世界六大海洋科研中心创新资源研究报告

世界六大海洋科研中心创新资源研究报告美国伍兹霍尔海洋研究所、美国斯克里普斯海洋学研究所、法国海洋开发研究院、俄罗斯.希尔绍夫海洋研究所、英国国家海洋中心、日本海洋科学技术中心是世界公认的六大海洋科研中心，在研发重点、资源配置、人才集聚、经费投入、项目管理、知识产权、合作交流、成果转化、机构设置和运营管理等方面的先进经验和做法，非常值得青岛海洋科学与技术国家实验室学习和借鉴。其中的优秀科学家、研发团队也将是青岛海洋科学与技术国家实验室人才引进、合作与交流的重点。为此，青岛市科技局组织力量对世界六大海洋科研中心开展了专题研究。主要针对每个机构的基本情况、经费预算、设施配置、人员教育、机构设置、研究方向等进行了分析，基于科学引文扩展数据库（SCIE）和汤姆森路透德温特世界专利数据库（DWPI），利用文献计量方法和社会网络关系可视化方法，挖掘出了六大机构的主要科学家及研发团队，并对他们的研发方向、成果产出、影响指数和合作关系进行了分析，以供相关部门参考。一、伍兹霍尔海洋研究所（一）简介1．基本情况美国伍兹霍尔海洋研究所（WoodsHoleOceanographicInstitution），简称WHOI，是美国大西洋海岸的综合性海洋科学研究机构，是世界上最大、私立、非盈利的海洋工程教育研究机构，位于美国马萨诸塞州伍兹霍尔。其前身是1888年在伍兹霍尔建立的海洋生物研究所。1927年，美国科学院海洋学委员会开始筹建海洋研究所，根据美国科学院的建议，于1930年成立WHOI。WHOI为非盈利机构，致力于海洋科学与工程研究以及海洋学科的高等教育。2．经费预算WHOI的全年经费预算约为两亿美元，其中来源分布如下：大部分经费来源于政府资金，包括美国国家科学基金会、国家海洋与大气总署、其它美国及外国政府部门等；经费也来源于私人资金，包括WHOI基金会、私人捐献、其它基金会等；同时也有部分工业界资金，包括赞助研究和知识产权收入等。3．设施发展WHOI管理、操作三艘全国共用的远洋考察船：Knorr号、Atlantis号、Oceanus号。其中Knorr号（船长85米）和Atlantis号（船长米）为全球级远洋大船，归属于美国海军。而Oceanus号（船长54米）为中级远洋船，归属于美国科学基金会。Atlantis号是阿尔文号载人潜器的母船。这三艘船由美国大学－国家海洋实验室系统（UNOLS）统一安排。WHOI同时管理多个国家海洋设施中心：国家深潜设施中心（NDSF），其中包括阿尔文（Alvin）号载人潜器、遥控水下机器人Jason号、自主水下航行器Sentry号等；国家海洋科学加速器质谱仪设施；美国东北部国家离子探针设施；海底地震仪设施；玛莎葡萄园岛海岸观测站等。WHOI开展的大型研究合作项目包括：与沙特国王大学-国王阿卜杜拉科技大学的合作计划，以及美国海洋观测计划（OceanObservatoriesInitiative，OOI）的沿海和全球节点计划。另外，多个美国与国际海洋科学大计划的中心曾经或正设立在WHOI，其中包括：全球通量联合研究计划、全球海洋生态系统动力学计划、国际大洋中脊地球与生命科学综合研究组织（2007—2009年设在WHOI）、美国洋中脊2000计划以及美国海洋碳循环生物化学计划等。4．人员教育1972年起WHOI与麻省理工学院（MIT）共建研究生院：已经培养800多名博士。许多MIT／WHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术的领导骨干。2011年，WHOI全所固定人员为800多人，另有博士后、研究生约391人，以及客座访问研究人员等181人。固定人员中包括：科学家151人、技术人员222人、技术支持人员111人、行政、设施和服务人员268人、海洋船员52人、名誉退休后继续进行专业研究的科学家/技术/工程人员28人、兼职科学家35人。1972年，WHOI与麻省理工学院（MIT）共建了研究生院，其海洋学及应用海洋科学与工程联合培养计划已经培养数百名博士。