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  20多年前,国家“西部大开发”决策的主要举措之一是“西电东送”。为此,在水能资源丰富的长江上游,先后修建了二滩、三峡、向家坝、溪洛渡、锦屏一级、瀑布沟、亭子口等大型水库。特别是2012年2月发布的《长江流域综合利用规划》(2012—2030年),在上游干流和主要支流规划了若干水电站,一个接着一个,形成梯级开发。  新水电逐年增加会给水域生态带来何种影响?长江上游实施生态修复面临哪些严峻问题?长江上游水域生态修复的重要区域和关键措施是什么?对此,中国科学院院士、中国科学院水生生物研究所研究员曹文宣一一做出解答。  《中国科学报》:长江上游水电梯级开发给水域生态带来了哪些影响?  曹文宣:水电工程的修建使长江上游由河流生态系统变为近似湖泊的水库生态系统。  具体来说主要体现在,河流流速显著变缓;水深增大(在金沙江、雅砻江、大渡河等水量较大的河流修建的梯级电站坝前水深一般是50—100m左右,深的达200m以上);泥沙沉积,使水的透明度增加;水温层化,深水处常年低温,水库下泄水水温滞后,底层溶氧亦相应减少;饵料生物组成改变,原来在河滩砾石上生长的着生藻类和底栖无脊椎动物消失,浮游生物大量滋生;鱼类群落结构显著改变,由于栖息环境在水库内消失,原有的裂腹鱼类、类、高原鳅类等在水库内不能生存,而适应缓流或静水环境的鲌类、鲴类以及人工放流的鲢、鳙等鱼类在水库内生长良好。  《中国科学报》:在近似湖泊的水库生态系统内有可能对特有鱼类进行保护吗?  曹文宣:高坝大库修建后,水域生态系统改变,原来在库区江段生活的特有鱼类的栖息生境已不复存在。因此,对于特有鱼类的保护工作,是不可能在梯级开发的河段内实施的。  我国几十年来修建了不少大型水电站,现在仍在继续修建。对于特有鱼类保护问题一直是将精力和经费花在了过鱼设施和人工放流上,不断折腾,耽误了宝贵的时间,使一些物种得不到有效救护,濒危程度加剧,同时又造成了资金浪费。  建立特有鱼类人工繁殖场,向水库内投放特有鱼类的幼鱼,不但不能起到保护作用,反而是害了它们。因为水库内缺乏它们的栖息生境。为捕捞人工繁殖用的亲鱼,又加重了对特有鱼类的伤害。  二滩、瀑布沟等水库每年放流特有鱼类的幼鱼已持续多年,至今仍未见到在水库内有成熟个体形成自然种群,表明放流没有效果。  《中国科学报》:在您看来,长江上游水域生态修复的重要区域是哪里?  曹文宣:长江上游的特有鱼类有124种,分别分布在不同的河流或河段,它们是上游鱼类的代表性物种,是生物多样性保护的主要对象。  在上游的金沙江、雅砻江和大渡河等水能蕴藏量较大的河流修建梯级大型水电站后,这些特有鱼类的栖息地已大部分丧失甚至完全消失,已经不能继续在原河段生存。  在目前的情况下,要保护这些特有鱼类,在这些已建高坝大库的河流中难以实现,只有从一些与上述梯级开发河流相连的支流着手。因为在这些支流内,原来就生存有与相连通干流相同的特有鱼类,只是由于上世纪八九十年代无序的小水电站开发破坏了支流的水域生态,使它们生存条件恶化。建议首先在青衣江、安宁河、水洛河和藏曲进行生态修复。  对这些分布有较多特有鱼类的支流进行生态修复工程建设。将整个支流水系的小水电站全部拆除(小支流上游的蓄水水库除外),恢复河流原来的自然流态,建立自然保护区,使适应于这种生态条件的鱼类得以正常生长繁衍。  这将发挥巨大的生态服务功能,不但能维持原有的生物多样性,保护珍稀、特有鱼类,还有净化水质、美化景观、便利灌溉、调节气候等功能。  现在长江上游的一级支流赤水河,就是一条自然流淌的生态河流。赤水河分布有鱼类160种,其中长江上游特有鱼类46种。赤水河鱼类种类组成与长江干流和金沙江下游的鱼类组成相似。