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建设“全球海洋中心城市”,要向“海洋科学”要机会
    建筑师

    华高莱斯 · 2021-09-10 17:24:11

一、建设“全球海洋中心城市”,未来要学会向“海洋科学”要机会

随着科技的发展,人类将“用科学创造未来”的探索目光转向了两个充满未知的领域:天空与海洋。尤其是经过第二次世界大战中激烈的海上角逐,各国“海洋事关国家兴衰”的意识被强烈唤醒。

渤海

自此“海洋科学”的价值被发现、被放大,甚至按了加速键——美国海洋科研费用由1940年的170万美元增加到了1945年的1370万美元,海洋研究所人员也从400名增加到2000名以上❶;与此同时,与军事相关的研究领域如海洋声学等获得了极大发展。20世纪80年代,美国领先提出了《全球海洋科学规划》;随后,英国也公布了“海洋科技发展战略”,提出优先发展海洋科技……

如今,我国也明确提出了建设海洋强国的战略目标,开始加码经略海洋。一股在蓝色疆域开疆拓土的“海洋热”开始袭来——探索建设“全球中心海洋城市”成为沿海城市服务海洋强国战略的一大发力点:自2017年至今,已陆续有深圳、上海、青岛等七大城市剑指这一目标。

“全球海洋中心城市”无疑同时兼具了“城市”与“海洋”这两大发展载体的属性特征。而随着时代发展,我们不难发现,建设“全球海洋中心城市”的内涵需求已开始“由陆向海”推进。

1、海洋1.0时代——“由陆观海”:成就“海洋中心城市”,重在“海上航运、港口物流”发展

挪威

陆地一直是人们赖以生存的绝对空间。过去人们“由陆观海”,站在大陆看大海,以陆地为出发点,将海洋视为服务陆地的附属和延伸,不断尝试通过海上航运、港口贸易、填海造陆等方式为陆地城市的发展提供拓展空间和保障,海洋则主要承担起渔业等资源供给及物流运输的功能。

这一“蓝海掘金”方式从最早获评“海洋中心城市”的一众老牌海洋城市便可看出:“全球海洋中心城市”概念源于2012年挪威海事展、奥斯陆海运等机构联合发布的“全球领先的海事之都”研究报告,其中包含了英国伦敦、中国香港、挪威奥斯陆等30个知名海洋城市。虽然各具特色,但纵观报告评定各城市海洋中心地位的指标便不难发现:成就上榜城市威名的通常是海上航运、港口物流、海工建设等海洋经济内容。

奥斯陆

例如,新加坡、中国香港等资源匮乏地区,一路走来,通过锚定港口经济发展“自由港”,吸引大批航运公司挂靠,不断塑造了他们在国际航运、贸易中的强大竞争力,书写了全球瞩目的以港兴城的恢宏篇章;挪威则是深耕水产业和海工等海洋产业,并将优势延伸至船用设备生产、油气产品运输、航运服务等上下游领域,成为全球领先的高科技船舶和海工高地。

中国香港-维多利亚港

新加坡

2、海洋2.0时代——“由海观陆”:成就“海洋中心城市”,要紧抓“海洋科学”做文章

截至目前,“全球领先的海事之都”报告虽然仅仅发布三期,但评价体系指标每一期都在跟随时代需求进行调整,不断完善。不断调整的指标则在一定程度上鲜明地释放出未来建设海洋中心城市的内涵和特征:除原有的航运、贸易、物流在全球具有优势外,海洋科学技术、海洋科研及人才发展等内容也已被陆续纳入体现海洋中心城市核心竞争力与吸引力的重要指标。

英国

可以说,时下全球海洋中心城市已对“国际航运中心”和“世界领先海事之都”等概念进行了延伸与演进。全球海洋中心城市的话语权正逐渐被“海洋科学”掌握。实现“全球海洋中心城市”的路径也正从“连接海洋”向“探索海洋”靠拢。

曾经,鹿特丹、伦敦等“前浪”海洋中心城市依靠港口贸易、海运服务等实现了强势崛起。如今,随着近年来海运、海工装备等市场姿态的持续低迷,已让上述产业越发艰难:波罗的海干散货指数(BDI)受船运需求下降影响,2020年1月已跌至2016年以来新低,且跌幅尚未出现短期见底的迹象❷;同样,从2014年油价暴跌开始,全球船舶与海工装备市场也陷入了长达5年多的低迷期——2019年2月全球造船厂新接订单量仅15艘❸。

鹿特丹

与之相对应的是,传统海洋中心城市也已纷纷开始弱化港口物流等传统掘金方式的重要性,而转向以“科学技术引领”作为战略核心。可以看出,新一轮的“海洋热”势必将由“科学”带来。

