《探海之路》课件

探海之路人类对海洋的探索是一场持续千年的壮丽征程从古代航海者的木帆船到现代深海潜水器，我们不断挑战极限，揭开深海奥秘这段探索之旅不仅关乎资源、科技和国家战略，更是人类智慧与勇气的见证让我们一起踏上这条探海之路，领略海洋的神秘与魅力在这片蔚蓝色的星球上，海洋占据了地球表面的，却仍有超过71%80%的区域未被人类探索深海世界蕴藏着无尽的奥秘与宝藏，等待着我们去发现与保护目录海洋探索的历史1回顾人类探索海洋的伟大历程，从古代航海探险到现代海洋科学的发展，展示海洋探索在人类文明发展中的重要地位和历史意义现代海洋科技2介绍当代海洋探索的前沿技术与装备，包括深海潜水器、水下机器人、声呐和卫星遥感等技术，揭示科技如何帮助人类更深入地了解海洋中国的海洋战略3解析中国在海洋领域的发展战略和重大成就，包括海洋强国战略和21世纪海上丝绸之路倡议，以及中国深海探测技术的突破深海探索的挑战与未来4探讨深海探索面临的技术挑战、环境保护问题，以及未来海洋探索的发展方向和愿景，展望人类与海洋和谐共处的美好前景海洋探索的重要性生物多样性宝库1深海生物资源丰富气候调节器2调节全球气候系统资源的潜力3能源和矿产资源地球之肺4提供50%的氧气海洋占据地球表面71%的面积，是地球上最大的生态系统它不仅是生物多样性的宝库，据估计有80%的生物种类生活在海洋中，而其中大部分仍未被发现作为全球气候系统的调节器，海洋吸收了近30%的人类活动产生的二氧化碳和90%的多余热量，减缓了全球变暖的速度此外，海洋蕴藏着丰富的能源、矿产资源和生物资源，对人类未来发展至关重要古代航海探索郑和下西洋（）11405-1433中国明朝郑和率领庞大船队七次远航，到达东南亚、南亚、西亚和非洲东海岸，是当时世界上最伟大的航海壮举郑和的宝船长达120米，远超欧洲同时期的船只哥伦布发现新大陆（）21492西班牙航海家哥伦布为寻找通往亚洲的西方航线，意外发现美洲大陆，开启了欧洲与美洲之间的交流，也揭开了地理大发现时代的序幕麦哲伦环球航行（）31519-1522葡萄牙航海家麦哲伦率领的探险队完成了人类历史上第一次环球航行，虽然麦哲伦本人在菲律宾遇难，但他的船队成功返回欧洲，证实了地球是圆的海洋科学的诞生世纪海洋测深技术1818世纪中期，英国航海家詹姆斯·库克首次使用测深绳系统地测量海洋深度，为海洋地形学奠定基础同时期，瑞典博物学家林奈开始对海洋生物进行系统分类，标志着海洋生物学的初步形成世纪海洋生物学兴起1919世纪中后期，挑战者号探险队（1872-1876）进行了首次全球海洋科学考察，采集了大量海洋生物样本和海洋数据，发现了深海生物存在的证据，颠覆了之前认为深海不存在生命的观点世纪初海洋物理学发展2020世纪初，科学家开始研究海洋洋流、温度分层和化学成分，海洋物理学迅速发展1914年，德国气象学家阿尔弗雷德·韦格纳提出大陆漂移学说，为后来的板块构造理论奠定基础现代海洋科技声呐技术卫星遥感水下机器人现代声呐技术利用声海洋卫星遥感技术可自主水下航行器波在水中传播的原理以实时监测海面温度和遥控水下航AUV，可以探测水下目标、海平面高度、海冰行器已成为现ROV、绘制海底地形图和范围和叶绿素浓度等代深海探索的重要工监测海洋生物多波参数，为全球海洋环具，它们能够在人类束声呐系统能够创建境监测和气候变化研无法到达的极端环境高分辨率的三维海底究提供了宝贵数据中工作，收集样本、地图，而侧扫声呐则中国的海洋系列卫拍摄图像并进行科学能够提供海底详细影星已形成完整的海洋测量，极大地扩展了像遥感观测体系人类探索深海的能力中国的海洋战略世纪海上丝