深海环境生态保护装备发展研究

冯景春 ,  梁健臻 ,  张偲 ,  蔡宴朋 ,  杨志峰

中国工程科学 ›› 2020, Vol. 22 ›› Issue (6) : 56 -66.

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中国工程科学 ›› 2020, Vol. 22 ›› Issue (6) : 56 -66. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2020.06.008
海洋装备发展战略研究

深海环境生态保护装备发展研究

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Environmental and Ecological Protection Equipment in Deep Sea

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摘要

深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏，但深海作为人类活动的新疆域和新热点，相比陆域和近海，在环境生态保护方面面临更严峻的问题与挑战。为了促进深海资源开发与环境生态保护协调发展，本文从装备的视角详细梳理了国内外深海环境生态保护相关的装备种类及其发展历程、现状和存在的挑战。从原位探测、取样、陆域实验模拟、长周期观测等角度，综合分析了环境生态保护方面涉及的深海装备。基于我国深海环境生态保护装备的现状总结和发展态势研判，凝练了我国高精度深海环境参数传感技术受制于人、深海探测装备通用配套技术缺乏、大尺度综合深海环境模拟装备亟待突破、长周期载人原位实验能力不足等问题。从创新能力、顶层设计、人才培养、国际合作四个维度提出了发展对策和建议，以期从装备发展的角度来为推动深海生态文明建设和海洋命运共同体构建贡献中国智慧。

Abstract

The deep sea contains treasures that are far from being recognized and exploited. However, as the new focus of human activities and territory, the deep sea confronts more serious problems and challenges regarding environmental and ecological protection compared with the land and inshore areas. To ensure the coordinated development between deep-sea resource exploitation and environmental protection, this study first introduces the different types of equipment related to environmental and ecological protection in the deep sea, and summarizes the historical and current situations of and challenges faced by this equipment in the international and domestic scope. Additionally, deep-sea equipment related to environmental and ecological protection are introduced from the aspects of in situ detection, sampling, experimental simulation on land, and long-period observation. China lags behind in terms of highprecision deep sea sensor technology and lacks general matching technology for deep sea exploration equipment. Large-scale deep sea environment simulation equipment needs to be improved urgently in China. Moreover, long-period in situ experimental ability related with manned submersibles should be improved. Finally, development strategies and suggestions are proposed from the aspects of innovation capability, top-level design, talents cultivation, and international cooperation.

关键词

深海 / 环境生态保护 / 原位实验 / 保真取样 / 原位模拟

Key words

深海 / 环境生态保护 / 原位实验 / 保真取样 / 原位模拟 / deep sea / environmental andecological protection / in situ experiment / truth-preserving sampling / in situ simulation

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冯景春,梁健臻,张偲,蔡宴朋,杨志峰. 深海环境生态保护装备发展研究[J]. 中国工程科学, 2020, 22(6): 56-66 DOI:10.15302/J-SSCAE-2020.06.008

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一、前言

深海环境里蕴藏着丰富的生物资源、矿产资源、油气资源、空间资源等，也是推动各领域科技发展的珍稀资源。作为人类活动的新疆域和新热点，深海在环境生态保护方面面临新的问题与挑战。与陆域及其他海域相比，深海因其独特的地理位置和环境，遭受的环境污染难以得到治理，且深海生态系统较为脆弱、抗逆力较差。深海采矿等资源开发活动可能会对环境生态系统造成难以估量的负面影响和损害。开发区域产生的污染会在深海底层洋流的带动下扩散到相邻海域，深海资源开发相比陆地开发的生态环境影响更为显著，影响范围更广阔，潜在危害也更为严重。

开发深海环境生态保护装备、保护深海生态环境是加速“人类世”进程、优化人类命运、完善“宜居地球”的重要途径。20 世纪 90 年代以来，世界环境生态保护装备的发展从萌芽期进入增长期；尤其近十年来，相关装备技术得到了前所未有的发展。然而由于深海远离大陆，其环境生态保护相对海岸带和近海发展较晚，目前深海环境生态保护装备体系尚未建立，亟需综合梳理相关装备技术的发展历程、现状与趋势。基于此，本文分析深海环境生态保护对装备技术的需求，界定深海环境生态保护装备的内涵与种类，梳理相关装备的发展历程和现状，明确我国深海环境生态保护装备发展存在的问题并相关对策。