原来在金沙江中、下游繁殖的长薄鳅、中华金沙鳅等鱼类,受向家坝电站阻隔,已进入赤水河产卵;2018年也发现草鱼在赤水河繁殖。  将来长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区干流段的水温、径流过程等生态因素受上游不断增多的梯级电站叠加影响,可能更加不利于鱼类繁殖,届时赤水河的物种保护作用将更加凸显。  《中国科学报》:您认为支流生态修复的关键措施是什么?  曹文宣:长江上游支流两岸阶地发育,农林业较发达,人口密度较大,城镇也较多。为了民众的健康,需要有清洁的水源。四川省和重庆市的国土面积仅占全国的6%,但人口占全国的9%左右,众多的大小河流,孕育了富饶的天府之国。  在上世纪八九十年代,无序的水电开发,在这些支流上修建了不少引水式小水电站,使河流断断续续脱水干涸,河流生态系统遭到严重破坏,生态服务功能丧失。应当对这些小水电站对生态系统的破坏程度进行回顾性环境影响评价,其对生态造成的损失,应当给予生态补偿。  过去人们对河流的生态服务功能的价值严重低估,对水电工程的环境影响评价流于形式。对长江上游河流生态服务功能的运行机制,应当开展深入的研究。  比照赤水河生态河流的自然状态,将这些河流中所有水电站全部拆除,清理河道,恢复河道自然流态,实施全面的生态修复工程。然后将整条河流建立自然保护区,充分发挥自然河流净化水质和维护生物多样性的生态服务功能,使一些濒危的上游特有种得到切实有效的保护。这是落实《国务院办公厅关于加强长江水生生物保护工作的意见》提出的“以自然恢复为主”条文的重要举措。  除了较大支流外,在一些汇入大水库的支流,如三峡水库的支流大宁河,也可将支流内的小水电站拆除,为一些产漂流性卵和在流水中产黏石性卵的中、小型鱼类提供繁殖场。

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构建化石能源、可再生能源、核能低碳化多能融合的新型能源体系  当前,全球对温室气体排放引起的气候变化问题已经形成共识,并达成了二氧化碳减排的约束性政府间协议。我国政府承诺,到2020年非化石能源消费比重达到15%,2030年前后碳排放达到峰值,2050年非化石能源消费比重达到50%。  然而,中国科学院专家研究分析认为,2050年目标难以单纯依靠现有技术的累积性进步来实现,因而一方面必须革新现有煤炭、石油、天然气、可再生能源、核能等各大能源类型相互独立的格局,另一方面则需要在技术上实现可使不同能源种类间优势互补、对冲融合的重大创新。  为此,中国科学院于2018年6月启动“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项(A类),针对我国现有能源结构缺陷和发展趋势进行体系化顶层设计,通过变革性关键技术突破与示范,以能源技术革命促进能源革命,实现化石能源、可再生能源、核能的融合发展,助力构建国家清洁低碳、安全高效能源新体系。  该专项执行周期为5年,牵头单位为中科院大连化学物理研究所,该所所长、中国工程院院士刘中民为专项负责人。近日,在接受《中国科学报》采访时,刘中民强调,构建清洁低碳、安全高效的能源体系是我国未来能源发展的重大战略目标,而科技创新是实现这一目标的关键。  孤立系统难以协调发展  近年来,我国能源产业快速发展,但“富煤、贫油、少气”的资源禀赋特点使我国长期以来形成了以化石能源为主的能源消费结构,由此带来生态环境和能源资源瓶颈等问题,在应对气候变化上也面临越来越大的国际压力。  “我国能源发展面临前所未有的挑战,在保护环境和发展生态文明的大前提下解决能源问题,不仅要保障油气供应安全,还要解决二氧化碳减排协议约束与化石能源利用的矛盾;不仅要保障能源总量增加的发展需求,还要更加清洁化。”刘中民告诉记者。  