2023年中国十大海洋科技进展揭晓：最大动物基因组图谱与海洋生物碳泵研究突破

近日，中国海洋学会联合中国海洋湖沼学会、中国航海学会、中国指挥控制学会、中国大洋矿产资源研究开发协会评选出中国十大海洋科技进展。 2023年（排名不分先后）。

2023年中国十大海洋科技进展揭晓

海洋科技进展

参与竣工单位（人）

1.我国绘制了迄今为止最大的动物基因组图谱

中国水产科学院黄海水产研究所等 第一作者：邵长伟（中国水产科学院黄海水产研究所）

2.海洋生物碳泵与养分循环研究取得突破

厦门大学海洋与地球学院，第一作者及通讯作者：王伟磊（厦门大学海洋与地球学院）等

3. 新近纪全球大洋有机碳埋藏研究领域取得重要进展

中国海洋大学、美国德克萨斯农工大学、美国莱斯大学、英国利兹大学等，第一作者：

李子业（中国海洋大学海洋与地球科学学院）

4. 研究发现，全球变暖将导致多年来拉尼娜事件频繁发生。

中国海洋大学、中国科学院海洋研究所、NOAA太平洋海洋环境实验室等 第一作者：耿涛（中国海洋大学）

5、粤港澳大湾区超级工程深中走廊主线连通

广东省交通集团、中交二航局工程有限公司等

6、“数字化深海典型栖息地”大科学工程正式立项

中国海洋局等

7、国内首艘大型邮轮“阿依达·魔都”号正式命名交付

上海外高桥造船有限公司等

8、我国完成首次3000米超深水三维地震勘探

中国海洋石油总公司

9、我国首艘大洋钻探船正式命名并进行试航

中国地质调查局等

10. 限量波浪模型“Mazu∙Wave”的研发及商业化应用

国家海洋环境预报中心

1.我国绘制了迄今为止最大的动物基因组图谱

南极磷虾是世界海洋中生物量最大的物种，也是南极海洋生态系统的关键物种。中国科学家利用自主研发的基因组组装算法，突破了超大规模、高重复基因组组装的技术瓶颈，破译了迄今为止地球上最大的动物基因组南极磷虾（48Gb，约为人类基因组大小的16倍） ）；首次完整描绘了南极磷虾适应极地昼夜生物节律的遗传网络；阐明了南极周边三大洋不同种群之间的遗传关联性，解决了国际上长期以来关于南极磷虾地理种群异质性/同质性的争议；阐明了南极磷虾种群扩张的历史演变。上述科学认识为深入研究海洋生物环境适应机制和种群演化规律提供了新的理论支撑，为我国深入参与极地渔业国际治理提供了科学依据。研究结果以封面文章形式发表在《Cell》杂志上。文章发表后，新华社、人民日报、环球时报等数十家国内外媒体广泛报道，并在中央电视台新闻频道专题报道。文章被Nature Review Genetics、Nature Reviews Earth & Environment等多家高水平期刊正面引用，并被收录于《中国百科全书（第三版）渔业》卷年表，产生了积极影响在国内外。

2.海洋生物碳泵与养分循环研究取得突破

生物泵是海洋碳循环的核心组成部分，是制定海洋气候解决方案和实施海洋负排放技术的关键理论基础。该项目通过跨时空尺度观测、多同位素示踪和数值模拟，在分析生物泵结构和海洋碳氮循环相互作用方面取得突破性进展。

建立了生物地球化学反演模型来刻画全球海洋生物泵的分布格局，提出海洋生物泵的时域分布，为全球变化下生物泵的演化提供参考。提出了贫营养海域真光球层“双层结构”，即营养缺乏层和营养充足层的新理论框架，提高了我们对碳汇机制和碳汇的认识。副热带涡旋区的增强潜力。揭示了氨氧化古菌产生 N2O 的机制，并量化了其生产力。发现并证明好氧水体中的N2O也可以来源于反硝化过程，加深了对海洋N2O产生过程机理的认识。指出负排放技术效率评估应考虑碳输出的全路径，海藻大面积种植是潜在的高效负排放技术选择。上述研究成果发表在《Nature》、《Review of Geophysicals》、《PNAS》、《Nature Communications》（2篇）上。