换而言之,新时代下,中国“海洋中心城市”的竞争者们,如果想要在未来掘金蓝海,掌握全球海洋中心城市的话语权,就不能依旧沿用海工和港口等传统逻辑来思考发展,必须跳出原有思维的窠臼,积极创新发展思路——从“由陆观海”到“由海观陆”,即切入“海洋科学”,推动海洋科学与城市发展目标有机链接,培育海洋科技产业的新动能。尤其是那些受陆域土地空间制约、港口对城市经济带动作用逐渐减弱等不可逆因素影响的城市,更应转过身去,面向大海,向“海洋科学”要机会,赋能自身“全球海洋中心城市”的建设。

伦敦

当下,我国正在加快步伐布局海洋科学。截至2019年5月,全国拥有海洋科研机构近200个,科研活动人员超3.5万人,每年增长近5%❹。在这样的新机遇下,成为“海洋科学中心城市”未必能成为“全球海洋中心城市”,但不是“海洋科学中心城市”,则一定无法成为“全球海洋中心城市”!

青岛

总之,城市想要实现“海洋科学”赋能,抢抓下一个风口,就必须先知道“海洋科学”在研究什么,关注什么。

❶ [日]宇田道隆.海洋科学史[M].金连缘,译.北京:海洋出版社,1984:444.

❷ 第一财经:《波罗的海指数开年大跌50%,与股市关联性逐步下降?》

https://www.yicai.com/news/100482491.html.

❸ 前瞻产业研究院:《预见2019:中国海洋工程装备行业产业全景图谱》

❹ https://www.sohu.com/a/314484919_726570.

二、远眺“海洋科学”前沿,向“海洋科学”要出“三大机会”

海洋

机会1:掌舵“海洋科学”探索的最前沿——深海领域

从全球“海洋科学”发展来看,海洋科研的最大机遇在深海——海洋中大部分未知的事情都发生在深海,很多战略性资源也存在于深海,深海探索已成为一个国家综合国力和科技实力的象征。地球表面71%都被海洋覆盖,如果将200米水深的真光层界限作为深海分界线,全球95%的海洋都属于深海;如果将海水温度相对稳定的1000米界限作为深海分界线,则全球90%的海洋属于深海❶。到目前为止,人类对海洋探测和了解的范围据估测仅5%左右,也就是说,仍有95%的区域我们还不了解,这其中主要是深海❷。可以说,其实人类对海洋,尤其是深海,远谈不上知道,更谈不上了解……尽管挑战很大,但如果没有对深海的探索与研究,就无法真正认识海洋,经略海洋。走向深海是海洋科学的必然选择!

海洋

在本书的开篇《科学中心城市的崛起》中已经阐述了,在科学的创新过程中并非只有从基础科学到应用技术的单向单线程创新。用技术反向推动海洋科学发展是海洋科学研究的重要特征。海洋声学技术应用对于“海洋科学”发展的促进,便是这样的典型案例。

过去,广袤的海洋让人们很难对全球海洋的深度进行精确测量,但这对于船舶航行计算、水下军事环境等又十分重要。1925年,德国人哈勃在“流星”号考察船安装了一台“回声探测仪”,至此人们惊奇地发现:大西洋中部某些海域不是原有想象的深海,而是“浅海”,于是发现了“大西洋中脊”的存在,而现在海底测绘设备也基本都是利用声学原理进行工作的❸。

棕榈滩

20世纪60年代以来,海底扩张说和板块构造说的建立、海洋环流结构理论与数值模型建立等一系列重要的海洋科学的发展更证明了几乎所有主要的“海洋科学”进展都和新仪器的建造、新技术发明与应用有紧密关系。

“海洋科学”越向深海挺进,技术装备的支撑就越重要,有时甚至起决定性作用。作为探测与研究海洋最重要的平台——科考船正变得日趋重要。目前,我国在役各类海洋综合科考船和专业调查船60余艘,其中国家海洋调查船队37艘❹。这样的数据与世界“海洋科学”强国相比,还有很大的差距。目前美国的各类科考船船队规模约250艘,欧盟约300艘,俄罗斯和日本也分别超过100艘❺。由此可见,加速科考船的建设,已经成为中国发展海洋科学的当务之急。也正是如此,2019年中国共有10艘科考船正在设计和建造。到2020年,已经有“实验6号”和我国最大海洋综合科考实习船“中山大学”两艘下水。可以说,科考船的建造和发展将为相关海工装备技术产业带来新的发展机遇。

marine national facility研究船

当然,深海探测不仅涉及科考船的设计建造,科考船所搭载的各种深海探测装备更成为重中之重。正如深潜器的发明使我们能够发现海底热液生物群落:深海热液温度梯度探测装置、深海拉曼光谱仪等深海原位观测技术设备的发明,使我们能够在深海实现“测得准”的目标;Argo浮标使我们有能力对2000米水深范围内的海洋进行长期连续观测;大洋滑翔器、自主式水下航行器则形成了对海洋特殊环境自主观测的有效补充……没有这些科技探索装备,我们的科考船就会无法带回各种深海数据。