当前,我国能源科技水平总体不高,在全球处于局部领先、部分先进、总体落后的地位。刘中民表示,我国能源创新活动与产业需求脱节的现象普遍存在,各创新单元同质化发展、无序竞争、低效率及低收益问题较为突出。能源产业缺乏关键核心技术,部分核心装备、工艺、材料仍受制于人,重大能源工程依赖进口设备的现象仍较为普遍,技术空心化和对外依存度偏高的现象尚未得到有效解决。  不仅如此,我国现有能源体系也存在结构性缺陷。长期以来,我国能源体系中逐渐形成了相对独立的各分系统,但系统间的发展不协调性日益凸显。刘中民指出,受限于我国的能源资源特点,石油化工难以足量提供化工基本原料,严重制约下游精细化工行业发展;而煤化工适于制取大宗化学品和油品,可以弥补石油资源不足,现代煤化工与石油化工亟待协调发展,优化合理的产业结构。  类似问题还体现在太阳能、风能发电并网率低,水能、核能局部相对过剩,燃料乙醇存在与人争粮风险等。“孤立的能源分系统难以协调发展,整体效率不高,‘九龙治水’已经不能适应发展的需求,亟待破除供给侧各能源种类之间板块分割、互相独立的体制壁垒,突破能源种类之间互补及耦合利用的核心技术。”刘中民说。  技术创新引领“三条主线”  科学家的共识是,以科技创新为引领,才能保障国家目标的顺利实现。  对此,刘中民联合诸多科学家建议,我国应从能源系统顶层设计角度出发,以能源技术创新为引领,以化石能源清洁高效利用与耦合替代、清洁能源多能互补与规模应用、低碳化多能战略融合为三条主线,逐步构建清洁低碳、安全高效的国家能源新体系。  值得关注的是,相比其他能源种类,煤炭在我国能源结构中的比重虽然有所下降,但其作为我国能源结构主体的基本国情在未来很长一段时间内难以改变。因此,刘中民首先鼓励发展以煤炭为代表的化石能源清洁高效利用与耦合替代技术,保障能源安全。  具体而言,通过技术创新,加强新产品开发,通过延伸产业链,发展高附加值、精细化、差异化的产品。重点以甲醇转化为平台,耦合石油基原料,实现烯烃、芳烃和含氧化合物大宗化学品/燃料的合成技术变革,形成煤化工与石油化工协调发展、构建合理产业结构的整体理念。  另外,还要重点研究煤转化以及油煤气耦合制燃料和大宗化学品的新路线和新方法,突破以煤经合成气、甲醇为平台化合物的能源化学品合成新技术,推动煤化工与石油化工融合发展和相关工业转型升级,突破民用散烧、工业燃煤高效超低排放燃烧关键技术瓶颈等。  第二条主线是发展清洁能源多能互补与规模应用技术。刘中民表示,在未来的新型能源体系中,可再生能源与新能源将替代化石能源供电、供热,并通过富余电力生产氢能,为交通燃料生产、化工品合成提供氢源;高碳化石能源、低碳生物质能将通过物质转化,满足交通燃料、化工品、焦炭、电石、新型炭材料等产品生产需求,而储能是关键的平台技术。  随着电动车的推广和普及,化石能源原料消费也将更集中于化工品、新型含碳材料等产品生产。例如,以电动车作为分布式储能的终端,根据车辆使用情况进行电能反馈,提高电网的稳定性,推动风电、太阳能发电大规模接入电网,有利于实现电动汽车、智能电网与可再生能源的融合发展。  第三条主线是创新驱动低碳化多能战略融合。当前,能源结构正处于从高碳到低碳、无碳的过渡期。我国能源消费以化石能源为主,利用化石能源必然排放二氧化碳,而要减排二氧化碳,只能从能源系统融合发展角度,发展新的能源体系。  “原理上,在保障满足能源总需求量的同时,多能互补融合可以比单纯增加可再生能源实现更大幅度的碳减排。”刘中民告诉记者,利用可再生能源、高温核能等制取的低碳氢,可以补充煤化工之所缺,同时与二氧化碳通过催化耦合制取油品和大宗化学品,以产氢和用氢为纽带,实现能源总体上的低碳化和低碳排放。  