各國加強國際公共疆域科研探索的宏觀戰略及啟示

程如煙

（中國科學技術信息研究所，北京 100038）

各國加強國際公共疆域科研探索的宏觀戰略及啟示

程如煙

（中國科學技術信息研究所，北京 100038）

近年來，太空、深海和極地等國際公共疆域因其蘊藏的巨大資源和重要的戰略價值而受到世界各國的高度重視。本文對國際公共疆域蘊藏的資源進行概要的闡述,并對各國為獲取國際公共疆域開發優先權而采取的科學研究和探索舉措進行分析,最后探討我國應采取的科技對策。

國際公共疆域；科學研究與探索；國際科技合作

Abstract:In recent years,many countries lay stress on the development of space,deep sea and pole area.This paper first gives a brief introduction of the enormous resources contained in these areas.Then it analyzes the scientific research and exploration efforts that many countries have taken to obtain the exploration priority.At last this paper puts forward some suggestions.

Key words:international common area;scientific research and exploration;international S&T cooperation

近年來，人口的增長、能源的短缺、環境的惡化、各國承載壓力的增大使得很多國家把目光瞄準其管轄范圍之外的國際公共疆域——太空、深海和極地，這些地方因蘊藏巨大的能源和資源、涉及國家重大利益而成為各國科技角力的熱點疆域。

1 國際公共疆域因蘊藏巨大資源受到各國高度重視

國際公共疆域蘊藏著豐富的自然資源、生物資源、能源和礦產資源。隨著氣候變暖，南北極冰川的融化，南北極豐富的自然資源引起各國“垂涎三尺”。北極地區蘊藏著大量的石油和天然氣，其儲量預計為幾十億噸。南極最具代表性的地下能源是冰蓋之下和周邊海底中的可燃冰，經預測，其埋藏量遠遠超過了地球上現存的所有化石燃料，是能夠替代石油或煤炭的清潔能源。南極石油儲量達千億桶之多，天然氣達5萬億立方米。此外，南北極地區還富含大量的銅、鈷、鎳、鉛、鋅、金、銀、金剛石、石棉以及稀有元素等礦產資源。

深海海底富含各種礦產資源、生物資源和能源，在水深4000～6000米的海底，富含銅、鎳、鈷、錳等金屬的多金屬結核；海底山表面含有大量的富鈷結殼，大洋中脊和斷裂活動帶的熱液中含有多金屬硫化物；深海熱液噴口區和海山區的生物群落因其生存的特殊環境具有重要的研究價值，例如嗜高溫細菌因為在缺氧、高壓、高溫、黑暗、有毒環境下具有強大的生命力，因而能夠用于廢料處理，特別是可以有效地降解常規細菌所難以降解的有毒廢料，使其轉化為對人類無害的物質。除環保產業外，深海細菌在采礦、冶金、造紙、食品、醫藥等產業均有廣泛的應用前景。在礦業部門，生物選礦已是一種實用技術，利用不同溫度（100~300℃）的菌種，通過它們的嗜硫、嗜砷作用可有效地富集金、銅、鎳等金屬。

浩瀚無垠的太空更是擁有很多特殊的資源，月球上的氦-3有可能是未來能源的主要來源，太陽同步軌道因承載所有氣象、災害、海洋、資源等對地觀測衛星而成為寶貴的軌道資源。此外，太空中與地球環境類似的其他星球在未來可能成為人類生活的棲息地。

除了蘊藏巨大資源之外，國際公共疆域對于世界各國還具有重要的戰略價值，如氣候變暖所導致形成的北極航道將成為全世界最有價值的航道之一；對極地、太空的研究有助于解決氣候變化等國際重大問題；作為國家主權的延伸，太空和海洋對于國家安全具有極其重要的戰略價值，等等。

2 各國加大對國際公共疆域的科學研究和探索

在國際公共疆域的勘探問題上，國際上通行的做法是，誰先勘探，誰享有優先權。為取得國際公共疆域開發的優先權以便在其未來的開發和利用上占據先機，世界各國都非常重視對這些地方的科學研究和探索，加大了科技投入并啟動了專門的計劃。