绸之路21作为一带一路倡议的重要组成部分，世纪海上丝绸之路旨在加强中21国与海上沿线国家的互联互通和经贸海洋强国战略2合作，共同建设和平、安全、繁荣的中国提出建设海洋强国的战略目标海洋命运共同体，强调发展海洋经济、保护海洋生态环境、保障海洋权益和提高海洋1海洋经济发展规划科技创新能力这一战略已纳入国中国制定了系统的海洋经济发展规划家发展的总体规划，成为中国现代，重点发展海洋渔业、海洋船舶、海化建设的重要组成部分3洋工程装备、海洋生物医药等产业，年中国海洋经济总产值已超过20229万亿元人民币，占国内生产总值的以上8%中国深海探测技术蛟龙号载人潜水器奋斗者号全海深载人潜水器海斗一号无人潜水器蛟龙号是中国自主研发的深海载人潜水奋斗者号是中国第二代全海深载人潜水海斗一号是中国研发的全海深自主潜水器，设计最大下潜深度为7000米，能够器，设计下潜深度为11000米，能够到达器，2020年成功下潜到10907米的马里覆盖世界

99.8%的海洋区域它配备了多地球上任何海域的最深处它采用了钛亚纳海沟挑战者深渊，创造了中国无人种采样和探测设备，可以进行海底地形合金耐压球壳、浮力材料和电子系统等潜水器下潜的新纪录它能够进行长时测量、生物采集和环境参数监测一系列创新技术，标志着中国成为少数间海底探测和精确取样，为深海科学研几个掌握全海深探测技术的国家之一究提供了重要支持蛟龙号的成就米7062150+历史性潜深科考任务2012年6月,蛟龙号在马里亚纳海沟创造了自投入使用以来,蛟龙号已完成150多次深7062米的中国载人深潜纪录，使中国成为潜任务，在南海、东太平洋、西南印度洋继美国、法国、俄罗斯、日本之后第五个等多个海域进行科学考察，为中国深海资掌握万米以下载人深潜技术的国家源勘探和科学研究提供了大量一手资料4000+生物样本蛟龙号已采集超过4000件深海生物样本，其中包括许多新物种，极大地丰富了人类对深海生物多样性的认识，也为海洋生物医药研究提供了宝贵材料奋斗者号突破全海深探测能力1可到达地球任何海域技术创新突破2钛合金耐压舱和浮力材料国际领先水平310909米历史性下潜奋斗者号全海深载人潜水器于2020年11月10日成功下潜至马里亚纳海沟10909米深处，创造了中国载人深潜的新纪录，标志着中国成为世界上为数不多的掌握全海深探测技术的国家之一这一突破性成就依靠的是多项自主创新技术，包括耐超高压的钛合金载人舱、高性能锂电池系统、先进的声学定位系统等奋斗者号不仅能够承载科学家到达海洋最深处进行观测，还配备了多种先进的采样和探测设备，为深海科学研究提供了强大的技术支持深海探索的挑战极端压力在马里亚纳海沟的最深处，水压可达1086个大气压，相当于每平方厘米承受

1.1吨的压力这种极端环境要求深潜器的耐压结构具有超高的强度和可靠性，对材料科学和结构设计提出了巨大挑战黑暗与低温深海是一个永久黑暗的世界，阳光无法穿透超过200米的水层同时，深海温度常年保持在2-4℃左右，这种低温环境不仅挑战着探测设备的性能，也限制了人类在深海的活动时间通信困难海水会迅速吸收电磁波，使得无线通信在水下变得极其困难目前深海通信主要依靠声波，但其传输速率低、延迟高，严重限制了深海作业的实时控制和数据传输能力能源供给深海探测设备需要可靠的能源系统支持长时间工作传统电池在高压环境下性能下降，而通过缆线供电则限制了活动范围开发高效、耐压、长寿命的能源系统是深海探索的关键技术之一深海生物研究深海是地球上最神秘的生态系统之一，在这种极端环境中，生物展现出惊人的适应能力深海生物进化出了独特的生存策略，如超强压力适应、低温适