海洋大科学研究中心开启高质量运行 海洋“大科学”时代在青岛扬帆起航

背依大珠山,面朝灵山湾,筹建3年多时间、集聚中科院13家科研力量的中国科学院海洋大科学研究中心,犹如一座海洋科技“航空母舰”,在青岛古镇口融合区扬帆起航。

海洋大科学研究中心一隅。

高效、开放运行海洋重大科技基础设施,是我国海洋科技资源开放共享的典范;聚焦三大核心科研单元、七大交叉研发集群“从0到1”攻关,相关重大原创成果处于国际领先;推进科教产融合发展和国际合作,跨学科、跨领域、跨部门协同创新的广度和规模罕见……

“海洋大科学研究中心完成筹建期各项工作任务,开启了高质量运行新征程。”中科院海洋研究所研究员、海洋大科学研究中心办公室主任李富超介绍说,中心通过整合凝聚中科院海洋领域优势研究力量,实现海洋创新平台、创新团队、创新成果“三集聚”,正在加快推进科技自立自强,加强创新链产业链融合,成为国际一流的海洋科技创新平台、人才高地和新兴产业培育基地。

搭平台:支撑海洋“大科学”时代高效、共享需求

在中科院“率先行动”计划的版图中,有五座城市在全国脱颖而出,格外亮眼。上海、合肥、北京、青岛、武汉,依托这些城市在生命科学、核聚变科学、天文、海洋、生物安全等领域的基础和优势,中科院率先成立了大科学研究中心。

海洋大科学研究中心综合中心。

其中,海洋大科学研究中心是中科院批准建设的第四个大科学研究中心,落地青岛,以中科院海洋所为依托,联合烟台海岸带所、南海所、深海所、声学所等12家中科院涉海院所共建。如今,随着该中心开启运行,青岛成为撬动海洋领域高质量发展的重要支点。

“中科院是国家重大科技基础设施的主要承担单位,管理着全国三分之二的重大科技基础设施。海洋大科学研究中心是中科院在海洋领域依托重大科技基础设施集群建设的一个公共大型科技创新平台。”李富超说,中心整合中科院海洋科考船队、野外台站观测网络、海洋科学大型仪器区域中心、海洋大数据中心等平台资源,推动跨学科、跨领域、跨部门协同创新,开展新一代重大科技基础设施预研,形成了具有强大前沿科学和技术突破能力及产业推动能力的大型综合研究创新平台。

中科院海洋科考船队是海洋大科学研究中心的核心平台。“我们统筹运行中科院“科学”、“实验”、“探索”、“创新”4个系列12艘科考船,形成全海域可达、全海深探测、全要素获取、全链条保障的综合探测能力,在航时间整体提高10%,海上调查装备工作效率提升20%,故障率下降30%。”李富超说。与此同时,着力提升岸基支撑保障能力,协同调配青岛、广州两个岸基保障平台资源,积极推进三亚科考码头建设,加快打造科考船队南北保障中心。

经略海洋,需要强大的海上科考能力,同时也离不开观测网络、仪器设备等支撑。李富超介绍,中心除了建设中科院科考船队,还建成野外台站观测网络、海洋科学大型仪器区域中心和海洋大数据中心3个支撑平台。

野外台站观测网络构建起了国际上最大规模的海岸带-近海-大洋“空天海地”一体化海洋综合观测网络,该网络最大的特点是实现了海洋观测数据的实时传输;

海洋科学大型仪器区域中心统筹运行“发现”号等108台(套)大型调查设施设备,形成了“南北双核,五地七所”的海洋大型仪器区域共享体系;

海洋大数据中心融合人工智能与海洋大数据进行协同创新,目前数据资源池总量达242TB,面向海洋领域用户提供数据资源管理与共享、交互式数据分析、辅助决策等服务;

不仅如此,海洋大科学中心还前瞻启动海洋生态系统研究设施预研,未来,该设施可与科考船队、空天海地一体化观测网络形成多层次、多类型的海洋领域重大科技基础设施集群,进一步提升海洋大科学研究中心的平台支撑服务能力。

