本文介绍了深海生态系统的类型及研究现状、面临的主要问题、关键需求及对策。与浅海生态系统相比，深海样品获取困难、已知数据少、研究程度较低。深海栖息着丰富多彩的生物群落，例如深海热泉中分布的具有特化营养体的管状蠕虫及极端嗜热古菌、冷泉区分布的硫酸盐还原菌共生的贻贝及蛤类、海山区域高度多样性的生物群落、捕食浮游生物的冷水珊瑚以及形态奇特的深渊狮子鱼，这些均迥异于其他生态环境，具有很高的生态研究价值。近年来，我国对深海资源的开发需求日益增强，深海探测技术迅速发展为深海生态系统的研究提供了契机，开展深海生物多样性研究并发展深海生态系统理论模型，成为迫在眉睫且切实可行的重要任务。为此，提出建立深海生物数据库、平衡深海资源利用与生态保护的关系、发展深海生态理论模型、加快管理对策和法律文书的制定等深海生态系统的保护对策建议。
南极海洋保护区事务近 10年来发展较快，是南极海洋治理中备受关注的重点议题。本文介绍了南极海洋保护区的设立进程，探讨了南极海洋保护区事务面临的挑战，提出了中国参与南极海洋治理的建议。南极海洋生物资源养护委员会各成员方在南极海洋保护区法律制度、政治因素、科学基础和管理监测等方面仍存在分歧和矛盾，是南极海洋保护区事务进一步发展的主要挑战。为实施“海洋命运共同体”重要理念，履行南极海洋生物资源养护委员会成员国义务，中国应深度参与南极海洋保护区事务、尽快完善国内海洋保护区法律制度，并大力加强南极海洋生态环境科学研究。
本文介绍了船用氢燃料电池推进技术发展的必要性、国内外现状、问题及技术需求。与国外先进国家相比存在差距：船用氢燃料电池推进装置的战略与目标亟待确立；氢燃料电池船舶领域法规规范研究不足；船用氢燃料电池推进技术工程化的部分关键技术有待突破；船用氢燃料电池配套基础设施建设缺乏。提出了我国船用氢燃料电池推进技术发展思路与建议，分析了船用氢燃料电池推进技术的应用前景。
在新一代信息技术与制造业深度融合的产业变革背景下，推进船舶配套产业智能化转型升级，对打造有竞争力的船舶配套品牌产品，实现造船强国有重要的意义。本文梳理总结国外船舶配套产业发展现状及智能化发展趋势，分析国内船舶配套设备智能化发展瓶颈，提出船舶配套智能化的总体思路、实施路径和顶层架构，提出船舶配套智能化以需求为导向架构支撑、以项目为牵引示范引领、开放合作跨界融合的发展推进建议。
随着新兴技术的快速发展，智能船舶逐渐成为船舶工业发展热点。本文介绍了智能船舶技术分类，梳理现阶段国内外智能船舶技术发展现状，研究国外智能船舶技术发展特点，分析我国智能船舶技术发展存在的问题，建议我国在智能船舶技术发展中采取研发与应用并重，分步实施的发展模式，同时加大产学研合作力度，建立船岸一体综合服务模式，并进一步加强人才队伍建设。
本文将海洋能发电技术、海水淡化技术与浓盐海水电解制氢技术相结合，提出了一种综合利用海洋能源和海水资源的新模式。海洋能发电设备能为海岛和海上设施提供电能，在通过海水制淡有效解决海岛或海上设施供水问题的同时也会产生副产品浓盐水——目前均作为废弃物回放大海，不仅成为一种污染源，也造成海水浓盐水中富含的氢、氯、钠等化工资源的浪费。因此本文进一步研究海洋能电解浓盐水制氢、制碱技术，在实现海能海用、海水资源化利用的同时，也为建设海洋补氢站提供了可能。
本文主要从基因组和转录组层面分析了极地动物基因资源的研究现状，梳理了本领域研究中存在的问题，并提出了未来发展战略。极地动物基因组测序起步较晚，迄今只完成了 13种极地动物的全基因组测序。在转录组研究方面，人们对极地的 31个物种进行了转录组测序，并在以下四个方向重点开展了研究：环境适应性研究；污染物应激反应的分子机制研究；不同发育阶段或不同组织中的转录组分析；功能基因挖掘。本领域研究由于起步晚，研究广度和深度都有待加强，但极地动物的基因资源研究具有战略意义。建议国家设立“极地动物基因资源发掘与应用”重点研发计划专项，围绕极地渔业动物特殊性状遗传解析、特有基因功能分析和基因工程产品研发等开展研究。