海底生物群落

深海探测装备的研发,如果仅仅依靠科学院来完成,显然是不现实的。其实,深海探测装备中的很多技术,如信息获取、传输、处理等都涉及共性技术——传感器技术。因此,很多的科技企业完全可以参与到深海探测装备的研发之中。深海作为多学科交叉融合的攻坚领域,对于科技企业来说,切入深海风口既是挑战,更是机遇——无论分子生物学、基因技术和图像技术的应用,还是新型传感器技术与生物技术或深海无人潜器的结合、海洋生物芯片的研制,都大有可为。

当深海科研的装备成为科技企业的机遇时,那些拥有相关共性技术的企业及其所在城市将迎来新的产业机遇。休斯敦就是一个鲜活的例子。

休斯敦

美国中部的休斯敦位于墨西哥湾,是美国油气储量尤其是深水油气资源最为丰富的地区之一。墨西哥湾深海油气储量据估测可达150×108桶❻。如此“诱人”的深水甜点,让休斯敦成为世界石化中心之一:吸引了39家石油勘探公司、500家勘探生产公司、800家油田服务公司,其中不乏45家美国200强的能源公司和世界巨头,如康菲、埃克森美孚等,成为美国45%以上基础石化工业活动的承载地❼,全球油气作业最为活跃的地区之一。强大的海洋工程装备产业集群也逐渐形成。

海上勘探钻井平台

正是由于深海探测与原有石油勘探需要同样的共性技术——海洋平台建设及海底探测技术,因此,休斯敦转身成为深海探测工程科技的领军城市。目前,在深水立柱式平台方面,休斯敦在船体设计和上部工程核心业务几乎实现了全掌控。休斯敦坐拥深海探测技术相关专利数97件、创新机构15家,石油海底勘探3D/4D地震图、深水浮式海洋平台等领域均位居世界领先水平。

海上勘探钻井平台内部

由此可见,新的技术将成为推动“海洋科学”向深海发展的重要推动力。而深海技术的研发不仅是科研院所的事情,那些拥有相关共性技术的科技企业同样可以得到产业发展的新机遇。在这样的逻辑下,城市想要在“全球海洋中心城市”竞速中占优,原本“离海近”这一刚性优势的重要性也将被弱化,用“科学技术”塑造相对高势能才是未来关键。换而言之,未来打造“全球海洋中心城市”核心竞争力,不靠“近海优势”,而靠“科技强势”!

当然,如果城市可以同时拥有科技企业和深水海域两大优势,深海掘金的竞争力自然不用多说。在这方面,深圳无疑具有巨大潜力。

深圳

首先是“近水楼台先得月”的地理位置。深圳是距离“我国唯一能够进行深海探测海域——南海”最近的一线城市。南海是我国乃至世界科学界重点探索的绝对热点!南海的海域面积相当于16个广东省,而且是我国最深的海域——平均水深约1212米,中部深海平原最深达5567米❽;同时,南海也是最神秘的深海——由于位于欧亚板块、太平洋板块和印度—澳大利亚板块之间,更造就了南海“地质构造复杂”“海底地貌类型众多”“蕴藏约230亿~300亿吨石油等丰富资源”的标签。绝佳的地理位置与城市经济实力,让深圳在深海科学探索上具有极其优越的条件。

同时,科技创新已是深圳盛名在外的城市名片。深圳拥有高新技术密集的产业集群,自主创新意识及氛围浓厚,是国内市场化程度和科研成果转化能力最高的城市;占GDP4%以上的研发投入,让其研发强度已可比肩发达经济体❾;依托产业配套和大湾区的资本优势,深圳甚至实现了其他海洋城市——上海、青岛等相关科技专利成果在深圳的落地。可以说,良好的科技产业基础让深圳在“海洋科学”方面显示出强劲的竞争力。

深圳天安云谷

从2017年海洋经济“十三五”规划的首次提及到2019年国务院的明确支持,深圳作为唯一“两年获国家三次点名”的城市,在建设“全球海洋中心城市”方面,被国家寄予殷切希望。未来,深圳可依托海洋电子信息、海洋高端装备等产业基础,围绕深海资源勘探开发,发展海底探测、深海传感器等关键技术和设备;同时,随着未来海洋大学和国家深海科考中心等一系列重量级创新载体的形成,现在一年有280多天都在奔赴西太平洋深远海路上的科考船,将不必再“舍近求远”,只能选择从青岛出发❿……我们有理由相信:手握一手“掘金深海”好牌的深圳,着实有潜力也有实力在深海领域为自身创造一个发展制高点,航行出新时代的“深圳深蓝速度”,成为建设“全球海洋中心城市”的典型示范。

❶美国国家海洋和大气管理局

https://www.noaa.gov/oceans-coasts.

❷孙松,孙晓霞.对我国海洋科学研究战略的认识与思考[J].中国科学院院刊,2016,31(12):1285-1292.

❸《“实验6号”科考船成功下水我国海洋科考又添利器》

https://news.sina.cn/2020-07-18/detail-iivhuipn3754120.d.html.

