中國網／中國發展門戶網訊 海洋科學本質上是一門以觀測為基礎的科學。利用科學考察船開展現場觀測，獲得第一手的觀測數據和樣品，是推動海洋科學進步的原始動力和先決條件。2009?年起，國家自然科學基金委員會（以下簡稱“自然科學基金委”）啟動了“國家自然科學基金項目海洋科學調查船時費專款”項目，即“國家自然科學基金共享航次計劃”（以下簡稱“共享航次計劃”）。該計劃通過合理、有效地調配考察船資源，將國家自然科學基金項目的出海需求與海洋科學考察船的高效利用統籌起來，開創了我國“海洋科學考察船開放與共享”新機制。“共享航次計劃”實施?11?年來發展平穩，在探索科學基金資助新模式、搭建海洋科學調查和學科交叉合作平臺、培養鍛煉青年骨干、推動海洋調查資料積累與共享等多方面取得了顯著實效，帶動了海洋科學整體發展。

當前，海洋科學考察船作為拓寬海洋認知最關鍵、最基礎的支撐平臺，正在為海洋科技創新發揮巨大作用。與國際大型海洋調查計劃和海洋科學考察船管理模式相比較，我國的“共享航次計劃”在戰略定位和管理機制等方面還有待創新提升，在資助規模方面有待與國家戰略需求相匹配。本文在回顧“共享航次計劃”取得的成效、梳理國際海洋調查發展態勢基礎上，分析“共享航次計劃”面臨的挑戰，提出未來發展思路與舉措。

“共享航次計劃”實施11年取得明顯成效

自?2009?年啟動“共享航次計劃”以來，自然科學基金委已資助?4.3?億元，101?個科學考察船航次在我國近海及西太平洋和東印度洋海域開展長期、連續、綜合觀測研究。“共享航次計劃”主要由中國科學院、教育部、自然資源部、農業農村部所屬?10?個研究機構提供的?19?條科學考察船實施，累計搭載了115?個科研院所和高校的?6?000?余人開展海上科考，資助?1?471?項國家自然科學基金項目搭載“共享航次計劃”并獲得第一手觀測資料，直接支持發表研究論文?3?000?余篇。更重要的是，一大批基金項目借助“共享航次計劃”跨越了缺少觀測平臺的壁壘，極大提升了海洋觀測數據共享、學科交叉與創新研究能力。49?位科學家先后擔任?101?個航次的首席科學家。其中，當年?45?歲以下的占?64.4%，年齡最小的?30?歲，平均年齡?43.7?歲；481?個青年科學基金項目（占批準搭載項目數?32.6%）搭載共享航次并完成海上科考，從而推動了海洋研究復合型人才成長。

“共享航次計劃”自實施以來得到國內海洋領域科研人員的廣泛認可，也受到科技評估專家的高度關注。已有文獻中，“共享航次計劃”的資助成效一般被概括為?4?個方面：探索了與國際接軌的科學基金資助新模式；搭建了海洋科學調查和學科交叉合作平臺；培育鍛煉了青年骨干；推動了海洋調查資料積累與共享。

進一步總結分析發現，“共享航次計劃”帶動了海洋科學整體發展。“共享航次計劃”實施恰逢科學基金事業快速發展階段，在總體資助經費和規模快速增長的大背景下，該計劃的實施為基金項目及其合作單位提供了海上科學考察的平臺，破除了海洋科學研究的門檻。統計數據表明，“共享航次計劃”實施后，國家自然科學基金海洋科學各類項目（申請代碼“D06”）申請量增長明顯，增長速率較實施前?3?年（2006—2008?年）有了很大提升（圖?1），顯著擴大了沒有科學考察船單位在海洋科學的項目申請量（圖?2），從而使得越來越多的單位加入海洋科學基礎研究行列。項目依托單位由?2009?年的?151?家增加到?2019?年?295?家；11?年來累計新增?378?家申請單位、321?家合作單位，年增申請單位約?34?家，新增合作單位約?30?家；其中，平均每年約有?11?家合作單位在搭載其參與在研基金項目申請的航次以后，開始作為依托單位獨立申請?D06?項目。

