中国大洋样品馆——海洋样品开放共享的先行者


  作为海洋地质事件和地球历史的忠实记录者,海洋地质样品是海洋科学调查和海洋资源勘查的主要成果,是进行海洋科学研究、海底资源开发与评价的基础材料,也是国家的宝贵财富。与陆地样品相比,海洋地质样品的获取要复杂得多,代价也更为昂贵。如何妥善保存并实现海洋样品的开放共享,充分发挥样品使用效率,是当前世界各国普遍关注的重要命题。

  2008年3月23日,我国唯一以保存、管理中国大洋调查样品为主的中国大洋样品馆揭牌开馆,正式担负起了收集、保存、管理、分配我国在“区域”活动中获取的实物样品的重任。这个隶属于中国大洋矿产资源研究开发协会(中国大洋协会),依托国家海洋局第一海洋研究所管理的中国大洋样品馆,与大洋调查船、大洋数据中心一起,构成了我国深海大洋活动的三大支撑平台。作为国际上针对“区域”资源勘查开发和深海科学研究建设的为数不多的几个样品馆之一,中国大洋样品馆的建成,使大量珍贵的大洋样品得以科学保存、集中管理、合理使用,开创了我国海洋样品科学统一管理和资源开放共享的先河。

给大洋样品安个“家”

  根据《联合国海洋法公约》规定,国家管辖海域以外的海床洋底及其底土为国际海底区域,简称“区域”。“区域”面积约2.517亿平方公里,约占地球表面积的49%,蕴藏着丰富的矿产资源,特别是战略金属资源,如多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等。“区域”资源是全人类共同的财产,由国际海底管理局代表全人类管理。

  中国大洋协会自1990年成立以来,依据“持续开展深海勘查,大力发展深海技术,适时建立深海产业”的工作方针,至今已成功组织了近20个航次的调查,开展了大量深海资源的研究与开发工作,获取了大量宝贵的大洋样品。这些大洋样品大多来自于资源热点海区和科研热点海区,具有重要的科学研究价值和资源评价价值,是进行大洋资源研究与开发的保障和基础,是极为重要的资源和财富。

  令人惋惜的是,“十五”以前,由于没有统一、高标准的大洋样品库,缺乏长期稳定的样品维护专项资金投入,珍贵的大洋样品大多处于分散管理、粗放使用的状态,一方面造成科学家难以适时得到样品,另一方面出现样品大量闲置甚至散失的局面。同时,落后的样品保存条件难以满足样品长期保存的温、压、光、湿等条件,致使许多珍贵样品丧失了科学研究价值。

  因此,一批从事大洋工作的科学家们呼吁建设专用大洋样品馆。他们在考察国外样品保管先进经验的基础上,以超前的思维开始了对中国大洋样品“规范整理、统一保存、集中管理”的探索。对海洋样品进行统一管理和标准化整合与共享,符合国家利益,也是海洋科学自身发展的需要,有利于改善海洋样品的保存条件,更好发挥样品的科学研究和应用价值;有利于提高样品的使用效率,避免海洋调查过程中重复取样带来的浪费;有利于实现海洋地质样品属性的标准化提取,获得完备的样品基础属性数据,提升我国海洋地质研究与矿产资源开发的国际竞争力。与此同时,这种共享机制的建立,可以打破样品使用壁垒,为不同科学家对同一样品开展研究工作提供了可能,有利于促进我国海洋科学发展。

  基于这些考虑,建设中国大洋样品库的动议逐渐形成。2000年5月,中国大洋协会办公室主持制定的《国际海底区域研究开发‘十五’规划》明确提出了“建立一个适应国际海底管理局要求,对调查样品进行集中管理、分类存放、国内开放、资源共享的大洋样品库”的目标。一年后,中国大洋协会组织专家论证通过了大洋样品库建设的总体设计和技术路线,并选址“大洋一号”船母港所在地青岛,挂靠国家海洋局第一海洋研究所管理。中国大洋样品馆雏形逐步形成。