应和无光环境适应机制许多深海生物能够产生生物发光现象，这不仅帮助它们在黑暗中寻找食物和伴侣，也为人类生物医学研究提供了宝贵的研究素材深海热液喷口生态系统是科学家们特别关注的研究对象，这里的生物依靠化能合成细菌而非光合作用获取能量，完全独立于太阳能的食物链为科学家理解生命起源和寻找外星生命提供了新视角此外，深海生物体内的特殊酶和化合物也为新药开发和工业应用带来了广阔前景海底资源勘探天然气水合物（可燃冰）深海石油天然气水合物是一种由天然气和水在高压低温深海石油资源丰富，但开采难度大、成本高多金属结核条件下形成的类冰状固体物质，被誉为未来中国已建成多个深水油气田，如南海深水区的能源中国于2017年在南海成功实现了天然深海一号能源站，标志着中国深海油气开发多金属结核是分布在深海平原上的矿物团块，气水合物试采，是全球少数掌握这一技术的国能力跻身世界前列，为保障国家能源安全做出主要含有锰、铁、镍、铜、钴等多种金属元素家之一重要贡献中国已在太平洋获得了

7.5万平方公里的多金属结核勘探区，并开展了系统的资源评估和开采技术研究海洋环境保护塑料废弃物石油泄漏化学品排放噪音污染其他污染海洋环境保护已成为全球关注的焦点据统计，每年约有800万吨塑料垃圾进入海洋，形成了巨大的塑料垃圾带，严重威胁海洋生态系统此外，随着大气中二氧化碳浓度上升，约30%被海洋吸收，导致海水酸化，珊瑚礁白化现象日益严重中国积极参与全球海洋环境治理，制定了严格的海洋环境保护法规，建立了海洋生态红线制度和海洋保护区网络，启动了蓝色海湾整治行动和渤海综合治理攻坚战，取得了显著成效未来中国将继续推动海洋塑料污染治理、海岸带生态修复和海洋碳汇能力提升等工作海洋考古水下文化遗产调查利用多波束声呐、侧扫声呐和磁力仪等设备进行大范围海底扫描，寻找可能的水下文化遗产位置中国已完成了东海、南海等海域的系统性水下文化遗产调查，发现了大量历史沉船和遗址精细探测与测绘确定目标位置后，使用水下机器人和专业潜水员进行近距离观察和高精度三维测绘，记录遗址的详细信息中国已开发了水下文物探测定位系统和水下三维测绘技术，大大提高了工作效率出水保护与展示根据保护需要，部分文物会被小心打捞上岸进行保护处理和展示南海I号沉船是世界上最大的宋代商船，经过整体打捞后，现在以水中展示的方式在广东海上丝绸之路博物馆展出，成为海洋考古的典范海洋能源开发潮汐能波浪能1利用海水涨落发电利用波浪运动发电2海洋温差能海流能43利用表层与深层温差发电利用洋流动能发电海洋能是一种清洁可再生能源，具有储量大、污染少、可持续等特点中国拥有丰富的海洋能资源，理论储量超过

6.3亿千瓦，其中潮汐能、波浪能资源最为丰富近年来，中国在海洋能开发利用方面取得了显著进展浙江省鉴江潮汐电站是亚洲第一座现代化潮汐电站；广东省万山岛建成了亚洲首个波浪能发电站；山东省蓝色硅谷海洋能试验场已成为国家级海洋能技术研发平台尽管海洋能开发仍面临技术和成本挑战，但随着技术进步和规模化应用，海洋能有望成为未来能源结构的重要组成部分海洋生物技术海洋药物开发海洋生物材料海洋微生物应用海洋生物体内含有大海洋生物材料具有良海洋微生物在极端环量独特的生物活性物好的生物相容性和特境中进化出独特的代质，是新药研发的宝殊功能，如甲壳素壳谢机制，产生了许多/库中国科学家从海聚糖已广泛应用于医有价值的酶和化合物绵中分离的海洋天然疗器械和伤口敷料；耐高温、耐高盐的产物已应用于抗肿瘤珊瑚骨架可用作骨修海洋细菌酶被应用于药物研发，从海蛇毒复材料；鱼鳞胶原蛋工业催化；海洋微藻素中提取的多肽药物白被用于化妆品和功可生产生物燃料和高