本期「深蓝瞭望」聚焦三条主线：装备层面，我国首次在国际海底矿区完成成规模深海多金属结核采集试验，声学定位与巡检机器人成为核心支撑；技术层面，微型低频天线完成水—气跨介质通信实验，国际团队首次实时记录水下滑坡全过程；市场与政策层面，观测网络优化研究显示小幅加密即可显著改善碳汇估算，水下自主智能基础层公司完成种子轮融资，厦门「十五五」海洋经济专项规划落地。以下对近日动态进行梳理，供行业参考。 一、深海采矿：五矿·鲲鹏号完成5330米成规模采集试验 图1. 遥控潜水器（ROV）机械臂将采样管压入布满多金属结核的海床——深海采矿装备的每一次作业，都依赖声学定位与原位感知的配套支撑（图源：NOAA Ocean Exploration，美国政府作品，公有领域） 据哈尔滨工程大学消息，由长沙矿冶研究院牵头、哈尔滨工程大学等单位参与的国家重点研发计划项目，近日在我国东太平洋中国五矿国际海底矿区完成海上试验：重型智能深海多金属结核采矿车「五矿·鲲鹏」号下潜至5330米水深，完成我国首次在国际海底矿区成规模开展的深海多金属结核采集试验。哈工程深海水下信息技术团队承担采矿车水下定位导航系统，攻关立体空间声学定位与多元信息融合组合导航技术，在强噪声环境下实现深海亚米级高精度定位，支撑采矿车水下长时间运行；水下智能机器人技术团队研制了搭载于采矿车内部的专用巡检机器人，完成「子母式」随动巡检作业，实时回传设备状态与环境信息，为作业安全与环境扰动评估提供原位数据。深海采矿装备从样机走向矿区海试，声学定位、水下通信与原位监测是绕不开的配套环节。 图2. ROV「Deep Discoverer」的采样斗正从海底收集沉积物与结核——从科考级取样到矿区级采集，海底作业装备正沿同一条技术谱系升级（图源：NOAA Ocean Exploration，美国政府作品，公有领域） 二、跨介质通信：毫瓦级微型低频天线完成水下实验 西安交通大学联合国内外研究团队在《科学进展》（Science Advances）发表论文，提出压电驱动磁偶极扭转谐振器（PMTR），为低频天线小型化提供新路线：利用压电单晶的微小形变带动永磁体周期性扭转，产生低频交变磁场。谐振器工作频率15.4赫兹、体积约6.3立方厘米，在仅1.6毫瓦器件输入功率下，100米处的交变磁场约为0.62皮特斯拉，与相近尺寸的传统环形线圈相比辐射效率提高约4.9万倍。团队将谐振器、驱动与调制电路、电源和防水结构集成为完整发射系统，在浙江千岛湖开展跨域通信实验：发射机置于约30米水深，115米外的岸上接收端仍测得约0.5皮特斯拉磁场信号，整套系统功耗仅10.4毫瓦，若以2600毫安时锂电池供电有望连续运行一个月以上。水下机器人、海底监测设备与潜水作业长期受困于水—气界面通信瓶颈，这一方向若持续成熟，将为长周期水下监测装备的低功耗数据回传提供新选择。 三、水下滑坡：国际团队首次实时记录全过程 英国杜伦大学与多国合作团队在《科学》发表论文，在加拿大不列颠哥伦比亚省霍马斯科三角洲首次于自然环境中原位观测到水下滑坡发生与发展的全过程。为期18天的观测中，团队以每秒一帧的声呐连续成像监测三角洲陡坡前沿，每日测绘海床，并在下游700米布放浑浊度传感器；11天内记录约30次小型滑坡，共移除约6.1万立方米沉积物，相当于同期河流输沙量的两成。观测显示，滑坡并非整体瞬间垮塌，而是以每秒2至27毫米的速度沿坡面向后「渐进后退」（breaching），单次持续38至100分钟，且全部发生在河流高流量与落潮叠加时段；每次滑坡触发的含沙浑浊流沿海底水道行进至少两公里，浑水持续12至14小时。这一成果改进了对海底滑坡动力过程的认识，对海缆、海底管道与海上风电基础的风险评估具有直接参考价值——这些线性基础设施恰恰是浑浊流与滑坡最常「光顾」的对象。 