3. 新近纪全球大洋有机碳埋藏研究领域取得重要进展

2023年1月4日，国际顶级学术期刊《自然》以长文形式在线发表了题为《全球海洋中新近纪有机碳埋藏》的文章。

地质历史时期埋藏在海底沉积物中的有机碳可以有效地与地球表面系统隔离。因此，海底已成为大气二氧化碳的重要碳汇，在调节全球碳循环中发挥着重要作用。在当前全球气候变化加剧的背景下，准确估算地质历史时期全球洋底有机碳埋藏速率，揭示有机碳埋藏对地球气候系统的反馈效应，已成为国内外广泛关注的热点问题。全球碳循环研究。传统上，有机碳埋藏率的估算主要基于有机碳和无机碳的质量平衡法。但该方法在关键参数的估算上存在相当大的不确定性，导致全球洋底有机碳埋藏率的估算存在较大的不确定性。存在非常大的偏差。

本研究综合了国际海洋发现计划（IODP）全球不同大洋盆地共81个站的核心总有机碳测试数据和地质时间框架，建立了自下而上（Bottom-up）的计算方法首次揭示了新近纪（23.0~2.6 Ma）海底有机碳埋藏的变化历史，发现海底有机碳埋藏的时空变异性远高于前期估计。研究指出，上新世和早中新世全球近海、大陆架和深海沉积扇普遍存在有机碳埋藏高峰，这与上新世和早中新世抬升和/或冰川侵蚀造成的高沉积通量密切相关。造山期。陆地物质输入通量高的地区因此成为有机碳埋藏的“热点”；而在公海，海底有机碳埋藏更容易受到海洋产出生产力变化的影响。中新世中期，气候变暖加速了海洋中异养细菌的新陈代谢，增加了有机质的再矿化速率，从而降低了海底有机碳的埋藏速率，从而对气候产生正反馈作用。这一结论对于认识当前全球变暖背景下的地质历史时期和海洋有机碳埋藏演化、全球碳循环和气候系统具有重要意义。

4. 研究发现，全球变暖将导致多年来拉尼娜事件频繁发生。

2020-2022年等多年性拉尼娜事件将对全球气候、农业生态、人类经济社会产生叠加破坏性影响，极端天气灾害风险显着增加。未来几年拉尼娜事件将如何变化，是海洋和气候领域亟待解答的重大前沿问题之一。研究发现，全球变暖将导致多年拉尼娜事件频繁发生，并提出太平洋背景场增暖模式和温带-热带海气耦合增强是关键机制。在未来变暖情景下，副热带东北太平洋变暖更快，温带大气扰动更有可能诱发更偏北的经向模态；赤道东太平洋变暖速度也加快，厄尔尼诺现象的暖海温度异常可引发更强的温带大气扰动。两者的结合使得负相位子午模更容易产生，且其空间结构在子午方向上更宽。如此一来，赤道以外的负风应力旋度异常小，向赤道的“充电”过程进一步减弱，有利于冷海温度异常的持续存在。这一结果发表在《自然》杂志上，表明与多年拉尼娜相关的气候灾害未来可能频繁发生，控制温室气体排放刻不容缓。它还为阐明全球变暖下热带-温带相互作用的过程和机制提供了新的视角，对于有效理解具有重要意义。 ENSO的多样性及其未来变化具有重要意义。

5、粤港澳大湾区超级工程深中走廊主线连通

2023年11月28日，在建国家重大工程深中走廊主线竣工。项目建设取得重要进展，距离2024年竣工通车又近了一步。深中走廊地处粤港澳大湾区核心区，横跨东部及珠江口西岸。该线路起于广深沿海高速机场立交桥，东接机荷高速，西跨珠江口，降落中山市马鞍岛。与正在建设的中开高速公路相连，线路全长约24公里，采用双向八车道，设计速度按照100公里/小时高速公路技术标准建设。