國際海洋調查發展態勢

過去人類認知海洋主要依賴于海洋科學考察船，隨著衛星、航空、浮標、潛水器等多種海洋觀測技術的快速發展，海洋觀測研究逐步發展出從航空航天、海洋表面、海洋剖面、海洋底部、海底鉆探到組網實時長期連續觀測等系列化、立體化的觀測手段。目前，國際上已陸續建成了覆蓋范圍由區域到全球的?10?余套海洋觀測/探測系統。這些系統為全球氣候預測、海洋活動預報服務、保護海洋生態環境，以及開展海洋重大科學技術問題研究等提供了大量的觀測、探測資料，從而極大提高了人類認知、利用和保護海洋的能力。在現代海洋觀測體系中，海洋科學考察船集觀測、采樣和新技術試驗等多功能于一身，仍具有核心、基礎和不可替代的作用，是獲取海洋信息的直接手段和綜合平臺。

基于海洋科學考察船的國際調查計劃

目前，基于海洋科學考察船/鉆探船的海洋調查計劃主要有“全球海洋船載水文調查計劃”（GO-SHIP）和“國際大洋發現計劃”（IODP，2013—2023年）。GO-SHIP。主要任務是組織開展約每?10?年?1次的全球水文測量，以獲取寶貴的重復觀測數據。GO-SHIP為基于海洋科學考察船的多學科綜合觀測，觀測范圍覆蓋了整個洋盆和全水深（從海面到海底），測量精度是所有水文調查方法中最高的。IODP。由1968?年開始的“深海鉆探計劃”（DSDP，1968—1983?年）發展而來，是地球科學領域迄今歷時最久的國際大科學計劃。IODP?所取得的科學成果驗證了板塊構造理論，揭示了氣候演變的規律，發現了海底深部生物圈和可燃冰，推動了地球科學一次次的重大突破。中國于?1998?年加入?IODP?的前身“國際大洋鉆探計劃”（ODP，1985—2003?年）。此后，中國通過“匹配性建議項目”（CPP）的形式在南海實現了?3?次鉆探，為邊緣海的演化機制開拓了新的研究視角。

上述基于海洋考察船的調查計劃進展表明，海洋科學重大原創性成果的產生高度依賴于有計劃、有組織地實施海上現場觀測，積累調查資料，發現新的證據。海洋科學考察船已經成為海洋科技創新不可或缺的組成部分。

國際上海洋考察船的管理模式

關于海洋考察船隊的管理模式，在此重點討論?3?種不同的類型：美國大學-國家海洋實驗室系統（UNOLS）、GO-SHIP和IODP。

UNOLS?模式。主要通過統一管理、協調使用的模式，實現用船需求與船舶、儀器設備的合理安排，減少海洋調查的交叉和重疊。具體表現為靈活多樣的航次組織形式：綜合考慮基金項目申請時的用船和設備需求進行合理安排，同一航次圍繞?1?個主題科學問題；開展多種類型的培訓航次； 針對國際上關注的重大科學問題開展專門航次調查。由于系統內船舶及相應儀器設備均由美國國家科學基金會（NSF）和美國其他政府機構出資購買，充分保障了各類基金項目的海上考察需求，體現出“普惠型”航次特征。

GO-SHIP?模式。與?UNOLS?不同，GO-SHIP作為國際組織，主要通過制定國際協議來倡導和組織各國科學考察船參與該計劃的全球方案。因此，科學完善的管理機制是其成功運行的關鍵，包括建立科學指導委員會和執行組、制定各國科學考察船的準入政策、編制《GO-SHIP?重復水文觀測手冊》（GO-SHIP Repeat Hydrography Manual）、數據共享政策等。

IODP?模式。相對于?UNOLS?主要是“普惠型”航次，IODP?航次則是專注于某個重大科學問題。航次建議書即“科學問題”是驅動?IODP?的關鍵因素。IODP?通過科學評估委員會（SEP）來審查各國科學家提交的?IODP?航次建議書并擇優實施。此外，IODP?也建立了完善的成果管理和共享機制。

分析科學考察船的管理模式不難看出，自然科學基金委“共享航次計劃”以“普惠型”航次為主，其管理模式雖學習?UNOLS，但海洋科學考察船及其儀器設備均不隸屬于自然科學基金委；并且，只共享了海洋科學考察船，尚未開放儀器設備共享。雖然已初步嘗試布設“科學問題引導型”航次，但其尚未列入常規預算，且無對應管理機制，這距離?IODP?科學問題驅動航次實施的管理模式還有很大發展空間。“共享航次計劃”的科學指導委員會及數據共享政策制定機制與?GO-SHIP?相仿，具有頂層設計意圖，但尚缺乏?IODP?的重要成果考核評估機制及樣品分配共享機制。總之，自然科學基金委“共享航次計劃”在保持固有特色穩步發展的同時，正力圖加強“科學問題引導型”航次及管理模式，這正是未來我國海洋科技原始創新驅動的方向。

