義大利埃特納火山噴發 濃煙和火山灰衝向天空
2026-03-15 21:09 4,269次浏览海南為深海裝備測試與應用搭臺 深海科技澎湃旺盛創新力(大數據觀察) 今年，「深海科技」首次寫入《政府工作報告》。海南四面環海，得天獨厚的自然條件，為深海裝備測試與應用搭建了平臺。無人風帆航行器穿越颱風，載人潛水器探索深海，科學考察船遠航大洋……在海南，眾多團隊在此攻關深海科技，各種深海科技裝備從這裡出發，服務於科研，彰顯出澎湃的創新力。 「信天翁」無人風帆航行器 追風探海 實測數據 颱風越來越近，浙江大學海南研究院海洋過程與裝備團隊的成員們各司其職：張小波和同事乘坐小艇，將「信天翁」無人風帆航行器布放到海面上，升帆的航行器漸行漸遠；岸邊，李彥君聚焦屏幕，時刻關注航行器的狀態。 穿越颱風，觀測颱風內部氣象變化、海洋動力過程等，這是「信天翁」此次探測肩負的任務。 「信天翁是一種善於利用風的鳥，既能在空中翱翔，又能潛水捕魚。以它為名，是希望航行器能憑風借力，航行得又快又遠，也能潛進深海。」李彥君介紹，「信天翁」是我國自主研發的新型海洋探測裝備，升帆時利用風力，收帆漂流時吸收光照發電，低能耗的設計使其能夠長距離行駛，最大下潛深度達1000米，可在颱風、中尺度渦等複雜氣候、海洋環境中開展科學觀測。 這次航行，「信天翁」從距離颱風北部530公裡處出發，進入颱風眼，從東南部穿出，歷時3天。它能自主航行、規劃路徑，在最大風力超過30節的惡劣條件下，將採集到的颱風觀測數據實時回傳。 「一次颱風實測獲取的經驗，遠超傳統的海測。『信天翁』穿越颱風，各方面性能都經受住了實測檢驗。」浙江大學海南研究院常務副院長、團隊負責人李培良介紹，「信天翁」收集到的氣象、海浪等數據，為科學家了解颱風的內部結構、形成機制、演變規律等提供了支撐，將顯著提升颱風預報的準確性，增強防災減災能力。 不僅追風，還能探海。「風能驅動的航行器在水面上行駛，通常只能觀測水上目標。下潛後，『信天翁』能觀測海洋剖面，搭載聲吶等設備探測水下目標。」李彥君認為，「信天翁」在未來還將發揮出更大的潛能與作用。 「奮鬥者」號載人潛水器 挺進深淵 觀測採樣 海南三亞市鹿回頭半島，中國科學院深海科學與工程研究所(以下簡稱「深海所」)坐落於此。憑藉「奮鬥者」號載人潛水器與自研深海探測裝備的密切協作，深海所得以更加高效地開展科研與應用。 在近萬米深的海底，目前已知全球最深、規模最大的化能合成生命群落，呈現在「奮鬥者」號載人潛水器的鏡頭中。如小樹苗般的管狀蠕蟲、緊貼在巖石上的雙殼類軟體動物，靠著海底微生物製造的硫化氫等維持生命——這一發現，拓展了人類對深淵生態系統的認知。 「在萬米海底，壓強極大，每平方米承受1萬噸左右的壓力。『奮鬥者』號耐高壓的球艙與生命支持系統，能讓科學家更好地看清海底世界，並獲取樣本、進行分析。」深海所深海科學研究部主任杜夢然說。 有了「奮鬥者」號載人潛水器這個好幫手，科學家們不僅能探訪海洋深處的「生命綠洲」，還能捕捉藏於深海的魚類。 深淵著陸器迅速下墜，到達海底。它用腐肉作誘餌，引得一群深淵獅子魚聚攏而來，進入裝置。在燈光和攝像機下，它們的形態和一舉一動被記錄下來。這種生活在海洋深處的魚類，體形像蝌蚪，體色較透明，遊動姿態十分優雅。 「常規的著陸器在布放到水中前，已經設定好了狀態，在水下難以調整。『奮鬥者』號載人潛水器巡航深海，藉助吸管裝置和機械手臂，將深淵獅子魚置入採樣籃中，實現了『被動等魚』和『主動捕魚』相互配合。」深海所深海科學研究部博士後徐涵介紹，基於我國自研深潛技術獲取的深海及深淵魚類樣本庫，深淵獅子魚等深海魚類演化和基因組的相關研究取得了成果，並已在國際學術期刊《細胞》上發表。 