挑战,提出从制度重构、系统保护、空间治理、安全保障四个维度优化管理政策,推动构建与时俱进、高效韧性的海底电缆管道治理体系,以保障国家海洋战略实施和可持续发展。

海底压强对解析海平面收支和海洋深部环流动力机制具有重要意义。基于2002—2024年GRACE卫星反演的海底压强观测数据,本文系统分析了阿拉伯海海底压强的时空变化特征及其动力机制。结果表明,阿拉伯海海底压强变化的年振幅呈显著空间差异,中心海区的振幅较大,外围海域相对较小;海底压强的月际变化在全海域表现出空间一致性,季节演变特征表现为冬季(1月—3月)负异常与夏季(7月—9月)正异常的双峰结构。结合ERA5再分析数据发现,阿拉伯海海底压强变化存在南、北海区动力过程分异特征:南部海域海底压强受风应力旋度主导,风应力旋度超前海底压强约1个月(相位差30°),二者呈负相关关系;北部海域由风生埃克曼过程调控,埃克曼抽吸超前海底压强约1个月,二者呈正相关关系。上述南、北海区的动力分异机制,可归因于经向平均大气压的边界约束效应。进一步研究发现,印度洋偶极子对阿拉伯海海底压强的影响呈现季节不对称性:夏季平均海底压强与超前6个月的偶极子指数呈显著相关,而冬季的相关性则不显著。

海洋是跨大气、水体、沉积物、生物的多圈层耦合系统,是调控气候与地球化学循环的“蓝色引擎”。只有长期、实时、高分辨、精准地感知和量化海洋环境的变化,才能为蓝色经济与全球环境治理提供科学支撑。电化学传感器凭借其微型化、响应快、功耗低、耐极端环境等优势,已成为海洋环境化学参数原位观测的核心手段。本文在系统介绍电化学传感器的工作原理和性能的基础上,面向“近岸到深渊”水质全剖面多参数协同监测的应用场景,系统评述了电化学传感器在pH、营养盐、溶解氧、金属离子、电场以及深海极端高压-低温下甲烷、硫化氢等关键组分监测中的最新应用和技术进展,包括从传统电极到纳米功能材料、固态离子选择电极、半导体气敏元件的跨尺度迭代创新以及深海高压、高盐、低温、低氧等极端条件对传感器稳定性、选择性和灵敏度的挑战及解决方案,并对未来智能化、低功耗、自校准及深海长期布放的发展趋势进行了展望。

星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)具备全天时、全天候工作能力,在海洋监测方面已展现出巨大的应用价值。本文从海洋动力环境要素和海洋目标两个方面,系统总结了星载SAR技术在海洋监测领域的研究现状。对于前者,重点梳理了SAR用于海浪、内波、涡旋、风场、海流及海底地形等环境要素监测的主流技术与算法,并深入讨论了多波段、多极化与多模式SAR数据在提升反演精度方面的作用;对于后者,则系统总结了海冰、溢油、船舶及海上人工设施等海洋目标的识别方法,阐明了多极化信息在刻画目标散射特性中的关键贡献。此外,本文进一步评述了人工智能技术在SAR海洋监测中的进展,并对未来SAR海洋遥感技术的发展方向进行了探讨。

海底多金属硫化物(SMS)矿床是重要的战略性矿产资源,对其矿体结构的精准探测对深海矿产开发与评价具有重要意义。近海底瞬变电磁探测和海底钻机取样是当前探测矿体结构的常用手段,但存在穿透厚度与分辨率不足、取心率低等问题。因此,矿体内部结构的精细刻画亟需新的技术方法。孔域可控源电磁法(BCSEM)是陆地探矿的有效手段,但其在海底的应用及参数选择尚处于探索阶段。本研究通过对BCSEM探测SMS的正演数值模拟,定量分析了不同探测频率与钻孔位置参数下的感应磁场响应特征,评估最优探测频率并探讨了多分量协同观测对矿体响应异常的识别能力。研究结果可为海底BCSEM探测装置优化设计提供理论支撑。

受弱水动力交换与高强度陆源输入影响,小型热带潟湖富营养化风险显著,如何突破“总量概算”局限,构建可操作的空间化管控方案是当前治理难点。本研究以海南万宁小海为例,构建了“二维水动力-水质模型、网格尺度容量核算、多情景负荷调控”的一体化评估框架,通过整合多源数据,定量解析了COD、DIN与DIP的空间异质性及其剩余容量分布。结果表明:1)小海潟湖水质呈现显著的“口门富余-内湖赤字”二元梯度格局;在Ⅲ类水质目标下,DIN处于临界饱和,DIP为无剩余容量的“绝对刚性瓶颈”;在II类水质目标下,DIN和DIP全部超载,系统容量趋于耗尽。2)情景模拟揭示,水动力优化工程虽能释放物理容量,但存在改善天花板,且增益易被社会经济增长带来的新增负荷迅速“抵消”。3)仅在实施流域-潟湖联动的“深度源头减排”情景下,系统方能突破物理阈值,实现全域约87%的面积达到II类水质标准。本研究提出的“核算-分区-减排”框架,实现了从笼统的总量控制向“源头减量-空间匹配-过程优化”的精准治理范式转型,可为同类型半封闭海湾的精细化治理提供科学依据与技术路径。