在技术创新上,刘中民指出,要针对重要能源载体甲醇和氢的可再生能源大规模制备及应用,创新发展各种能源的互补、耦合利用技术,围绕氢能经济,打造氢的生产、储运和消费的完整技术链,发展可再生能源制氢、核能制氢技术及应用体系;开发二氧化碳低能耗大规模捕集、资源化利用技术,将二氧化碳与氢反应生成甲醇等化学品;开展先进燃料电池和燃料电池分布式发电技术,引领带动电动车等战略新兴产业变革和发展,实现低碳化多能融合发展,为由化石能源时代迈向阳光能源时代打通道路。  实施新型举国体制  为使政府能够精准地制定引导性政策,作为国家目标还需要不断地清晰技术路径。而“构建清洁低碳、安全高效能源体系”的内涵,也决定了必须实施新型举国体制才有可能实现国家目标。  为推动能源领域的科技发展,刘中民建议,首先应加强顶层设计,布局实施能源领域重大科技任务。在化石能源清洁高效利用、可再生能源大规模开发利用、安全先进核能、多能互补融合关键技术等战略必争领域,与国家科技创新体系构建紧密结合,论证启动实施洁净能源相关重大项目,发挥各创新主体优势,研究提出梯次接续方案,从能源供给侧、消费侧技术革命的高度进行顶层设计和统筹,部署洁净能源技术攻关任务。  其次,应加强能源战略研究,打造高端智库,为国家构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供智力支撑。组建具有全球影响力的能源战略研究专业团队,给予其必要的稳定资源配置,发展符合我国能源现状的能源发展战略创新研究方法,科学合理地提出支撑我国能源体系构建的关键技术和技术集成战略,从顶层进行全局性的能源发展战略研究,为国家政策制定提供科学依据。  最后,应加快完善国家能源创新体系。建立创新链、产业链、资金链、政策链相互交织、相互支撑的全链条创新体系。明确各类创新主体在国家创新体系中的使命定位。刘中民建议,从国家层面加速推进洁净能源领域国家实验室的建设,这对推动我国能源科技进步、提升能源领域国际影响力,以及构建“清洁低碳、安全高效”的能源体系具有重要意义。

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  “我国在原始创新方面与科技发达国家还有很大差距。”中科院南京土壤所研究员周健民近日对《中国科学报》表示,“新时代呼唤国家原始创新能力的提升,此时,科技创新尤其应该摒弃浮夸回归理性。”  急功近利贻害无穷  “我们习惯于快速引进,习惯于跟班式的研究,习惯于表观数据的评价。这些方式,在改革开放的初期和中低端技术阶段是无可厚非的。”周健民认为,“但当我国成为第二大经济体,成为西方发达国家限制,甚至是重点打击对象的时候,我们还沿袭这些方式就会贻害无穷。”  当前,一些国家正逐渐限制对中国的技术输出。“去年发生的一些事让我们更清醒地认识到,关键核心技术是买不来的。”周健民强调。  他分析,我国在原始创新能力上的不足,除了发展时间不长外,还在于科技界以及社会上普遍存在的急功近利思潮。  有点儿进展就自称“重大”  当前我国论文数量、发明专利数量均列世界第一,但在周健民看来,不管是在基础研究的理论上,还是在重大技术的突破上,我国仍然缺少独创成果:“大多所谓‘紧跟国际热点’,不过是对前沿理论作无关紧要的修补,有一点进展便自称‘重大突破’‘国际领先’,看起来很热闹,却与提升原始创新能力的方向背道而驰。”  周健民着重提出,现行对创新标准的理解和评价,偏重于看谁发表的文章多和获取的专利多,这导致研究人员有了论文就能得到各种“人才”头衔,就能获得更多项目,进而可以待价而沽。  “不少人对名利的追逐已经掩盖了科学的本真,忽略了长期的坚守,搞乱了整个科学体系。”  实际上,没有基础研究长期的积累,就不可能有原始创新和关键技术的重大突破,就会受制于人。  要改变“上不着天,下不着地”现象  周健民呼吁,在实现国家的现代化进程中,科技创新应该摒弃浮夸,回归理性。  首先应从正确理解科研规律做起。