❹《我国科考船加速建造,下水数量居世界首位,迎来海洋新时代》

https://www.sohu.com/a/347722976_120254905.

❺钱伯章,朱建芳.美国墨西哥湾海上油气发现与生产评述[J].海洋石油,2014,34(3):7-15.

❻https://porthouston.com/maritime-education/.

❼https://www.sohu.com/a/303342565_381837.

❽《深圳建设全球海洋中心城市的国际比较研究》

http://theory.workercn.cn/252/202006/02/200602094712382.shtml.

❾http://news.qingdaonews.com/wap/2019-09/06/content_20745103.htm.

❿海洋测试场是依托典型海域、依据相关测试评估标准,对海洋环境观测调查,海洋可再生能源等装备的可靠性、环境适应性、保障性、安全性等进行海上试验、评估、认证的科技创新和产业发展公共服务平台.

机会2:破浪“海洋科学”探索的最基础研究——海洋测试

海洋

深海科学需要科技装备的支持与带动,由此给科技企业带来新的机遇。但是从整体国产海洋技术装备看,普遍存在自主化率低、核心技术源头供给不足、80%以上市场份额被国外海洋仪器占据等“卡脖子”问题。因此,对于国内城市而言,建设强大的科技产业基础,还有相当一段时间的持续投入。

海港

而发展海洋测试,建设海洋测试场❶,则可有效促进海洋技术装备研制进度和产业化进程,解决创新装备由样机到规模化产品应用“最后一公里”的问题,被公认为是夯实“海洋科学”能力基础的必备一环,这是实验室永远无法代替的。因此,海洋测试则为更多的城市打开了“海洋科学”的机遇大门。如果你能拥有一片“高能”海洋,不妨抓住海洋测试,破“浪”而行!在海洋测试的发展中,随着蓝色能源革命时代的到来,海洋可再生能源技术装备测试将成为时代新宠,非常值得国内拥有海岛资源的城市关注!

巴厘岛

首先,研究“海洋的开发利用”,本就是海洋科学一直以来的基础知识体系;同时,随着陆地能源开采逐渐枯竭,亟待开发利用的海洋可再生能源(海洋能❷)便被视为可再生能源的“圣杯”。对比其他可再生能源,海洋能具有“可不断提供新能源给世界各地”的巨大优势。《海洋为气候变化提供解决方案》指出:目前全球发电量仅有0.3%源于海洋能,但全球海洋能的体量又是多少呢?750多亿千瓦!这就意味着,到2050年,假设对海洋能利用效率为10%,便已可以完全满足人类社会的电力需求(预测值为60.46亿~67.68亿千瓦)❸。面对这样与生俱来的“高流量”,英国、日本等发达国家已将海洋能列入国家战略目标,设立科研中心;智利、印尼等发展中国家也开始了陆续关注;另外,更不乏西门子、通用电气等国际知名企业的积极进军。

渤海

我国海洋能资源理论储量超过15.8亿千瓦❹,潜力巨大,若能有效开发利用,将大大缓解沿海地区的能源供给压力。从2012年开始,依托多个区域不同的海洋资源禀赋,我国开始加大了海洋能试验场的投入力度:珠海万山已凭借海域年均波能密度4千瓦/米、我国近岸波浪资源条件最好海域之一等优越条件,成为“波浪能发电装置试验场”的所在地,可提供大比例尺样机及原型样机试验。而全球海洋中心城市的候选者之一,浙江舟山,则凭借年均能流密度1.5千瓦/平方米、我国潮流能资源最好的海域条件,成功将“潮流能试验场”的发展契机收入囊中。作为海洋科学的新宠,蓝色能源时代赋予了“高能”城市绑定“海洋测试”的新机遇。那么,中国城市又该如何依托海上测试破“浪”淘金?

不妨向英国苏格兰取取经——英国海岸环绕着世界上最强的一些洋流,是世界上潮汐资源最丰富国家之一。特别是三面环海的苏格兰,潮汐能资源占整个欧洲的1/4,被冠以“海洋能源领域的沙特阿拉伯”❺。如今,依托“高能”的海洋环境,苏格兰成为许多公司、科研机构研发测试各种原型设备和技术的首选地。

苏格兰-利斯港

苏格兰的奥克尼群岛,可谓是海洋测试掀起的科技“浪潮”中成功改命的岛屿。整个群岛位于英国苏格兰东北部,总面积为990平方千米,约由70个岛屿组成,其中约20个有人岛,总人口为21349人。在大陆资源供给困难的情况下,这里发展一度滞后。如今,它却站在了蓝色能源革命时代浪潮的世界C位——已吸引18个国家的顶级企业及项目入驻。从无人问津到C位出道,奥克尼开启命运之门的密钥究竟何在?