二、深海装备承载环境生态高水平保护使命

（一）宏观需求

相比陆、空、天，人类对深海的认识与开发尚处于初级阶段，深海是迄今为止人类知之最少的“科学盲区”，我国与海洋发达国家将在“蓝色圈地运动”中抢占制高点。我国负陆面海、陆海兼备，提高深海资源可持续开发、环境生态风险控制和综合管理能力，事关海洋强国建设和生态文明建设大局。

工欲善其事，必先利其器。人类对深海的认识、探索与开发是随着海洋装备技术的进步而不断深化的。我国经略海洋，实施深海环境生态保护必须装备先行。

（二）技术需求

随着“深海探测”向“深海进入”“深海开发”时代的跨越，中国逐渐走向世界深海舞台的中央，实施深海探索和研究的时机已经成熟。深海孕育了地球上最大、尚未被认知的生态系统，深海资源和能源开发过程可能对这些生态系统带来干扰与损害。由于深海特殊的地理环境，99% 的微塑料可能到达深海，并随着洋流分布在深海底部的沉积物中，对深海环境和生态系统带来严重影响。持久性有机污染物、内分泌干扰物等已在马里亚纳海沟被发现。海沟沉积环境等特殊作用对这些达到海洋深处的污染物富集具有放大效应，对深海生态环境带来难以估量的危害。由于深海极端环境的特殊性、现有探测手段的局限性，深海环境基线值确定难度大，资源开发对深海环境的深远影响难以估量。同时，深海高压、低温、黑暗等极端恶劣的环境条件以及声学通信的局限性、复杂多变的任务特性，对深海环境生态保护装备的开发提出了极为苛刻的要求。因此，系统研究深海环境生态保护装备的发展特征，明确未来高精尖深海环境生态装备发展的需求与着力点，保障深海资源的可持续开发利用和深海生态文明建设，具有重要的现实意义。

三、国际深海环境生态保护装备发展态势

深海环境生态保护装备指涉及深海环境生态保护有关的各类装备的总称（见图 1），包括深海环境原位实验装备，深海环境探测 / 观测装备，深海环境模拟装备，深海环境生态取样、保存装备。

图 2 美国 SEALAB 3（左）和苏联 Bentos-300 海底实验室（右）

图 4 美国“阿鲁米那号”载人工作站（左）和 NR-1 深海作业平台（右）

（二）探测、观测装备

19 世纪 70 年代，英国 HMS Challenger 舰艇首次调查了深海环境中的物理特性，确定了海洋环流与海洋温度分布之间的联系 [1]，标志着物理海洋学的起点。随着深海环境探测技术的不断发展，探测仪器成为深海环境装备的重要组成部分，搭载于潜水器上或放置深海中进行原位探测，为深海生态系统研究和环境保护提供了原位数据和影像资料。这些仪器包括温盐深剖面仪、电导率仪、声学多普勒海流剖面仪、拉曼光谱仪以及各类传感器等装置 [2]。2007 年，美国新泽西州大学研制的 Slocum 滑翔机集成了多种物理和光学传感器，兼具测量温度、盐度、深度平均电流、表面电流、荧光、表观和固有光学特性等功能 [3]。2010 年，日本海洋局利用 Urashima 智能无人潜水器（AUV）在冲绳附近活跃的热液场上方收集了大量环境参数，绘制了海底地貌上热液喷口群落位置的生境图 [4]。同年，法国国家海洋研究机构通过科考船部署了系列自主海洋监测仪器，实时监测热液喷口生态系统的自然动态，研究大西洋中脊环境不稳定性排放热液的流量、成分、温度变化及其对热液系统动物群落的影响 [5]。