2.1 太空科學研究和探索

自從2004年美國提出以探索火星和其他行星為目標的“太空探索新構想”以來，各國掀起載人太空探索活動熱潮。美、俄、歐、日、印等都瞄準月球、火星等目標，制定了載人太空探索計劃。盡管近兩年全球爆發金融危機，但各國的太空開發預算并沒有受到影響。

美國是全球唯一的空間技術超級大國，一直引領著世界空間技術的發展。為推進對太空的科學研究，美國政府近年來大力增加了航空航天局的研發預算。2011年，美國航空航天局的研發預算比2010年增加了 18.3%（17 億美元）［1］。 2010 年 4 月，奧巴馬總統宣布了新太空探索計劃，放棄旨在重返月球的“星座計劃”，而將火星作為美國載人航天計劃的目的地［2］。 為此，美國航空航天局（NASA）今后 5 年的預算將增加60億美元，用于鼓勵私營企業開發運送宇航員前往國際空間站的飛船和火箭。通過該計劃，美國希望到2025年能對太陽系進行深入探索，到21世紀30年代中期，美國具有運送宇航員平安往返火星軌道的能力。

俄羅斯是航天強國，其空間領域在全球享有很高的聲望。2005年，俄羅斯批準了《2006—2015年俄聯邦航天發展規劃》，提出了未來10年的重點航天發展項目，其重點包括發展和完善GLONASS衛星系統，制造并發射70顆新型衛星；加強太空科學實驗；確保載人飛行計劃和國際空間站組裝以及基礎科學探測等任務。為此，俄羅斯未來10年內將為太空項目撥款3050億盧布 （約合106億美元）。2010年，俄羅斯總理普京表示，俄羅斯要超前發展GLONASS衛星導航系統，本年將發射6顆衛星，從而讓GLONASS覆蓋整個地球。

為推進歐洲的太空開發能力，歐洲航天局加大了資金投入力度，2008年底，歐洲航天局決定投資100億歐元用于未來幾年的太空探索，以逐步實現載人航天、火星生命探測等重大計劃。

日本負責航空航天研發工作的宇宙航空研究開發機構（JAXA）指出，未來20年，日本航天研發目的是監視自然災害和氣候變化、探索太空之謎、開發與積累可靠而有競爭力的技術。日本政府宇宙開發戰略總部2009年提出載人航天開發構想，建議在2020年前將機器人、2030年前將人送上月球。不過，在航天技術產業化方面，日本與歐美國家相比還有較大差距［3］。

為打造航天大國地位，印度高度重視空間技術的發展，2001年制定了空間技術發展十年計劃（2001—2010年）框架。2006年啟動登月計劃，目標是2020年實現印度人在月球上行走。2009年啟動25億美元左右的載人航天計劃，準備在2013—2015年期間將航天器送往火星。

其他國家也非常重視空間科學研究，例如澳大利亞聯邦政府2010年新啟動了總額為4000萬澳元的太空研究計劃（ASRP）等。

2.2 深海科學研究和探索

目前世界上100多個沿海國家都非常重視深海科學研究，以抓緊開發利用海洋資源和空間，從事海洋環境探測、海洋資源調查開發、海洋油氣開發等。在深海技術方面，美國在深潛器、深海機器人、深海鉆探船以及深海觀測光纜方面擁有世界最先進的技術，日本在深海鉆探船、深海機器人以及遙控無人探測器方面頗有建樹，巴西的深海石油開采技術世界領先，俄羅斯在深海載人潛水器方面技術領先，其他一些國家也各有優勢。為保持自身的科技優勢，海洋大國紛紛加大海洋科技投入，特別是日本、美國、英國、法國等國，近年來出臺了專門的海洋科技計劃，加強深海研究，以依靠先進的海洋科學技術支撐和實施其海洋發展戰略。

近年來，美國十分關注海洋科技的發展，并提出誰最先獲得公海海底的科學數據，誰就可以優先享有開發權。2007年1月，美國發布了《美國海洋科學未來十年之路——海洋優先研究領域計劃和實施戰略》，提出了海洋研究的六大研究主題：海洋自然資源和文化資源的管理；應對自然災害的能力；開啟海上作業；海洋在氣候中的作用；改善生態系統的健康狀況；增強人類健康。針對這六大研究主題，戰略還提出了20項優先領域以及近期的四項研究重點［4］。