四、观测网络：小幅加密改善碳汇估算，声学监测走向分布式值守 世界气象组织《气象通报》刊文（GEORGE项目团队参与）指出，海表二氧化碳现场观测目前仅覆盖约2.3%的1°×1°月度网格，南大洋冬季尤为薄弱；模拟实验显示，在缺测海域与季节针对性增补船舶观测和无人艇观测，可将全球海洋碳汇重建估算的偏差降低约33%。GEORGE项目正把新型传感器与采样器集成到Argo浮标、深海着陆器、水下滑翔机与无人艇等自主平台，以补齐极地与南大洋的观测空白。无人系统方面，近期多国参与的水下自主技术演示活动中，分布式被动声学传感系统对从微型到超大型的各类无人水下航行器完成了探测、分类与跟踪验证：固定式声学节点与无人艇布放的大孔径拖曳阵列组合组网，单套系统可连续值守超过90天，声学数据在边缘端经人工智能辅助处理后生成目标航迹。无论用于航道监测，还是港口与关键设施周边的水下态势感知，「固定节点+移动布放+边缘计算」的分布式声学组网正在成为水下监测的新范式。 五、资本与政策：水下智能基础层获融资，厦门规划落地 资本动向方面，深圳初创企业领渊智能宣布完成千万级种子轮融资，定位水下装备的通用智能基础层：不与整机厂商比拼耐压与推进，专注水下自主决策系统，核心是让装备对水流扰动做出预判并自主规划路径、悬停与作业动作，使操作员从「操控者」转变为「指挥者」，一人可同时管理多台机器。团队来自香港科技大学、清华大学与佐治亚理工学院，具备近二十年的水下工程积累。政策方面，厦门市人民政府近日印发《厦门市「十五五」海洋经济发展专项规划》，印发主体由海洋部门首次上升到市政府层面：2025年厦门海洋生产总值预计突破2700亿元、占地区生产总值比重超30%，海洋新兴产业增加值占海洋生产总值近四成，已培育海洋龙头企业30家、涉海上市企业15家；规划提出到2030年海洋新质生产力实现新提升，到2035年全面建成具有国际竞争力的现代海洋城市。 结语 图3. 本期要点速览（图表制作：青岛水德科技有限公司） 从5330米深的采矿车到115米跨介质传回的磁信号，海洋观测与作业装备的每一次延伸，背后都是声学、传感与智能算法的接力。青岛水德科技有限公司将持续跟踪海洋观测与探测装备的最新进展，为行业用户提供前沿资讯与设备选型支持。 来源声明：本文根据哈尔滨工程大学、西安交通大学、《科学进展》、杜伦大学、《科学》、世界气象组织《气象通报》、新浪财经、厦门日报等公开信息整理，内容仅供参考。

2026年，中国水产科学研究院黄海水产研究所领衔的团队，围绕莱州湾小清河河口菲律宾蛤仔的自然补充问题开展四次野外调查：用丹麦KC-Denmark公司的Van Veen抓斗采泥器采集表层沉积物，同步测定水环境参数，借助广义可加模型从168个站位—航次观测中找出控制蛤仔分布的两道阈值。成果发表于《Biology》2026年第15卷第2期。 一、研究背景 菲律宾蛤仔是中国沿海兼具生态与经济价值的双壳贝类，其可持续管理正同时受到栖息地退化与气候驱动的盐度波动的挑战。然而在退化的河口中，底栖生物的自然补充常表现出意料之外的韧性：尽管承受着强烈的人为压力，这些生态系统仍保留一定的自我补充能力，菲律宾蛤仔就是典型例子。莱州湾每年都有可观的苗种补充，这提示微生境尺度的环境控制可能压倒了更大范围上的区域退化。 对海洋双壳类而言，微生境能否成为庇护所取决于几个要素：水柱条件剧烈波动时沉积物仍能保持相对稳定；局部地形（例如较深的水层）能缓冲突发的盐度胁迫；此外还存在物种特有的生理耐受阈值，使个体在区域环境恶化时仍能存活。这一思路在概念上已较成熟，但定义菲律宾蛤仔功能性庇护所的具体沉积物粒径与盐度阈值，此前一直没有定量结果。 此前研究还留下两处空白：多数结论来自养殖环境，天然盐度梯度下的自然补充过程研究很少；且已有认识以相关性为主，难以识别对预测性管理至关重要的非线性阈值。尤其在气候变化背景下淡水脉冲日益频繁，却缺乏经野外验证的盐度耐受下限。 