美国在海洋研究领域长期处于全球引领地位，其海洋科技战略和计划的制定对我国相关工作具有重要的借鉴意义。通过分析美国近年发布的综合性海洋研究计划，明确了美国未来海洋研究的整体布局。通过对其中专题性研究计划的分析，发现美国未来重要研究方向包括：海洋酸化研究、北极研究、墨西哥湾生态系统研究、可再生能源研究和海洋可持续发展等。最后，结合我国实际，对我国海洋研究提出3方面建议：优化国家层面的规划设计、借鉴第三方咨询机制、科学合理确定优先研究方向。

1 引言

21世纪人类已进入全面开发利用海洋的新时代，海洋事业的发展离不开海洋科技的强大支撑。随着人类发展对于海洋的依赖越来越强，全球海洋科技研究投入不断加大，近年来呈现出多学科交叉融合、高技术引领、面向蓝色可持续发展和向深海远海拓展的趋势。美国作为全球科技实力最强的国家，其海洋研究的规模和影响力都在全球具有很强的引领和带动作用。

2 美国综合性海洋研究规划

美国的海洋科技布局紧密围绕美国整体国家海洋政策。2010年7月，美国总统奥巴马签署13547号行政命令，以建立美国首个国家海洋政策，该海洋政策要求建立一个基于科学的决策方法，以促进国家海洋资源的管理。作为美国《海洋、海岸带和五大湖管理国家政策》的一部分，2012年，美国国家海洋理事会（National Ocean Council）公布了《国家海洋政策执行计划》。该执行计划指出，未来美国国家海洋政策将重点侧重9个方面：1）基于生态系统的管理；2）海岸带和海洋空间计划；3）支持决策和提升认识；4）协同和支持（管理）；5）对气候变化及海洋酸化的恢复力及适应性；6）区域生态系统保护和恢复；7）陆地水质及可持续性；8）改变北极的状况；9）海洋、海岸带及大湖区观测、绘图及基础设施建设。

2.1 美国国家海洋研究关键领域

鉴于旧版的《绘制美国未来十年海洋科学发展路线图》已不能适应当前的海洋发展现状，2013年2月，美国国家科技委员会（NSTC）发布了《一个海洋国家的科学：海洋研究优先计划（修订版）》，重新对美国国家海洋研究关键领域进行了阐述。

该计划列出了人类社会与海洋相互作用的关键领域。每个优先研究事项都结合了自然和社会科学方法，旨在提升科学研究水平和解决国家及全球面临的诸多问题。优先研究领域及优先研究事项如下：1）支持国家需求的海洋科学：海洋酸化研究；北极地区环境变化。2）社会科学研究主题：海洋自然资源和人文资源的管理；提高自然灾害和环境灾难的恢复力；海洋运输业务活动及海洋环境；海洋在气候变化中的角色；提升生态系统健康；增强人类健康。

2.2 美国未来十年海洋基础研究重点

做为全球最有影响力的基础科学研究资助机构，美国国家科学基金会（NSF）的研究方向对美国乃至全球具有巨大的影响力。NSF对未来研究方向的选择极为重视，为集中优势资源聚焦研究目标，NSF于2013年请求美国国家研究理事会（NRC）对未来10年海洋科学的研究方向和目标进行了分析研究。2015年1月，NRC完成并发布了题为《海洋变化：2015—2025海洋科学10年计划》的报告[3]。

根据该报告的分析，未来10年美国海洋科学应优先关注8个科学问题：1）海平面变化的速率、机制、影响及地理差异？2）全球水文循环、土地利用、深海涌升流如何影响沿海和河口海洋及其生态系统？3）海洋生物化学和物理过程如何影响当前的气候及其变化，并且该系统在未来如何变化？4）生物多样性在海洋生态系统恢复中的作用，以及生物多样性将如何受自然和人为因素的影响？5）到21世纪中叶及在未来100年中海洋食物网将如何变化？6）控制海洋盆地形成和演化的过程是什么？7）如何更好地表征风险，并提高预测大地震、海啸、海底滑坡和火山喷发等地质灾害的能力？8）海床环境的地球物理、化学、生物特征是什么，它如何影响全球元素循环和生命起源与演化？

此外，该报告还指出，由于NSF的海洋学经费在未来10年不可能出现明显增长，恢复核心科学领域经费的唯一方法是减少基础设施方面的支出。报告同时指出，这样的减支存在对海洋科学研究造成部分不利影响的可能。