1、“高能”海洋场景吸引欧洲能源中心(EMEC)选址于此,开展海洋测试

苏格兰奥克尼群岛有着相对容易开发的海洋潮流。这里常年风急浪高,监测到的风浪风速每秒可达7米,最大波浪高达18米,比四个伦敦的双层巴士重叠还要高!出色多变的海洋波浪,强劲的潮流,让这里拥有了发展海洋能的独特优势——可以让海洋装备在现实世界“最艰难”的环境中进行测试,由此检验装备的可靠性和技术成熟度。2003年,奥克尼群岛迎来了改变他们命运的契机——苏格兰政府及欧盟在这里成立了欧洲海洋能源中心。这是当下全球领先的海洋能研究机构。欧洲海洋能源中心利用这里丰富的海洋能场景,建设了全比例、一定缩小比例的潮汐能测试场,共计4个。

“浪潮”来了,真是挡都挡不住!多样的海上测试环境和设施让这里像“磁铁”一样,不断吸引Wello OY、OpenHydro等国际知名海洋高新企业和科研机构在此开展技术与设备的实况海测。至今,已有120家潮流能源公司、260家波浪能源公司、75家大学,在这里开展了100多个项目研究。

2018年,微软更将第一个海下数据中心部署于此。微软英国首席执行官表示:这里能让我们长期取得关于潮流及发电量等详细数据,我们的数据中心可在不需要维护的情况下保存数据处理信息长达5年,尽管它的功能等同于数千台高端PC,但所需电力很少。因为这里拥有自然冷却的优势,海浪能量还可以帮助提供能源。

2、重视完善“海洋测试支撑服务体系”,“海”夺世界话语权

除保障基础的测试内容外,欧洲能源中心(以下简称EMEC)还在奥克尼发展了“概念设计—技术优化—样品测试—规模测试—产品商业化”整个流程的一站式支持服务,并组建产业联盟,不断强化在海上测试方面的影响力。例如,EMEC在这里成立了专门的研究协会和监督顾问组,致力于进行可商业化的科研项目研究,并聘请专家对现有测试技术及方法等问题进行解答和指导;同时,EMEC积极参与行业内各种专业组织,在互通有无中提高专业水平,利用产业联盟的力量弥补缺失或弱项的环节,提供测试上下游更多服务。这些努力都大大促进了海洋能装置及技术的研发。

随着海上测试相关环节的不断完善,奥克尼成为全球第一个海洋能发电装置测试及认证中心。5万多条行业标准从这里走出,奥克尼完美蜕变为全球公认的海上测试高地。

3、以“海洋测试”引领发展,让岛屿效益衍生不断

正是抓住了前沿的“海洋测试”,整个奥克尼在海洋科学的赋能中获得新生。

激活再就业,人才回流:“我们这一代人大多生长在靠石油领域获得收入的家庭,过去这里能提供的职业发展机会非常有限,因此,会背井离乡到其他地方去。但现在情况不一样了,海上测试正在为岛上的年轻人提供农业和化石燃料行业之外的机会。”❻正如EMEC的氢能营销官奥格所说的那样,奥克尼依靠EMEC,迄今已创造250人在40家本地的能源公司就业。

资源自给自足还有“余粮”:奥克尼的电力以往曾完全依赖英格兰大陆,如今,在EMEC的引领下,利用对潮汐和海浪能的开发,产生的电量即便向英国国家电网输出后,仍能达到居民用电量的130%左右。另外,奥克尼10%的房屋都有微型发电系统,而英国为2.8%;奥克尼每户拥有2千瓦可再生能源,比英国平均水平高出900%;奥克尼每户的可再生能源供热系统安装量是英国平均水平的12倍……❼

“奥克尼制造”金名片正蓄势待发:海洋能不仅为奥克尼带来了高达398兆瓦电力生产的全球最大潮汐发电项目MeyGen,并由此催生了全球首座海洋资料中心的兴建;更让奥克尼成为英国官宣的智慧综合能源系统试点,世界领先的新型可再生能源发电系统在这里诞生,新的虚拟能源系统(VES)项目(将本地电力网络、燃气网络等连接到一个可控的总体系统中)在这里启动……

“这些智能系统是英国现代工业战略的重要组成部分,甚至可以称他们为‘奥克尼制造’。希望有朝一日可以在英国和世界各地推广。”❽英国能源和可持续增长部长克莱尔佩里对这里充满了期待与信心。

“大浪”淘金,奥克尼淘出了世界C位。拿着如今亮眼的成绩单,奥克尼行政区领导斯多肯说:“有了这些,我们就有了可以与全世界共享的出口商品。岛屿再也不是最后一个获得某样东西的地方了,反而是捷足先登的第一个!”