二、研究过程 研究对象为山东半岛北部注入莱州湾的小清河河口。研究在2024年开展四次调查（8月8日、8月22日、9月4日与9月24日），以捕捉尤其是汛期淡水排放高峰时的盐度变化，四次调查均在同样的14个固定站位S1至S14进行。每个站位现场测定水温、盐度与溶解氧，并采集三份1 L表层水样。 沉积物样品使用开口面积0.1 m2（1000 cm2）的Van Veen抓斗采泥器采集，每站执行三次；每次抓取后记录蛤仔有无，并手工挑出菲律宾蛤仔，样品随即在4至8 ℃下保存运回实验室。实验室中，水样测定氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮与活性磷并计算溶解无机氮（DIN）总量，另测叶绿素a；沉积物经去除有机质与碳酸盐、分散处理后，用激光粒度仪测定中值粒径（D50）。采集到的蛤仔均用数显卡尺测量壳长与壳高、用电子天平称量湿重。 研究采用广义可加模型（GAM）分析环境因子与蛤仔出现与否的关系。由于数据零值比例很高，研究者以出现／不出现的二值变量作为响应，把每个站位—航次组合视为独立事件，共得到168个观测；模型以平滑样条拟合非线性关系，并用分层分块交叉验证控制时空自相关。 图1. 丹麦KC-Denmark公司Van Veen抓斗采泥器 图2. 小清河河口14个采样站位分布（论文 Figure 1） 三、实验结果 1. 水柱剧烈波动，沉积物保持稳定。 第三次调查（9月4日）的平均盐度显著低于其余三次，为16.99±0.26‰，同一时段溶解无机氮（73.94±1.17 μmol/L）与叶绿素a（13.39±0.89 μg/L）则显著升高。值得注意的是，这些水柱扰动并未改变沉积物性状：四次调查的中值粒径都在102.59至103.22 μm之间，差异不显著，稳定的沉积物背景使研究者得以把盐度效应单独分离出来。 图3. 四次调查中菲律宾蛤仔的空间分布（论文 Figure 2） 2. 蛤仔集中分布于东南部，沉积物显著更细。 蛤仔主要分布在研究区东南部，其余区域丰度较低。这一空间不对称与沉积物粒径的分异一致：东南部沉积物中值粒径为90.89±0.65 μm，显著细于西北部的111.93±0.21 μm。 3. 模型筛选出三个关键因子。 从温度、盐度、溶解氧、叶绿素a、溶解无机氮、活性磷、中值粒径与沉积物有机质八项初始参数中，最终保留中值粒径、盐度与溶解无机氮三项，最优模型解释了79.30%的偏差，AIC值为46.81。模型受试者工作特征曲线下面积在训练与验证中均超过0.9，最终达0.98，时间与空间交叉验证均值分别为0.96与0.97，说明高预测精度并非自相关造成的假象。 图4. 最优GAM模型的ROC曲线（论文 Figure 3） 4. 两个阈值决定分布边界。 蛤仔的分布概率随中值粒径增大而逐步下降，超过95 μm后急剧降低；研究区内蛤仔出现在中值粒径75.24至111.75 μm的沉积物中。盐度响应呈三段式：低于17.50‰时分布概率接近于零，17.50‰至19.50‰之间迅速回升，超过19.50‰后稳定在0.9以上。溶解无机氮作用方向为正，但仅解释3.54%的偏差。 图5. 三个关键预测因子的偏效应曲线（论文 Figure 4） 图6. 菲律宾蛤仔出现概率的空间预测（论文 Figure 5） 四、研究结论 研究给出两个可供管理参照的数据驱动阈值：沉积物中值粒径小于95 μm，以及盐度高于17.50‰。前者为修复选址提供了可测量的判据，后者是对抗气候与人为致死亡风险的预警基准。研究进一步明确了预测因子的层级——沉积物粒径优先于盐度、盐度优先于营养盐，前两者是不可相互补偿的控制条件，而溶解无机氮的正向作用只是次要的，无法弥补底质不良或盐度过低带来的胁迫。据此，作者建议管理遵循「底质优先、盐度其次、营养盐第三」的顺序，并设计了栖息地适宜性制图、分级盐度预警与水管理政策衔接的框架。