深海环境观测装置包括海底观测站、海底观测链、海底观测网络。海底观测站通过自容式储备电能方式，实现在海底固定位置的长期连续观测，简单易行，可大量地应用于海底观测。然而面对自带电能的限制和实时通信的难题，海底观测站必须依赖水下潜器之类的深海运载工具去补充能量、收取采集的信息。海底观测链解决了观测数据的通信问题，拓展了海底观测站的功能；将数个海底观测站“链”接起来，然后通过水声通信等方式将观测数据发送到海面，再经由卫星通信系统将信号发回岸基实验室供科学家们进行“准”实时研究。但是，传统的海底观测链仍然无法解决海底原位观测站的能量供给问题，水声通信方式存在数据带宽低、实时性差等问题。海底观测网络将功能齐全的观测平台放置到海底，联网设在海底的观测设备甚至埋藏在钻孔中的观测器，通过光纤电能网络向各个观测点输送电能并收集信息，可进行长期的自动化观测，相关建设更为各国所重视。1989 年以来，英国国家海洋中心建设的豪猪深海平原可持续观测站（PAPSO）持续开展深海生物地球化学和生态学的时间序列研究 [6]。美国 1996 年建设了深海长期生态系统观测系统 LEO-15，华盛顿大学 2010 年在水合物脊建立了 OOI-RSN，重点观测天然气水合物的环境生态效应和对地震的响应。加拿大维多利亚大学创建了“加拿大海洋网络”（ONC）非营利性组织， 2006 年在沿海海洋建造了世界首个有线海底观测站 VENUS [7]，2009 年建造了世界首个区域性有线海洋观测网络 NEPTUNE（见图 5）[8]。欧洲多个机构自 2008 年开始建设长期的多学科海底观测站网络 EMSO（见图 6），在北冰洋到黑海的欧洲关键海域实时监测温度、pH、盐度、水循环、海床运动等参数，服务于地球物理、化学、生物、海洋学等多学科结合的长周期观测研究 [9]。

图 6 欧洲有缆海底观测网位置图

（三）环境模拟装备

由于受海洋极端特殊环境条件的限制并出于安全性等因素考虑，无法将所有环境测试都进行实际出海实验，通常科学家很难身临其境地开展深海资源开发过程中的环境生态效应等科学问题研究。因此，在陆域通过深海模拟装备来反演深海实际环境、模拟深海环境生态演化过程，以此配合相关科学研究，这对深海环境生态保护具有重要意义。

美国地质调查局的 W.J. Winters 等于 2004 年研制了一套海底沉积物实验装置（见图 7）。该装置提供了原位研究和理论研究相结合的工具，通过遥感技术的应用来进一步提高对海底沉积物的认识与评价。美国国家能源技术实验室（NETL）截止到 2005 年共建立了 6 套深海高压反应容器，最大承压为 137 MPa，用于模拟海底过程环境。德国亥姆霍兹波茨坦中心 2011 年建造了大尺度的海底储层模拟器（LARS），内部有效容积为 425 L，设计耐压为 25 MPa，用于研究 CO2 地质封存及可燃冰分解。

图 8 比利时高压深海微生物环境模拟系统

（四）取样保存装备

深海取样装备是开展海洋环境生态科学研究必备的技术装备，1872 年首次实现海底取样。随着各国对深海探测和开发的重视，深海钻孔取样技术与装备得到了前所未有的发展。取样装备按深度可以分为浅孔（<5 m）、中深孔（5~50 m）、深孔（>50 m）取样装备。1986 年，美国华盛顿大学委托威廉姆逊公司研制了世界首台海底岩芯取样钻机，可以进行 3 m 浅层取样。1996 年，日本金属矿业事业团出资研制了钻探深度达 20 m、岩芯直径达 30 mm 的中深孔钻探取样装备。2005 年，英国地质调查局自主研制了海底中深孔岩芯取样钻机 RockDrill 2 [12]，在钻孔成功率和使用频率方面均有出色表现。澳大利亚和德国均研制出了深度超过 50 m 的超深孔取样钻机，促进了深海钻探取样技术的应用拓展[13]。可以认为，深海钻孔取样技术体现了一个国家的综合实力，在深海环境探测和研究方面扮演重要角色，发展趋势表现为大深度、多功能化、智能化、专业化、高保真。