海洋調查的發展前沿

隨著科技的發展，新型海洋科學考察船的船舶性能和船載儀器設備日益先進。新時期的海洋調查逐步由區域走向全球深海大洋、從單一學科走向多學科綜合觀測，突出表現在?4?個方面。

新技術的不斷應用。在新材料、新能源、新型傳感器和數據計算與傳輸技術等支持下，多種類型的觀測平臺（如水下滑翔機等）經海洋科學考察船布放后，可進行大范圍、長時間自主觀測；還有一些觀測平臺（如載人潛水器等）可在海洋科學考察船作為母船支持下，實現了海底原位觀測、探測和取樣。新型觀測平臺的應用擴大了海洋觀測的范圍和時間，實現了真正意義上的全球觀測覆蓋。面對占全球面積?71%?的廣闊海洋，未來仍需大力發展基于人工智能的海洋無人觀測平臺，以提高對不同海洋極端環境的自主觀測能力；加強對多學科參數、高分辨率傳感器的研發和應用，提高對復雜海洋環境的精準再現能力。例如，美國國家航空航天局（NASA）提出研發新型的地球同步沿海成像和監測輻射計（GLIMR）傳感器計劃，以及構建一個覆蓋全球、全水深、多學科的?Argo 浮標陣列的國際?Argo?計劃。

不同國家、觀測計劃之間的合作。從國際上主要的海洋觀測/探測計劃組織形式可知，國際合作已成為開展海洋調查的主要模式之一。通過沿海國家的參與破除大陸架和專屬經濟區的阻礙，提高對海洋的整體認知。全球海洋觀測系統是由政府間海洋學委員會（IOC）、世界氣象組織（WMO）、國際科學聯合會理事會（ICSU）和聯合國環境規劃署（UNEP）等?4?個國際機構發起與組織實施。在統一的海洋觀測框架下，努力尋求協調全方位的國際合作。目前，已成立有?13?個全球海洋觀測系統區域聯盟，并采取多種方式增強區域聯盟之間的跨區域、團體和技術的協作。 Argo?計劃與?GO-SHIP?均是其重要組成部分。

完善的管理和共享機制。國際上大型觀測/探測計劃成功運行的關鍵在于科學完善的管理機制。這包括制定統一的觀測標準和準入制度、實施過程管理制度、資料管理與共享制度等。為推行統一的管理政策，各觀測計劃或建立自己的管理組織機構或指定由某一個國家機構或高校等非營利組織來主導。例如，“美國大型海底觀測計劃”（OOI）是由?NSF?支持和組織、以解決重大科學問題為主導的科學研究計劃。

服務于科學和社會需求。2019?年在美國夏威夷召開的第三屆世界海洋觀測大會，其主題之一是“更好地服務于科學和社會需求”。主要包括?2?個方面內容：如何改進海洋觀測系統，為科學家和社會更好地了解地球環境、監測氣候、可持續利用海洋資源提供數據信息。為青年科學家提供專業培訓。例如，GO-SHIP?選擇典型的調查斷面，訓練下一代的物理學、化學、生物學和生態學等多學科海洋觀測學者。同時，為促進國際合作，承諾向沒有科學考察船的發展中國家學生提供更多的培訓機會，以實現海洋觀測的可持續發展。

“共享航次計劃”面臨的挑戰

對比國際上主要的海洋考察船管理模式，目前“共享航次計劃”仍局限為“普惠型”航次。2017年，自然科學基金委和科學技術部評估中心委托第三方對“共享航次計劃”2010—2016?年的資助成效進行評估，認為其資助成效顯著，建議進一步完善資助模式、優化組織管理及規范數據共享等。近?2?年，自然科學基金委地球科學部聯合計劃局正在摸索“共享航次計劃”管理新模式，以使之不斷適應科學基金管理創新及國家戰略需求。縱觀國際上各類海洋觀測計劃的蓬勃發展，分析“共享航次計劃”從無到有的發展歷程，我們認為“共享航次計劃”在?4?個方面面臨挑戰。