  同年,筹建中的大洋样品馆受中国大洋协会委托,接管了中国大洋第11调查航次的样品,实现了大洋样品的首次统一管理,结束了大洋样品船上“现场分配、课题保管”的历史。随后,工作人员在不断摸索和学习中,对这些暂存在海洋一所海洋地质样品库的样品属性进行了详细描述,为后来工作的深入开展积累了丰富经验。

  2002年1月23日,随着样品库楼房建设奠基仪式的举行,中国大洋样品库建设工作全面启动,并于2005年完成主体工程,2006年完成内部建设,2007年样品搬迁入库试运行。至此,中国大洋样品终于有了自己固定的“家”。

走进中国大洋样品馆

  走进新落成的中国大洋样品馆,现代化的气息扑面而来,规范有序的结构布局彰显出设计者的精巧匠心。这个建筑面积3000多平方米的样品馆,被划分为样品存放区、分析测试区、展览展示区和综合办公区等4个功能区,并由此支撑起了中国大洋样品馆样品存储、属性数据提取、分析测试、科研及科普教育功能。

  中国大洋样品馆对样品坚持“分类保存、分区存放、编码管理、方便服务”的指导思想,将各类样品依其自然类型和保存类型分区存放在样品存放区的常温库、4℃样品库和-20℃样品库三类专业库房中。目前,样品存放区已保存了我国“十五”以来各个大洋调查航次所获取的富钴结壳、多金属结核、热液硫化物、海底岩石和沉积物等样品。其中,4℃样品库房环境条件接近海底且常年恒温,可以保证样品属性长期不变,是珍贵大洋样品的主要存放库房。目前,4℃样品库房主要存放着富钴结壳典型代表样品、富钴结壳浅钻样品、多金属结核典型代表样品、热液硫化物样品、大洋中脊和弧后盆地岩石样品、表层沉积物和沉积物岩芯样品。所有样品单独编码、单独封装,并按样品类型、采样方式和取样位置分区存放,可以用多种方式查询,取用方便。-20℃样品库房温度常年保持在–20℃的±1℃范围内,存放有生物地球化学研究所用样品、深海极端环境采集的珍贵样品和其他需要低温保存的样品。

  如果将大洋样品馆比作人的躯体,配套实验室则无疑相当于其四肢。中国大洋样品馆的配套实验室具备样品切割、磨抛、预处理和分析测试等功能,是国内功能最为完备的样品馆配套实验室。自2006年投入能力建设以来,实验室并未局限于配套实验室仅用于样品预处理的固有模式,而是在借鉴国外样品馆配套实验室建设经验的基础上,在预处理基础上对整个配套实验室的功能进行了拓展,最终形成了由预处理、属性数据提取和分析测试实验室组成的综合性实验室。目前,实验室的三大支柱——水处理中心、空气净化机组、恒温恒湿室外机组,为建成高水平的分析测试实验室提供了保障。在这里,实验人员除了可以进行各种样品的切割外,还可以制作薄片、光片、涂片,开展岩芯样品无损测试以及其他分析测试等。作为“区域”资源开发的重要支撑体系,配套实验室建设较好地解决了基础数据重复测试、可对比性差等问题。

  实现大洋事业的可持续发展,科普宣传必不可少。为此,中国大洋样品馆除了为有关研究课题和高校教学提供样品外,还充分利用已有资源,专门设立了兼有成果展示、对外交流、科学普及等多项功能的展览展示区,重点展示我国“区域”活动历程与成果,面向社会开放。展览展示区自开放以来,已较好地发挥了我国大洋事业对外宣传和国际合作的平台作用以及科普教育与爱国主义教育的窗口作用,多次接待了国家有关部委、国家海洋局及有关部门和青岛市领导的视察。仅2007年就接待外宾来访十余次,中小学生参观30多次,产生了良好的社会效益。

从管理看发展

  走进中国大洋样品馆,我们看到了一个在硬件方面具备“国内一流、国际领先”水平的样品馆。但是,管理者清楚地知道,仅仅靠硬件条件支撑如此规模的样品馆远远不够,还必须大力提高样品管理这一软实力。