“科技及科技管理的部门和人员都要远离急功近利思想,让科技创新活动真正回归理性。”他说。  在具体实践中,周健民认为应该大幅度提升对基础研究的投入,改变只以项目形式投入的方式,并扩大稳定投入的比重,从而让从事基础研究的科技人员能静下心来做研究,而不必花费大部分时间跑项目、写申请。  对于科技界长久探讨的评价体系改革,周健民也建议,对从事基础研究的人员要放宽评价周期,去除争取经费的指标,重在理论创新和创新潜力及未来影响;对技术应用人员要突出技术引领作用和应用效益;对基础研究成果以国际同行评价为主,对应用研究成果以市场评价为主。  “按科研规律,对不同领域、不同科研性质的单位和个人实行分类评价,避免只以人才头衔、论文、专利、项目经费数量这些表观指标作为评价标准,从而逐步改变‘上不着天,下不着地’的现象。”  (周健民,中科院南京土壤研究所研究员)

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  第十届后量子密码国际会议8日在重庆举行。中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室教授、国家重点基础研究发展计划项目A类(超级973)首席科学家郭国平接受中新网记者专访时建议,中国量子计算机研发应重视整个生态系统。  量子计算机发展受到广泛关注。郭国平说,国际上,英特尔、IBM等大型高科技企业已从各种体系的自由探索,发展到目前的聚焦几个特定体系,如半导体量子芯片、超导量子计算机;并围绕特定体系,进行软硬件协同研发。  多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术,特别是量子计算的核心指标。郭国平认为,有舆论因此非常关注量子比特位数。但这并不全面,因为有质量的量子比特位数才有意义,才会因为增加比特而提升计算能力。  他主张,像发展经典计算机时一样,应从量子计算的硬件、操作系统、软件开发包、语言开发包,到云平台的整个生态系统去推进量子计算发展,而不能仅仅关注量子比特位数。  “聚焦实用化,软硬件协同发展,注重关键技术攻关,提高比特质量和数量”,这是郭国平提出的量子计算发展方向。软硬件协同发展是指除了提高量子比特质量和数量,还应发展控制量子比特的硬件和技术,以及与量子CPU相对应的软件,探索基于量子计算机的各种算法,推广中国量子计算机编程语言和标准。  他坦言,部分研究者重视发表论文,而对量子编程语言等难以发表论文的领域少有着力,量子计算的生态系统发展中还有颇多难题要攻克。这需要政府引导、企业参与,集中各行各业的力量,分工合作。  他建议改变部分科研项目立项机制,从立项后科研经费直接下拨,变为“项目达到预期目标后再一次性拨款”的“后奖励”模式。这可以激励真正潜心研究的人去攻坚克难,减少低水平重复工作。  研发需要资金投入。郭国平说,量子计算机研发周期长、风险大。国内资本市场对此还处于“看不懂、不敢碰”的状态。这就需要政府引导,与企业同步投入。  郭国平是合肥本源量子计算科技有限责任公司首席科学家。本源量子2018年底宣布成功研制中国首款完全自主知识产权的量子计算机控制系统。他笑称,企业拿出了真金白银,监管更加高效,更有力地推动研发,“本源量子的资本方天天盯着研究者做实事”。  “量子计算机的研制开发是长期而艰巨的任务,技术攻关难度非常大、周期非常长、不确定性很高。”郭国平最后说,从事该领域工作应该脚踏实地围绕一个目标,不停试错,愿意踩坑,一点一点攻关,才能做出真正能用的量子计算机。  虽然量子计算机的研发工作目前还处于初期阶段,但密码学界已经未雨绸缪,开始积极研发能够抵御量子计算攻击的后量子密码(PostQuantumCryptography,PQC,亦称抗量子密码)。  后量子密码作为新型密码,近年来得到了密码学界的广泛关注。5月6日至10日,重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室(CPS-DSC实验室)连续举办三场有关后量子密码的系列活动,包括后量子密码全球暑期班、2019亚洲后量子密码论坛和为期三天的第十届后量子密码国际会议。来自政府、企业、科研院校愈两百位嘉宾在大会上介绍、交流计算机以及后量子密码的研究进展。