研究同时提示，由于以成体出现替代补充潜力存在局限，上述盐度阈值仍应在多年、多河口与不同气候条件下进一步验证。 在这项研究中，丹麦KC-Denmark公司的Van Veen抓斗采泥器承担了全部沉积物样品的采集。该采泥器开口面积0.1 m2（1000 cm2），依靠自重下沉、双爪闭合，能在不同底质与水深条件下稳定取得一定面积的表层沉积物，使14个站位、四个航次之间的中值粒径与蛤仔出现情况具备可比性——这正是把粒径阈值量化到95 μm、把盐度阈值量化到17.50‰的样品前提。对河口与近岸的底质调查而言，固定面积、可重复的抓斗取样是让不同时间、不同站点的数据能放在一起比较的基础。 参考文献 Zheng S, Zhang T, Tu K, Li L, Liu Z, Wu B, Zhou L, Sun X. Sediment and Salinity Thresholds Govern Natural Recruitment of Manila Clam in the Xiaoqing River Estuary: Toward a Predictive Management Framework. Biology, 2026, 15(2): 157. DOI: 10.3390/biology15020157 相关产品链接 丹麦KC-Denmark公司 Van Veen 底质抓斗

2020年1月，俄罗斯科学院希尔绍夫海洋研究所的 Khimchenko、Frey 与 Morozov 乘“克尔德什院士”号科考船执行第 79 次南极航次，在南极布兰斯菲尔德海峡尼尔森岛外海布放了一套锚系潜标：潜标上挂了四台冰岛 Star-Oddi 公司的 Starmon mini 温度记录仪和一台同厂 DST TD 温压记录仪，连续自记 14 天，用等温线的起伏直接量出了日潮内波的振幅，成果同年发表于《俄罗斯地球科学杂志》（Russian Journal of Earth Sciences）。 一、研究背景 潮汐内波是海洋内部看不见的巨浪，在高纬度海域却很少被直接测到。 正压潮横扫海底地形时，潮流被斜坡搅动，把表层以下的密度界面掀出几十米甚至上百米的起伏，这就是潮汐内波。海峡两岸陡峭的地形让峡内潮流加速，因此海峡里的内潮往往比开阔大洋更强。不过，高纬度的内波实测记录一直稀少，南极海域更是难得。 高纬内潮还有一个独特之处：半日内潮存在一条 74 度 30 分的临界纬度，测量站位在临界纬度以北还是以南，内潮性质截然不同。南极研究程度最高的德雷克海峡自 1975 年以来积累了不少观测，而布兰斯菲尔德海峡虽然也有过潮汐研究，直接的内波观测记录依然匮乏。研究团队的目标，就是在 2020 年 1 月至 2 月的南半球夏季，用直接测温把这片海峡的潮汐内波量出来。 二、研究过程 潜标布放在布兰斯菲尔德海峡东北部、南设得兰群岛尼尔森岛近旁，坐标为 62 度 21.368 分南、58 度 49.352 分西，所在海区总水深约 70 米。潜标浮球上一共挂了五台自容式记录仪：四台 Starmon mini 温度记录仪按 26、36、46、56 米分层挂载，一台 DST TD 温压记录仪挂在最浅的 16 米；前者采样间隔 30 秒，后者 1 分钟。仪器从 1 月 20 日连续记录到 2 月 3 日，共 14 天。 图1. 冰岛Star-Oddi公司Starmon温度记录仪 高纬浅海布放潜标有一层额外难度：整个记录期间，潮流与平均流把浮球周期性压低，相对初始位置的下沉幅度在 0.5 米到 18 米之间变化，各台仪器的实际深度随时间漂移。好在顶部 16 米那台 DST TD 记下了完整的压力序列，研究团队据此逐时刻还原每台温度记录仪的真实深度，把温度序列换算成等温线位移，内波的垂向振幅就此显形。