用于疼痛治疗，而来能性食品；而仿生海值营养品；而深海微自红藻的硫酸多糖则洋生物粘附剂则为水生物则为环境污染治具有抗病毒活性下工程提供了新解决理提供了新型生物修方案复技术极地探索雪龙号极地科考船南极科考站北极科考雪龙号是中国第一艘极地科学考察破冰中国已在南极建立了长城站、中山站、中国于2004年在挪威斯瓦尔巴群岛建立船，自1994年投入使用以来，已完成数昆仑站和泰山站四个科学考察站，覆盖了北极黄河站，开展北极大气环境、冰十次南北极考察任务它装备有先进的了从沿海到南极内陆冰盖的不同区域雪变化、生态系统和极光等研究近年科研设备，能够在极端环境下进行海洋这些科考站开展了南极冰盖变化、大气来，中国积极参与北极科学考察和资源、大气、冰雪、生物等多学科综合考察环境监测、天文观测等研究，为理解全勘探，推动冰上丝绸之路建设，加强与，为中国极地研究提供了重要平台球气候变化和南极生态系统提供了重要北极国家的合作数据海洋数据采集浮标系统1中国已建立了覆盖近海和重点海域的海洋观测浮标网络，包括气象浮标、海流浮标和剖面浮标等这些浮标能够实时监测海面气象条件、水文参数和海洋环境变化，为海洋预报和气候研究提供基础数据中国在全球海洋观测系统GOOS中的浮标数量已跃居世界前列海底观测站2中国已在南海、东海等海域建立了多个海底观测站，采用光缆实时传输技术，持续监测海底地震、海流、水质等参数其中，东海海底科学观测网是亚洲最大的海底科学观测系统，对海洋灾害预警和海洋环境监测具有重要作用卫星遥感网络3中国已形成海洋卫星遥感观测体系，包括海洋系列和风云系列卫星，能够全天候监测海表温度、海面高度、海冰分布、叶绿素浓度等参数这一网络实现了对全球海洋的大范围、高频率观测，为海洋科研和预报提供了宝贵数据海洋信息技术海洋大数据人工智能应用随着海洋观测技术的发展，海洋数人工智能技术已在海洋科学中广泛据呈现爆炸性增长中国已建立了应用机器学习算法可以从大量海国家海洋数据中心，整合各类海洋洋观测数据中发现规律和异常；深观测数据，开发了海洋大数据存储度学习技术用于海底地形识别和海、处理和分析技术，实现了海量、洋生物分类；而智能机器人则能够多源、异构海洋数据的有效管理和自主完成复杂的海洋环境监测和样利用，为海洋科研和决策提供了数本采集任务，大大提高了海洋科学据支持研究的效率和精度海洋预报系统中国已建立了覆盖全球和区域的海洋预报系统，能够预测海浪、潮汐、风暴潮、海冰和赤潮等海洋现象其中，全球高分辨率海洋预报系统的精度已达到国际先进水平，为海上安全、渔业生产和海洋工程提供了可靠的预报服务国际海洋合作联合国海洋科学十年计划国际海底管理局合作区域海洋合作机制中国积极参与联合国年可中国是国际海底管理局的重要成员国中国积极参与亚太经合组织海洋可持2021-2030持续发展海洋科学十年计划，支持建，已获得了太平洋多金属结核区、大续发展中心、中国东盟海洋合作中心-设全球海洋观测系统，推动深海科学西洋多金属硫化物区和西太平洋富钴等区域合作机制，推动海洋科技合作研究，开展海洋环境保护和可持续利结壳区三个勘探合同区，总面积超过、环境保护和蓝色经济发展通过举用研究中国已经设立了专项基金，万平方公里中国严格遵守国际海办海洋科技论坛、开展联合科考、建15支持发展中国家科学家参与该计划，底区域资源勘探规则，积极参与国际设海洋观测网络等方式，促进区域海并主办了多次国际研讨会和培训班海底采矿规则的制定，推动深海资源洋合作与发展的和平利用海洋空间规划海洋空间规划是协调海洋资源开发与环境保护的重要工具中国已建立了覆盖领海及毗连区的海洋功能区划体系，将海域分为农渔业、港口航运、工业与城镇用海、矿产与能源、旅游休闲、海洋保护、特殊用途等功能区，实现了海域资源的合理配置和高效利用截至2022年，中国已建立各类海洋保护区271处，总面积约