聚焦中国不同地区的海洋能:中沙群岛西南的南海中部海域、北部湾南部及东海南部等风能资源丰富且环境风险适中区;南沙群岛同纬度的南海海域、渤海和黄海大部、东海西北部等风能资源较丰富且环境风险较低区,适于开发风能资源;中沙群岛西南的南海中部海域、东海中南部及台湾海峡北部等波浪能资源丰富且环境风险适中区,黄海中南部、南沙群岛同纬度的南海海域等波浪能资源较丰富且环境风险较低区,适于开发波浪能资源❾。

图片来源:全景网

不难看出,在我国广阔的海域范围内,可以进行海洋能测试的区域非常广泛。尤其是在中沙群岛、南沙群岛,更应该建立海洋测试场,这不仅具有科学意义,更具有深远的战略意义。2019年,我国也与EMEC达成合作,意在通过建设世界领先的海洋能测试场与产业培育基地。可以说,破“浪”而出,我们已在路上。

机会3:乘风“海洋科学”的最蓝海——海洋生物医药

随着疾病在“去人群化”的路上越走越远,医药需求本就在不断扩大。而海洋生物具有“够多、够奇”等种源优越性,让“向海寻药”成为全球大势:海洋生物在目前仍有至少三分之二的物种未被识别的情况下,已知物种已近25万种❿;高盐、缺氧、低温的海洋环境更是造就了其特异于陆生生物的代谢途径,可产生结构独特、药理作用显著的活性成分。“这些独特的天然产物为创新药研发提供了重要结构信息,是肿瘤、心脑血管等人类重大疾病药物先导化合物科学发现的重要源泉。”中国海洋药物专家管华诗如是说。

海洋生物

海洋生物不仅是“药引子”,更是“聚宝盆”!虽然由于采样难、提取物含量极微等原因,半个多世纪全球仅有13种海洋创新药批准上市⓫,但都有重量级价值:从加勒比海海鞘中发现的四氢异喹啉生物碱——曲贝替定(Trabectedin)是治疗晚期复发性乳腺癌的重要药物;从意大利撒丁岛海泥中发现的头孢菌素则是抗感染的重要药物,在抗生素市场比重接近40%,全球销售额约600亿美元⓬。

目前,随着海洋生物提取技术提升,海洋药物开发、上市速度已明显加快,13个批准上市的海洋药物有8个都来自2000-2018年。利用海洋生物资源绑定海洋生物医药科学研发,无疑“钱”景广阔,可谓蓝海中的蓝海!

中国海域横跨温带、亚热带和热带3个气候带,带来了28000余种海洋生物资源⓭。在物种数量整体由北向南递增的现象下,南海成为我国生物多样性最高的海域。可以说,中国在发展海洋生物药方面具有丰厚的自然资源。从实际发展情况看,自2007年到2019年,我国海洋生物医药行业复合增速超25%,远超整个海洋产业的13%⓮,成为十年来最亮眼的海洋生意。

海洋生物

福建、广东、广西等南部沿海地区更应该充分利用自身海洋生物特色。在述地区都拥有珍贵的海洋药用动物——鲎。鲎是有着4.8亿年历史的蓝血生物。其蓝血中的阿米巴样细胞对细菌极为敏感,以鲎血提取物制作的检测试剂是当前世界最灵敏高效的细菌内毒素验证手段。

我国拥有世界总量95%以上的鲎资源⓯,其中“中华鲎”较其他种类血量更多,取血更容易。但是,目前中华鲎遭到了非法捕捞和非法食用,使中华鲎的资源锐减。因此,对于上述区域中的城市,一方面具有发展海洋生物医药得天独厚的优势,但是另一方面,又必须强势规范试剂行业对鲎的使用,细化对于捕捞、出售、驯养繁殖的审批许可证,由此才能让优势的海洋生物医药资源能够得到有序利用。

当然,保护海洋生物医药资源是为了更好地利用。而要想事半功倍地发展,就意味着要将海洋科学的“锚机构”引入区域内。美国圣地亚哥附近的拉霍亚小城,便是其中的代表。

拉霍亚

在上一篇文章《打造一座科学家的冒险乐园——剖析圣地亚哥的精准医疗崛起之路》中,已经对这座从军港转型为生物医药科技聚集高地的“科学家冒险乐园”进行了详尽阐述。在圣地亚哥逆袭路中,拉霍亚作为生物医药的高地,令人瞩目。拉霍亚吸引了知名科研机构和人才“落户”,有效推动海洋生物医药行业活力,并取得了世界瞩目的成绩。

那么,从沉睡小镇到世界闪耀的科技高地,拉霍亚到底有什么魔力?

1、靠海吃饭,海洋生物成功吸睛“锚机构”,为小城注入“科研原动力”

圣地亚哥拥有美国最舒适的气候,拉霍亚更是三面环海,蜿蜒海岸线配以清浅沙滩,有“圣地亚哥瑰宝”的称号,一度吸引大量富豪,名声大噪。但让这里真正闻名全球的幕后功臣其实是多样的海洋生物资源。横跨了约24平方千米的拉霍亚水下公园(La Jolla Underwater Park)被誉为“大海的珍宝”。