“通过在青岛运行海洋大科学研究中心,我们的一个最大目的是集聚起项目、人才等创新资源,开展综合交叉前沿研究,实现关键核心技术突破,为科技自立自强、国家安全和经济社会发展作出重大贡献。”李富超说。

聚资源:开拓前沿交叉领域“从0到1”联合攻关

以平台为依托,以任务作牵引,海洋大科学中心已集聚起一批优势团队,不断开展前沿研究、关键技术攻关和成果转化示范。

“通过策划重大科技任务、承担自主部署项目、落地成果转化项目等方式,我们汇聚了国内外一流海洋科技创新人才,‘不为所有、但为所用’。”李富超介绍说。据统计,目前已集聚包括院士、杰青等各类任务团队77个,吸引包括两院院士、国家杰青等高层次人才5000余人次利用平台资源,开展了600多项课题研究。

海洋大科学研究中心,红色部分为科研核心区。

据了解,聚焦近海环境、深海大洋和海洋生命三大核心科研单元,海洋大科学研究中心形成了“近海健康海洋理论与技术应用”、“印太汇聚区多圈层相互作用”、“海洋生命过程认知与生物资源绿色发展”三大核心研究方向,3年来,围绕海洋领域“从0到1”原始创新和关键核心技术突破,产出了一批标志性重大原创成果。

“在印太汇聚区,海洋大科学研究中心在西太平洋环流变异及其气候效应研究方面取得重要成果,初步奠定了我国在该领域的国际领跑地位。”李富超举例说。此外,他们还在深海生物多样性和环境适应性进化机制研究方面取得重要进展,获得西太平洋深海特殊环境大型生物样品6000余号,分离8000余株微生物菌株,鉴定大型生物800余种,发现新种61个,提出了深海热液生物具有“浅海-深海-热液”进化模式的新观点及深海微生物独特的硫代谢途径,显著提升了我国在深海生物多样性与适应机制研究等方面的国际影响力。

这只是三大核心研究方向取得的成果之一。在健康海洋方面,中心系统集成“陆域-海岸带-近海”生态环境综合治理技术,开展了赤潮、海上溢油、海洋腐蚀等从基础研究、应用研究到工程示范的全链条科技攻关,取得具有国际影响力的原创成果和技术体系,有力支撑了我国近海治理能力的提升。其中,改性粘土治理赤潮绿色环保技术在我国近海20多个水域大规模应用,并走出国门,相关成果获得国家技术发明二等奖。

在海洋生命过程认知与生物资源绿色发展方面,中心重点围绕我国海洋生物产业转型升级的迫切需求,突破基因组解析、种质创新、健康养殖、绿色加工等关键问题和技术瓶颈,为海洋产业发展提供了更多高质量科技供给。例如,培育对虾、刺参、牡蛎等多个水产新品种,海洋生态牧场示范工程在冀鲁辽三省示范推广超过46万亩,支撑了9个国家级海洋牧场建设,经济效益累计超120亿元。

“开拓前沿交叉领域,我们还紧密围绕国家和区域重大发展战略,发挥中科院创新资源全产业链优势,打造海洋工程装备、近海环境监测、海洋生物医药、海水综合利用、海洋新能源新材料、海洋矿产资源和海洋灾害防控等七大交叉研发集群。通过开展大团队跨领域协同攻关,疏通科技成果和产业需求连接的‘最后一公里’。”李富超说。

为促进交叉研发集群快速发展,海洋大科学中心正在新建4个平台,预计今年底陆续建成使用。“新建水下探测设备研发平台,开展水下探测设备的装备研制、设备定型和产品转化;新建深海资源保藏与开发平台,集资源保藏、样品分析测试和高值化利用能力于一体;新建海洋新能源新材料平台,打造集分析表征、模拟验证为一体的综合性研发平台;新建海洋人工智能与大数据平台,构建海洋大数据产品生产核心技术体系,开发海洋灾害与海洋牧场决策支持系统并开展应用。”在李富超看来,海洋大科学研究中心并不是一个项目,而是不断完善发展,随着未来发展需求的增加,他们还将在这座海洋科技“航空母舰”上不断“增砖添瓦”。例如,他们正在研发北斗海上电磁环境监测保障系统等北斗设备,在青岛建成北斗地基增强系统,提升北斗定位精度达到厘米级,覆盖青岛全域,可服务智慧港口、智慧物流、无人驾驶、防灾救灾等领域。