12.4万平方公里，占管辖海域面积的

4.1%这些保护区涵盖了珊瑚礁、红树林、海草床等典型海洋生态系统和重要物种栖息地，在保护海洋生物多样性、维护生态平衡方面发挥了重要作用同时，中国积极推进蓝色海湾整治行动和海岸带综合管理，促进海洋经济与生态环境协调发展海洋教育与人才培养海洋意识教育中国重视全民海洋意识的培养，将海洋知识纳入中小学教育体系，建设了一批海洋科普教育基地，每年举办全国海洋宣传日和世界海洋日活动，通过展览、讲座、竞赛等形式普及海洋知识，提高公众的海洋保护意识和海洋国土意识海洋专业人才培养中国已形成了完善的海洋科技人才培养体系，全国有近30所高校设立了海洋科学、海洋技术、海洋资源与环境等相关专业中国海洋大学、厦门大学等高校建立了从本科到博士的完整培养链条，每年培养数千名海洋专业人才，为海洋科技创新和海洋经济发展提供了人才支撑国际海洋人才交流中国积极开展国际海洋人才交流与合作，与美国、俄罗斯、法国等国家的海洋研究机构建立了长期合作关系，实施了中国政府海洋奖学金计划，支持发展中国家学生来华学习海洋科学技术，推动国际海洋教育资源共享和人才联合培养海洋法律与政策法律/政策名称颁布时间主要内容《中华人民共和国海域使用管2001年确立了海域使用权制度和有偿理法》使用原则《中华人民共和国海洋环境保1999年2017年修订规定了海洋环境保护的基本制护法》度和要求《中华人民共和国海岛保护法2009年保护海岛生态系统和合理开发》利用海岛资源《中华人民共和国深海海底区2016年规范国民在国际海底区域的勘域资源勘探开发法》探开发活动《全国海洋经济发展十四五2021年明确十四五期间海洋经济发规划》展目标和重点任务中国已经建立了较为完善的海洋法律制度体系，涵盖海洋权益维护、海域管理、环境保护、资源开发等多个方面这些法律法规为中国海洋事业发展提供了法律保障，也体现了中国履行《联合国海洋法公约》等国际公约的责任和义务在海洋政策方面，中国坚持和平、合作、包容的海洋发展理念，主张在相互尊重、平等互利的基础上解决海洋争端，反对将海洋问题政治化、国际化同时，中国积极参与全球海洋治理，推动建立公平合理的国际海洋秩序，为构建海洋命运共同体贡献中国智慧和力量海洋安全海上搜救技术海洋灾害预警海事安全管理中国已建立了覆盖全国中国已建成了覆盖近海中国积极实施船舶交通沿海的海上搜救体系，和远洋的海洋灾害监测管理系统VTS和自动识配备了现代化的搜救装预警网络，能够对台风别系统AIS，对船舶航备，包括大型救助船、、风暴潮、海啸、赤潮行实施动态监控，预防直升机和无人机等北等海洋灾害进行早期识海上交通事故同时，斗卫星导航系统为海上别和预警特别是在台加强海上巡航执法，打遇险人员提供精准定位风预报方面，精度不断击海上走私、偷渡等违服务，而智能搜救决策提高，预报时效从过去法行为，维护海上通道系统则能够根据海况、的24小时延长到120小时安全中国海事部门还气象等因素，优化搜救，为沿海地区防灾减灾定期开展船舶安全检查路径和资源配置，大大提供了有力支持和海上应急演练，提高提高了搜救效率安全管理水平海洋与气候变化全球平均海平面上升毫米海洋吸收CO2量亿吨海洋是全球气候系统的重要组成部分，对气候变化具有巨大影响海洋吸收了地球90%以上的多余热量和约30%的人类活动产生的二氧化碳，减缓了全球变暖的速度然而，这也导致了海平面上升、海水酸化和海洋生态系统变化