拉霍亚

两大海底峡谷、两个人工鱼礁、一个巨大的海藻森林与礁石地带,为这里创造了难得且原始的海洋生物栖息地。这里是美国西海岸首个水下生态保护区重要组成部分,是海洋界研究最多的区域之一。从海星、加里波第鱼等软体、鱼类动物到藻类、浮游植物,上百种海洋生物应有尽有。在拉霍亚峡谷和斯克里普斯峡谷底部,更栖息着超300万只的两栖纲(虾类)和甲壳类动物⓰——这些都是氨基葡萄糖的重要原材料。

正是这种海洋生物多样的优势,让拉霍亚这个小城的机会清单出现了重量级“锚机构”的名字——斯克里普斯海洋研究所(SIO)(也就是本书在《新一代科学城中的科学辅助服务》一文中所提到的“设立有独立科学辅助中台”的斯克里普斯海洋研究所SIO)。

1892年,拉霍亚多样的海洋生物资源优势配上“加州最清澈水域”带来的绝佳海洋生物能见度,吸引了美国加州大学教授威廉·立特(William E.Ritter)来此进行海洋生物学的观察与研究。1907年,立特与爱德华·斯克里普斯(E.W.Scripps)等人共同成立的圣地亚哥海洋生物学协会正式在拉霍亚落户,后被改名为斯克里普斯海洋研究所。海洋生物是其延续至今的三大核心科研(另两个学科为地球科学、海洋和大气)方向之一。

拉霍亚

这个新成立的机构很快就吸引了许多对海洋生物感兴趣并改变了未来的年轻人,如系统建立海洋生物学基础的查尔斯·阿特伍德·科菲德(Charles Atwood Kofoid)、开设美国第一门海洋学课程的挪威海洋学家哈拉尔德·斯维德鲁普(Harald Ulrik Sverdrup),以及后来在其他领域崭露头角的人。迄今为止,这里已走出3名诺贝尔奖得主、17名美国国家科学院院士⓱,成为世界顶级海洋科研中心。

2、拉霍亚领跑全球,靠海更要靠己!——产城强互动,转化“科研原动力”成为“城市竞争力”

海洋生物资源有了,海洋科研机构来了,就够了吗?拉霍亚能领跑全球,也并非只是靠“海”吃饭,更重要的在于其深知:想要科学有效赋能城市发展,城市自身与“科研创新的玩家们”必须进行高度黏合,强势互动!而这,离不开“城市管理者”与“科研玩家们”的双向努力。

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1)政府设立专属保障,构建自由活跃的科研氛围基础。

首先,在科研机构扶持方式上,采取的COCO管理模式让研究所免于受到来自政府的过多约束。大多数美国国家实验室,如布鲁克海文国家实验室、劳伦斯伯克利实验室等均采取了“政府拥有,大学代管”的GOCO(Government-Owned and Contractor-Operated)管理模式。而斯克里普斯海洋研究所则与众不同——采取了“民间所有、合同管理、政府资助”的COCO(Contractor-Owned and Contractor-Operated)模式, 即政府仅提供大量科研经费(研究所2015-2018年的经费报告显示:其中约60%来自政府)。这让研究人员可花费更多时间专攻科研,而不受政府其他干扰。

其次,在土地政策上“科学引导”,创造自由交流的“科研创新共同体”:政府为了促进“科研创新玩家”的知识互相流动、分享,通过土地政策的“引导”将研究机构、科技企业等紧紧“凝聚”在同一区域内。斯克里普斯海洋研究所中的海洋生物技术和生物医学中心便靠近拉霍亚高科技社区,这不仅帮助制药和生物技术公司获取了海洋生物资源。同时,还可帮助中心的研究生进入当地企业。地区创新主体间的共生共荣,有效促进了拉霍亚海洋生物医药创新集群快速崛起。

2)政府积极搭台,主动融入,强化“政—企—研”连接度。

推出蓝色科技孵化器平台,化身连接科研机构与企业的“创新中间极”:2017年,政府与加州大学圣地亚哥分校、斯克里普斯海洋研究所等合作,推出了“蓝色科技孵化器平台(BlueTech Incubator)”,为本地初创的海洋生物医药科技公司和企业家提供所需的资源与市场指导、资金等服务。企业得到发展后也可有效反哺拉霍亚。例如,入驻的初创企业Clear Blue Sea专注于海洋污染,便对保护拉霍亚海洋生物生态环境做出了贡献。

同时,组建海事联盟,用高精尖活动为科研院所搭建最前沿展示场:该联盟汇聚了政府、斯克里普斯研究所等学术机构和社会科技企业三方资源,通过连续举办“蓝色科技周(BlueTech Week)”等高精尖活动,在展示拉霍亚前沿科研成果的同时,成功汇聚了数十余个国家相关机构针对海洋生物养殖、海洋生物医药等主题展开探讨,有效推动了拉霍亚海洋生物医药的科研创新发展。

3)科研再苦也不能苦生活!为科学家营造度假城市生活,让彼此“躺着”就能把钱挣了。

作为一个传统风貌与异域风情共有的迷人阳光带港城,拉霍亚政府深知这些高颜值度假场景对如今渴望逃离压抑都市的科技人员具有极大“科研邀请力”。拉霍亚政府积极用“度假生活”作为营城理念,来最大化兑现资源价值,留住人才。

