海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障，是人类可持续发展的重要战略空间，是重大科学发现与颠覆性技术创新的孕育地。海洋科学与技术(以下简称“海洋科技”)的发展与人类社会的进步密不可分。我国海洋科技历经40余年的快速发展，在海洋科技的多个领域实现了几乎从零起步到跟跑、国际并跑，再到个别领域国际领跑的跨越式发展。早期的全球海洋国际合作主要通过科学问题牵引实施国际大型综合调查研究项目开展。随着海洋科技实力的不断增强，我国由初期的跟踪参与已逐步转向为主动引领和积极担当，深入参与全球海洋治理中。
全球海洋治理是解决全球海洋问题和实现人海可持续发展的重要手段，是获得制度性权力的重要途径和维护国家海洋权益的关键所在。海洋科技的创新与应用是全球海洋治理发展的前提和原动力。针对全球海洋治理，2017年第72届联合国大会通过决议宣布设立“海洋科学促进可持续发展十年(2021—2030)”(以下简称“海洋十年”)。联合国“海洋十年”在世界范围内掀起了一场“真正的海洋科学革命”，让更多国家、机构和利益攸关方广泛而持续地参与到全球海洋治理中来，为全球、区域、国家以及地方等不同层级海洋管理提供科学解决方案，以遏制海洋健康不断下滑的趋势，使海洋长期为人类可持续发展提供强有力支撑，实现“构建我们所需要的科学，打造我们所希望的海洋”这一宏大愿景。海洋全球连通性决定了国际合作是有效推进海洋科技发展与全球海洋治理的唯一方式，深度参与“海洋十年”是世界大国承担全球治理责任的重要体现。
一、“海洋十年”与科学变革
联合国“海洋十年”的启动使得海洋科学领域迎来了需求驱动的大科学时代。面向全球海洋与社会可持续发展路径这一重大需求，通过跨学科深度交叉与重塑，催生新的知识架构，从而在海洋与全球气候变化、深海深渊系统、极地环境演变、海岸带复杂人—地耦合等前沿领域取得新突破。目前亟待解决的关键科学问题包括：①海洋系统演化与预测：海洋是多尺度、多圈层相互作用的非线性复杂耦合系统，海洋的时空演化及跨尺度相互作用是国际科学前沿，海洋预测是“海洋十年”的7大核心抓手之一，我国已在海洋浪致混合理论与预测领域取得重要突破，未来需要大力推广中国的预测理论和模型；②极地多圈层相互作用与观测探测：全球变暖背景下极地的海—浪—陆—气—冰多圈层相互作用是当前备受重视的国际前沿科学问题，开展极地的观测与探测不仅能揭示多圈层相互作用机理，推动全球极地科学研究的进展，而且可以切实深化国际合作交流，促进极地海洋治理；③气候预测与海洋防灾减灾：海洋是全球气候系统的调节器，与所有的气候异常密不可分。气候变化的精确预测是海洋防灾减灾的科技基础；④海洋生态安全与可持续供给：在气候变化和人类活动双重压力下，海洋生态系统的转捩点是重大科学问题；⑤海岸带复杂系统演变与临界过程。海岸带是链接人类和海洋的关键地带，海岸带复杂系统演变是全球关注的关键基础科学问题。
二、海洋观测与技术变革
海洋重大科学发现与新理论的创立离不开海洋观测与探测技术的革新。海洋观测与技术变革在今后一段时间甚至更长时期内，是海洋重大科学发现的重要推动力。当前海洋观测进入陆海空全方位、立体综合观测新时代，已经实现了从亚中尺度到更小的湍流尺度、从大气圈/海洋表层到全水深和地球内部、从区域海洋到全球海洋的覆盖。海洋观测展现出以智能化平台为核心的海洋物联网+数字孪生体系，引领海洋卫星观测与探测、水下观测与探测、海底深部探测、物联网与数字孪生的技术变革。针对海洋观测与技术方面，应重点开展工作包括：①以重大科学问题为牵引，以大科学设施为依托，支持推动全球共享航次(深潜、大洋钻探、海底空间站、海底观测网等)；②以2029年世界海洋观测大会为载体，推动双边和多边合作，共建区域与全球海洋观测网；③支持发展新的变革性观测技术，并以此推动国际合作计划；④抓住技术革命的有利契机，将现代信息技术、人工智能技术和物联网技术应用于海洋观测和探测技术革新中，实现我国海洋观测和探测能力的跨越式发展，使海洋观测与探测成为我国海洋科技创新从“跟跑”向“并行”甚至“领跑”的示范领域，以加快海洋强国建设，服务于“两个百年”目标。