日本非常重視海洋科技研發。太空和海洋開發是日本第三期科技基本計劃確定的四大推進領域之一。2008年，日本制定了《海洋基本計劃草案》，提出要加強海洋科技研究并推進海洋調查。在研究方面，日本應推進基礎研究，包括充實船舶研究、設備研究基礎，加強海洋問題對策研究，強化海洋科技創新體制，加強合作等。在海洋調查方面，草案提出要收集整理與海洋管理有關的基礎情報，統一管理海洋情報，加強國際合作交換海洋調查情報數據等。

韓國政府2000年制定了《海洋開發基本計劃》，決定開展深海資源研究、生物多樣性保存研究、沿海地區災害防范研究和利用海洋生物開發新物質等一系列科學考察和研究。韓國在海洋科學領域的研究開發預算與其他領域相比相對較少，因此從2003年10月起，韓國政府在相關范圍內，開展了促進制定“海洋科學技術開發計劃”的活動，主旨是擴大政府的投資，促進系統性的海洋科學技術開發等。

歐盟成員國也高度重視海洋科學研究，英國海洋研究的優勢領域是海床測繪和水下機器人。2007年12月，英國啟動了《海洋2025》的重大海洋研究計劃，將在未來五年里向該計劃提供大約1.2億英鎊的科研經費，提出建立英國海洋數據中心、平均海平面永久服務中心以及海藻與原生動物樣品收集中心。2010年2月，英國發布了《2010—2025年海洋科學戰略》，明確了英國海洋科學的三大優先領域：了解海洋生態系統如何運行；應對氣候變化并了解其與海洋環境的相互影響；維持和增加海洋生態系統的效益［5］。

2.3 極地科學考察和研究

在極地勘探問題上，國際上有一條不成文的規定，每個地區誰能首先勘探成功，誰就擁有優先設站權，此后其他國家在該地區的科考活動必須征得設站國的同意，而且必須由設站國牽頭。在南極獲取優先設站權意味著該國在南極的存在和地位，因此，世界各國近年來越來越重視極地科學考察和研究，一些國家為此設立了專門的部門，美、俄、英、法、日等20多個國家在南極和北極設立了科學考察站。

美國對極地研究的支持力度據世界首位，早在1999年其他國家的極地研究經費只有幾百萬美元的時候，美國的極地研究經費已經突破了2.5億美元。美國負責極地研究的機構是國家科學基金會（NSF），其通過下屬的極地項目辦公室（OPP）具體運作與管理極地研究項目。近年來，國家科學基金會的極地研究預算不斷增加，2010年比2009年增加3308 萬美元［6］。

英國負責南極科學考察和研究的機構是英國自然環境研究委員會下屬的南極局（BAS）,該機構承擔了英國絕大部分的南極科學研究任務，其2005—2012年戰略規劃提出，到2012年，英國南極局要成為南極地區全球科學研究的國際一流中心。其戰略規劃確定的核心科學計劃包括南極的全球性或區域性變化信息、南極生物群落的多樣性和演化、南大洋科學和地球系統綜合研究。

俄羅斯在極地研究方面繼承了蘇聯的雄厚實力，在南極大陸周圍，共分布著俄羅斯8個常年考察站和6個夏季考察站。雖然由于財政緊張，幾個考察站暫時關閉，但俄羅斯在極地研究方面所取得的成果始終處于世界前列。2007年8月，由俄國家杜馬副主席奇林伽羅夫率領的俄科考人員利用“和平號”深海探測器下潛到4000多米深的北冰洋海底，插上了一面鈦制的俄羅斯國旗。俄羅斯科考人員還對羅蒙諾索夫海嶺等北冰洋海底地質進行了地質測量，并據此提出了羅蒙諾索夫海嶺和門捷列夫高地屬于俄羅斯大陸架的自然延伸的論斷。

日本也非常重視極地研究，其2007年預算中對南極觀測和海洋地球科技領域預算總額為519億日元。日本負責極地研究的機構是國立極地研究所（NIPR），其主要任務包括開展極地大氣物理、地球科學、冰川學、氣象學和生物學研究，負責執行日本南極考察科學項目與后勤項目以及南極考察站的日常維護，收集、處理和儲存極地考察采集的樣品和數據。