科學問題引導不足

具體體現在：已經資助的?101?個航次中，幾乎全部為搭載了眾多國家自然科學基金項目的“普惠型”航次，大家帶著各自的科學問題同上一條船采集數據。由于搭載需求快速增長且航次資助經費缺口在?30%—50%，“普惠型”航次不斷調整航線和航次站位、壓縮每個項目的作業時間在所難免，難以聚焦重大科學問題。首席科學家在航次（科學考察項目）中的作用不清晰，航次的科學目標被忽視。“共享航次計劃”科學考察項目執行周期較短，不利于針對重大科學問題較為合理地設計實施方案。針對上述現象，“共享航次計劃”的戰略定位亟待提升。在確保完成科學基金項目海上考察任務的基礎上，應更多關注于為我國海洋科學基礎研究提供條件。

在國家自然科學基金持續推進深化改革任務的今天，切實提升培育重大原創成果的能力，不斷夯實創新發展的源頭基礎是擺在我們面前的首要工作。只有深化“共享航次計劃”的基礎支撐作用，才能提升其推動海洋科技創新的戰略定位，也才有可能凸顯科學問題引導航次的功能定位。

缺乏全鏈條的管理機制

“共享航次計劃”自實施以來被多次歸屬到不同項目類型下進行管理。由于其所屬項目類型涵蓋的亞類及附注說明領域較多，導致當前的國家自然科學基金管理辦法對“共享航次計劃”項目而言缺乏針對性。因此，未來“共享航次計劃”在科學考察項目航次類型布局、培訓規范制訂與培訓機制設計、項目組人員合理構成、搭載項目責權利規范、航次組織協調、數據質量控制與資料管理共享、獎勵與懲罰機制、項目變更程序、信息化管理能力等方面均需進一步提升，以形成各環節有機銜接的全鏈條管理機制。

敏感海域航次實施受到一定影響

受世界局勢變化的影響，“共享航次計劃”不能按期執行或不能按照預定科學目標設計航線的情況頻發，這已影響到海洋科考活動的實效。由于地形、物質輸入及人類活動等因素，大陸架和島嶼周緣海域的水文、生化、底質等參數變化劇烈，一直是海洋調查的重點區域。因此，不能進入相關國家或地區大陸架和專屬經濟區開展科考活動（包括我國管轄海域的敏感海區）將對海洋科學前沿性創新研究帶來重大影響，需要基金管理單位和科學家共同努力，提出應對策略。

經費限制

現代海洋考察船和調查設備的運行、維護及更新換代均需龐大的經費支持。現行的“共享航次計劃”經費支持僅限于航次期間海洋科學考察船的運行費用，且標準已低于現代海洋科學考察船實際發生的費用。海洋科學考察船公共樣品測試分析、海洋調查儀器設備標定、戰略調研及資料管理與共享服務等均沒有專門的經費支持。此外，“共享航次計劃”目前普遍存在搭載需求得不到滿足的現象；現有航次僅限于在中國近海及西太平洋和東印度洋進行海上調查，尚沒有能力為已實施的國家自然科學基金極地基礎科學前沿專項提供海洋科學考察支持，更無經費資助開展遠洋、深海和深淵調查。

“共享航次計劃”發展建議

國際海洋調查發展態勢表明，現代化海洋調查是加快提升我國與海洋相關的科學研究水平和原始創新能力的重要舉措。今后應繼續發揮國家自然科學基金特有優勢，深化“共享航次計劃”的基礎支撐作用，加強頂層設計，不斷完善組織管理模式，使之更科學、更高效、更共享，更好地服務于海洋科學前沿創新和國家海洋強國戰略。

豐富共享航次類型

改變目前“共享航次計劃”較為單一的組織模式，在滿足上船搭載需求的基礎上，結合國際海洋調查的發展前沿，作出針對性部署。

“普惠型”航次。近年來，我國涉海高校和科研院所數量不斷增加，大量需要進行海洋調查的科研項目仍然缺乏出海調查的機會。需要繼續堅持并擴大現有“普惠型”共享航次規模，以滿足海洋科學發展需求。此外，未來“普惠型”航次應更多采用新技術、新方法及國際通用標準采集數據，以實現觀測資料的長期積累、同步性和可對比性。同時，建立典型海區的固定觀測斷面，形成中國優勢，提升重要科學發現能力，拓展國際影響力。

重大科學考察航次。區別于傳統“普惠型”航次，重大科學技術問題引導的航次更側重于頂層設計和戰略部署，力圖實現重大突破和原始創新。實施初期，可以優先面向國家自然科學基金實施中的一些重大項目類型，規劃布局重大科學考察航次。此外，探索依靠領域專家推薦一些前瞻性海洋領域重大科學技術問題，或結合正在醞釀規劃中的國際性觀測計劃及空白觀測海域提出有可能形成中國優勢的重要研究方向，布局重大科學技術問題引導型航次，促進前沿學科交叉，引領原創成果突破。

