海洋是高质量发展的战略要地。海岸带生态环境关乎地球生态平衡和资源合理利用，关乎人类文明的永续发展，关乎海洋命运共同体的现实与未来。近年来，我国坚持重点攻坚与系统治理并举，陆海统筹、河海联动，积极开展污染治理与生态修复，不断夯实高质量发展的生态根基，在建设海洋强国的道路上吹响了奋进的号角。
▲陈能汪
陆海统筹，也是厦门大学环境与生态学院教授陈能汪一直在践行的重要学术理念。在海陆界面氮碳循环前沿领域深耕多年，他带领团队致力于构建智能监测预警与减氮降碳协同治理技术体系，以科技创新赋能“从山顶到海洋的保护治理大格局”。他们是陆海之间的“科学摆渡人”，为国家“双碳”和可持续发展目标贡献着科学与智慧。
从九龙江起航
20世纪90年代，可持续发展战略首次被纳入我国经济和社会发展的长远规划，加深了社会对于环境保护基本国策的认识。为推动环境事业发展，国内高校开启环境学科和专业建设。1994年，陈能汪考入南京农业大学，成为学校第一批正式招收的环境工程专业学生。
“环境工程专业具体做什么，其实我当初并不清楚，但入学后，老师们会一直强调可持续发展理念的重要性。渐渐地，我们深刻认识到，环境保护的确是一项非常重要的事业。”陈能汪回忆道。本科毕业后，他曾在南京市栖霞镇工作。3年后，他考入厦门大学环境科学研究中心（以下简称“中心”），师从张珞平教授攻读环境科学专业硕士学位。
恰逢中心创始人洪华生教授正领衔开展福建省重大科技攻关项目——“九龙江流域农业非点源污染控制研究”，张珞平团队负责具体实施。“这个项目须对农业非点源污染机理进行系统性研究，我主要负责营养盐循环过程与机制研究。”陈能汪解释，这是一种面源污染，降雨时会将农田土壤中的过剩肥料冲刷出来，汇入河口与海洋。为深入探究非点源污染规律，每次快要下雨的时候，他与同学们都会携带各类采样器具，紧急奔赴流域野外观测点。“先坐两个半小时大巴到县城，再转乘摩的到村里。”路途周折，雨天采样亦存危险，但他们始终秉持严谨的态度，一丝不苟地完成每次采样任务。
“九龙江是我们福建的母亲河。”陈能汪深情地表示。九龙江是福建省第二大河流，发源于龙岩，流经漳州，由厦门注入台湾海峡。“我们的研究表明，漳州地区农业集约化程度高，平均施肥量远超全国平均水平。”陈能汪指出，这直观反映了农业非点源污染的危害——过量使用化肥导致大量氮元素渗入地下水，或随地表径流进入河流，最终涌入河口和海洋。这一过程容易引发大范围的水质恶化和生态灾害。“例如湖库水华和海洋赤潮。”
这是年轻的陈能汪第一次深入接触科研。“我很幸运，得到了洪华生教授的悉心指导。她和我讲，近海环境问题很大程度上源于流域农业非点源污染。”陈能汪很敬佩洪华生教授前瞻性的科研视野。早在20世纪90年代，我国环境问题开始凸显后，她就敏锐地洞察到海水水质和陆地人类活动之间的紧密联系。如今，陆海统筹已成为一项战略性的理念，而在2000年前后，她就前瞻性地构建起“从流域到近海”的系统研究体系。经过两年硕士研究生学习，陈能汪坚定地选择了学术道路，并追随洪华生教授继续攻读博士学位，深入流域氮循环研究。
2006年博士毕业后，陈能汪加入浙江大学环境与资源学院从事师资博士后研究。3年后，他重返厦门大学。2010年，他主持的首个国家自然科学基金面上项目“亚热带典型河流—河口系统氮的反硝化过程与调控”获批，由此开启了他在海陆界面生态环境领域的研究征程。
对陈能汪而言，这标志着他真正从流域研究迈向陆海统筹领域。“厦门大学海洋环境学科底蕴深厚，我希望能拓展出更具前瞻性的研究方向。”而将研究视野拓展到海陆界面，聚焦于河流—河口—海湾连续体氮碳循环与全球变化这一关键科学问题，是其科学生涯中的重要一步。此后十余年，他乘风破浪，激起浪花无数。
绿色守护，研以致用