「深海探測裝備緊密協作，讓探索領域不斷延展。我們對深海生物『生命進化樹』的認知也更加充分，這為未來生物資源開發與生態保護打下了基礎。」杜夢然說。 藉助「奮鬥者」號和「深海勇士」號載人潛水器、「探索」系列科考船，海南的深海進入技術及作業能力不斷提升。相關企業同深海所共同建設的聯合實驗室也已經落地，將在深海照明、虛擬實境技術等方面推動成果轉化，助力本地深海科技產業發展。 南山港公共科考碼頭 資源共享 服務研發 科考船從三亞市南山港公共科考碼頭出發，到深海進行裝備測試，僅需半天時間。 「公共科考碼頭面向所有科研機構開放，以滿足科考船靠泊和海洋裝備測試需求。」三亞南山港碼頭有限公司市場總監沈悅介紹，「碼頭既能充分利用岸線資源，又能發揮集聚效應，吸引科研機構、企業在此駐留，帶動深海科技產業鏈發展。」 三亞深海科考碼頭與岸基實驗保障平臺項目，當前正在建設中。建成後，項目將與重大科技基礎設施統籌銜接，形成更加開放共享的海洋科技平臺。 從2020年的30航次，到2024年的1416航次，南山港服務的科考航次越來越多。「今年上半年我們服務的科考航次，快趕上去年全年的量了。」沈悅說。 原先以貨運為主的南山港，已轉變為擁有科考、貨運、船舶維保等多功能場景的綜合性港口：在海試應急備件方面，就地集成裝配調試，為深海裝備測試提供保障；此外，利用傳感器、無人遙控潛水器等，進行水域搜救、水下打撈，大幅降低因裝備測試不利造成的損失。 「我們還提供代海試服務，通過整合船舶、海域、氣象等資源，制定相關方案，試驗周期平均縮短30%。」一家海洋科技相關企業的負責人劉港介紹，代海試服務可以促成資源共享，提升研發效能。 截至目前，三亞崖州灣科技城高新區深海裝備產值達7.7億元，初步貫通了「試驗場—研發—製造」環節鏈條。「我們將用好自然資源稟賦和政策優勢，推進深海科技創新平臺建設，鼓勵發明創新、推動成果轉化，打造具有特色和優勢的深海科技產業。」三亞崖州灣科技城管理局相關負責人說。(人民日報 記者 董澤揚)
近日召開的國務院常務會議討論並原則通過《中華人民共和國耕地保護和質量提升法(草案)》。會議指出，堅持耕地數量、質量、生態一體保護，綜合施策持續恢復和提升耕地生態功能，確保永續利用。 這個消息讓中國農業大學教授、中國工程院院士張福鎖團隊很振奮。前不久，該團隊剛剛在《科學》雜誌發表重要研究成果《調控植物-土壤反饋，推動農業可持續發展》，強調種地不能「頭疼醫頭，腳疼醫腳」，要把目光轉向土壤健康。 民以食為天，耕地是糧食生產的「命根子」。張福鎖在介紹課題研究背景時表示，團隊曾對華北平原小麥-玉米輪作體系長期定位試驗的105個數據點進行了數據統計測算，由於土壤問題，當前每公頃耕地存在約1.5噸的隱形糧食損失。 為何「丟了」這麼多糧食？張福鎖表示，是由於「作物-土壤負反饋」。當前集約化農業生產不合理管理造成各種土壤健康問題，如壓實引起土壤結構變差，土壤化學性狀的變化包括土壤酸化、鹽漬化，土壤生物活力降低，生物群落失衡等，導致土壤內在效率下降，作物容易染病，對氣候變化的抵抗力下降等。他說：「一畝地100公斤的隱形產量損失，我們應該拿回來。」 中國農業大學副教授王光州和中國農業大學教授張俊伶告訴中青報·中青網記者，在這項研究中，團隊基於前期研究進展及科技小院16年來生產一線的實踐積累，結合團隊近年來在根際生命共同體理論研究方面的進展，將生態學研究中發展較快的「植物-土壤反饋」思想引入農田生態系統，提出了作物高產與土壤健康協同的系統化研究範式。 張俊伶和王光州指導的學生，在田間地頭的科技小院駐紮時，發現「改土」確實可以增產。 