等一系列问题中国科学家积极参与全球海洋气候观测网络建设，在南海和西太平洋建立了一系列观测站点，监测海洋环流、热量传输和碳循环过程此外，中国还开展了厄尔尼诺-南方涛动ENSO的监测和预测研究，提高了对极端气候事件的预警能力全球变化与海洋-大气相互作用已成为中国优先发展的科研领域之一未来海洋探索方向深海空间站海底城市概念12中国已启动深海空间站概念设计虽然目前仍处于构想阶段，但未，计划在南海深处建立长期水下来海底居住设施可能成为现实工作站，支持科学家进行长时间中国科研机构正在研究水下生态深海科考和资源勘探这一设施居住舱、海底能源系统和水下建将配备生命支持系统、科研实验筑材料等关键技术，探索海洋空室和水下机器人系统，成为人类间的可持续利用方式这些技术进入深海的桥头堡，为深海资突破也将为海洋牧场、深海采矿源开发和科学研究提供坚实平台和海底观测站等更加现实的应用提供支持海洋生态修复技术3面对海洋生态系统退化问题，中国正在开发一系列海洋生态修复技术，包括人工珊瑚礁构建、红树林恢复、海草床重建和海洋微塑料降解等特别是基于合成生物学的海洋环境修复技术，有望为解决海洋污染和生态退化问题提供新思路海洋科普与传播海洋博物馆建设科普教育基地海洋科学纪录片中国已在青岛、天津、厦门等沿海城市中国各地建立了众多海洋科普教育基地近年来，中国制作了一系列高质量的海建立了一批现代化海洋博物馆，展示海，如厦门海底世界、青岛海昌极地海洋洋科学纪录片，如《蓝色星球》中文版洋科学知识、海洋生物多样性和海洋文公园等这些基地通过互动展示、科普、《深海》、《守护海洋》等这些纪化遗产其中，青岛的中国海洋大学海讲座和实践活动，让公众特别是青少年录片运用先进的水下摄影技术和科学可洋博物馆收藏了超过2万件海洋生物标本了解海洋知识，增强海洋保护意识同视化手段，生动展示了海洋的奥秘和魅，是亚洲最大的海洋生物标本库之一时，一些海洋研究机构也定期开放实验力，在电视和网络平台广泛传播，提高室，举办科学家进校园活动了公众对海洋科学的兴趣和认知探海新技术展望深海通信新突破深海光通信技术利用蓝绿光在海水中的低衰减特性，可以实现中距离高速水下数据传输而深海声学网络则通过优化声波调制方式和网络拓扑，提高了远距离水下通信的可量子传感器靠性此外，量子通信技术有望彻底解决深海通信安全问题，确保敏感数据的绝对安全传输量子传感技术利用量子力学原理，可实现超高精度的重力场、磁场和电场测量在海洋探测中，量子重力梯度仪可以精确探测海底地形和资源分布；量子磁力计能够提高海生物仿生技术洋磁异常探测精度；而量子陀螺仪则可以大幅提升水下导航精度，减少长时间潜航中的位置漂移仿生鱼、仿生水母等生物仿生水下机器人模拟海洋生物的游动方式和体表结构，具有低噪声、高效能和良好隐蔽性的特点这类机器人能够在复杂海洋环境中长时间工作，适合进行珊瑚礁等脆弱生态系统的近距离观测和取样，而不会造成明显干扰结语携手共建海洋命运共同体全球海洋治理科技合作创新1共同制定规则和标准联合攻克关键技术2守护海洋生态共享海洋财富43保护我们共同的蓝色家园促进海洋经济可持续发展海洋是人类共同的家园，面对日益严峻的海洋环境挑战和复杂的海洋权益问题，任何国家都无法独自应对中国提出构建海洋命运共同体理念，倡导各国在平等互利基础上加强合作，共同推进全球海洋治理体系建设未来，中国将继续秉持开放包容的态度，积极参与国际海洋科学研究计划，推动海洋科技和管理经验分享，加强南北合作与南南合作，共同保护海洋环境，合理开发利用海洋资源，维护海洋和平与安全，让广袤的蓝色海洋永远成为造福人类的和平之洋、友谊之洋、合作之洋。