依托海上风电场建设广东海洋立体观测网--访中国科学院南海海洋研究所研究员于红兵

“依托海上风电场,建设广东海洋立体观测网”,这是《海洋与渔业》记者采访中国科学院南海海洋研究所研究员于红兵时,他给的建议。2018年,广东将有16个海上风电项目上马,这些项目的开发建设,能否与其他产业如海洋牧场建设、海洋观光旅游等实现融合,提升规模效应。为此,《海洋与渔业》记者特地来到中国科学院南海海洋研究所,采访了该所研究员于红兵。

情系珊瑚 心怀国家——访中国科学院南海海洋研究所研究员张乔民教授

本访谈主要围绕张乔民教授的热带生物研究展开。珊瑚礁保护对我国海岸线保护、海洋经济发展、海洋权益维护具有重要意义,我国的热带生物海岸研究工作具有跨学科合作优势,科技工作者要面向国家需求,主动作为,积极维护海岸带生态安全,为建设海洋强国而努力。

中国科学院近海海洋观测研究网络建设概况与展望

海洋技术、海洋生态等被列为国家中长期科技发展规划的重点发展领域,也是中科院创新三期资源与海洋基地建设的重要任务。中科院在创新三期部署建设近海海洋观测研究网络,重点对我国东海、黄海、南海北部海域进行长期定点综合观测。该网络是中科院五大基础平台建设的重要组成部分,由在建的黄海站、东海站、西沙站、南沙站、现有的3个国家近海生态环境监测站以及中科院开放航次断面组成,实现点、线、面结合,空间、水面、水体、海底一体化的多要素同步观测,同时兼有全面调查与专项研究功能,将为海洋科学研究和区域海洋经济发展提供坚实的数据支撑和保障。

中国科学院海洋生物资源可持续利用重点实验室

海洋生物是人类食物、医药和绿色环保产品的重要资源库。在当前陆地资源过度开发、全球气候变化和环境污染日益加剧的背景下，海洋生物资源的保护和合理开发是实施可持续发展战略，加速海洋经济建设，构建和谐海洋的必然选择。因此，中科院海洋生物资源可持续利用重点实验室的建设不仅具有重要的战略和科学意义，也是国家经济建设和社会发展的迫切需要。

南海及其附属岛礁海洋科学考察历史资料系统整编1.资料整编技术及应用

南海宽广深厚、资源丰富、自然条件复杂、地理位置重要,是我国的核心利益。自20世纪50年代以来,我国先后组织了十数次大规模的南海与诸岛海洋科学综合考察,取得了大批重要原始数据。但是,早期资料无电子化手段,记录标准不一、质控标准不一、归档标准不一、原始资料散落或濒于遗失,抢救与整编需求迫切。南海及其附属岛礁海洋科学考察历史资料系统整编项目规范化整编了1950年至2019年共353个项目664个航次超过200多种要素的历史数据,构建了包含水文气象、海洋化学、生物生态、渔业资源、地质环境、岛礁地质样品等第一手实测的宝贵科学数据的综合数据库,同时对整编数据完成了相关科学分析,新形成一些分析数据产品,出版了《南海科学考察历史资料整编丛书》1套共12部,以及其他专著7部。本系列文章共3篇,文章1针对历史数据的系统整编,简要论述规范化整编的实施步骤,针对技术难点提出相应实践策略;文章2针对整编数据的科学管理,简要论述南海海洋数据治理技术研究与实践;文章3针对整编数据的共享服务,简要论述“数字南海”的建设实践与创新应用。通过本系列文章完整地论述南海科考历史资料整编综合数据库暨“数字南海”的研究过程与实践经验,为其他海洋科学考察资料系统整编提供参考。

南海及其附属岛礁海洋科学考察历史资料系统整编3.数据共享服务及应用

在南海及其附属岛礁海洋科学考察历史资料系统整编项目实施过程中,数据共享是一项重要工作。文章主要介绍南海科考历史资料整编综合数据库暨“数字南海”平台的设计与建设。首先阐述“数字南海”的设计与开发重点,实现数据管理共享的流程集约化和资源利用高效化;其次以“航次一张图”和“岛礁一张图”模块介绍数据的交互分析应用及动态可视化应用。“数字南海”平台建设按照项目目标,统一规划部署、统一标准体系、统一数据平台、统一成果发布,数据服务贯穿项目实施的全生命周期,推动形成共商共建共享共赢的数据工作发展新格局。

