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深海情况生态掩护装备生长研究

更新时间  2022-05-25 00:52 阅读
本文摘要:一、前言深海情况里蕴藏着富厚的生物资源、矿产资源、油气资源、空间资源等,也是推动各领域科技生长的珍稀资源。作为人类运动的新领土和新热点,深海在情况生态掩护方面面临新的问题与挑战。与陆域及其他海域相比,深海因其奇特的地理位置和情况,遭受的情况污染难以获得治理,且深海生态系统较为懦弱、抗逆力较差。深海采矿等资源开发运动可能会对情况生态系统造成难以估量的负面影响和损害。

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一、前言深海情况里蕴藏着富厚的生物资源、矿产资源、油气资源、空间资源等,也是推动各领域科技生长的珍稀资源。作为人类运动的新领土和新热点,深海在情况生态掩护方面面临新的问题与挑战。与陆域及其他海域相比,深海因其奇特的地理位置和情况,遭受的情况污染难以获得治理,且深海生态系统较为懦弱、抗逆力较差。深海采矿等资源开发运动可能会对情况生态系统造成难以估量的负面影响和损害。

开发区域发生的污染会在深海底层洋流的动员下扩散到相邻海域,深海资源开发相比陆地开发的生态情况影响更为显著,影响规模更辽阔,潜在危害也更为严重。开发深海情况生态掩护装备、掩护深海生态情况是加速“人类世”历程、优化人类运气、完善“宜居地球”的重要途径。

20 世纪 90 年月以来,世界情况生态掩护装备的生长从萌芽期进入增恒久;尤其近十年来,相关装备技术获得了前所未有的生长。然而由于深海远离大陆,其情况生态掩护相对海岸带和近海生长较晚,现在深海情况生态掩护装备体系尚未建设,亟需综合梳理相关装备技术的生长历程、现状与趋势。基于此,本文分析深海情况生态掩护对装备技术的需求,界定深海情况生态掩护装备的内在与种类,梳理相关装备的生长历程和现状,明确我国深海情况生态掩护装备生长存在的问题并相关对策。二、深海装备承载情况生态高水平掩护使命(一)宏观需求相比陆、空、天,人类对深海的认识与开发尚处于低级阶段,深海是迄今为止人类知之最少的“科学盲区”,我国与海洋蓬勃国家将在“蓝色圈地运动”中抢占制高点。

我国负陆面海、陆海兼备,提高深海资源可连续开发、情况生态风险控制和综合治理能力,事关海洋强国建设和生态文明建设大局。工欲善其事,必先利其器。

人类对深海的认识、探索与开发是随着海洋装备技术的进步而不停深化的。我国经略海洋,实施深海情况生态掩护必须装备先行。(二)技术需求随着“深海探测”向“深海进入”“深海开发”时代的跨越,中国逐渐走向世界深海舞台的中央,实施深海探索和研究的时机已经成熟。深海孕育了地球上最大、尚未被认知的生态系统,深海资源和能源开发历程可能对这些生态系统带来滋扰与损害。

由于深海特殊的地理情况,99% 的微塑料可能到达深海,并随着洋流漫衍在深海底部的沉积物中,对深海情况和生态系统带来严重影响。持久性有机污染物、内排泄滋扰物等已在马里亚纳海沟被发现。

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海沟沉积情况等特殊作用对这些到达海洋深处的污染物富集具有放大效应,对深海生态情况带来难以估量的危害。由于深海极端情况的特殊性、现有探测手段的局限性,深海情况基线值确定难度大,资源开发对深海情况的深远影响难以估量。同时,深海高压、低温、黑暗等极端恶劣的情况条件以及声学通信的局限性、庞大多变的任务特性,对深海情况生态掩护装备的开发提出了极为苛刻的要求。因此,系统研究深海情况生态掩护装备的生长特征,明确未来高精尖深海情况生态装备生长的需求与着力点,保障深海资源的可连续开发使用和深海生态文明建设,具有重要的现实意义。

三、国际深海情况生态掩护装备生长态势深海情况生态掩护装备指涉及深海情况生态掩护有关的各种装备的总称(见图 1),包罗深海情况原位实验装备,深海情况探测 / 观察装备,深海情况模拟装备,深海情况生态取样、生存装备。图 1 深海情况生态掩护装备分类(一)原位实验装备20 世纪以来,为观察和研究深海情况特征,各海洋强国制作了多类海底原位实验室系统,包罗美国海中人系列、宝瓶宫、SEALAB 系列、Tektite 系列,苏联 Bentos-300,法国 Conshelf 系列,德国 Helgoland,意大利 Progetto Abissi 等。

这些水下实验室是用于科学研究、在海底恒久驻停与运行的载人实验平台,支持各国科学家在海洋生态情况等观察研究中取得丰硕且名贵的研究结果(见图 2~ 图 4)。例如,美国在 20 世纪 70 年月研制了潜深为 914.4 m、排水量为 372 t 的 NR-1 型深海移动式事情平台,具备海底基础设施的安装与维护、海底测绘、跟踪取样、情况监测等水下任务能力。图 2 美国 SEALAB 3(上)和苏联 Bentos-300 海底实验室(下)图 3 美国“宝瓶座”水下实验室(上)和德国“Helgoland”水下实验室(下)图 4 美国“阿鲁米那号”载人事情站(上)和 NR-1 深海作业平台(下)(二)探测、观察装备19 世纪 70 年月,英国 HMS Challenger 舰艇首次观察了深海情况中的物理特性,确定了海洋环流与海洋温度漫衍之间的联系 [1],标志着物理海洋学的起点。

随着深海情况探测技术的不停生长,探测仪器成为深海情况装备的重要组成部门,搭载于潜水器上或放置深海中举行原位探测,为深海生态系统研究和情况掩护提供了原位数据和影像资料。这些仪器包罗温盐深剖面仪、电导率仪、声学多普勒海流剖面仪、拉曼光谱仪以及各种传感器等装置 [2]。

2007 年,美国新泽西州大学研制的 Slocum 滑翔机集成了多种物理和光学传感器,兼具丈量温度、盐度、深度平均电流、外貌电流、荧光、表观和固有光学特性等功效 [3]。2010 年,日本海洋局使用 Urashima 智能无人潜水器(AUV)在冲绳四周活跃的热液场上方收集了大量情况参数,绘制了海底地貌上热液喷口群落位置的生境图 [4]。同年,法国国家海洋研究机构通过科考船部署了系列自主海洋监测仪器,实时监测热液喷口生态系统的自然动态,研究大西洋中脊情况不稳定性排放热液的流量、身分、温度变化及其对热液系统动物群落的影。


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