促发展:科技引领产业、教育和国际合作同步发展

搭平台,聚资源,延链条,促发展。海洋大科学研究中心建设先进平台和重大科技基础设施,不断开拓前沿交叉领域实现关键核心技术突破,这背后最重要的一个落脚点是产业。

“海洋大科学研究中心牵头建设了山东省首批创新创业共同体——海洋科技成果转移转化中心,目前已集聚260余家“政产学研金服用”相关单位和创新要素,汇聚中科院300余项可供转化落地的科研成果,在山东沿海地市开展精准对接。”面对海洋科技成果和产业需求匹配之间还存在差距的问题,李富超介绍说,他们还向企业征集了100余项技术需求,“自下而上”进行科研攻关,加大加快科技成果转化。

例如,青岛三力本诺新材料股份有限公司长期致力于特种工程树脂材料与烯烃氢甲酰化、酰氯化等系列产品的研发与产业化,是世界主要避蚊胺生产商和国内最大芳纶酰氯生产基地。在海洋大科学研究中心的精准对接下,甲基丙烯酸甲酯专用纳米金催化剂制备技术项目落地该公司,落地转化后将进一步推动青岛高端化工新材料发展。

这样的对接并不是个例。据介绍,中心已与18家企业签署项目合作协议,在现代海洋、高端化工、医养健康、环境治理与节能减排等产业领域,实现30余项成果落地转化带动企业新增产值超过200亿元。“当然,目前的科技成果转化还只是开始。”李富超坦言,他们也在多措并举加快发展。例如,山东省海洋科技成果转移转化中心海洋科技孵化器今年6月在青岛启用,作为山东省海洋科技成果转移转化中心的重要组成部分,将承接海洋大科学研究中心的项目孵化,培育形成海洋高新技术企业、产业集群。而随着海洋大科学研究中心开启高质量运行,预计成果转化率将显著提高,以科技促产业发展的蓝图将逐步展开、加速迈进,成为培育海洋经济新旧动能转换的新引擎。

产业之外,教育和国际合作也是海洋大科学研究中心的两个重要方向。据介绍,中国科学院大学海洋学院依托中心核心单元和交叉集群科研力量和人才队伍,建设了海洋基础学科和特色领域方向并举的教研室,将遴选海洋所与中科院涉海单位最优秀的一线科技专家,通过深度的科教融合和国际化发展,打造海洋科学高等教育国际品牌,带动我国海洋科技事业和海洋领域高等教育事业高质量发展。

“中国科学院大学海洋学院将于今年9月正式开展研究生集中教学工作。届时,将有300名左右硕士研究生入住海洋大科学研究中心科教园区。”李富超说,目前教育教学体系已基本构建完成,软硬件条件居京外科教融合学院前列。

教育之外,深入实施国际协同创新、服务“一带一路”倡议也是海洋大科学研究中心的使命。据了解,中心与印尼科学院合作构建热带海洋生态牧场,建设中国-印尼海洋生态与环境科学研究中心;围绕近海健康和海洋可持续发展问题,中心与澳大利亚海洋科学研究所共建中澳近海健康联合研究中心;在西北太平洋海洋环流和气候实验国际合作计划基础上,中心发起“丝路方舟”“印太交汇区多圈层相互作用”国际大科学计划,全面提升我国在国际海洋科学前沿领域的影响力和话语权。

“从平台建设、基础研究到产业、教育、国际合作,海洋大科学研究中心全链条布局、发展,正成为更具综合优势和发展活力的国家海洋科技战略力量。”面向未来,李富超展望说,到2030年,中心将建成多层次、多类型的海洋领域国家重大科技基础设施集群,产出一批具有世界影响的原创成果,造就一批国际著名的海洋科技领军人才,成为具有全球影响力的综合性海洋科学研究中心。