博士生欒冬冬2020年進入課題組時，在河北曲周的麥田裡，看到大片即將灌漿成熟的麥子中，有不少麥穗提前枯白、乾癟。「這是小麥患上了莖基腐病。」他說，這種由土傳病原真菌-鐮刀菌引起的病害，能夠侵染小麥莖基部，導致莖基部腐爛、植株早衰，甚至顆粒無收。不僅如此，這種病害還會產生有毒的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇等，威脅糧食安全和人畜健康。 他說，研究顯示基腐病的病因有很多，具體到曲周這片土地，團隊分析，這裡冬小麥和夏玉米收穫後大量秸稈還田，改變了土壤微生態環境，促進了有利於病原菌生長的微生物的富集，成為引發小麥莖基腐病的關鍵原因。 為了找到一種有益菌和病原菌進行鬥爭，欒冬冬長期在田裡、實驗室兩頭跑。去田裡把患病的小麥樣品和土壤樣品取回，在實驗室裡篩選土壤，分離出微生物。而後培養微生物、鑑定微生物，再將潛在的「對手」微生物和引發莖基腐病的病原菌進行功能拮抗試驗，驗證其是否發揮了抑制病原菌的作用，從而製備能夠抑制病原菌的有益菌劑。 在實驗室中尋找有益菌的過程雖然繁瑣，但和在酷暑裡下地噴灑生防微生物菌劑比起來，卻還不算辛苦。欒冬冬說，同學們和老師經常是下午兩點就帶上菌劑，頂著火辣的日頭出門，在田裡一直忙到晚上七八點。 經過4年的篩選與驗證，欒冬冬和團隊成員初步研製出了一種生防微生物菌劑。他說，團隊2024年在曲周建立了總面積近5畝、由16區塊組成的試驗田，田塊中應用生防微生物菌劑的結果令人欣喜：小麥莖基腐病發病率顯著下降，根際土壤中病原菌豐度下降超過25%，平均每畝小麥增產近17%。 和欒冬冬相似，博士生倪剛在山東東營的鹽鹼地上種小麥和玉米，檢驗土壤中的微生物對作物的影響。 倪剛告訴中青報·中青網記者，他們從2021年開始，在山東東營的8畝地試驗田上，每年6月播種玉米，10月收穫，玉米收穫後再播種冬小麥，來年6月收穫。在這個輪作的過程中，他和同學們一起提取玉米、小麥根際的微生物進行研究，研製出有益於作物生長的微生物菌劑，並在大田試驗的基礎上驗證菌劑效果。 「上個月，我們剛收穫了微生物菌劑試驗的冬小麥。」倪剛說，目前，與不施加微生物菌劑的處理相比，施加微生物菌劑試驗田的冬小麥增產了約30%。 研究人員由此發現，土壤對於作物的影響遠比想像中大，而土壤健康似乎還沒有得到應有的重視。 張俊伶表示，當前以追求高產為目標的集約化農業過度依賴高產品種和外源投入，植物-土壤互作關係被削弱，造成系統負反饋作用加大，而正反饋作用減少，土壤退化嚴重，土壤健康現狀惡化。 張俊伶說，由於長期忽視土壤健康，在面對農業生產實際問題時多採用「快餐式」，「頭疼醫頭，腳疼醫腳」的片面解決方式，土壤生態系統失衡，土壤多功能性難以發揮，嚴重威脅耕地質量和農業綠色發展。因此團隊在此次研究中提出農業轉型要紮根大地，「低頭」關注土壤健康。 「不能光看一茬的產量，還要看長遠的整體效應；不能只管作物，還得看護好土壤。」張俊伶說，「我們希望大家從『朝上看』，轉向『朝下看』，要扎到土裡去；希望大家不僅僅是看短期的作物產量，更要著眼於長遠的健康土壤培育。」 近些年，張福鎖在走訪全國各地的農田時，觀察到地方農業部門對「改土」的需求日益增長。研究團隊提出了未來農業科學研究的一些重點方向，他們希望構建作物高產與土壤健康協同提升的長效機制和管理策略，支撐農業系統的氣候韌性等。 中青報·中青網記者 張茜 實習生 劉璇來源：中國青年報 2025年08月11日 08版
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