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  “数字丝绸之路”如何助力可持续发展目的实现?中国科学院院士郭华东7日在此间表示,实现可持续发展目标和具体指标需要在全球、国家和地方各级采取行动,地球大数据可以为这些努力和活动提供信息、目标和协助。  第二届数字中国建设峰会正在福州举办,中国科学院A类战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”携科研成果亮相峰会。  地球大数据是地球科学、信息科学、空间科技等交叉融合形成的大数据,数据来源于但不限于空间对地观测数据,还包括陆地、海洋、大气以及与人类活动相关的数据。  该专项负责人、数字丝路国际科学计划主席、中科院院士郭华东在峰会期间接受中新社记者专访,畅谈如何立足地球大数据专项,结合数字“一带一路”项目开展研究,为联合国可持续发展目标(SDGs)提供决策支持和技术支撑。  郭华东指出,地球大数据是“2030年可持续发展议程”实现的关键核心技术之一。将地球大数据纳入可持续发展目标进程,通过地球大数据的先进科学技术支持,来实现“一带一路”区域性和跨国家的社会、文化、环境和生态的协同发展,是“一带一路”沿线国家的共同需求。  2016年,中国科学家倡议发起数字丝路国际科学计划(DBAR),通过分享数据、经验、技术和知识,实现地球大数据在“一带一路”可持续发展目标中的科学服务,53个国家、国际组织和国际计划参与其中。目前,中国科学院已在未来5年部署超过2亿元人民币的经费,支持DBAR计划的实施。  “DBAR计划将对‘一带一路’不同生态系统的现状及其演变格局开展系统的监测,包括草原、森林、冰川、城市、农田和海岸带等。”郭华东表示,地球大数据的不断积累、开放与共享,是助推数字“一带一路”科技创新发展的重要资源和推动力。  2019年1月,DBAR地球大数据系统平台正式上线,系统包括“一带一路”区域资源、环境、气候、灾害、遗产等专题数据集、自主知识产权数据产品57类,共享数据超过120万亿字节,可实现“一带一路”全境的基础地理数据浏览。  2018年1月,中国科学院启动A类战略性科技先导专项“地球大数据科学工程”,旨在构建全球领先的地球大数据平台和数据库,推动地球大数据技术创新、重大科学发现和一站式全方位宏观决策支持。  郭华东表示,2019年,地球大数据专项将核心工作定为“5球、1星、1设施、6SDG”的建设,针对SDG若干目标开展研究,致力于推动地球大数据服务SDG2零饥饿、SDG6水资源、SDG11城镇化、SDG13气候行动、SDG14海洋生态和SDG15陆地生态6个SDG指标的监测与评估。  据郭华东介绍,2018年至2019年,专项采用地球大数据技术,时序动态监测了中国127个境外产业园区从建园到2018年底的建设状况,监测与评估了中国境外产业园区的分布格局、发展动态、建设状况、资源禀赋、风险状况、生态环境和社会经济影响等。  同时,专项帮助那些没有技术和财政资源支撑的发展中国家,监测其城市发展并研究土地使用率和人口增长率之间的关系;评估了近40年中国大熊猫栖息地的演变特征,为联合国SDG15生物多样性目标的实现提供方法与数据支撑;定制专用葡萄牙语农情监测系统,为莫桑比克开展详尽的农情监测培训,不断为推动地球大数据领域的技术创新与SDGs目标实现提供坚实的技术支撑和决策支持。