南极磷虾资源具有巨大的开发和利用潜力，积极参与南极磷虾渔业开发，可有效促进我国远洋渔业的发展。专业性的捕捞和加工装备技术成为现代南极磷虾渔业的基本特征，是南极磷虾高效开发利用的重要保障。本文详细介绍了国外先进磷虾船装备的发展和应用现状，以及我国在南极磷虾捕捞装备和虾粉、虾油设备研发方面取得的进展，分析了国内在南极磷虾开发专业装备方面存在的差距和原因。针对我国南极磷虾船装备存在专业化程度低、生产工艺落后、缺乏核心技术等问题，在磷虾生态高效捕捞、精深加工工艺和资源探测评估技术方面提出重点研究方向，为我国南极磷虾高效开发和综合利用提供对策和建议。
热带生物海岸是对海岸带生物多样性和资源生产力有特别价值的生物活动高度集中的海岸生态关键区。人类世自然环境的快速变异和海岸带人类活动的持续增强使得海岸带生态安全和可持续发展受到前所未有的挑战。本文详细介绍了生物海岸的研究现状和进展，以及当前所面临的生态风险，提出保护发展生物海岸的政策性建议，包括加强国家战略规划，节能减排，严控开发，保护优先，维持和增强抗全球变化干扰和自然恢复能力；完善监测网络和开展全面调查；加强科学管理和建立远海大型海洋保护区；加强科学研究和人才培养。国家建设海洋强国的战略决策和南海岛礁工程的顺利实施，为我国珊瑚礁研究提供了空前的发展机遇，前景可期。
为厘清我国海岸带海岛礁遥感近年来发展取得的成就以及存在的问题，本文摘选近十年来若干典型性研究，按照“近海陆域 –潮间带 –近海水域 –海岛礁”的空间顺序进行综述和探讨。总体而言，海岸带的土地覆盖、海岸线等仍是当前遥感应用研究的热点；同时，随着我国经济的快速发展和城镇化出现的环境问题，地面沉降、海水入侵、潮间带生态监测、海水养殖、赤潮、岛礁证据等新兴遥感应用方向也取得大幅进展，有效支撑了国家海洋战略。但同时也发现使用的遥感数据自主性不强、遥感信息更新频率低、学科孤立发展难以满足实际需求等问题。建议加强国产多源数据协同、多学科交叉以及大数据云平台支持下的大范围与局部高精度自动化、常态化监测等。
“冰上丝绸之路”共建是我国参与北极保护、开发与治理的重要途径。科技创新是我国推进“冰上丝绸之路”共建的重要支撑。我国在北极科学考察、科研基础设施建设、装备研发制造等方面已经具有一定的基础，但也存在统筹机制弱、投入不足、平台建设滞后等问题。应围绕《中国的北极政策》白皮和“冰上丝绸之路”共建的有关原则，大力推进北极海洋认知、保护、开发和治理相关科学技术创新和人文社科研究，在北极海洋观测、海洋海冰研究、生物和生态系统研究、污染防治、气候变化响应、航运技术、油气开发技术等方面谋求取得更大突破。通过加强双边多边合作、发起国际大科学计划、建立公共平台、加强人才交流与培养等方式，推动“冰上丝绸之路”科技创新不断走向深入。
为顺应现代海战的演进趋势，水下攻防对抗正朝着体系化方向发展，综合了水下预警、侦察、探测、攻防等一系列行动。虽然单一领域的武器装备发展迅速，但水下攻防仍存在对抗体系的能力建设、作战样式、未来发展重点不甚清晰等问题。本文梳理了军事强国水下对抗体系建设的现状与基础，分析研判了未来水下攻防对抗体系的功能组成和典型作战样式，重点阐述了水下攻防对抗体系装备发展的主要方向，同时提出了加强综合感知和导航、发展联合指挥控制、注重军民融合式发展等水下攻防体系与装备的建设举措。相关研究可为我国未来水下攻防对抗的顶层设计和装备论证提供理论参考。
本文以博弈论观点探讨海洋维权问题，包括海洋维权在处理海洋争端中的作用和地位，我国海洋维权博弈的性质、方向及博弈要素。当前阶段，推动海洋维权博弈微观化、事务性处理，从维权斗争向联合管治方向发展符合我国的国家利益。将作为海洋维权“斗争前线”的海上维权区分为“争议海区进入”“渔船越界维权”“非合作渔业博弈模型”3类基本博弈过程，分别开展博弈分析，据此研判我国海上维权力量建设的重点方向。研究表明：提高海洋产业科技水平、发展维权技术手段可以有效改变博弈收益，从而实现有利的博弈均衡；发展高技术干扰手段、水下防护技术、海洋广域监视技术和远海渔业开发技术，是在重复博弈过程中获得优势地位的重要保障。
