南海海洋研究所环境学科群在海洋环境科学、环境工程、地质工程与生物技术领域形成了多学科交叉的创新研究体系。该体系以南海海洋生态系统为研究对象，聚焦海洋环境演变机制、海洋灾害防控技术、海洋资源可持续开发等核心问题，构建了"基础研究-技术开发-工程应用"的完整创新链条。

在海洋环境科学领域，团队针对南海典型海域的富营养化、微塑料污染和赤潮灾害开展系统研究。通过构建"水-气-沉积物-生物"多介质耦合模型，揭示了陆源输入、海洋生物地球化学循环与气候变化共同作用下的污染物迁移规律。2022年完成的南海北部湾生态修复工程中，基于该模型研发的智能监测系统实现污染源精准溯源，使水体透明度提升37%，生物量增加21%。在气候变化响应方面，建立了南海珊瑚礁-渔业生态系统的气候敏感性指数，为《南海海洋生态保护白皮书》提供了关键数据支撑。

环境工程学科群重点突破海洋污染治理关键技术。针对南海复杂海况，研发出耐盐雾的膜生物反应器（MBR-S），在万山群岛污水处理项目中实现处理效率达98.6%，能耗降低42%。在海洋工程环保领域，开发出可降解海洋锚固装置，成功应用于琼州海峡跨海大桥建设，减少海底生态破坏面积83%。生物修复技术取得突破性进展，利用基因编辑技术改造的耐盐碱微生物群落，在东沙群岛油污污染治理中实现生物降解率91.2%，较传统方法效率提升5倍。

地质工程学科聚焦南海活动大陆边缘的地质过程研究。构建了南海盆地三维地质模型，揭示了马尼拉海沟俯冲带地震-滑坡-海啸的链式反应机制，相关成果被纳入《南海地质灾害防治技术规范》。在海底资源开发方面，研发出适用于高含沙度环境的智能采矿机器人，在礼乐滩多金属结核开采试验中实现连续作业120天，故障率低于0.5%。地质灾害防控技术体系在雷州半岛成功预警2023年6月发生的海底滑坡事件，提前72小时发出橙色警报。

生物技术学科群在海洋生物资源开发方面形成特色方向。建立全球最大的热带海洋生物基因库，已完成南海2000余种生物的基因组测序，发现17个新型抗污染基因簇。在海洋药物研发领域，从南海软体动物中分离出具有抗肿瘤活性的肽类物质，其抑瘤活性达到阿霉素的1.8倍。生物能源研究方向突破性培育出耐高温（>45℃）的微藻品种，在南海养殖试验中生物量达12.5吨/公顷，脂肪含量提升至42%。

学科交叉创新平台建设成效显著，已建成南海海洋环境模拟国家重点实验室和海洋工程生物材料制备中试基地。2023年启动的"蓝色基因"项目，整合环境科学、地质工程与生物技术优势，开发出可实时监测海洋酸化的智能浮标系统，集成物联网与AI算法，数据采集频率达分钟级，已在西沙群岛部署50个监测节点。与香港科技大学共建的"南海海洋生命过程"联合实验室，在跨学科人才联合培养方面取得突破，近三年毕业的12名博士生中，8人入选国家杰青青年项目。

未来研究将重点推进"数字孪生南海"工程，构建覆盖物理、化学、生物、社会多维度的大数据平台。计划在2025年前完成南海主要海域的厘米级高分辨率数字孪生体构建，集成卫星遥感、无人船、水下机器人等多源数据，实现海洋环境要素的实时动态仿真。同时深化与东盟国家的联合研究，在海洋塑料污染治理、海洋能开发等方向建立区域性技术标准，为全球海洋可持续发展提供中国方案。