技术进展 | 从深海到数据：海洋观测的新兴技术--欧盟发布海洋观测前瞻性报告

导读：

欧盟委员会联合研究中心（JRC）正式发布了海洋观测领域的前瞻性报告——《观测未来》。该报告是JRC与欧洲创新理事会（EIC）依托FUTURINNOV项目开展地平线扫描的完整记录。作为欧盟委员会发起的一项前瞻性合作计划，FUTURINNOV项目旨在精准识别新兴技术与创新趋势，从而为政策制定提供坚实的科学支撑。整个研究过程涵盖了前期的定性案头研究，广泛采集了科学文献、专利、资助项目及新闻等多源数据信号（并辅以数据和文本挖掘技术），最终于2025年11月12日通过在线专家专题研讨会完成了深度论证。在研讨会上，来自学术界、产业界、政策机构的30多位专家通过参与式聚类分析与多轮筛选，识别出8项核心观测技术、4个赋能创新领域及多项影响发展的背景因素。

一、核心观测技术与创新

报告优先选出的8项核心观测技术如下：

1. 自主eDNA/eRNA采样器

可自动完成海水遗传物质的采集、过滤与原位保存，支持多样本、低污染、长期无人值守运行。适用于稀有物种检测、鱼类资源评估、病原体监测、保护区与海上基础设施监控。挑战在于污染控制、试剂补给与能源续航限制，以及DNA参考数据库不全。

2. 芯片实验室（Lab-on-Chip）系统

微型化、低功耗的微流控平台，可在原位完成营养盐、pH、碱度等实验室级化学与分子分析，支持高频采样以捕捉短时环境变化。

3. 高性价比模块化传感器

采用低成本、模块化、开放数据工作流设计，降低海洋观测门槛，适用于密集沿岸采样观测、公民科学与社区监测。需解决数据质量一致性、校准、生物污损及元数据标准问题。

4. 地球观测与现场数据融合

卫星提供大尺度信息，现场设备补充精度与验证，用于洋流、热量、碳传输、塑料碎片追踪等。需攻克时空分辨率差异、格式不统一及不确定性处理。

5. 分布式声学传感（DAS）

利用海底光纤电缆作为密集声学阵列，实现数十公里范围的连续监测，可探测海洋哺乳动物、船只、微震、冰海相互作用及极端天气下的洋流，具有明确的双重用途潜力。

6. AI增强型无源声学传感

深度学习模型可提取特定物种叫声、估算种群规模、区分生物声与环境噪声。结合边缘计算与能量采集技术，可实现无电池、持续运行的声学感知节点。

7. 深度学习赋能成像流式细胞术

结合eDNA/eRNA、芯片实验室与深度学习成像，近实时表征海洋微生物群落，用于污染影响追踪、有害藻华检测、抗生素耐药性评估及水产养殖支持。

8. 基于颗粒物的浮游生物高频观测

针对较大细胞、菌落及水华物种，通过高通量成像与自动分类，实现高频、连续的浮游生物监测，支持有害藻华早期预警及生态系统模型输入。

三、影响发展的背景因素

报告还梳理总结了社会、技术、经济、环境、政治监管等多维度背景因素，剖析其对海洋观测技术研发与落地应用的影响。其中涵盖数据标准不统一、物种分类专业人才短缺等现实难题，预算受限与监测需求持续增长之间的矛盾，环境变化加剧背景下实时监测预警的迫切需求， 以及地缘政治格局变动对国际合作带来的阻碍与两用技术在治理层面面临的复杂挑战等。

四、主要结论

技术融合是下一代海洋观测的根本原则。没有任何单一技术能够满足未来观测的要求，必须集成多种现场传感方法、自主平台与AI分析。报告同时强调，现场观测不可替代——为AI提供训练、校准与验证所需的必要参考数据。未来投入应着眼于长期价值、成本效益、模块化与系统级集成。海洋观测的未来依赖于技术、科学方法、治理框架、持续资金与跨学科合作的共同融合。

编制 | 韩金凤            校对 | 方   杰

审核 | 王   祎            排版 | 方   杰

信息源 |

https://policy-lab.ec.europa.eu/stories/depths-data-emerging-technologies-ocean-observation-2026-03-02_en

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