许多MIT/WHOI毕业生已成为美国及国际海洋科学技术的领导骨干。5．机构设置WHOI共设六个系：应用海洋物理与工程系、生物系、地质与地球物理系、海洋化学与地球化学系、物理海洋系、海洋政策中心。WHOI的四个研究所包括：海岸带海洋研究所、深海开发研究所、海洋与气候变化研究所以及海洋生命研究所。另外，WHOI设立了海洋/海底观测系统中心、北大西洋区域合作组织、海洋哺乳动物中心、伍兹霍尔海洋和人类健康中心等机构，开展伍兹霍尔资助计划。WHOI机构组织详见图1-1。图1-1WHOI机构组织图6．研究方向研究方向按照WHOI系设置可以分为主要的六个方向。应用海洋物理与工程系主要研究主题包括海-气局部与全球尺度的相互作用、混合过程、泥沙运输、河口海岸水体动力学、海洋声学、水下通讯、内波、信号处理、物理生物过程等。研究内容主要涉及五大领域：环境流体力学、海洋声学、水下机器人、观测系统和传感器以及工程服务。应用海洋物理与工程系拥有载人潜水器Alvin号与无人潜水潜Jason号与ABE号。应用海洋物理与工程系同时开发了一套海底观测系统用于短期和长期测量。玛莎葡萄园岛海岸观测站（MVCO）集成了大气与海洋观测系统，并将实时数据提供给WHOI，可以为海岸带和气象学研究提供一个连续的多学科数据。此外，海洋物理与工程系工程师设计了一系列的仪器、机器人与观测系统，扩展了WHOI海洋科学研究的深度和广度。生物系研究的主题是海洋生物以及海洋生物与环境之间的相互作用。研究对象涉及各种海洋生物，如原核生物（细菌和古细菌），病毒，原生生物，浮游植物，浮游动物，鱼类，海鸟和鲸鱼等。研究的范围从分子和细胞群落到生态系统整个级别。采用的研究方法包括传统的海洋学方法和现代创新的方法如分子生物学，基因组学和蛋白组学，声学，以及先进的光学成像技术。生物学家同时也与WHOI的工程师合作，开发新型的仪器仪表，用于海洋生物的现场采集和远程数据的改进。数据采用可描述海洋种群的空间和时间变化复杂的数学模型进行分析。生物学家还采用分子生物学和基因组的方法来了解不断变化的海洋环境。生物系优势研究领域包括：浮游动物生态学、浮游植物生态学（包括有害的藻类）、底栖生物和幼虫生态学、海洋微生物生态学和生物地球化学、建模与数学生态学、环境毒理学、海洋哺乳动物生物学、鱼类生态学、保护生物学、海洋化学和地质化学系主要研究生物化学、放射化学、海水化学。目前关注的研究方向包括：海岸带环境、深海（包括通风口和海山）、基地区域、大洋与中水区域及珊瑚礁。地质与地球物理系研究主题是地球、海洋与气候系统之间的相互作用。研究范围涉及海洋地质学（地震、电磁学、重力）、构造学、岩石学、地球化学、古海洋学与海岸和边缘地质学。研究的核心优势在于海洋盆地，构造板块运动、地球化学、地质学和生物学之间的相互作用、气候变化及关系到的海洋环流的变化过程以及对沿海生态系统和不断变化的气候影响。地质与地球物理系拥有大量先进设备设施，包括国家海洋科学加速质谱仪中心（NOSAMS）、东北离子探针中心（NENIMF）、极区海洋环境自动监测浮标项目（IOEB）及部分海底地震仪。海洋化学与地球化学系主要利用现场观测、实验室实验、计算机建模以及先进的分析技术研究海洋化学。研究内容涉及分析海洋化学元素的变化，海床、海岸带海洋边界的变化以及海气界面的交互。研究用于建立海洋化学与气候、人类活动对海洋环境造成的影响之间的相互关系。涉及大量的多学科交叉研究，包括海洋化学、地球化学、地质与微生物学。2011科学杂志上，副研究员马可·库仑公开了一项结合海洋化学、古海洋学和微生物学的研究成果。库仑采用DNA技术重建了7000年前海洋浮游植物及其相关病的遗传特征。研究表明，在病毒与宿主种群的变化正好与环境变化是一致的。在过去的几年中，已举办一系列活动用于扩展研究范围，如药品研发以及生物燃料等。物理海洋系研究主题是洋流及海水的物理性质以及在地球气候和生态系统中的作用。