深海流体取样也是重点发展的取样装备之一。2017 年，日本海洋地球科技研究所开发了对“纯”热液进行高质量采样的 WHATS-3 采样器，成功在 5 个热液场中进行了海试，最大深度为 3300 m，支持开展深海流体系统的高效研究 [14]。

四、我国深海环境生态保护装备发展现状

我国经历多年艰辛探索，直到 2003 年才研制了深海环境探测装置（见图 9），相关技术又经过约 10 年的摸索才逐渐成熟；此后每年都出现一批自主研发的装置，装备发展水平逐渐实现从“跟跑”向“并跑”阶段跨越。

图 9 我国深海环境生态保护装置专利发展趋势

我国深海环境生态保护装备技术热点集中于深海的热液环境模拟，冷泉、海山、洋壳等其他生态环境模拟技术较为罕见（见图 10），深海环境探测装备也是我国深海环境生态保护装备技术领域的发展热点。可以发现，我国长周期的水下载人原位环境生态实验技术较为缺乏。

图 10 我国深海环境生态保护装置专利技术热点图

（一）深海环境原位探测与实验装置

深海潜水器是进行深海环境原位探测的重要利器，主要包括深海载人潜水器（HOV）、缆控型潜水器（ROV）和 AUV。

HOV 运载科学家进入深海环境，在海山、洋脊、冷泉区和热液喷口等海底复杂地形进行机动巡航、悬停和坐底探测，对海洋地质、海洋物理化学、海洋地球环境及生态系统等开展原位探测与实验任务。我国自主研制了 7000 米级“蛟龙号”、4500 米级“深海勇士号”HOV，万米载人“奋斗者号”HOV 也通过了海试，掀开了我国深渊载人探测的新篇章。

近年来我国 ROV 潜水装备发展迅速，研制了 6000 米级“海龙 III 号”、4500 米级“海马号”、 4500 米级“发现号”和 6000 米级“海星号”等系列潜水装备。ROV 搭配机械手进行精细取样，可在水下较长时间作业，实现深海数据及图像实时精确回传，可代替科学家进入深海较危险区域作业。

AUV 根据预编程自行执行水下任务，自主性强、灵活性高，也可搭载各类传感器及声呐完成深海地形环境精细探测、底质识别、深海样品采集等任务。我国开发了 4500 米级“潜龙三号”、万米级“海斗号”等系列 AUV；“天涯号”“海角号”“原位实验号”等深海着陆器系统具备万米深度水下进行原位实验的能力，标志着我国深海原位环境探测与实验技术的跃升。

针对深海环境探测的具体作业，我国研制了极端环境适用的专用探测装置，如自主研发的基于深海 ROV 平台的拉曼光谱探测系统，广泛应用于深海热液口、冷泉区、天然气水合物勘探研究过程，开展原位探测并分析作业区域的流体、沉积物及其孔隙水的物质成分和原位浓度 [15]。中国海洋大学 [16] 研制的深海 LIBS 原位探测系统搭载于“发现号”ROV，可有效探测深海水中及沉积物中的 K、 Ca、Na、Fe、Cu、Mn 等金属离子浓度，完善了深海阳离子探测手段。浙江大学研发的海水浊度计可以快速测量分析热液喷口的硫化物浓度 [17]。中国地质科学院研制了耐高温高压 Zr/ZrO2 电化学传感器 [18]，经南海海试验证，可在 2~200℃的范围内原位检测出热液中的溶解态 H2S 等化合物浓度，有效反映海底热液中真实的化学状态，且装置的耐腐蚀性、机械稳定性良好。中国地质大学研发的深海原位 CH4 传感器可安置于指定区域中进行实时连续观测，未来可应用到深海天然气水合物分解过程，进行 CH4 浓度通量和扩散作用的长期动态观测。