2.3 美国NOAA未来研究方向

美国国家大气与海洋管理局（NOAA）是美国最重要的海洋科技管理和研究机构，其海洋研究发展方向很大程度上反映了美国国家海洋科技的战略方向。为了更好地汇聚有效资源实现国家海洋目标，在之前若干研究计划基础上，2010年6月， NOAA发布了《NOAA下一代战略计划》。该计划进一步明确了NOAA的未来愿景：实现具有恢复力的生态系统、社区和经济，即健康的生态系统、社区和经济在面临环境变化时是具有恢复力的，该愿景与美国国家海洋政策愿景一脉相承。计划设定的4个长期目标及具体目标为：1）气候适应与减缓，即一个可以预测气候变化及其影响并能做出响应的知情社会。2）天气应对型国家，即社会为天气事件做好了准备并能做出响应。3）健康海洋，即在健康、富有生产力的生态系统中维持富有生机的海洋渔业、生境以及生物多样性。4）具有恢复力的海岸社区和经济。

3 美国重要研究领域布局

3.1 海洋酸化研究

研究表明，在过去的150年左右，海洋的pH值已经大幅下降。到本世纪末，海洋pH值预计将下降至7.8 ，海洋环境的不断酸化是全球变化问题的一个延伸，其具体形成机理和对海洋生物的影响机制仍有待深入研究。2013年11月，伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）等机构联合发布《海洋酸化的20个事实》报告。该报告是过去一段时期海洋酸化研究的总结，明确了海洋酸化的基本证据及影响。但是，海洋酸化现象若持续甚至恶化，将导致的后果目前尚没有明确的结论。

美国十分重视这一全球性的科学问题，并积极部署开展研究。2014年3月，美国发布《海洋酸化研究计划，指出未来将在观测预警系统、碳循环模拟、生态系统模拟和数据集成方面开展重点研究。2014年9月，美国国家科学基金会（NSF）宣布对12项海洋酸化研究项目提供1140万美元的资助，项目研究成果将为未来酸性更强的海洋如何影响海洋生物提供新的认识。

3.2 北极研究

美国对北极的关注由来已久。近年来，随着北极海冰的不断减少，该区域航道和资源价值不断提升，美国对该区域的关注度也相应提升。美国布鲁金斯学会建议，美国应在强化北极地区海域油气资源管理方面发挥领导作用。事实上，美国近年来已经明显加强了北极研究的相关部署，与北极相关的研究计划密集出台。

美国科技管理部门对北极研究的方向进行了系统的分析。美国总统行政办公室2013年联合发布的《2013-2017年北极研究计划》[9]认为北极有7方面重要研究内容：①北极海洋生态系统；②陆冰与海洋生态系统；③地球热量、能量以及质量平衡的大气学研究；④观测系统；⑤区域气候模型；⑥支持社区可持续发展的气候适应工具；⑦人类健康研究。此后，美国国家研究委员会（NRC）于2014年5月发布报告分析了北极的新兴研究问题[10]。

在具体研究部署方面，2011年2月，美国国家大气与海洋管理局（NOAA）发布《NOAA北极远景与战略》[11]，指出未来将重点部署开展6个方面的研究：预测海冰；理解和探测北极气候和生态系统变化；提高气象和水文预测和预警能力；加强国际和国内合作；提高北极地区海洋及近海资源的管理水平；促进具有恢复力的、健康的北极生物群落和经济。2013年2月， NOAA发布《北极航道绘图计划》 [12]。该计划将创建14个海图以补充现有的海图。2014年6月， NOAA发布的《北极行动计划》列出的关键事项包括：提升北极气象和海冰预报；加强北极生态系统的科学研究；自然资源的管理和保护；北极测绘与制图；北极环境事件的预防和响应；海冰—海洋—生态系统观测以及大气与气候观测；海洋生物资源调查和评估；生态系统和栖息地研究；管理和规范北极地区渔业活动[13]。

美国海军也开始加强对北极地区的研究力度。2011年，美国海军实验室发布了《美国海军研究实验室北极行动》，指出将加强3个方面的研究：北极环境研究，提升对北极自然状况的理解，开发新技术以收集北极数据；提升对北极自然过程的理解，开发新的海洋、海冰和波浪模型使影响北极气象的要素参数化，提升海军气象预测系统；加强对海底甲烷释放对声学传播和海底作业的影响的研究。2012年11月，在美国国家航空航天局（NASA）的指导下，美国海军研究办公室等部门发布了《从季节到十年尺度的北极海冰预测：挑战与策略》报告[14]，指出北极面临的关键科学问题包括：①北极海冰近期从以多年冰为主急剧变化到以一年冰为主，这种变化对海冰可预测性的影响是什么？②快速变化的北极环境中，海洋、大气、冰冻圈、海底和陆地系统各个组成部分的强迫和耦合是怎样影响海冰的？③极端事件及反馈机制对北极海冰演变和预测能力有何影响？④在各种时间尺度上，如何改善北极海冰变化对利益相关者的影响？