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  网络生物安全是指网络安全、网络实体安全以及生命科学与生物安全等学科间的一种新兴交叉领域,旨在理解生命医学相关网络空间、网络实体及其供应链、基础设施系统遭受恶意监视、入侵以及其他有害活动侵害过程及其状态脆弱性,并为应对此类威胁事件,开发和实施预防、防护、削弱、调查和归因机制,维持相关科技产业管理系统的安全、竞争力与稳健性。  近年来,网络生物安全融合网络安全,源于并超越生物武器、重大传染病、生物科技两用等经典生物安全框架,以一种颠覆性力量横贯生物科技创新链和产业链,并与国际网络军备、生物军控相互交融,成为影响国际战略稳定的新兴变量。对此新兴事物,宜保持清醒、放眼未来,下好先手棋。  何以可能:网络生物安全的兴起逻辑与内涵  催生网络生物安全形态的根本力量,根源于新一轮生物科技变革。当前,前沿生物科技创新,越来越依赖全球高端仪器装备(及供应链)和计算机网络。高通量测序技术、高性能基因编辑技术、生物大数据技术、合成生物学等使能工具的应用,标志着生物科技研究方法体系向自动化、信息化、智能化、工程化转型。美国科学院《21世纪的“新生物学”:如何确保美国引领即将到来的生物学革命》报告强调,“信息是新生物学的基本单元”。生物科技研发的数字化是大势所趋,网络生物安全随之兴起也是势所必然。  信息网络的安全问题渗透到生物科技领域。科研机构研发人员、企业生产制造人员、政府管理人员等使用计算机、智能设备来分析DNA序列、操作实验室设备和存储生物信息,但通常没有意识到新技术的便利通常伴随新的风险隐患。从DNA“特洛伊木马”数字攻击,到高价值的生物科技知识产权或敏感的个人健康信息被网络窃取,从关键的联网医疗仪器和设备遭受网络攻击,到“云”中共享的基因组数据完整性遭破坏和未经授权的访问等,相关的计算系统、软件和算法自带的网络生物安全风险,一旦放在“安全放大镜”下审视,安全漏洞的发现几率将激增。特别是科技系统、卫生部门、农业部门、海关部门、商业系统的生物信息资源集成、技术与物项的监测监管信息平台,很有可能在未来成为网络生物安全的新兴风险点。  网络信息安全与生物安全互动,赋予既有生物安全框架全新内涵。网络生物安全技术通过操控信息,间接操控人和技术、物项,使得虚拟生物安全与现实生物安全之间的界限正变得越来越模糊。这样使得原本用于加速生物科技研发或产业化的尖端设备、装备、生产线,也被纳入生物安全系统。如果说,传统生物安全还局限于特定的生物产品(重大烈性病原体或毒素)和前沿技术的终端应用、局部物项等范围的话,那么新兴的网络生物安全则囊括整个生物科技研发和产业链条中的每个环节,成为工具方法安全问题、过程安全问题、科技安全问题、全产业链安全问题,这使得“生物安全”概念的内涵和外延显著拓展。  战略新疆域:美国积极运筹网络生物安全  作为信息技术强国和生物技术强国,近年来美国各层级积极谋划和推动网络生物安全领域的工作。  聚焦概念本质。美国科学促进会、联邦调查局(FBI)大规模杀伤性武器部、联合国区域间犯罪和司法研究所等2014年发布的《生命科学领域大数据的国家与跨国安全影响》报告强调,利用敏感生物数据将可能对个人、组织和国家产生严重的经济、政治、健康和社会危害,生物信息(数据)安全兴起并成为国家生物安全的一部分,但其时尚聚焦在大数据及其分析技术方面,没有深层次触及次生信息的流动完整性和操控问题。2014—2016年,在FBI资助下,美国科学院先后召开三次以“捍卫生物经济”为主题的研讨会,抽丝剥茧,逐步逼近新科技变革下的生物安全新面貌实质,最终提出“网络生物安全”新概念。