極地科學研究也受到了其他很多國家的重視，例如，加拿大政府安排了兩年（2010—2011年）共計1800萬加元的工作站設計經費，同時還撥款200萬加元用于資助建立加拿大北極研究工作站的可行性研究。

3 國際科技合作成為國際公共疆域科學研究和探索的重要特征

國際公共疆域的公共性促使各國高度重視國際合作，大規模的國際科學合作成為國際公共疆域科學研究和探索的重要特征。

在太空科學研究方面，全球最大規模的國際合作項目是國際空間站。該空間站以美國、俄羅斯為首，加拿大、日本、巴西和歐空局等十幾個國家和國際組織參與研制。國際空間站作為科學研究和開發太空資源的手段，為人類提供一個長期在太空軌道上進行對地觀測和天文觀測的機會。其他的合作項目包括歐盟成員國（也包括其他一些非歐盟成員國）共同參與的伽利略導航衛星系統計劃，中國、美國、巴西、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、印度等三十多個國家共同參與的全球對地觀測系統，歐盟與中國合作的地球空間雙星探測計劃等。此外，2008年3月，美國航空航天局提議將所有國家的無人登陸器都聯合起來，組成國際月球網絡（ILN）。

在深海科學研究方面，國際開展的重大科學合作計劃包括國際深海鉆探計劃（DSDP）、國際大洋鉆探計劃（ODP）以及國際綜合大洋鉆探計劃（IODP）。1968—1983年進行的國際深海鉆探計劃有20多個國家參與，在624個海上鉆探場地共打了1092眼鉆孔，施工場地最大水深為7044米，最深鉆孔為1741米。1985—2003年進行的國際大洋鉆探計劃是國際深海鉆探計劃的后續計劃，其目標是從全球海底取樣，研究地殼演化及環境，其成員有20多個國家和地區。2003年啟動的國際綜合大洋鉆探計劃由國際大洋鉆探計劃發展而來，旨在打穿大洋殼，揭示地震機理，查明深部生物圈和天然氣水合物，理解極端氣候和快速氣候變化的過程，為國際學術界構筑起新世紀地球系統科學研究的平臺，同時為深海新資源勘探開發、環境預測和防震減災等實際目標服務。該計劃由美日發起，歐盟作為共同體加入。中國、韓國、澳大利亞、新西蘭以及印度作為準成員國也加入了該計劃［7］。

在極地科學研究和考察方面，世界至今組織了四次國際極地年活動。2007年3月，第四次國際極地年正式啟動，來自60多個國家的5萬名科學家參加了為期2年的極地科學考察。為了在國際極地年活動中扮演領導者的角色，美國率先啟動了國際極地年活動。在第四次國際極地年活動期間，俄羅斯舉行了80多次科考活動以及7個大類約100多項科研項目。

4 對我國的啟示

4.1 進一步加強對國際公共疆域的科學研究和探索

隨著我國經濟科技實力的增強，我國近年來加大了對國際公共疆域的科學研究和探索，在很多方面取得了巨大的進步，如神舟七號的發射成功、7000米載人潛水器的研制成功等。但是，也應承認，由于起步晚，我國在空間、深海、極地科學研究和探索方面與很多國家還有相當大的差距。在航天重要領域，我國與世界航天水平的差距保守估計為10年到15年；在深海研究領域，我國除了深海技術裝備整體研制和生產能力跟發達國家有一定差距外，我國深海通用基礎件技術薄弱甚至空白，例如深海浮力材料、海洋工程材料、水密線纜、水下電機、水下通訊等一系列相對低價但非常重要的基礎材料和元器件，我國幾乎全部依賴進口；在極地科考方面，我國起步于80年代初期，與先進國家差距一個世紀。