3.3 墨西哥湾生态系统研究

墨西哥湾是美国最具价值且最重要的地区。2009年，墨西哥湾的自然资源创造的经济价值占全国GDP的30%。虽然资源优势带动了沿岸五州的经济，但其沿岸的环境却十分脆弱。2010年4月的“深海地平线”漏油事件造成美国历史上最严重的生态破坏，加重了该地区的生态危机。2011年12月，美国在休斯敦举行的墨西哥海湾国家峰会上发布的《墨西哥湾区域生态系统恢复战略》提出4个战略方向：保护并恢复生物栖息地；恢复流域水质；补充并保护海洋及沿岸的生物资源；提高环境耐受力，改善沿岸居民生存环境 [15]。2014年10月，美国国家大气与海洋管理局（NOAA）又发布《墨西哥湾生态系统恢复的科学行动计划》[16]，期望通过该计划全面了解墨西哥的生态系统和最大程度上支持海湾恢复行动，通过生态系统研究、观测、监测技术的发展，保护鱼类资源、渔业、栖息地和野生动物，以达到科学有效解决墨西哥湾环境恶化问题的目的。该计划明确了10个长期优先研究领域，分别为：综合研究社会与海湾生态系统，以全面了解该地区的生态服务价值、恢复力和脆弱性；构建墨西哥湾生态系统模型；提高气象预报能力；加强气候变化的长期分析和建模，理解气象因素对海湾生态系统的可持续性和恢复力的影响；全面了解流域范围、沉积物变化和养分流动对沿海生态系统和生物栖息地的影响；加强对沿海地区生活环境、海洋资源、食物网动态变化、栖息地利用和海洋保护区的研究；利用最新的社会和环境数据研究沿海生态系统和人类社会发展的长期趋势和健康状态变化；构建、检测和验证全面反映墨西哥湾沿岸环境与社会经济条件的指标；栖息地采取“适应性管理”的弹性模式、海洋生物资源和野生动物监测所需要的决策支持工具的开发和信息获取；集成已有计划的数据和信息；利用先进技术全面提高监测力度，制定并实施沿海环境改善计划。该行动计划于2015年初发布了首批资助项目征集，项目涉及3个类型：当前生态系统计算机建模的综合评价；墨西哥湾生态系统（包括人文和渔业健康指标）的比较和分析；监测和观测能力评估。

3.4 海洋可再生能源

在气候变化和能源市场不稳定等压力下，美国的能源政策开始向可再生能源领域转移。2015年8月，奥巴马宣布了《清洁能源计划》，在国家层面布局可再生能源发展。近年来，美国政府已经将可再生能源发展上升到国家安全及未来发展的高度[17]。美国拥有漫长的海岸线，海洋可再生能源储量丰富，开发和利用海洋可再生能源具有天然的优势。

为了更好地推动海洋可再生能源研究开发，美国能源部于2010年4月发布了《美国海洋水动力可再生能源技术路线图》[18]，指出美国未来将重点发展波浪能、潮汐能、海流能、海洋热能和渗透能等海洋清洁能源。路线图预测，美国海洋可再生能源到2030年装机容量将达到23GW。该路线图还分析了美国海洋可再生能源开发所面临的法律、环境、技术、政策、市场等关键问题。该路线图的出台为美国海洋可再生能源发展指明了方向，将进一步推动相关技术的开发和市场推广。

4 结束语

美国众多的海洋科技战略规划均以美国海洋科技现状为基础，面向全球海洋研究热点，以美国海洋利益为目标，采用科学的方法和严谨的过程控制，从而保障了其能够在指导美国海洋未来研究方向中发挥重要作用。美国海洋科技计划对我国相关工作具有一定的启示和借鉴意义。

4.1 优化高层次的规划设计

如何将体量庞大、类型多样、科研实力雄厚的海洋研究力量进行有效的引导和整合是美国海洋科技管理所面临的重要课题。美国历来重视各个层面的研究计划的制定，这些计划包括国家层面的、机构层面的、领域层面的、州层面的和面向特定问题的研究计划，这些研究计划各自有所侧重又相互呼应，共同构成了美国国家海洋研究的框架。美国海洋科技计划为美国实现其海洋整体战略目标提供了保障，为其海洋科技快速发展提供了强有力的政策支持，使美国在海洋科学基础研究和技术开发方面都形成了显著的领先优势[19]。

