新质生产力驱动海洋经济高质量发展的逻辑与路径

海洋领域新质生产力具有丰富的内涵和特征。新质生产力为海洋经济高质量发展提供了新动能,驱动了海洋经济创新发展、绿色发展,推动了现代海洋产业体系建构,深度参与了全球海洋治理。海洋经济在发展中仍存在一些问题,如关键产业链环节控制力较弱、关键核心技术创新突破不足、产业结构高级化程度较低、产业链与创新链融合程度有待提高、海洋数字信息共享不足、海洋数据采集和数据治理能力较低等。为充分发挥新质生产力对海洋经济高质量发展的驱动作用,加快海洋领域新质生产力发展,需突破关键核心技术,坚持自主创新发展;聚焦产业建设,推动海洋全产业链协同创新;强化新一代信息技术应用,推进数字海洋高水平建设。

东海区域海洋学调查研究回顾

由于近几十年来日益增强的人类活动影响,近海海洋环境较过去发生了巨大变化;科学认知近海海洋环境特征、变化和控制因素对于应对全球变化具有重要意义,是当前海洋学关注的重要议题。东海作为中国重要的海洋区域之一,存在独特的环流系统,孕育了大河口、上升流和黑潮三个代表性的生态系统,其海洋科学研究对于我国的海洋资源开发、环境保护和国家安全具有重要意义。本文通过对东海区域海洋学研究的现状进行综述,围绕海洋生物地球化学这一主线,重点总结了物理海洋学、海洋化学、海洋地质学和生物海洋学的相关研究进展,分析了目前存在的问题,并展望了未来的发展方向。研究表明,东海区域海洋环境受到人类活动和气候变化的深刻影响,呈现新的变化格局;长江径流输入、黑潮北上及其入侵陆架是东海三大生态系统格局形成的主要驱动力。除主要的环流结构外,穿刺锋面和跨陆架海流是连接东海内陆架和外陆架水体的主要动力过程,并促进了碳等重要生源物质的跨陆架输送。相关研究在海洋生态环境、应对气候变化、海洋灾害等方面取得了一定的成果,但仍面临着数据不足、研究领域不够广泛等挑战。东海海洋环境在时间和空间上变化均较大,且存在近岸富营养化、大河口低氧现象等主要环境问题,因此有必要加强东海区域海洋学的研究。未来,应鼓励自由探索研究,加强国内、国际合作,提高数据共享和技术创新能力,推动东海海洋研究迈向更高水平。

1979-2022年北极海冰变化及影响因素分析

海冰是海洋-大气交互系统的重要组成部分,是全球气候变化的指示器。深入分析海冰演变规律,探索全球气候变化与海冰范围之间的关联,对应对和减缓全球气候变化具有重要的理论意义。本文以北极海冰为研究对象,深入分析了1979-2022年北极海冰范围的季节、年际和年代际变化特征,并构建向量自回归模型(Vector AutoRegressive Model,VAR)检验全球平均气温、大气CO_(2)浓度与北极海冰范围之间的因果关系,并分析影响程度。结果表明:(1)北极海冰范围季节变化特征明显,一般在3月达到最大,9月达到最小,这主要与太阳辐射的年变化周期相关;(2)1979-2022年,北极海冰范围总体呈减小趋势,年变化量为5.3万km^(2);(3)北极海冰范围在年代际尺度上逐渐减小,2000-2009年,北极海冰范围较上一个十年减小最多(减少67万km^(2));(4)全球平均气温和大气CO_(2)浓度均对北极海冰范围变化造成了显著影响;(5)全球平均气温和大气CO_(2)浓度与北极海冰范围均有显著负相关关系,相关系数分别为-0.92和-0.95。