该项目是集“桥、岛、隧道、水下互联”于一体的世界级跨海集群工程。施工条件极其复杂，综合技术难度很高。其中，伶仃洋大桥主跨1666米，是一座超大跨度海上悬索桥。它是世界上最高的跨海大桥，也是世界上跨度最大的全海上悬索桥。桥面高91米，通航净空76.5米。是世界上通航净空最高的大桥，可满足3万标箱集装箱船、30万吨级油轮、22.5万吨豪华游轮的通航需要。沉管隧道创新性地采用了钢壳混凝土沉管隧道的新型结构。是目前世界上最长、最宽的钢壳混凝土沉管隧道。在设计理论、制造技术、新材料、大型装备和最终接头等方面取得了丰硕成果。多项原始创新有力推动了我国沉管隧道建设的技术进步。

未来深中通道建成通车后，深圳至中山之间的行车时间将由目前的2小时缩短至20分钟左右。作为连接珠江口东西两侧城市群的交通大动脉，深中走廊将与已建成的香港--珠澳大桥、南沙大桥、虎门大桥。

6、大科学项目“数字深海典型栖息地”正式立项

2023年6月8日，来自全球6大洲39个国家的64家海洋机构和国际组织联合启动“数字深海典型栖息地”大科学工程（Digital Deep-sea Typical Habitats）。计划（简称“DEPTH”计划）正式获批，成为2023年联合国“可持续发展海洋科学十年”（简称“海洋十年”）申报中唯一获批的计划。也是我国唯一获批的规划。联合国框架下启动的第一个深海栖息地领域大科学计划。

“深度”计划旨在解决“海洋十年”的第八个挑战“数字海洋”，重点关注易受自然变化、气候影响的海山、洋中脊、大陆坡和平原等典型深海区域。变化和人类活动。栖息地类型，开展科学调查和综合研究，发展深海长期智能观测和监测技术，提高典型深海栖息地应对扰动的预测能力，构建“发现-模拟-预测”的数字化栖息地平台，整合深海典型栖息地“一张图”等公共产品，形成深海典型栖息地治理解决方案。 “DEPTH”项目将重点对深海栖息地和生物多样性进行调查研究，探索人类生存和深海生物多样性保护的可持续发展路径。该计划还开展发展中国家能力建设，已与近20个发展中国家建立合作关系。致力于培养年轻一代平等参与深海科研和治理，树立中国负责任国家形象。

2023年11月9日，“深度”计划在厦门国际海洋周期间正式启动，并举办首届国际研讨会。 2024年将启动“西太平洋国际航行”，邀请国际知名专家学者共同开展生物多样性调查，为提高对海洋和山区生物多样性的认识做出积极贡献。

7、国内首艘大型邮轮“阿依达·魔都”号正式命名交付

2023年11月4日，国内首艘大型邮轮“阿依达·魔都”号历时八年科研、五年设计建造。成功命名交付，具备正式商业运营条件。

首艘国产大型邮轮的命名交付，标志着中国再次成功夺取世界造船业皇冠上的明珠。中国成为目前世界上唯一同时建造航空母舰、大型液化天然气（LNG）运输船和大型邮轮的国家。从造船大国向造船强国迈出了具有里程碑意义的一步。首艘国内大型邮轮总吨位13.55万吨，长323.6米，宽37.2米，设计吃水8.26米，最大高度72.2米。全船配备107个系统、5.5万台设备，其中零部件2500万个，已完成电缆4750公里、管道系统365公里、风道120公里的铺设。船上共有客房2125间，可容纳旅客5246人。配有16层、面积4万平方米的公共生活娱乐区。被誉为“现代化的海上城市”。