可以看出，深海极端环境的原位探测装置要求具有更高的温压耐受性、更灵活精简的操作性、更精细化的检测能力。探测传感器朝着长时间稳定观测、多样化参数监测、动态连续观测的方向发展。

（二）深海环境采样与保存装置

受限于搭载探测装置的数量种类和精度水平，样品通常需要采集后送到陆上实验室进行更精密和全面的分析。精准、灵活、自动化、耐腐蚀和高压极端环境的取样装置成为迫切需求，同时采集到的样品也需要通过保温保压的储存装置来维持样品输运至实验室过程中的高保真性。

在深海钻探取芯方面，由于发达国家的技术封锁，我国海底岩芯取样装备研制起步较晚 , 但自 2000 年成功研制出首台深海浅地层岩芯取样钻机以来，国产深海取芯技术和装备不断发展，在岩心保压能力、取样直径尺寸方面都得到了较大提高 [19]。

在深海表层沉积物取样方面，我国改进了传统的抓斗装置，自行研制了深海电视抓斗，在块状硫化物、多金属结核等的调查中发挥了重要作用 [20]。对于海底深层沉积物取样，我国广泛应用操作简便的重力式取样装置，但对硬质沉积物的取样能力有限，容易发生阻塞。浙江大学研发了利用静水压力驱动并结合自身重力的沉积物取样器，实现对较硬沉积物有效取样 [21]。国内在深海沉积物无扰动保压取样器、深海沉积物保压转移装置、深海气密采水系统方面也取得了系列进展 [22]。潘金伟[23] 设计了一种深海热液多腔取样装置，可在高温高压环境下同时采集 6 个热液样品，提高了取样效率。安莉 [24] 研制了气垫式天然气水合物保真筒，保压性能良好，可进行深海天然气水合物的大深度取样。

深海环境采样装置更高性能、更强适应性、更简便操作是未来发展方向。深海样品保存装置需要保证样品的获取、转运和实验过程中的保真效果，同时取样效率和取样量对保真装置的数量和容量提出了要求。

（三）深海环境模拟装置

深海环境模拟装置通过模拟深海极端环境，支持相关实验研究，减少原位探测巨大的人力物力耗费，降低水下实验人员的生命危险和装备损坏风险；利用“时间”换“空间”的优势，模拟不同海域环境情况并进行系统研究。深海环境模拟装置也可应用于其他深海装置的耐压、耐高温、耐腐蚀等测试。近年来，我国针对海底过程模拟、深海可燃冰形成分解、极端生物环境、深海装备性能测试等方面的系列专用深海模拟装备取得了重大进展。

国家深海基地 2011 年启动了深海超高压（90 MPa）环境模拟系统的项目研制 [25]。李双林等 [26] 搭建了海底烃类渗漏模拟实验装置，研究海底渗漏过程的烃类气体浓度、分子组成变化特征及其渗漏的主要因素。王玉彬等 [27] 研制的渗漏型天然气水合物形成模拟装置，可快速生成天然气水合物，相应成品的形成特点和形态与海底样品类似。中国海洋大学 [28] 搭建了拉曼光谱系统与高温高压模拟实验平台，观测深海热液区 CO2、CH4 等气体水溶液的拉曼光谱，为深海环境中应用拉曼光谱系统探测物质成分和环境信息提供了技术参考。浙江大学 [29] 研制了深海超临界高温高压极端环境模拟系统，包含微生物多级培养平台、监控系统，具有生物无毒性和船载便携等特点，保障了深海微生物的生长和生物地球化学过程的研究基础。中国科学院广州天然气水合物研究中心近年来建立了复杂沉积物（含人造沉积物、自然界实际沉积物）条件下，天然气水合物激发分解、气液产出、气体采集等开采过程研究的一维 / 二维 / 三维开采模拟实验单元装置；运用了先进的可视化技术和声学、光学、电学等探测技术，在技术和规模方面均达到国际先进水平。特别是在 2009 年，中国科学院重大科研装备研制项目支持建成的“天然气水合物开采综合模拟实验系统”，是国际首套专门用于水合物三维开采模拟的单元装置，具有天然气水合物成藏环境模拟、基础物性测量、开采模拟等功能，其高压反应釜内部有效容积达到 117.75 L，最高工作压力为 25 MPa，基本涵盖了我国海域和冻土区水合物藏的储藏条件；具有可视化功能，用于探测可燃冰藏声学、光学、电学、力学、地球化学和地球物理等基础物性；模拟在不同地质构造的天然气水合物藏的形成环境，进行沉积物中天然气水合物降压法、热激法、注化学剂法等开采物理模拟研究。

