科学家展示了用于海洋监测的技术再利用方案

© 巴扎鲁托科学研究中心

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一项科学突破使最初为全球金枪鱼产业定位鱼类而开发的智能浮标在海洋观测站获得了第二次生命，这表明工业技术转让和再利用如何改变海洋生态系统监测，推进海洋保护和可持续性，并为衡量、监测和验证全球蓝色经济中的保护干预措施开辟新的机会。

今天发表在《科学报告》 （Scientific Reports）上的一项新研究，由巴扎鲁托科学研究中心（BCSS）海洋观测站以及西班牙海洋技术公司Satlink和Universal Plastic（UP）的科学家共同完成。该研究被认为是首个展示如何将改造后的渔业回声测深浮标整合到海洋观测站中，用于海洋保护监测的研究。这项研究验证了将现有工业技术转化为可扩展的海洋保护基础设施的概念，为在全球海洋中开展便捷、频繁且地域分布广泛的监测创造了机会。

除了监测海洋生物之外，这项技术最终还可能为评估海洋保护区绩效、衡量渔业和栖息地恢复成果、支持保护投资以及为蓬勃发展的蓝色经济开发监测、报告和核查（MRV）系统提供新的环境证据来源。此类应用需要更长时间的部署、独立的生物校准和标准化的监测方案。

根据联合国粮食及农业组织（粮农组织）的数据，全球金枪鱼产业的年市场规模约为450亿美元。该产业利用安装在漂流式集鱼装置上的卫星连接智能浮标来监测这些装置的位置，从而提高可追溯性。这些智能浮标搭载了多种传感器，例如内置回声测深仪，并通过卫星将宝贵的数据传输回使用它们的船队。虽然这些数据通常用于渔业应用，但其潜力也延伸至科学和海洋知识领域。

海洋可持续发展技术转让

Satlink的循环经济项目“ReCon计划”赋予这些废弃渔具第二次生命。该计划于2022年在澳大利亚启动，目前已覆盖25个国家和地区，海岸线超过75,000公里，共有25家渔业公司参与。BCSS于2024年加入该计划，目前是ReCon在东非五国的合作伙伴。

Satlink公司提供智能浮标技术、声学处理、卫星连接和软件基础设施，其ReCon项目则实现了工业捕捞设备的回收再利用，用于科学和环境应用。BCSS海洋观测站贡献了科学专业知识和基础设施，将这些技术整合到其长期海洋观测站项目中，从而连接工业渔业和海洋保护。

在当地社区的支持下，20多个Satlink浮标在南非、莫桑比克、坦桑尼亚、肯尼亚和马达加斯加的海岸线上被回收，并在位于本盖拉岛的BCSS研究站进行了翻新。2025年6月和7月，研究团队在巴扎鲁托群岛的珊瑚礁、海山、海蚀柱和一处陆架试验区部署了浮标，结合了固定站位和受控漂流调查。他们的回声测深仪监测了深度达115米的相对声学生物量信号，并通过卫星近乎实时地传输观测数据。

该研究生成了393条声学记录和1281个深度层观测数据，结果显示夜间声学信号强度始终比白天高出20%至40%。这些数据与来自BCSS海洋观测站的20多个环境变量以及独立的潜水调查相结合，记录了每个主要观测点14至20种大型海洋动物类群。

尽管声学信号没有独立校准到绝对鱼类生物量或单个物种，但研究结果展示了一种新的监测能力，并为可扩展的长期海洋观测网络奠定了科学基础，以支持海洋保护和未来的环境核查。

将海洋监测从地方观测站扩展到全球网络

这种方法可以与科考船、水下滑翔机和卫星形成互补，有助于填补零星调查之间的空白。正如全球Argo浮标网络改变了我们对海洋温度和盐度的认知一样，改造后的智能浮标网络可以帮助我们更持续、更便捷地进行生物监测。

研究人员设想了一种模块化监测框架，其中改造后的智能浮标与其他科学技术协同工作，包括水下水听器、遥控摄像机、环境传感器、生物多样性调查以及未来可能的物种识别系统。这些技术的整合可以收集关于海洋生物量、生物多样性、栖息地状况、水下声景和环境变化等方面的互补信息。

该系统可从单个珊瑚礁和海洋保护区扩展到岛屿群、国家水域，并最终构建区域海洋观测网络。它依赖于现有的工业硬件、卫星通信和数字数据基础设施，这为探索更具成本效益的监测解决方案提供了契机，尤其是在传统海洋研究基础设施有限的发展中地区。

BCSS 与 Satlink 的合作为西印度洋的这种扩张提供了一个初步模型，将区域恢复网络与已建立的当地科学基础设施和全球海洋技术提供商相结合。

循环创新、可持续性和塑料污染监测的未来

这项研究由位于西班牙希洪的科技公司Universal Plastic通过欧盟的NextGenerationEU计划（SEDIA项目）共同资助。基于概念验证，BCSS的研究人员正在探索如何利用改造后的浮标网络来支持更广泛的海洋监测，包括海洋生物和海洋状况以及塑料污染监测。Universal Plastic与BCSS合作，探索如何通过扩展传感能力和整合互补技术来支持更多形式的海洋观测，包括海洋塑料污染监测和环境压力评估。

自2017年以来，巴扎鲁托群岛海洋观测站（BCSS Ocean Observatory）一直在巴扎鲁托群岛持续收集海洋学、气象和海洋生物观测数据，并提供开放获取的科学数据集。其主要由莫桑比克人组成的团队通过与基萨瓦保护区（Kisawa Sanctuary）合作开展创新的“度假研究型合作”（R2R）项目，将长期海洋科学研究、环境保护、社区参与和可持续旅游相结合。

智能浮标研究为这一长期研究平台增添了新的技术维度，展示了海洋技术公司、科研机构和以可持续发展为中心的企业之间的合作如何能够产生科学知识以及潜在的环境和经济应用。