為此，我們要進一步加強對國際公共疆域的科學研究和探索力度，加大資金投入，設立專門計劃，進一步縮小與發達國家的整體差距。

4.2 選擇好研究的重點領域和路徑

航天、深海和極地科學研究和探索具有高投入、高風險、高產出、效益滯后的特征。因此，必須選擇好重點領域和實現路徑。一旦決策錯誤，將給國家和人民帶來沉重負擔，前蘇聯在這方面的教訓十分深刻，在冷戰時期，美國大肆吹噓太空軍備競賽，誘騙前蘇聯在航天領域投入傾國的財力和物力，成為拖垮前蘇聯的重要因素之一。

當前，我國的財力還無法與美歐等相比，因此，在國際公共疆土的科學研究和探索上，我們必須根據我國的承受能力和實際需要，選擇那些為社會所急需的項目攻關和突破，從而使有限的資金發揮最大的效益。

4.3 重視參與相關的國際大科學計劃并注意發揮在其中的主導作用

在國際公共疆域的科學研究方面，國際上開展了很多大科學計劃，如國際空間站計劃、伽利略計劃、國際綜合大洋鉆探計劃、國際極地年計劃等。這些計劃代表著各領域最先進的科研水平，參與這些計劃有助于提升一個國家的科技實力，也是一個國家科研水平的重要體現。

當前，我國已經參加了很多相關的國際大科學計劃，但是，還應注意到，至今為止，我們的參與程度還很不夠。例如，還沒有參加航天領域最重要的國際空間站計劃，還沒有成為國際綜合大洋鉆探計劃的正式成員（目前還是參與成員）。隨著我國科技實力的增強，我國應該積極參與國際公共疆域的重要大科學計劃，并爭取在我國設立國際大科學計劃的國際項目處，以便獲取較大的發言權、利用國際財源促進本國在該領域的發展、吸引國際優秀人才以及獲取最新的信息和成果等。此外，我國還應具有前瞻性的戰略眼光，在我國具有優勢的國際公共疆域牽頭國際大科學計劃。

可以預見，隨著“圈天運動”、“圈海運動”以及“圈極運動”的日益激烈，世界各國對國際公共疆域研究的競爭也會愈演愈烈，而這背后，實則暗藏著各種利益之爭：能源之爭，資源之爭，航運之爭，領土領海之爭，科技實力之爭和國家利益之爭。

［1］ Edward W.Lempinen.Obama 2011 Budget Proposal Details Range of New R&D Priorities ［EB/OL］.http://www.aaas.org/news/releases/2010/0318rd_clemins_briefing.shtml,2010-3-18.

［2］ The White House Office of the Press Secretary.Remarks by the Persident on Space Exploration in the 21st Century ［EB/OL］.http://www.nasa.gov/news/media/trans/obama_ksc_trans.html,2010-4-15.

［3］各國太空開發預算未受金融危機影響 ［EB/OL］.http://express.cetin.net.cn/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAction;jsessionid=CFFCCF711BED52AE54465FA823B3E273?baseid=108&docno=75817.

［4］ NSTC Joint Subcommittee on Ocean Science and Technology.Charting the Course for Ocean Science in the United States for the next decade——An Ocean Research Priorities Plan and Implementation Strategy［EB/OL］.http://www.masgc.org/gmrp/plans/JSOST.pdf.，2007-1-26.

［5］ The Marine Science Co-ordination Committee of UK.UK Marine Science Strategy［EB/OL］.http://www.defra.gov.uk/environment/marine/documents/science/mscc/mscc-strategy.pdf,2010-3.

［6］安培浚,張志強.美國 NSF地球科學部 2010財年經費資助分析 ［EB/OL］.http://www.edu.cn/lun_wen_zhai_bao_1089/20090624/t20090624_386331_1.shtml,2009-06-24.

［7］ Funding Agencies of Intergrated Ocean Drilling Program［EB/OL］.http://www.iodp.org/funding-agencies/2/,2010-05-05.

（責任編輯 遲鳳玲）

National Measures of Main Countries for Promoting Scientific Research and Exploration of International Common Area

Cheng Ruyan
（Institute of Scientific and Technical Information of China,Beijing 100038,China）

G32

A

國家軟科學研究計劃項目“主要國家科技政策比較研究”（2009GXS1K008）。

2010-05-05

程如煙（1969-），女，中國科學技術信息研究所戰略研究中心；研究方向：科技創新政策、科技投入等。