近年来，为了给水下设备提供稳定的耐压试验环境，上海交通大学、浙江大学、中国船舶集团有限公司分别研制了 40 MPa、60 MPa、90 MPa、全海深压力环境模拟试验台，为深海作业设备的使用和耐压性能提供了安全试验条件 [30]。

深海极端环境模拟装备研究集中在深海高温高压、低温高压等极端环境的原位模拟仿真，迅速精准的压力调控、生物无毒性环境模拟、大容量生物培养等技术是核心攻关难点。具有多功能、多目标、多参数模拟能力，具备自动化、大容积、高压力、可视化、综合化、迅速响应环境参数变化特征的深海极端环境模拟装备是未来发展趋势。

（四）海底观测网

我国海洋观测技术取得一些重要进展，但其系统性仍落后于发达国家。在数据获取方面，我国大多通过岸基台站监测、船基海洋调查来获取即时、局部且无时间序列与分布规律的数据，难以对整体生态系统进行综合研究。因此，我国的海底观测网建设具有重大意义。 2008 年，中国科学院南海海洋研究所在永兴岛试验基地建设了我国首个深海观测站——西沙海洋观测研究站，获得了整年度的实时观测数据；观测系统由基地自动气象站与岛外波潮仪、坐底式海底边界层观测子系统、海洋光学监测子系统、锚定综合性观测浮标与捕获器锚系结构组成 [31]，可实现气温、气压等气象条件以及水温、波浪、潮位等海洋参数的实时观测。坐底式海底边界层观测子系统由声学多普勒流速剖面仪（ADCP）、水位计、海流计、温盐深仪等传感器组成，可在水深超过 1000 m 的海底获取海流和温盐等长期水文资料。海洋光学监测子系统通过高光谱技术、自动化技术、浮标、远程通信技术进行监测，实现上层海洋（包括海面）的光辐射连续实时观测。锚定综合性观测浮标通过在浮标下方安装海洋水文多参数测量仪来观测西沙上层的海洋环境，其现场储存器可保存超过一年的数据；收集到的样品用于研究深海颗粒物质的沉积通量、沉积速率、沉积物来源、迁移特性，还可搭载多种海洋环境观测仪器进行多参数同步观测。

西沙海洋观测研究站集成了我国深海环境多学科技术，构建观测平台来为深海环境生态保护、资源开发、气候变化、防灾减灾、海洋军事等提供科学依据，龙其为热带海洋环境生态过程的深入研究提供了重要资料。待深海观测站运行成熟之后，不仅在近海海域观测，还在更深的深海环境中进行组网观测。深海环境的复杂性随海水深度增加而剧增，深海环境长期、连续、实时观测能力更显重要，如坐底式科学设备及潜标等应能长期耐受高压、腐蚀和生物附着，应消除电路短路和通信干扰等问题。

基于国家重大科技基础设施计划的支持，我国在东海和南海分别建立了海底观测系统，初步实现从海底向海面的全天候、实时、高分辨率的多界面立体综合观测，为深入认识东海和南海海洋环境提供了长期连续观测数据、原位科学实验平台。

五、我国深海环境生态保护装备发展面临的问题

深海环境是一个充满未知、复杂庞大的生态系统，开展全面探索离不开高性能的探测、实验、模拟装备以及更丰富的装备谱系。尽管我国深海环境生态保护装备水平得到了较快发展，部分装备在深海探测开发方面实现了重大突破，但深海装备关键核心技术仍然较多依赖海外供应商。在当前国际形势趋于严竣的局面下，亟需在系统集成的基础上自主突破核心研发能力。