2025年6月，厦门大学海洋监测与信息服务中心（MMIS）自主研发的“闽江口碳氮通量智能监控系统（ECOFIMS）”在福建省投入试点应用。这也是我国首个无人值守、自动化运行的河口碳氮通量实时监测系统。
看到团队的成果走向应用，陈能汪很是欣慰。“我们的技术成果转化还处于初期阶段，但整体研发过程已经超过10年。”
2013年，厦门及其毗邻海域海洋经济发展及海洋生态文明建设信息服务平台正式成立，这也是MMIS的前身。彼时，陈能汪与正从事海洋声学研究的张宇教授一拍即合，决定研发通量系统。“河口区域是陆源物质向海洋输送的关键枢纽，对海洋生态系统与全球气候变化起着极其重要的调节作用。然而，受潮汐等复杂动力的影响，河口界面碳氮通量瞬息万变。传统人工监测难以捕捉这种变化，也难以研究流域碳氮的跨界面转运过程及其复杂机制。”陈能汪指出，过去，他们只能通过少量采样及从水文部门取得的流量资料去估算入海通量。由于实测数据少、误差又很大，他们想自己研发一套智能化的碳氮通量在线监测系统。
作为全国首套河口碳氮通量系统，ECOFIMS融合了自主研发的先进声学监测设备与智能模型算法，突破了河口复杂环境下的高频、高精度监测难题，实现了秒级流速反演、高频同步监测、智能通量计算、实时预警与统计等功能，为陆海统筹管理、减排增汇及应对气候变化提供了有力的技术支撑。“将研究从实验室搬到现场，会遇到很多意想不到的问题，只有解决了这些问题，才能推动一项技术成果走向成熟。”陈能汪没有过多讲述其间的艰难，他更关注系统在九龙江、闽江等典型河流、河口的成功部署，这将为流域—近海碳氮循环研究和碳汇评估提供全新技术范式和高质量数据，未来有望在全国推广。
这只是陈能汪团队众多成果中的一个缩影。事实上，从2019年接掌MMIS，陈能汪就带领团队制订起发展规划。当前，我国正处于生态环境监测网络数智化转型的关键时期，对于提升为海洋生态系统“把脉问诊”的能力有重大需求。陈能汪认为，MMIS应进一步聚焦海岸带生态环境保护修复目标，专注于立体监测、精细化模型和大数据信息化等技术创新，构建“监测—评估—模型—规划—管理—政策”整体解决方案及数字技术服务体系。
近5年来，MMIS团队针对高分辨时空数据采集能力和数据处理、分析、挖掘和应用能力不足等行业痛点，依托国家及省市级科技项目攻坚克难，率先发展“海岸带生态环境监测与数智化应用关键技术”。这项技术集成了具有自主产权的生物光学藻类群分类传感器、多源遥感产品智能融合处理方法、在线监测数据智能质控方法，利用迁移学习、人工神经网络等AI模型，实现海陆界面复杂环境参数（包括无机氮、活性磷酸盐、叶绿素a、浮游植物等）的“点—线—面—域”多维感知，建立数据驱动的“感知—认知—预知”技术链，最终为生态环境监测预警提供全面、高效、智能的系统性方案。陈能汪特别提到其中的生物光学藻类群分类传感器。“不同类型的浮游植物在吸收和散射特定波长光线方面具有独特性。这些特性仿佛是浮游植物独有的‘光学指纹’。”MMIS团队研制的传感器，采用15个荧光激发波段及自建分类算法，率先实现了地表水和海水中硅藻、甲藻、绿藻、隐藻、蓝藻（淡水类）、蓝藻（海水类）6种藻类的秒级分类识别，检测灵敏度较国际品牌提高了1～2个数量级，相关技术达到国际领先水平。
2025年5月，福建省海洋与渔业局公示《海洋与渔业新技术新产品新场景推介目录（第一批）》，“生态环境智能监测预警技术”入选“鼓励示范”类新技术，“厦门湾水环境智能监测预警系统”也入选“福建省生态云平台应用典型案例”。
▲陈能汪研究团队合影
“秒级感知、秒级反演、智能监控。”陈能汪强调着这些技术优势。在厦门湾的应用中，系统可基于多源遥感、浮标监测、走航监测、视频监控等多源异构数据的实时接入，集成高精度水环境参数遥感反演算法和水质异常（赤潮）短期预测模型，快速评估九龙江口、南部海域、西海域、同安湾和东部海域等海区的环境状态指数和富营养化指数，每天定时预报水质异常（赤潮）发生概率与等级，快速生成水环境质量简报，为厦门美丽海湾建设提供决策支持。