在这艘大型邮轮的建造中，采用引进、消化、吸收、再创新的模式，链接和管理了361家一级供应商和1105家二级配套企业，汇集了5000多名工程技术人员。来自全球30多个国家的人员紧密合作。突破重心、安全返港、电力系统、综合电网、舱室环境、振动噪声等邮轮全生命周期一系列关键核心技术，形成了大型邮轮设计建造和复杂巨型系统工程管理能力，持续构建中国邮轮行业标准体系。

8、我国完成首次3000米超深水三维地震勘探

我国大型深水地球物理勘探船“海洋石油720”搭载我国自主研发的“海镜”拖缆地震勘探系统，完成了珠江口盆地2600平方公里的三维地震资料采集。这是我国首次完成3000米超深水三维地震勘探作业。标志着我国自主海洋勘探技术取得重大突破，对于保障我国海上油气开发自主可控、提高我国深海资源开发能力具有重要意义。

“海镜”是我国自主研发制造的第一套海洋拖缆地震勘探采集设备。填补了我国海洋地震勘探领域的装备技术空白，实现了“从0到1”的突破。 “海镜”凭借其超低频、高精度三维地震采集能力，能够准确描绘深水深度和复杂地质构造的“3D立体图”，极大提高了我国石油和天然气勘探开发水平。超深水领域天然气勘探能力。

本次作业位于珠江口盆地3000米超深水域。最大作业水深达到3500米，勘探目的层最大埋深5600米。打破了我国海洋三维地震勘探作业最大水深记录。 “海洋石油720”深水地球物理勘探船搭载“海镜”，60天采集三维地震勘探数据40TB，为实施地质构造、地质构造等基础石油地质条件奠定了坚实基础。工区沉积充填及油气运移。

9、我国首艘大洋钻探船正式命名并进行试航

我国自主设计建造的第一艘大洋钻探船正式命名为“梦想”号，并在广州南沙首次试航。这标志着我国深海探测能力和装备现代化建设迈出关键一步。

“梦想”号总吨位约33,000，总长179.8米，宽32.8米。具备全球海域无限航区作业能力，具备11000米海域钻井能力。

“梦想”突破了十余项关键技术，完成了多项国际首创设计。该船拥有世界上最先进的钻井系统。拥有全球最大、功能最全、工艺最好的船载实验室，总面积3000多平方米，涵盖基础地质、古地磁、无机地球化学、有机地球化学、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理与钻井技术九个实验室配备国际一流的磁屏蔽室、超净实验室和全球首套全自动船载岩心传输与存储系统，可满足科研需求海洋领域的所有学科。拥有全球最大、最先进的科考船综合信息系统，可实现钻采全过程监控和科学实验智能协同。

“梦想”号建成后，将为深海资源开发利用提供重要装备支撑，进一步提升我国能源自主保障能力，有力支撑我国实施国际大科学计划海洋钻探。

10. 有限体积波浪模型“Mazu∙Wave”的研发及商业化应用

有限体积波浪模型（FVWAM）“妈祖波”克服了我国数值波浪预报严重依赖国外模型、缺乏自主技术、计算时间长等突出问题，取得了以下科技创新和突破： 1、首次采用六边形网格及相应功率框架，可在北极、南极重点密集海域和高纬度海域获得高精度预报结果； 2.提出了新的卷积算法，将波-波非线性作用项的计算效率提高了三分之一； 3、优秀的大规模并行扩展能力，在超过20万个CPU核心的超大规模并行计算场景下仍保持线性加速比； 4.领先的GPU并行加速能力。单个GPU服务器的计算能力相当于90台CPU服务器，计算能耗降低约88%。 “妈祖·波”对极端大波浪过程的描述能力较强，周期模拟优势明显，整体性能达到国际同类模型的先进水平，可替代原有的数值波浪预报模型。国际知名海浪模型专家对“妈祖·海浪”给予高度评价：“这是中国人创立的全新海浪模型，与WAM、WAVEWATCH III一起成为世界上同类三个模型之一。”