国际合作

计划简介

“全球海底生态系统与可持续性”（Global Subseafloor Ecosystem and Sustainability，GSES）国际大科学计划由王风平教授发起，上海交通大学深部生命国际研究中心（IC-DLI）牵头，肖湘教授任首席科学家顾问。计划2024年3月发起，2024年10月获联合国“海洋十年”批准。

“海洋科学促进可持续发展十年”（2021—2030），即“海洋十年”，是由联合国教科文组织政府间海洋学委员会主导的国际科学倡议，旨在通过加强全球海洋科研协作，为实现联合国可持续发展目标提供科学支撑。GSES 大科学计划旨在探索全球海底生态系统的结构、功能与动态变化，为推动海底资源可持续利用及实现海洋可持续发展目标提供基础科学支撑，高度契合“海洋十年”愿景：通过“我们所需要的科学”把“我们所拥有的海洋”转变为“我们所希望的海洋”。

GSES大科学计划直击的“海洋十年”关键挑战和预期成果

科学背景

海底生态系统包括热液、冷泉、洋壳岩石区、多金属结核富集区等典型生境，是地球表层与深部圈层物质能量交换的关键通道，对维护地球宜居环境至关重要。海底是生命在多重端环境下的边界，蕴藏着独特的生态系统与资源。海底生态系统研究对于推动地球科学、生命科学、工程技术等多学科发展有着重要意义。
随着渔业捕捞、石油钻探、深海采矿等人类活动日益加剧，海底生态系统受到显著影响，导致海洋中能量输入发生变化、藻类沉降等问题，终改变海底碳埋藏，破坏海洋生态系统，并可能引发全球气候变化。人为活动影响海底生态系统，进而影响地球环境和海洋资源的可持续性。

主要任务

目前海底生态系统研究整体仍处于孤立、描述性阶段。GSES 大科学计划将通过装备体系化、生境数据化、理论系统化等措施，全面建立海底生态系统知识图谱，原理解析高压从抑制到激发的作用，整体评估人类活动增加背景下海底生态系统在可持续发展中的全球意义。主要攻关任务如下：

• 针对海底典型生境（如深海冷泉、深海热液、多金属结核区、洋壳内部）开展“解剖麻雀”式研究，建立较为完整的知识图谱

• 解析海底生态系统背后的高压原理，确定从“高压限制”到“超高压激发”的水深阈值

• 建立微生物介导的“地形—生态—化学—气候”多学科交叉综合模型，提升对海底生态系统全球意义的认知

• GSES主要任务：装备体系化、生境数据化、理论系统化，实现海底生态系统科学研究

组织与人员

GSES 大科学计划已囊括来自美国、德国、法国、英国、日本、南非、印度、沙特、中国等 9 个国家、50 余位核心成员，其中包括中国科学院院士 3 人，美国科学院院士 1 人，欧洲科学院院士 1 人，德国科学院院士 1 人。

国际合作模式

GSES 联合德国不莱梅大学海洋环境科学研究中心（MARUM）、法国西布列塔尼大学、日本海洋研究开发机构（JAMSTEC）、南非斯坦陵布什大学以及印度科钦科技大学共同发起，签署合作单位达 40 余家，形成了以中国为主导、国际著名海洋研究单位领衔、辐射全球的“亚-非-欧+X”国际合作模式。

GSES国际合作框架

实施计划

GSES 计划在五年内实现海底生态系统可持续发展科学体系建设。

主要进展：

计划正式启动

2025 年 6 月 8 日世界海洋日之际，GSES 国际大科学计划启动仪式暨首次研讨会在上海交通大学闵行校区举行。中国大洋矿产资源研究开发协会理事长张占海，生命科学技术学院党委书记冒巍巍，上海交通大学海洋学院院长周朦，以及 GSES 科学家团队核心成员、首席科学顾问、顾问委员会委员及工作组成员等出席会议。

启动仪式上，GSES 计划发起人王风平教授详细介绍了该计划的全球战略框架，并为 GSES 首席科学顾问和顾问委员会委员颁发证书。她强调，该计划不仅是一项科研项目，更是全球性的合作平台，旨在促进各国科研人员之间的交流与合作，共同应对海洋生态保护面临的挑战。与会专家围绕技术突破、数据共享与政策协同三大议题展开交流。

GSES大科学计划启动仪式

两大核心项目获批联合国“海洋十年”项目

GSES 框架下两大核心项目——“深部生命组：微生物环境与健康”（Deepsea Microbial OMICS for Environment and Health，OMICS-DEEP）和“南大洋微生物组与地球化学”（Southern Ocean Microbiome and Geochemistry，SOMG）正式获批联合国“海洋十年”项目，全球协作网络进一步完善。

创新海底微生物生态系统及碳循环理论认知

GSES 聚焦深海微生物生态与碳循环核心科学问题，深入探究深海微生物生态学与微生物代谢策略，相关研究成果已发表于 National Science Review 等国际学术期刊。主要发现包括：关键的沉积古菌类群深古菌门（Bathyarchaeia）在木质素降解过程中发挥重要作用，同时同化无机碳；活性铁结合态有机碳（FeR-OC）通过微生物介导的 FeR 还原溶解作用重新活化，为海底以下微生物提供营养支持；面对深海突发甲烷渗漏，部分微生物和动物能够快速利用突发能量输入，并通过协同作用迅速重塑生态系统，海底生命并非“缓慢响应”。研究还提出了“海洋沉积物中微生物介导的碳转化”概念模型（MCT-S）。

牵头制定深海生物样本保存领域国际标准

依托 GSES 跨机构联合科研平台，联合华大集团、中国科学院深海科学与工程研究所共同攻关深海生物样本标准化存储技术规范。团队完成深海生物样本采集、转运、长期保藏全流程技术梳理，牵头编制 ISO 国际标准文本，《ISO 20309:2025 Biotechnology—Biobanking—Requirements for deep-sea biological material》于 2025 年 12 月正式对外发布。该标准填补全球深海生物种质资源保藏领域规范空白，为各国深海样本库建设、国际间深海生物资源共享提供统一执行准则。

ISO 20309:2025国际标准发布

开展地、深海综合科考获取关键样品

围绕南、西太平洋、南海、印度洋多海域深海生态研究需求，组织实施多场次系统性海上科考航次。

2026 年 3—4 月，依托中国第 42 次南考察，在东南普里兹湾组织实施首次系统性秋季联合观测航次，揭示了端秋季环境下关键物种的垂直迁移和代谢适应策略，为南碳汇评估和海洋生态对气候变化的响应提供了科学数据。“深蓝百万里”2026 西太平洋航次于 5 月 11 日圆满完成，历时 45 天，围绕海洋观测与地质取样开展系统工作，成功投放 Argo 浮标与潜标，获取了西太关键海域的海水、沉积物及岩石样品。2026 年 6 月，搭乘“科学”号科考船对南海三个不同地质区域、处于不同发育阶段的冷泉生态系统进行系统观测和采样，获取海水、插管沉积物、箱式沉积物、重力柱等各类样品。GSES 印度科钦科技大学核心成员完成了南大洋不同深度水体采样，同时开展印度洋查戈斯—拉克代夫海脊深海沉积物采样。

上海交通大学深部生命国际研究中心海南研究院