依托“生态环境智能监测预警技术”，MMIS团队为海洋与渔业部门提供了强有力的技术支撑。其中，“赤潮监测预警模型”在福建省海洋预报台、厦门市海洋与渔业研究所业务化运行，为海洋防灾减灾提供关键技术支撑；“福建（三沙湾）智慧渔业水质监控与预警系统”则助力海洋渔业经济高质量发展。他们的成果应用，已成为以科技支撑生态文明“厦门实践”的典型案例。
“我们做研究很重要的一个目标，就是要服务区域发展和国家战略。从流域到海洋、从科学到管理，我们始终在推动政产学研用合作。虽然新技术和新产品前景可期，但距离量产和大范围应用还有一段路要走，我们正在积极推进成果转化。”陈能汪谈道。
没有最好，只有更好
“我应该是一个带领大家一起做事情的人。”陈能汪说。他是MMIS执行主任、福建省海陆界面生态环境重点实验室主任、福建省高等学校“海岸带生态环境大数据与决策支撑”创新团队负责人，2022年又组建起环境过程与系统模型研究组。担子虽重，他仍坚定不移地走在科技创新的探索之路上。
“我们的研发队伍规模不大，但一直保持着开放、共享、合作的氛围。”在团队中，陈能汪竭尽所能让每一位成员都能发挥所长，并积极推动与不同学科，乃至与政府单位、企业的合作，不断拓宽科研边界。“我们经常思考，一项技术要达到什么高度，才能具有市场竞争力。要让成果普惠社会，不仅要做理论创新、技术革新，还要在平台与机制上创新。”在他的主导下，团队成功打造了厦门大学海洋云平台，通过技术产品、信息产品和智库服务，来支撑科学研究、政府决策和产业发展。这一平台于2023年被正式纳入厦门市海洋产业公共服务平台。随着海洋云平台日臻完善，他们正在积极创新在线共享、校地合作机制，加强与政府单位的对话，通过科学数据与业务数据的融合应用，为科学决策提供更有力的支撑。近5年来，他将科研成果转化为推动陆海统筹治理的31篇咨政建议，被全国政协等上级部门采纳或获得领导批示。
一路行来，创新求变已成为陈能汪和团队的主色调。而这些前沿科技成果和经验，也被他融入教育教学改革中。在教育部产学合作协同育人项目等的支持下，陈能汪创新了“学—研—践—思”四位一体的教学模式，强化学生创新思维和实践能力，培养具有家国情怀和国际视野的生态环境保护的新生力量。“厦门大学的校训是自强不息、止于至善。”在他看来，这意味着“没有最好，只有更好”，无论是对自己、对学生，还是对团队，他都秉持着同样的标准。“未来，我们会加强人才队伍建设，更加集中地去突破创新，推动成果转化，并为行业培养更多的人才。”
面向未来，陈能汪希望在海陆界面生态环境领域与大家携手奋进，打造“科学—技术—工程—管理”学术共同体，探索跨学科整合研究的创新模式。身处“21世纪海上丝绸之路核心区”的福建省，他已将目光投向海外。他指出，“一带一路”沿线的发展中国家，尤其是东南亚海洋国家，未来可能会遭遇与中国类似的环境挑战。他期待有更多、更好的“中国方案”在全球海洋环境治理中发挥作用。
专家简介：
陈能汪，厦门大学环境与生态学院教授、博士生导师，环境科学系系主任，福建省海陆界面生态环境重点实验室主任、厦门海洋监测与信息服务中心（厦门大学）执行主任。2009年起任职于厦门大学，2011年和2016年分别赴美国马里兰大学、荷兰乌特勒支大学开展访问研究。已主持重点研发计划课题、国家自然科学基金等纵向项目和技术服务项目50余项，发表论文100余篇，出版专著1部，获得发明专利授权和软件著作权20余项。荣获厦门市优秀政协委员、民进全国组织工作先进个人等荣誉。团队系列成果入选福建省数字经济应用场景、海洋领域新技术、生态云平台应用典型案例等，并获得厦门大学最富有转化潜力十佳科技成果。