高新技術航次。深海、深淵科學是地球系統科學研究的前沿領域，也是我國海洋科學研究中最薄弱、最前沿的領域，其關鍵在于缺乏相應的海洋調查手段。目前，我國已成功研制了多款海底地震儀、水下滑翔機和深海潛水器，但尚未在科學研究領域得到廣泛應用。未來“共享航次計劃”應設計專門航次利用我國自主研制的深海、深淵探測高新技術裝備，提高深海、深淵綜合科考調查能力。此外，也可以借鑒美國?UNOLS?管理模式，建設“共享航次計劃”的高端設備或特殊設備庫。通過統籌安排，促進海洋調查設備的更新換代及國產高端自主研制儀器設備的推廣應用。

海上學校航次。國際大型觀測計劃通常會不定期舉辦多種形式的講習班，為海洋科學考察船和出海人員提供專業培訓，這已成為保障海上調查和培養海洋創新人才的重要舉措。以“共享航次計劃”2016—2017?年出海人員構成為例，約?70%?為在讀研究生。該群體海上作業能力直接決定了海洋調查的安全實施和數據質量。因此，“共享航次計劃”亟待布局海上學校（教育）航次，并應探索依托“共享航次計劃”搭建科教融合的出海培訓持久平臺，持續提高搭載項目出海人員海上作業能力和水平。

優化管理機制

“共享航次計劃”實施中面臨的管理挑戰，只能通過優化管理機制加以實現。2019?年?2?月，自然科學基金委地球科學部提出了《國家自然科學基金共享航次計劃實施方案（試行）》，對實施?10?年過程中出現的管理問題提出了較為系統的解決方案，這為“共享航次計劃”項目申請與受理、評審與批準，以及實施與管理提供了政策依據。根據國家自然科學基金改革新要求及“共享航次計劃”發展規劃新思路，宜在此基礎上進一步優化管理機制。

加快資料開放共享

2002?年自然科學基金委地球科學部已委托授權國家海洋局第一海洋研究所（現“自然資源部第一海洋研究所”）建設運行國家自然科學基金青島海洋科學資料共享服務中心（以下簡稱“資料中心”）。自?2009?年“共享航次計劃”實施以來，資料中心在落實航次資料匯交與管理等方面發揮了重要作用。與此同時，航次項目負責人和首席科學家認真貫徹“同船優先共享”的原則，使航次所獲取的各種觀測資料和數據至少在同航次搭載項目中間得到優先共享。

為進一步發揮國家自然科學基金投入的社會效益和經濟效益，2020?年?8?月，自然科學基金委地球科學部出臺了《國家自然科學基金共享航次計劃調查資料管理和共享使用辦法（試行）》。該辦法將推動調查資料分級、分類共享，提高開放共享水平，以滿足廣大科研工作者對海上調查資料的獲取需求。

拓展國際合作平臺

中國提出的“海洋命運共同體”理念和聯合國將于?2021?年正式開展的“海洋科學促進可持續發展十年（Decade of Ocean Science for Sustainable Development）”計劃（2021—2030?年），將對海洋科學的發展起到巨大的推動作用。當前，促進全球海洋科學研究，推動全球綜合性海洋觀測系統的實施已成為國際海洋學界的基本共識。積極推動國際科技合作平臺的建設將有助于加深對全球、區域海洋的科學認知，進而為全球、區域層面的海洋管理和可持續發展提供科學依據。

近年來，中國科學院和自然資源部所屬的科研院所已經通過與相關國家海洋研究機構之間簽署合作研究備忘錄，促成聯合科學考察航次。通過聯合組織航次，在加強與周邊發展中國家海洋科技交流的同時，也有利于擴展海上調查海域，為進一步拓展海洋科考國際合作作出了有益的嘗試。

未來“共享航次計劃”發展應充分依靠自然科學基金委與有關國家相關機構既有的雙多邊合作機制，積極謀劃與“一帶一路”沿線國家的實質性海洋合作研究，為強化和提升我國在東海、南海、西太平洋和東印度洋等海域的科學研究作出貢獻，為推動構建海洋命運共同體、尋找有效方法路徑建立涉海事項的適宜體制機制作出積極探索。（作者：冷疏影，國家自然科學基金委員會；張亮，中國科學院海洋研究所；《中國科學院院刊》供稿）

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