南海及其附属岛礁海洋科学考察历史资料系统整编2.数据治理技术与应用

在南海及其附属岛礁海洋科学考察历史资料系统整编项目实施过程中,数据管理是一项重要工作。文章从数据管理者的角度,以数据为研究对象,以数据治理为研究核心,探讨数据的科学管理工作,构建一个简单的数据治理模型,包含安全体系、组织体系、标准体系、资源体系、共享体系、对接体系共6大体系,为项目数据以及南海海洋数据的数据治理工作提供保障。文章重点围绕数据安全体系、数据标准体系、数据资源体系做简要论述。

深化南海海洋科学研究是我国国家安全和发展的重大战略需求

文章指出,对南海进行全面深入的科学研究,不仅在经济和科学上具有重要意义,而且在今天复杂的国际环境下,也是我国在南海行使主权的重要体现,是事关我国发展的重大战略问题。

南海诸岛自然科学调查研究概述——纪念中国政府收复南海诸岛70周年(2)

近百年来,中国应形势需求和国力状况开展了对南海诸岛的自然科学调查研究,研究分阶段和分片区进行:20世纪20―30年代首开南海诸岛的现代自然科学调查研究;1946年南海诸岛收复后的科学调查研究;20世纪70年代重开西沙、中沙、东沙群岛科学调查研究;20世纪80年代开展大规模的南沙群岛科学考察。调查研究规模逐次变大,涉及学科增加,参加调查研究的单位与人员增多,获得实际资料更加丰富,成果累累,成效显著,推动了中国海洋科学研究事业的发展和提高,同时对国家的南海诸岛维权、建设和生产作出了贡献。

基于云服务的南海海洋断面科学考察数据共享研究

随着云计算技术的出现,数据共享模式发生了巨大的变化。利用云服务搭建数据共享平台,实现网络软硬件基础资源的集约化运营,能显著降低数据服务平台的建设成本,提高数据服务平台的稳定性与可扩展性,以及数据共享的高效性。文章研究基于企业级云计算平台(ECCP)利用Visual Database 3.0搭建南海海洋断面科学考察数据共享云平台,整合php My Admin等工具,实现异构数据源的统一管理,并通过云硬盘实现数据资源跨终端流转等功能,将数据转化为灵活的服务。

南海海洋动力过程观测与模拟研究进展

主要从动力学角度回顾了近年来与南海环流有关的南海物理海洋学调查与模拟研究的进展。目前,对南海上层海洋海盆和次海盆尺度季节性环流的基本模态已经有了比较一致的认识,对特定区域中尺度的环流特征也达成共识。已有的观测和数值模拟研究工作在以下几个方面取得了很大的进展:研究南海准定常涡旋的空间分布,获得其时间演化的主要特征及影响其形成和演化的可能因素;研究行星波动在南海环流建立与调整过程中的作用,获得南海低阶行星波动的速度场分布以及南海环流建立与调整的典型时间尺度;分析并讨论南海与其周边海域,尤其是与西太平洋海域水交换的形式及其影响因素,初步了解海峡水交换的季节差异及其水平和垂向结构,提出黑潮入侵南海的几种形式。未来南海环流的研究方向将扩展到能量学机制方面,并包括热量、动能、动量和涡度等物理量的多时空尺度迁移。

中国南海南沙海区沉积物中细菌16S rDNA多样性的初步研究

通过构建并分析中国南海南沙海区沉积物中细菌16S rRNA基因文库,对其遗传多样性进行了研究.发现沉积物中细菌16S rRNA基因主要来自变形细菌(Proteobacteria)的δ-,γ-,α-亚族和浮霉状菌目(Planctomycetales)等类群,所获的16S rRNA基因的序列与GenBank中已知的细菌16S rDNA序列差异较大,这一结果表明在中国南沙海区沉积物中存在丰富的微生物多样性,并潜藏着特有的微生物资源.

南海海洋真菌Penicillium sp. FS60的次级代谢产物研究

目的:研究南海海洋真菌Penicillium sp.FS60的次级代谢产物及其细胞毒活性。方法:采用正相硅胶柱、反相硅胶柱、凝胶柱、HPLC和薄层制备等色谱技术和重结晶对菌株FS60的发酵产物进行分离纯化,并通过波谱分析进行结构鉴定;以神经胶质瘤细胞SF-268、乳腺癌细胞MCF-7、大细胞肺癌细胞NCI-H460为供试细胞株,采用SRB法测试化合物的细胞毒活性,以金黄色葡萄球菌(SA)、大肠杆菌(EC)和铜绿假单胞菌(PA)为指示菌株,采用改良的MMT法测试化合物的抗菌活性。结果:从发酵物中分离并鉴定了7个化合物,分别为:2,4-二羟基-3,5,6三甲基苯甲酸甲酯(1)、对羟基苯乙酮(2)、5-羟甲基糠酸(3)、isochromophilone VIII(4)、麦角甾醇(5)、过氧化麦角甾醇(6)、啤酒甾醇(7)。结论:化合物1为首次从青霉属真菌中分离得到,化合物3具有较强的抗菌活性,化合物4具有显著的胞毒活性。