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想时尚购物?罗迪欧大道新潮商业应有尽有;想欣赏百老汇剧目?拉霍亚剧场步行可达;想炫酷运动?拉霍亚湾是圣地亚哥最受欢迎的潜水地和世界级飞行场所,观赏海洋生物、高崖跳伞,各种户外活动无穷无尽;此外,这里还有汽车经典巡展、食物嘉年华等全年精彩享不停的特色活动……城市周边更有州立自然保护区、圣地亚哥野生动物园等世界级旅游设施。在这里,开车一天,就能一站配齐风格迥异的海滩、雪山和沙漠!科学家们“躺着”挣钱,小城“躺着”收钱,真是完美!

4)科研资源联动构建协同创新网络,为城市续航创新力。

斯克里普斯海洋研究所针对海洋生物医学和海洋药物成立了海洋生物技术和生物医学中心(CMBB),同时,保持与加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的高密度创新合作。例如,在与UCSD癌症中心的合作中,科学家们从海绵中分离出具有治疗炎症和疼痛潜力,却不会引起阿司匹林和其他抗炎药问题的独特化学物质。这一革命性突破现已被20多家公司用作了解炎症过程的关键工具。

另外,斯克里普斯海洋研究所还成立了“企业联盟”,通过提供技术帮助、授权知识产权商业许可、为企业增加曝光度及行业合作机会等,来领导完成行业赞助的研究或科学项目。对外,研究所主动对接美国国立卫生研究院(NIH)等国家机构,设立海洋生物技术多学科培训计划(TPMB),以保障高质量人才输出。

依托海洋生物资源,强化“产城互动”,拉霍亚成功实现了海洋生物医药科研下的城市赋能,牵引这里成为该产业世界闻名的“黄金海岸”!

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回看我国,青岛作为全国海洋生物技术和海洋药物研究中心,虽然有国字号海洋科研机构、华大基因海洋基因库等优势资源,但海洋高端资源多集中于基础研究,用于高技术产业开发的还不足20%。未来若想利用“海洋生物医药”赋能全球海洋中心城市建设,拉霍亚“城市向科学主动靠拢”的经验非常值得借鉴,以此实现“科研原动力”到“城市竞争力”的转化。

综上所述,建设全球海洋中心城市已进入“由海观陆”的2.0时代,“海洋科学”为城市蓝海掘金带来新机遇。无论已喊出此目标的城市,还是其他坐拥“富矿”资源而不自知的城市,都应积极将城市发展目标“由陆向海”推进,充分利用自身海洋资源禀赋,写出自身的海洋科学发展的机会清单。

❶海洋测试场是依托典型海域、依据相关测试评估标准,对海洋环境观测调查,海洋可再生能源等装备的可靠性、环境适应性、保障性、安全性等进行海上试验、评估、认证的科技创新和产业发展公共服务平台.

❷指波浪、潮汐等不同海洋背景环境下的海水运动过程,会令海洋产生大量能源,它们以潮汐能、波浪能、盐差能等不同形式蕴藏于海洋中,这些可再生能源便是海洋能.

❸美国环保协会

http://www.cciced.net/xwzx/hfyw/201911/t20191101_101065.html.

❹中国市场调查网:《可再生资源海洋能的市场前景调查分析》

https://m.sohu.com/n/445374301/.

❺http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=19412.

❻英伦网:《清洁能源:改变苏格兰小岛的绿能发电》

❼https://www.sohu.com/a/333439084_99895902.

❽https://zhuanlan.zhihu.com/p/150360712.

❾靳双龙,陈建.中国近海海上新能源开发环境风险综合区划[J].海洋科学,2018,42(3):63-76

http://qdhys.ijournal.cn/html/hykx/2018/3/20180309.html.

❿https://www.un.org/zh/chronicle/article/20705.

⓫数据来源:海洋药物与生物制品功能实验官网.

⓬https://www.sohu.com/a/303782011_726570.

⓭http://www.chinaeol.net/zyzx/sjhjzz/zzlm/fmgs/201911/W020191114583582424812.pdf.

⓮前瞻产业研究院

https://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/180524-2466147b.html

⓯https://chinadialogueocean.net/10410/?.

⓰https://pv-lab.org/ncex/canyon-maps-and-bathymetry/.

⓱http://www.sciencenet.cn/skhtmlnews/2018/1/3810.html.

本文节选自华高莱斯“技术要点”系列丛书《科学中心城市的崛起》

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作者简介

瞿晶,华高莱斯城市咨询事业部高级项目经理

2017年加入华高莱斯,在城市战略、县域发展、城市更新、乡村振兴等领域具有丰富经验,擅长健康医疗、海洋经济等产业领域的研究及城市规划、城市设计方面的策划落地。

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2021-09-10 17:24:11

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