载人潜水器是深海进入、探测、开发和保护的重要技术手段和装备，代表着潜水器技术的发展前沿。本文简述了国外深海载人潜水器装备与技术的发展现状，梳理了我国在本领域的装备与技术发展以及探索应用情况，重点介绍了我国载人深潜技术三大里程碑成就：基于“蛟龙”号和“深海勇士”号的研制经验，形成了我国载人深潜技术体系；在 4500~7000 m潜深范围，我国载人深潜技术总体上已处于国际前沿，且具有自主知识产权；载人深潜技术向着全海深、全海域的谱系化发展思路已趋于明朗。未来 15年，我国载人潜水器领域的发展重点是巩固提高作业能力，积极拓展应用领域，不断提高智能化、轻量化、重载化和集群协同水平，精心打造产业链条，成为载人深潜技术强国。
本文概述了国内外钛合金深海装备的发展现状，针对深海服役环境特点对耐压结构用钛合金材料的性能要求进行了分析，介绍了典型装备耐压结构钛合金材料研究应用中出现的应力腐蚀和蠕变等技术问题，提出需要针对钛合金材料长期服役时存在的组织演变和性能衰减、冲击环境下的动态响应等基础科学问题开展研究，重点梳理工程应用中的大规格材料、应用评价和高效建造等关键技术。文章建议针对深海领域钛合金装备的迫切需求，进一步加大钛合金材料基础研究和工程化应用力度，推动创新应用，践行海洋强国战略。
深海资源开发和科学研究涉及的深海作业任务中，信息体系是深海装备协同并发挥体系作用的关键因素。本文分析了构建深海信息体系以支撑装备协同环境的需求，探讨了信息体系的构成要素、面临问题、构建重点和关键技术，从加强顶层规划、聚焦关键技术、适时示范应用等角度给出了深海信息体系的发展建议。
本文梳理比较了 2015年以来在医药健康领域有重点布局人工智能技术发展的美国、日本、英国、印度及我国的战略规划情况。分析显示，基础建设投入和基于国情的重点领域布局是战略规划的核心内容，我国战略布局多方面仅次于美国，但相对缺乏整体规划与发展路径，建设重点有待明确，健康医疗数据基础未与人工智能应用发展形成有效衔接、复合人才结构失衡的问题未充分重视、人工智能应用的监管及制度规范亟待加强。为推动我国人工智能在医药健康领域的应用发展，建议应重视人工智能在医药健康领域发展的战略价值，以解决国家人民健康重大需求为出发点，明确数据基础设施和平台建设为优先事项，建立促进应用创新的交叉学科研究组织保障，加强监管科学研究投入。
随着网络空间从传统互联网向人、机、物、服务与应用互联的泛在网络空间扩展，计算模式从“以云端集中计算为中心”向“前端、中间层和云端相结合”的方式转变，传统的云计算、边缘计算等计算模式难以满足泛在网络空间大数据计算需求。本文针对泛在网络空间大数据计算面临的问题，在知识体基础上，提出了一种泛在网络空间大数据“雾云计算”软件体系结构，在多知识体协同计算语言与模型基础上，实现雾端、中间层和云端多知识体的协同计算，为泛在网络空间大数据计算提供解决方案。
教育信息化日益普及，智慧学习空间不断出现，学生对学习内容的个性化、便捷化、多样化需求也日益凸显，而第五代移动通信（ 5G）技术以其大带宽、超高可靠、超低时延、大规模物联等特征，将成为教育网络甚至教育现代化建设的使能技术。本文重点探索 5G技术的教育信息化应用，在梳理教育信息化主要特征的基础上，分析了我国教育网络面临的技术挑战，从教学、教研、教育管理三方面着手，论证提出相应的 5G应用场景，形成 5G教育信息化总体视图。面向 2035年， 5G的技术普及与应用拓展，将不断丰富教育场景的内涵，推动教育场景的变革，成为我国教育信息化创新的原生动力。
国内炼化企业设备事故频发，设备本质安全可靠运行面临众多挑战，其中设备可靠性设计 /制造、风险管理、监测控制智能化是工程迫切需求。为提升炼化企业设备的本质安全可靠与监管智能化水平，本文揭示了设备本质安全可靠与监管智能化内涵，阐述了可靠性设计 /制造、风险管理、监测控制智能化技术发展趋势，提出了设备本质安全可靠与监管智能化的对策、措施和建议。完成了某催化装置的主风机本质安全可靠与监管智能化改造案例研究，结果表明设备本质安全可靠与监管智能化改造对设备安全运行具有重要工程意义。
本期封面
2019年 第21卷 第6期