基于文献计量分析的国际海洋科学研究发展态势

海洋在调节全球气候和生物地球化学循环等方面起着关键作用。基于1900—2017年间Web of Science数据库中的SCI论文,利用TDA等工具对海洋科学领域进行了文献计量,并对比分析了国际主要海洋科研机构的学术影响力,以期从宏观尺度上为海洋保护决策提供参考。结论如下:(1)发文量较多的国家有美国、英国、法国、中国和德国;(2)发文量较多的机构有中国科学院、美国海洋和大气管理局、美国加尼福利亚大学、俄罗斯科学院和美国伍兹霍尔海洋研究所;(3)Journal of Geophysical Research-Oceans是海洋科学领域刊文量最大的SCI期刊,刊文主题主要集中于海洋物理、海洋地质和海洋气候等方面;中国在Acta Oceanologica Sinica的发文量最大,但其高水平的海洋科学论文数量需进一步突破;(4)基于h-指数的学术影响力分析结果表明,美国伍兹霍尔海洋研究所和美国斯克里普斯海洋学研究所在15个国际主要海洋研究机构中的排名分别居于第1、2位,中国亟待提升其在海洋领域的国际学术影响力;(5)当前主要关注点为:热点海洋区域(北冰洋、南大洋、北极、南极洲)、海洋监测技术(遥感技术、稳定同位素)、海洋生态系统结构(浮游植物、浮游动物、沉积物)、海洋环境变化(气候变化、海洋酸化、海冰);(6)未来重要研究方向有:海洋生态系统-全球气候变化耦合关系、利用新兴技术监测海洋动态、深海生态系统结构与功能、多领域涉海学科的交叉融合等。

有限元法在中国南海及邻域区域稳定性研究中的应用

本文运用有限元法对南海及邻域现代构造应力场进行了初步的计算,结果表明:应力差(△a)的数值呈现有规律的分布,根据△a值的大小可以把本区划分为四个活动区:它们分别是烈活动区(△a>500bar)、强活动区(250bar<△a<500bar)、中活动区(12Sbar<△a<250bar)、弱活动区(△a<125bar)。其中南海北部及华南沿海地区属中活动区,这种环境对工程建设较为有利。

南海开放共享航次关键科学问题的思考——从多尺度海洋动力学角度出发

南海是西太平洋最大的边缘海,通过一系列的海峡与西太平洋和印度洋相联通,其不同时空尺度的海洋环流动力过程及其生态环境效应是南海区域海洋学研究的重要内容。自20世纪50年代末全国第一次海洋普查开始,我国对海洋调查的支持力度不断加大,以科学考察船为代表的海洋科学观测平台建设不断加强;进入新千年以来,国内海洋科考船依托的各主要研究所和院校本着开放的理念,先后组织多单位联合进行海上观测。尤其是最近10年,国家自然科学基金委员会支持实施了船时共享航次计划,进一步促进了国内海洋界的交流和合作,南海区域海洋学的相关研究取得了很多重要的成果。从多尺度环流动力学的角度出发,本文简要回顾了南海海洋观测的发展历程,并初步总结了近些年来南海关键科学问题的研究进展,包括南海和西太平洋的水体交换过程、南海中小尺度过程、多尺度相互作用及其生态环境效应等;并且在现有的研究基础上,对未来南海的观测和科学问题提出若干思考与展望。

南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂研究新进展

文章基于深地震探测数据与大洋钻探资料,研究了南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂机制科学问题。2018-2023年在国家基金委共享航次的协助下,实施了三维深地震探测实验,共投放海底地震仪52台次,海底电磁仪2台次,放炮数量达8750炮,累积获得了294Gb的第一手数据,并取得了一系列的创新性成果:1)首次获得南海北部陆缘洋陆转换带深达上地幔的三维速度结构,精准确定了研究区洋陆转换带三维空间展布范围宽度为10~20km;2)揭示南海北部陆缘异常活跃的岩浆作用,提出了不同时间段的构造与岩浆相互作用方式,岩浆活动随着伸展作用不断向洋迁移并逐渐占据主导地位;3)建立了边缘海独特的张裂–破裂地质演化模型,最后一期强烈的岩浆活动导致岩石圈破裂,形成由玄武岩为主的“鳄鱼嘴”构造,同时张裂–破裂过程沿其陆缘走向又存在显著的构造–岩浆差异性。