潮位与正压潮流的对比数据，则取自美国俄勒冈州立大学的 TPXO9.0 全球潮汐模型。 三、实验结果 等温线像钟摆一样按日摆动。 温度断面图显示，整个观测期等温线持续起伏，其中 1 月 21 日至 25 日最为剧烈：0.9 摄氏度等温线的深度在十几米到五十多米之间反复扫动，振幅最高达到 40 米。起伏的主周期接近 24 小时，说明日周期内波在这片海域占绝对主导。 频谱把日潮峰钉在 24 小时上。 对 1 月 20 日至 27 日 0.9 摄氏度等温线位移序列做谱分析，频谱在 24 小时周期处出现清晰的峰，恰与日潮周期对应；谱上仅有 95 百分位置信区间包络的亚惯性峰出现在平均温度起伏的谱里，并不可靠。当地惯性周期为 13.5 小时，介于半日与全日之间的弱振荡只在时间序列末端零星出现。 图2. 研究区水深与潜标站位（红点）：布兰斯菲尔德海峡东北部尼尔森岛外海（论文 Figure 1） 图3. 观测期等温线位移时间序列：14天温度断面，垂向起伏贯穿全程（论文 Figure 2） 图4. 0.9摄氏度等温线1月21日至25日的深度变化：单日起伏可达40米（论文 Figure 3） 内波是尼尔森岛坡脚的受迫波动。 日周期内波的临界纬度是 30 度，研究海区远在其极南，日潮内波无法作为自由内波向北传播，只能依附尼尔森岛的倾斜海底存在。1 月 25 日恰逢新月，观测几乎全程压在大潮期，潮汐内波因此格外强烈。团队推断，观测到的正是南半球夏季日潮分量增强的体现——模式研究早已表明，日潮振幅从乔治王岛一侧向南极半岛方向逐渐增大。 潮模型复现了潮流椭圆的旋转。 TPXO9.0 模型给出的观测点潮位序列显示，日分潮潮差 1 至 1.5 米，峰值出现在 1 月 25 日至 27 日的大潮期。基于模型潮流绘制的 120 小时前进矢量图上，24 小时周期的潮流椭圆顺时针旋转了五圈，12 小时周期的椭圆则逆时针旋转，与德雷克海峡的经典观测行为一致。 图5. 0.9摄氏度等温线位移频谱：24小时周期处峰值突出，虚线为95百分位置信区间（论文 Figure 4） 图6. 观测点潮位序列（上）与基于TPXO9.0潮流的前进矢量图（下）：24小时椭圆顺时针、12小时椭圆逆时针（论文 Figure 5） 四、研究结论 这次观测把布兰斯菲尔德海峡的潮汐内波首次量化：日周期内潮主导，等温线起伏高达 30 至 40 米；频谱在 24 小时处有清晰峰值；该内波是尼尔森岛坡底的受迫波动，无法作为自由波离开陆架；南极夏季日潮分量的增强，正是它如此强烈的背景。潮汐内波把深水营养盐与热量反复搅进表层，是极地近岸物质输运与生态过程不可忽略的推手。 支撑这项发现的，是一套在位 14 天、每 30 秒记一次温度的五传感器潜标。南极近岸风急浪涌、海冰出没，调查船窗口期极短，靠走航观测根本抓不到周期以天计的内波信号；而像 Starmon mini 这样的自容式温度记录仪体积极小，一次挂载即可按秒级间隔默默记录数周乃至数月，配合同厂的 DST 系列微型记录仪还能同步输出压力，把仪器深度的漂移一并还原。对极地与深水锚系观测而言，这类高频率、长在位的微型测温方案，是用最低的船时成本换取连续数据的可靠选择。 参考文献 Khimchenko, E. E., Frey, D. I., and Morozov, E. G.: Tidal internal waves in the Bransfield Strait, Antarctica, Russian Journal of Earth Sciences, 2020, 20: ES2006. https://doi.org/10.2205/2020ES000711 相关产品链接 冰岛Star Oddi公司 水下温盐深记录仪 冰岛Star Oddi公司 温度压力记录仪 冰岛Star Oddi公司 防护壳与固定安装配件