美国2018版《国家生物防御战略》吸纳了有关建议,隐晦指出“要防止敌对行为者为恶意目的获取或使用生物材料、设备和专业知识”。  强化理念引导。对这一新兴战略安全领域,美国国防部战略司令部2017年设立一个旨在评估生物科技基础设施安全性的研究项目,内布拉斯加大学国家战略研究所等4家单位参与,相关成果目前尚处于保密当中,但该项目涉及的两个研究方向“破坏生物科学基础设施”和“制造危险生物材料”已开始得到美国学术界专家的认可。有关智库,如美国生物防御蓝丝带委员会、伍德罗·威尔逊中心、国防部大规模杀伤性武器研究中心等,围绕生物信息安全、生物实验室的连通性和智能性、生物虚拟化带来的风险等相关主题积极发声,在业界引起强烈关注。同时,2018年以来,作为美国战略科技力量,美国西北太平洋国家实验室、桑迪亚国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、阿贡国家实验室的专家先后撰文,呼吁关注网络生物安全治理及相关科技发展。  大胆探索实践。科学模拟方面,美国安全研究人员能够用嵌入人类DNA链中的恶意软件感染计算机;在2019网络和分布式系统安全研讨会上,美国科研人员在一台常用的DNA合成仪器上展示了所谓的声学边信道攻击结果,并认为这可能会危害崭露头角的合成生物学和基于DNA的数据存储行业。引导行业加强防范意识方面,持续审视美国生物防御BioWatch计划的官方协调网站的潜在漏洞和系统缺陷,提出11条修复建议。在医疗卫生部门,美国健康主管部门于2018年先后成立网络安全协调中心、发布《健康产业网络安全实践指南》,协调整个业界的活动。  从发展角度来看,网络生物安全涉及推进和加强经济竞争力、国家安全和社会稳定,对于维持未来美国的经济实力和地缘政治非常关键。网络生物安全与美国生物科技产业战略目标密切相关。根据FBI定义,广义生物经济年创造4万亿美元价值,约占美国GDP的1/4。同时,网络生物安全增加了全球战略稳定的新变量。网络信息安全和生物安全,属于大国战略博弈新疆域。网络生物安全横跨这两大领域,双向提升了网络空间军备控制和生物武器军备控制的重要性,使得生物安全有望成为与核安全、网络安全并行的全球战略稳定三极。鉴于大国竞争需要,网络生物安全对美国的战略价值和战略意义自不待言。  未雨绸缪:网络生物安全的未来大趋势和治理对策  网络生物安全形势可能恶化。目前,网络生物安全技术迅猛发展,全球发展不平衡问题是最大的安全问题。网络生物安全领域美国一支独大,从引领和影响世界生物科技创新和生物安全格局看,网络生物安全技术非常适合美国的科技优势和战略构想,经过3—5年的孕育,美国政府很有可能于2025年前后在网络生物安全领域开疆破土、呼风唤雨。  鉴于这一国际形势,宜积极主动,有所作为。首先,应树立崭新的生物安全观念,用长期战略框架审视网络生物安全。贯彻落实总体国家安全观,加强本领域基础理论探索和智库研究,客观评估网络生物安全态势和战略定位,在国家生物安全立法、生物安全管理条例等起草修订过程中有所体现。  其次,保持战略清醒,避免战略被挤压。认清生物安全核心装备和技术卡脖子现状,认清在生物软件、算法、数据库与国际先进水平的差距,认清网络生物安全战略技术差距,利用本领域战略机遇期窗口,谋划科技发展战略布局,凝聚一批网络生物安全领域战略人才,以便在未来发展竞争中谋取一席之地。  再次,实施外交和国家安全资源的再平衡。在网络军备控制、生物军备控制等国际既有框架基础上,启动前置性工作,加强网络生物安全政策储备、议程方案储备;在涉及国家安全与发展重大利益的网络生物安全问题上,及时发声、回应、提出反制措施,以人类命运共同体的长远视野,维护国际战略稳定。

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