（一）高精度深海传感器技术落后

我国深海传感器等高精度仪器缺乏，尽管部分深海探测仪器实现了自主研发，但在探测精度、技术创新、设备类型及性能水平、仪器长期稳定性等方面依然存在不足。大部分深海探测技术发展处于引进再研发的层次，高精度仪器更是依赖于进口商用仪器。

（二）通用配套技术缺乏

我国在深海专用的材料、通信、定位、负载、动力设备等通用配套技术研发方面明显落后于发达国家。受深海探测平台的能力限制，装置取样量较少，取样效率较低。深海探测装备缺乏统一的技术标准，仍然存在技术水平参差不齐、传输接口互不兼容的现象。

（三）大尺度环境模拟装备缺乏

由于起步晚、核心技术有差距，我国相比发达国家在深海极端环境仿真能力等方面还有较大差距。主要是在陆域模拟装备方面，大多只能定深、静压，在变化压力梯度、变化地温梯度、生态环境系统模拟方面的能力不足，尤其缺乏深海冷泉生态系统环境模拟、生态系统保育等大型装备，应加快突破大体积、变温度、变压力等关键核心技术。

（四）长周期载人原位实验能力不足

 “蛟龙号”“深海勇士号”“海斗一号”等深海探测装备极大地促进了我国深海探测和实验能力，但是观测能力具有“点域”“短时”等缺陷，依然缺乏可以在原位进行长周期载人实验的装备，在长周期深海环境生态实验能力方面相对带后。

六、对策建议

（一）提高自主创新能力，建设综合示范平台

提升我国深海环境生态保护装备的自主研制能力，为我国海洋开发、海洋科学研究等活动提供具有世界先进水平的自主装备。建立全面的深海环境生态保护装备研发体系，形成兼具引领性和创新性的综合应用示范平台。建设深海环境生态保护和资源开发的重大科技基础设施，建立大尺度的深海原位模拟实验中心与长周期原位水下实验室，推动海洋资源的深入开发和环境生态保护同步进行。培育海洋新兴产业，服务国家产业结构调整，支持海洋经济为国家经济保持中高速增长做贡献。

（二）顶层设计、统筹协调、重点建设

制定深海环境保护装备的总体战略规划，加强顶层设计，做好统筹协调规划，加大重点方向的扶持力度。进一步厘清科研院所、高校、业务中心作为海洋创新主体的侧重点，发挥各自优势，避免重复建设，推动“弯道赶超”，促进海洋装备工程科技的快速发展。

（三）注重人才培养，转化创新成果

注重创新人才培养机制建设，营造鼓励创新的科技和产业环境。探索合理可行的中长期激励约束制度，为深海环境生态保护装备研发的持续发展提供综合技术平台和人才储备。鼓励科技人员采取多种方式开展高新技术的成果转化，促进前沿创新成果在深海装备的落地应用，带动相关产业链的前瞻性布局和融合发展。

（四）加强国际合作，推动全球治理体系下的产业合作

尽管国际合作形势面临前所未有的深刻调整，建议积极践行共商、共建、共享的全球治理新理念，充分利用对外开放的有利条件，扩大多种形式的国际和地区科技合作与交流。积极引进国际先进的海洋环境生态装备技术，鼓励引进消化吸收再创新，支持实现跨越式发展；鼓励我国科学家和科研机构参与或牵头组织国际和区域性大科学工程计划。扎实开展“21 世纪海上丝绸之路”建设，加强与海上丝绸之路和“一带一路”沿线国家在关键海洋环境生态装备技术与产业领域的合作，寻求海洋命运共同体在深海环境生态方面的实现路径，为我国深海环境生态保护装备产业走向全球奠定基础。

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基金资助

中国工程院咨询项目“海洋装备发展战略研究” (2020-ZD-02)；南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项 (GML2019ZD0401、GML2019ZD0403)()

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