我国历来重视海洋科技发展的计划布局，近年来出台了若干重要的规划战略，（如《全国科技兴海规划纲要2008—2015年》、《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》和《中国至2050年海洋科技发展路线图》等），这些文件和报告为我国海洋研究指明了方向，为我国海洋科技事业的发展提供了保障。但与美国相对成熟的海洋规划战略体系相比，我国的海洋科技计划体系在引领和促进海洋科技发展中的作用潜力还有待发掘。首先，在计划的设计阶段，应进一步细化海洋科技重点方向对国家整体海洋战略的支撑。其次，应促使科学界、管理部门、产业部门和公众的意见在海洋科技计划中得以体现，使规划更加合理，并有利于规划的实施。

4.2 提升科技战略的过程和方法研究

在确定和规划未来海洋发展方向的过程中，美国科技管理部门十分重视研究方法和研究过程。一套科学合理的科技计划研究方法是确保高质量科技计划产生的基础保障。美国海洋科技计划的制定可以给我们以下启示：

1）美国海洋科技计划内容一般由国家海洋战略愿景、当前国家海洋研究的现状、重点优先事项和保障措施等部分构成。通过严谨的专家咨询、最新资料调研和层次分析等方法确定优先研究主题，遴选出对美国最为重要的海洋研究问题，广泛征集各方的意见和建议并最终形成。这种基于大量资料调研、深度专家咨询、广泛和公众咨询的规范化流程化分析模式，值得我国海洋科技计划借鉴。

2）科技管理部门向第三方寻求咨询服务的方式，有利于规避部门和行业利益，客观公正确定未来重点研究方向。以《海洋变化：2015—2025海洋科学10年计划》为例，美国海洋科技咨询部门NRC根据委托方NSF需求开展决策咨询研究与资助方案建议，这种模式有利于形成科学研究的咨询、管理和执行三个过程的良性互动，有利于产生研究主题明确和建议方案可操作性强的科技规划。

3）突出决策咨询建议的可操作性和实施的优先次序。根据不同情景（如预算增长、预算不变和预算减少）分别给出实现相应优先科学目标的具体经费方案，这种根据未来宏观环境不同变化情景（乐观情景、正常情景和悲观情景）给出具体咨询建议及相应实施路径的科技咨询建议报告，值得我国相关研究工作借鉴。

4.3 科学合理确定优先研究方向

我国正处在实施21世纪海上丝绸之路的战略部署的关键时期，未来研究优先领域是否合理是海洋科技是否能够发挥其重要作用的关键。在确定未来重点研究领域方面，应紧密结合我国实际需求，科学确定关乎我国海洋科技发展的重点优先研究主题和方向，促进海洋科技创新支撑国家中长期发展战略。结合国际研究热点分析，建议应加强以下几个方面的研究[20]：

1）加强海洋酸化影响研究。经过大量研究，科技界对海洋酸化形成了总体一致的判断：海洋酸化的基本事实已被确定；海洋酸化是气候变化问题的延伸；海洋酸化对海洋生态构成威胁。在海洋酸化已成既成事实的现状下，我国近海水域所受影响尚不明确，因此，应积极推动研究力量关注海洋酸化的观测和机理研究，加强对我国近海所受影响的研究，为决策者和相关部门提供科学依据。

2）积极介入北极研究。北极研究升温是在3个前提下产生的：北极海冰加速融化；北极具有巨大资源、航道和科研等价值；相关国家对北极的战略地位极为重视。北极资源和航道对于快速转型发展中的中国极为重要，我国应充分利用《斯瓦尔巴德条约》等国际条约所赋予的权利，加强北极地区科学研究，加强与近北极国家的合作，积极介入北极事务，拓展我国在北极地区的影响力。

3）发展先进海洋技术。随着海洋研究向深海远海不断推进，海洋研究对技术手段的要求越来越高。努力提高深海远洋探测考察能力，发展“透明海洋”计划，可以为气候变化、深海油气资源开发和海上战场准备提供有效服务，是建设海洋强国的重要战略保障。此外，提高具有自主知识产权的仪器设备的性能和可靠性、完善仪器和数据的标准化和共享机制、构建综合性海洋信息平台、发展多源数据融合技术也是我国海洋科技领域面临的重要挑战。

4）开发海洋可再生能源。海洋可再生能源对于改善我国近海环境具有战略意义。是近几年来的热点之一，欧美近年来出台了众多相关研究开发计划，大力发展相关技术 [21]。我国应在核心技术领域开展相关创新研究。依据《海洋可再生能源发展纲要（2013年~2016年）》设定的目标，积极开展相关研究和开发，促进海洋可再生能源的快速发展。

5）海洋可持续发展。中国近海在长期快速经济发展中积累了较多的环境问题，如何利用我国经济转型的有利时机实现近海海洋环境的根本改善，是我国迫切需要解决的问题。