  中国大洋样品馆的样品管理工作开始于对大洋“十五”航次样品的接管,为“十五”以来所有大洋课题及时分配了研究样品,为相关基金课题和高校教学提供了样品。

  对所有库存样品,中国大洋样品馆采取单独编码、单独封装的办法,按样品保存类型、自然类型和取样位置分类分区存放,并采用数据库管理平台进行管理。航次样品运回样品馆后,首先要进行逐站逐类称重、清点,记录实际入库样品类型和样品量,编制实际入库样品清单,并将航次样品接收入库情况书面报告中国大洋协会办公室。随后,样品经过室内特征描述和属性数据提取后,选择各站位特征明显的典型样品和能够代表本站位样品总体特征的样品入库保存并进行编码封装,选取剩余样品作为航次样品集中分配。整个过程中,以样品编码、属性数据采集,以及属性数据库建设为基础开发的样品管理系统实现了样品的快速查询、属性数据远程访问和样品使用在线申请,提高了样品管理和使用效率。手持无线样品管理扫描器的使用实现了样品库房与数据库的实时通讯,方便了样品查询、整理。在此基础上,中国大洋样品馆还创建了样品成果管理系统,用于样品分析成果信息的反馈,以便其他科学家选择申请样品时参考;建立了以网站和触摸屏系统为主的对外宣传窗口,方便用户了解样品信息及管理导航;采用了实时监控系统和电子门禁系统,保证了样品库存状态的实时监测和样品库房的安全。

  样品馆管理是一项长期的系统工作,要实现大洋样品资源的充分共享和可持续利用,必须要首先建立一套规范化的管理制度。中国大洋样品馆的建设者们深谙其中的道理,从建立之初就非常重视制度建设,并用短短几年的时间搭建了样品管理技术体系,建立了样品管理25位编码系统和规范化工作程序,制定了一系列规范化文件,包括大洋样品船上管理办法、中国大洋样品馆样品编码规则、中国大洋样品馆样品入库工作总体设计(分类保存、分区存放、编码管理、方便服务)、中国大洋样品馆样品工作流程、实验室操作规程等,为样品馆工作的顺利开展提供了保障,也为今后海洋样品资源的收集、保存、鉴定、评价、研究及利用积累了丰富的经验。其中,中国大洋样品馆针对样品管理、属性数据采集等过程中遇到的记录不规范、资料对比难等问题,独立开发的样品管理25位编码系统,奠定了大洋样品馆样品规范化管理的基础。编码系统的使用,保证了每块库存样品“身份”的独立性,提高了样品管理水平,成为样品管理规范化的重要标志。

  此外,2002年4月,针对样品接管过程中出现的问题,为确保样品的船上安全保存,避免搬运过程中对样品的损伤破坏,消除采样站号标识不清、样品易污损破坏等弊端,中国大洋样品馆先后定制了标准化的铝合金大洋样品周转箱1000多个,大大改善了样品的船上保存条件,保持了样品的新鲜度。

  经过几年的建设,中国大洋样品馆如今已逐步形成了以“样品编码为核心、样品管理数据库建设为基础、样品安全管理为保障”的样品管理体系。

尽早实现全国海洋样品的开放共享

  21世纪是海洋世纪。海洋作为未来人类生存空间和资源供给的战略接替区,受到了世界各沿海国家的高度重视。我国是海洋大国,管辖海域辽阔,海洋经济已成为我国经济新的增长点。在增强我国海洋科技能力、建设海洋强国的征程中,海洋样品在海洋科学研究、海洋环境保护、海洋资源开发和海底工程建设中,将发挥出其特有的作用,是重要宝贵的资源和财富。

  自20世纪50年代以来,我国开展了多次大陆架和边缘海地质调查研究工作,从20世纪70年代末80年代初开始,海洋地质调查研究领域逐渐拓展到深海大洋和极地,这些调查活动都获得了大量的海洋地质样品。但由于长期以来对海洋地质样品的重要性认识不足,加之当时客观条件的限制,导致国家计划项目采集的大量海洋地质样品管理分散、流失严重、共享难度大、使用周期短、利用效率低。调查任务完成后,花费大量人力、物力采集的许多海洋地质样品没有得到应有的保存,样品被丢弃、破损、标识无法识别等情况时有发生,许多调查项目采集的样品现在已经无处找寻。在这种情况下海洋地质样品的标准化整理整合根本不可能实现,样品共享更是无从谈起。为了进一步提高我国海洋科学技术研究水平,进行海洋地质珍贵样品的抢救,实现样品科学保存、有效管理、开放共享势在必行。

