保护海洋，中国在使用哪些新科技？

科技助力中国优化海洋管理。专家和中国决策者都强调，数字化在中国沿海环境保护中能发挥重要作用。图片来源: Wavy Ocean

在WavyOcean平台上，可以通过3D模拟看到粤港澳大湾区沿海的洋流移动情况。

用户还可以查看和下载繁、简体中文和英文版本的水域数据（如平均温度、盐度和溶解氧水平）。

WavyOcean由香港科技大学推出，是中国首个可通过网络浏览器或手机应用程序访问的以科学为基础的海洋环境可视化平台。

甘剑平告诉中外对话海洋，他和他的团队用了十年时间开发这个项目，目的就是要提高公众对海洋的认识，促进学术研究，并协助政策制定者做出明智决策。

WavyOcean是中国利用技术改善海洋管理的一个典范。在最近一次聚焦粤港澳大湾区的高级别海事论坛上，专家们强调了数字化在保护中国沿海环境和推进可持续海洋经济中发挥的重要作用。

海洋经济也被称为蓝色经济，是中国“海洋强国”计划的“支柱”。海洋经济不仅包括航运、渔业、风能等海洋相关产业，还包括海洋提供的自然资源和生态效益，如海洋生物、航运通道、碳吸收等。

  了解海洋的“健康状况”

WavyOcean提供了大量有关大湾区海域的信息。粤港澳大湾区是一个由香港特别行政区、澳门特别行政区以及包括深圳在内的珠三角九市组成的城市群，总人口8600万。

香港科技大学海洋科学系讲席教授、港澳海洋研究中心主任甘剑平说，珠江排放的污染物（主要由化肥径流造成）使该地区成为中国沿海海洋环境最糟糕的区域之一。

“停止使用化肥是不现实的，因为我们需要确保粮食安全。”他补充道，“因此，监测海洋状况、提高环保意识就变得非常重要。”

“在我们采取适当措施确保海洋可持续性之前，了解其健康状况也至关重要。”

甘剑平解释说，WavyOcean根据历史条件和海洋气候长期平均状态做出预测，数据范围不只是大湾区，还覆盖了中国所有海域——南海、东海、黄海和渤海——以及西太平洋。

这些计算以甘剑平及其团队在天津和广州国家超级计算中心支持下开发的中国海多尺度海洋模拟系统（China Sea Multi-scale Ocean Modelling System）为基础。

用户可以在平台上看到诸如近期大湾区海洋表面、中部和底部硝酸盐的每日和每小时平均水平等信息。硝酸盐是植物必不可少的营养物质，但浓度过高可能会引发过度生长并影响生物多样性。

WavyOcean应用程序截图，显示的是2023年7月31日粤港澳大湾区的海温数据。图片来源：WavyOcean

该平台一个单独的页面展示了中国及其周边地区海洋环境的计算和存档数据。在这里还可以查询到风向、温度和压力等大气信息。

甘剑平说，收集真实数据很困难，因此，WavyOcean对于获取和管理中国的海洋信息有了极大改善。

“从既定的站点进行监测或许不难，但难的是对所有海域进行全天候监测。”他指出。

自2022年1月该平台发布数据以来，目前日均下载量约100次，用户来自包括中国、美国、加拿大和日本在内的世界各地。

这个平台也引起了政策制定者的关注。甘剑平说，香港官员注意到了WavyOcean并利用其了解城市周围的海洋状况和条件。他们还利用它来管理水质，如通过采取行动控制水体的缺氧状况等。甘剑平说，该平台还帮助他们评估基础设施项目的影响。例如，位于香港西南部大屿山一带、耗资6240亿港元（799.8亿美元）的“明日大屿愿景”填海计划就引发了环境方面的担忧，而当地主管部门“可持续大屿办事处” 目前正对其进行环境影响评价。

  构建“智能海洋”

多家中国海洋学和海洋数据组织联合发布的《国家海洋创新指数报告2022》显示，中国东部海洋经济圈（包括上海、浙江和江苏）在海洋产业创新方面排名全国第一，而包括广东、广西、海南和福建四省在内的南部海洋经济圈则位居第二。