三、国际合作与创新治理
全球海洋治理主要指在联合国框架下国际社会共同应对全球性海洋问题的管理体制、规则、方法和行动。当前全球海洋治理涵盖公海生物多样性养护、海洋在气候变化中的作用、国际海底矿产资源开发利用、海洋塑料污染治理、公海环境评估、公海渔业谈判等议题。保护和可持续利用海洋成为全球海洋治理的新趋势，海洋科技对全球海洋治理的支撑地位和引领作用更加凸显。我国是典型的“海洋地理不利国”，但同时也是海洋资源需求大国，向公海和国际海底区域拓展空间是必由之路。因此，加快发展海洋科技力量，以科技创新提升我国全球海洋治理能力是保障我国发展空间的必然要求。我国应充分利用在上述领域的规则磋商、公共产品供给、国际合作等方面积累的丰富成果，深度融入“海洋十年”科学变革大潮，提高我国对全球海洋治理的引导力和支撑能力，为应对全球性海洋问题的管理体制、规则、方法和行动提出新的解决方案，争取在若干优势领域取得里程碑式的重大突破，培育具有国际竞争优势的海洋战略科技力量，服务于海洋强国建设和全球海洋治理。
针对全球治理与国际合作的关键科学问题，应重点关注：①海洋自然—生态—社会复杂系统的非线性耦合过程与协同机制，通过融合系统科学、可持续发展理论、数字孪生等新范式，深入开展人海复合系统耦合机理和协同过程研究，充分融通自然生态和社会经济系统边界，识别多维风险并形成预警及调控策略；②近海生态系统健康评估及预测，需要厘清陆海过渡带关键污染物与有机碳耦合的源汇关系及循环机制，构建基于空—天—地—海遥感、环境DNA(eDNA)等地球与生物信息学结合的近海生态系统健康评估体系，研发结合人工智能的短期生态预测方法；③面向极地海洋多圈层相互作用及其气候和生态效应、北极多圈层演变等关键科学问题，提出基于“共享航次计划”或“重大研究计划”等机制开展国际合作航次；④针对“梦想号”大洋钻采船国际合作应用场景，提出大洋钻探计划国际合作新模式，包括通过国际合作开展地幔柱假说和俯冲带起始机制假说的地质学检验等；⑤基于生态系统的国际渔业治理方面，开展气候变化、捕捞活动等多重因素影响下的中上层鱼类资源变动机制研究等。在国际合作体制机制方面，建议主动搭建国家自然科学基金委员会与联合国政府间海洋学委员会(UNESCO/IOC)的合作平台，支持联合国“海洋十年”海洋与气候协作中心建设，推进低纬度海洋和高纬度极地相互作用研究，设立国际共享航次和深钻等大型装备国际共享，支持中俄“冰上丝绸之路”联合科考等。
来源：节选自《全球海洋治理与国际合作的关键科学问题》，原刊于《中国科学基金》2024年第6期
作者：冷疏影，系中国科学院地质与地球物理研究所研究员；乔方利，系自然资源部第一海洋研究所研究员；张亮，系国家自然科学基金委员会地球科学部研究人员；林霄沛，系中国海洋大学海洋与大气学院院长、教授；王永刚，系自然资源部第一海洋研究所研究员；柳欣，系厦门大学环境与生态学院教授；刘传周，系崂山国家实验室研究员；张占海，系自然资源部原总工程师；李家彪，系中国工程院院士，自然资源部第二海洋研究所研究员；吴立新，系中国科学院院士，崂山实验室主任