  从国际海洋科学发展来看,无论是发达国家还是发展中国家,自20世纪60年代以来,纷纷着手建造规模宏大、设备先进、管理规范的海洋科学样品库(特别是海洋地质样品库),如美国的斯普克斯海洋研究所、伍兹霍尔研究所、加拿大贝德福海洋研究所、俄罗斯科学院海洋研究所、韩国海洋研究所、印度海洋研究所、巴基斯坦海洋研究所等都拥有国家级的相当先进的海洋样品库。目前,国外发达海洋国家以及国际海洋科学组织基本实现了海洋地质样品的科学统一管理和开放使用,我国已经有多家单位和科学家申请到了大洋钻探计划和综合大洋钻探计划的样品进行研究,并取得了许多先进的研究成果。海洋地质样品的统一科学管理与开放使用已经成为国际海洋地质界的发展趋势。

  在我国,有关部门和单位近几年逐步意识到样品的重要性,开始建设单位或部门所属的样品库,如科技部基础性专项资金资助,挂靠国家海洋局第一海洋研究所的示范性海洋地质样品库,为中国大洋样品馆的建设奠定了基础。这些样品库的建设,在一定程度上改善了样品的保存条件,积累了海洋地质样品集中统一保存、共享使用的宝贵经验。但整体上依然处于发展阶段,难以满足保存全国海洋地质样品、实现海洋地质样品在全国范围共享的需要。正如中国大洋样品馆馆长石学法所说的,尽管大洋样品的保管是一个十分重要的方面,但是仅仅保存大洋样品是远远不够的。他曾在多个场合呼吁,国家应该投资建设全国海洋地质样品馆或海洋地质样品库。大量的近海样品同样十分重要,如果不能很好地保管,将来造成的损失难以估量。现在是应下决心建设全国海洋地质样品馆的时候了。

  综观国内外形势,我国要尽早实现海洋样品的开放共享,需要依托现有条件,在全国不同地区建设几个高标准的国家级海洋样品库,制定全国统一的样品保存标准规范,建立健全海洋样品的充分共享机制。这是一项基础性、战略性的公益性工作,也应是我国最终必须实现的目标。当前,中国大洋样品馆在样品管理上的诸多探索已经为全国海洋样品的管理提供了良好的范例。石学法馆长告诉记者,这些国家级海洋样品库建成后,可以全部采用数字化管理,建立虚拟样品库,用户只要通过网络终端便可以查找到需要的样品。

奋斗无止境

  7年栉风沐雨,成绩令人瞩目。从2001年筹建至今,中国大洋样品馆历经7年风雨,在中国大洋协会办公室和海洋一所的共同努力下,克服重重困难,保存、整理了我国“十五”以来各个大洋调查航次的样品,初步实现了大洋样品科学管理、合理使用和开放共享,积累了大量海洋地质样品集中统一保存、资源共享的宝贵经验,成功探索出了一条我国海洋地质样品科学管理、规范保存、合理使用和开放共享的途径。

  “人类对深海的探索永无止境,中国大洋样品馆的使命永无终止。”中国大洋协会办公室领导在样品馆开馆仪式上如是鼓励样品馆工作人员。已用最先进技术设备武装并成功实现“国内一流、国际领先”目标的中国大洋样品馆,没有满足于现状。石学法馆长告诉记者,当今社会,科技发展日新月异,先进技术层出不穷,大洋样品馆的发展空间和发展潜力很大。未来,中国大洋样品馆将始终坚持以“保护大洋样品、整合样品信息、服务资源勘查、促进科学研究”为宗旨,不断提高样品管理能力和水平,增强大洋样品接收的广泛性和代表性,探索更为有效的共享机制,全面提高服务能力、分析测试能力和科普教育能力,将样品馆管理好、运行好,发挥其应有的经济社会效益,更好地为我国“区域”资源勘查开发和深海科学研究提供服务。(钱秀丽)

《中国海洋报》2008年6月17日