该报告根据一系列指标对中国主要的沿海经济圈进行了分析，比如科技创新成果转化率、海洋科研经费投入规模以及海洋产业对当地经济的贡献等。

毗邻东海的浙江省被视为数字化海洋经济发展的未来领导者。去年年底，以该省沿海大数据汇集、展示、和管理为目的的浙江省智慧海洋大数据中心揭牌。

该中心依托北京一家科技公司开发的SmartEarth人工智能融合项目，可在一个平台上提供包括海洋状况、海上交通和自然灾害预测在内的多种信息。

“智慧海洋”是一项旨在深化现代技术在海洋领域应用的国家海洋战略。而智慧海洋大数据中心的建成反映了浙江加快建设此战略的规划。

  数字围栏和海豚数据库

在城市层面上，浙江东部的舟山群岛已经开始创新性地利用海洋“数字围栏”系统，向靠近三个海洋特别保护区的船只发出警报。

自然资源部第二海洋研究所高级工程师沈刚告诉《舟山日报》：“虚拟航标会沿着保护区边界排列，显示在过往船舶的AIS屏上，告诉船长前方就是海洋特别保护区，方便他们调整航线，尽量避开保护区范围或尽快驶离，这项功能在业内以前是没有的。”

基层社群也在采取行动。例如，海南智渔可持续科技发展研究中心就建立了一个在线的海豚数据库。

智渔科学总监、海洋生物学家郑锐强花了10年时间在珠江口跟踪和识别印太洋驼海豚，也就是中华白海豚。这一物种被世界自然保护联盟濒危物种红色名录列为易危物种，也是中国目前唯一列入国家一级保护动物（中国最高保护级别）的鲸类海豚科动物（鲸目，海豚科）。他利用人工智能对每只白海豚的大量照片和视频进行分析，然后与团队推出了iDolphin数字平台，希望借此提高公众的海豚保护意识。

用户可以在iDolphin数字平台上找到在中国南部五个观察区发现的白海豚和其他海豚物种的信息。图片来源：Magnus Lundgren/Alamy

该平台除提供了一系列关于海豚的数据（如发现和确认的海豚数量）之外，还包括一个以背鳍图像分类的海豚个体档案。

郑锐强博士对中外对话海洋表示，利用数据可视化工具，从整体上掌握中华白海豚的种群生态信息，是政府保护决策和公众参与的基础。

  海洋创新的政策支持

近年来，海洋保护在中国政策制定中的角色变得越来越重要，创新——尤其是数字化创新——已成为其中不可或缺的一部分。

2013年初，中国国家主席习近平提出，要重视发展海洋科学技术，要依靠科技进步和创新，努力突破制约海洋经济发展和海洋生态保护的科技瓶颈。

2021年3月发布的“十四五”规划描绘了中国2021-2025年的总体经济和社会发展蓝图。其中有关海洋的一章强调，要围绕海洋工程、海洋资源、海洋环境等领域突破一批关键核心技术。

2022年1月，六大部委联合发布《“十四五”海洋生态环境保护规划》。这也是2021年至2025年海洋保护的顶层指导文件。

据中外对话海洋报道，中国此前曾发布过有关渔业和海洋经济的海洋五年规划，但去年的这份指导性文件是首个专门针对环境的，其四项主要任务之一就是利用技术创新提高国家和区域管理海洋环境的能力。

包括浙江、河北、江苏、广东、海南、福建和山东在内的多个省份已经发布了各自的“十四五”海洋生态环境保护规划，且都以科技创新为核心。

此外，在去年11月由中国科技部等五部门联合编制的《“十四五”生态环境领域科技创新专项规划》中还提及了几项海洋技术，包括研究海洋生物多样性及遗传资源保护利用技术并建立相关数据库。

一位中国业内专家强调，数字化对中国发掘海洋经济非常重要。

这位不愿意透露姓名的国家研究机构专家告诉中外对话海洋，“通过数据的有效管理和整合，不仅能够形成支撑科技发展和海洋管理的权威的、全面的、共享的、持续增长的海洋信息资源，而且可以形成面向不同用户需求，并能解决重大海洋问题的权威数据集和基础系列产品；同时发展成为海洋科学研究和海洋管理提供基础数据和基本功能的有效支撑工具。”

这位专家补充道，“数字海洋”技术体现了海洋科学技术、空间科学技术、信息科学技术等学科领域的交叉融合，数字海洋系统是海洋信息化的核心平台。

国家海洋创新指数课题组主要负责人、海洋一所正高级工程师刘大海认为，中国海洋科技前途光明。

刘大海在6月份接受《青岛日报》采访时表示：“总体来看，我国海洋科技创新发展已经取得了显著成就。随着海洋经济的不断发展，未来海洋科技创新的发展前景广阔。”

本文首发于中外对话海洋网站。

■ 尤晓莺，自由撰稿人，专注于气候议题报道，现居伦敦。曾任碳简报（Carbon Brief）中国编辑，《碳简报·中国简报》作者，曾获得2022年“立即报道气候问题” 奖（Covering Climate Now）。