涉及的内容包括海流动力学，空间尺度从厘米到全球尺度，时间尺度从秒到几千年；波浪现象；通过海洋盆地海流传输的热、盐度以及其他海水性质的变化；海洋的大气之间相互交换的热量、动量、淡水以及气体；以及大洋与河流、河口、边缘海、陆地冰之间的相互作用。物理海洋学对于全球气候、海洋混合、海岸带研究非常重要，同时对于初级生产力、热液喷口、海洋通量、二氧化碳存储的研究也是非常关键的。研究焦点包括海洋环流、气候变化、大陆架动力、海水混合以及海气相互作用。在“蓝水”海洋学领域保持领军地位，同时在海岸带领域的研究也是领军团队之一。海洋政策中心主要进行社会科学研究包括经济、政策分析以及海洋科学基础研究中涉及的规定。研究领域包括海岸带营养盐污染、海洋观测系统经济、离岸风场、生物转化以及国际渔场管理。近期的研究专注于大型海洋生态系统以及海岸带变化对经济的影响。（二）主要科学家基于科学引文扩展数据库（SCIE）论文数据，利用Bibexcel文献分析软件，对WHOI近10年所发表的5003篇论文进行了研究，找出了发表论文数量排名前10位的科学家，以及发表论文数量排名前10位的华人科学家（详见表1-1与表1-2）。同时，对作者做h指数分析，h指数指一个人在其所有学术文章中有N篇论文分别被引用了至少N次，既可以反映科学家的论文的数量又可以反映质量。此外，基于汤姆森路透专利数据库，对WHOI近10年公开专利的情况进行了分析，得到公开专利数排名前10位的科学家（详见表1-3）。表1-1发表论文数排名前10位科学家ScottC.Doney，博士，海洋化学与地球化学系资深科学家、海洋与气候变化研究所所长、美国科学促进会会士、美国地球物理联合会会士。研究领域涵盖海洋学、气候、生物气球化学。大部分研究涉及全球碳循环、自然和人类活动下海洋生态的相应情况。目前研究的重点是由于海洋中二氧化碳的增加和其他化石燃料燃烧带来的化学物质导致的海洋酸化问题。ChristopherM.Reddy，博士，海洋化学与地球化学系资深科学家。研究方向包括利用同位素技术研究海岸带和海水中有机污染物的来源、运输、沉淀的过程；有机污染物与沉积有机物之间的化学与物理相互作用；持久性有机化合物的微生物降解；开发新的分析技术用于环境化学的研究；利用有机地球化学研究海洋问题。DonAnderson，博士，生物系资深科学家。研究方向包括浮游植物生理生态学；赤潮及其他藻华现象；赤潮毒素；分子及免疫学；以及有害藻华的预防、控制和缓解方法研究。表1-2在WHOI发表论文数量排名前10的华裔科学家陈长胜，博士，美籍华人，现为美国麻省大学海洋科学和技术学院终身正教授，美国伍兹霍尔海洋研究院物理海洋系兼职科学家以及美国佐治亚大学海洋学院兼职教授。研究范围包括大洋西边界急流，大陆架波动，近岸急流，海洋锋面动力学，边界层理论，河口动力学，沉积物动力学和浅海、河口、湿地以及大湖生态动力学。2000年，陈长胜教授领导的实验室成功地建立了具有领先水平的非结构网格海洋环流与生态模型(FVCOM)，此模型综合了现有海洋有限差分模型和有限元模型的优点，解决了数值计算中浅海复杂岸界拟合、质量守恒以及计算有效性的难题。黄瑞新，博士，物理海洋学家，现就职于美国伍兹霍尔海洋研究所。主要研究方向为风生环流和热盐环流的理论和数值研究，及海洋环流与气候动力学的联系。黄瑞新教授在20世纪80年代以来长期致力于海洋环流理论研究，对通风温跃层、热盐环流等理论做出杰出贡献。林间，博士，美国伍兹霍尔海洋研究所资深研究员、亨利-比奇洛杰出海洋学家讲座教授、麻省理工学院/伍兹霍尔海洋研究所联合研究生院教授。1982年毕业于中国科技大学，1988年在美国布朗大学获得地球物理学博士学位；2007-2009年任国际大洋中脊地球与生命科学研究组织（InterRidge）主席；2007年当选美国地质学会会士，以表彰他“对全球大洋中脊及地震相互作用研究作出的具有创造性、重要性，以及持续性的贡献”；2008年当选美国科学促进会会士，以表彰他“对地震学和海洋构造学研究的杰出贡献”；他在地震学领域取得国际瞩