区域海洋主导产业综合决策模型构建研究

海洋产业结构优化升级是海洋经济高质量发展的重要支撑,关键在于科学界定和优先发展海洋主导产业。文章以中国海洋主导产业选择为研究问题,构建了海洋主导产业综合决策模型。该模型包括7个基准的区域海洋主导产业综合评价模型,具体包括:需求基准、产业发展周期基准、效率基准、生产要素可持续基准、市场竞争力基准、产业关联基准和陆海协调基准;同时通过计算各海洋产业科技发展水平预测各海洋产业发展趋势,通过构建海洋主导产业选择模型,综合海洋产业发展现状与发展趋势维度,实现海洋主导产业的科学选择。根据中国海洋产业发展实际,对海洋主导产业进行选择,结果显示:海洋交通运输业与滨海旅游业可以作为中国核心海洋主导产业;海洋渔业、海洋油气业、海洋船舶工业、海洋化工业、海洋生物医药业、海洋工程建筑业、海洋电力业与海水利用业可以成为中国潜在海洋主导产业。

ENSO事件下西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭栖息地协同变化特征

远东拟沙丁鱼(Sardinops melanostictus)和日本鲭(Scomber japonicus)是西北太平洋海域重要的关联经济物种,探究二者栖息地变动的关联性有利于合理开发和管理渔业资源。本研究利用2017−2021年6−11月西北太平洋海域远东拟沙丁鱼和日本鲭的渔业数据,结合海表面温度、海表面高度和叶绿素a质量浓度3个关键环境变量分别构建不同权重的栖息地模型,并利用2021年的渔业数据进行验证。选取最优模型预测不同厄尔尼诺与南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)事件下远东拟沙丁鱼和日本鲭的最适栖息地分布,分析二者在不同ENSO事件下最适栖息地时空分布的差异性和同步性。结果表明:在不同ENSO事件下远东拟沙丁鱼适宜生境面积(高于15%)均高于日本鲭适宜生境面积(低于6%);但远东拟沙丁鱼在拉尼娜事件下最适栖息地面积增长率高于厄尔尼诺事件,前者增长率为0.197,后者增长率为0.123,相反,日本鲭在拉尼娜事件下增长率低于厄尔尼诺事件,前者增长率为1.114,后者增长率为2.082;当远东拟沙丁鱼和日本鲭的分布位置接近时,会促进二者栖息地的适宜条件,当二者分布位置相距较远时会一定程度上抑制日本鲭栖息地面积的增加。远东拟沙丁鱼和日本鲭适宜面积在不同ENSO事件下协同变化特征可能与二者种间关系(竞争/捕食−被捕食)和西北太平洋海域海流分布情况有关。

福岛以东放射性核素进入中国海关键途径的三维数值模拟研究

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向东移动,但仍有部分放射性核素由于西南向回流、涡旋活动及模态水潜沉过程,向西南方向抵达中国海外缘。在中国近海与外海的物质交换通道中,放射性核素主要通过中国台湾以东最早进入中国东海,后经过吕宋海峡入侵南海,进而通过陆架环流输送到黄海与渤海中。研究结果系统地给出了放射性核素由北太平洋进入中国海的三维途径及动力机制,并表明高浓度的放射性核素在5 a时间内并未影响中国海域。

辽东大湾区海域打造国家蓝色粮仓战略整合构想

中国是一个有着14亿多人口的大国,解决好吃饭问题、保障粮食安全,要树立大食物观,既向陆地要食物,也向海洋要食物,耕海牧渔,建设海上牧场、“蓝色粮仓”。通过践行大海洋观,打造海域粮仓,提升饭碗中的食物质量。辽东大湾区海域拥有打造国家“蓝色粮仓”的优势地理位置、战略位置和资源储量,新时代蓄势待发,势在必行。文章通过系统分析辽东大湾区“蓝色粮仓”建设的时代背景和基本态势,解释建设“蓝色粮仓”存在的问题,对辽东大湾区深入推进“蓝色粮仓”提出对策建议。

西南印度洋深海散射层昼夜垂直迁移特征研究

本研究根据2011−2020年西南印度洋56个声学断面数据观察到的深海散射层201次昼夜垂直迁移现象,分析了其昼夜垂直迁移特征及时空差异。研究结果表明,该海域散射层具有分层现象,第一散射层位于200 m以浅水层,其海洋面积散射系数(NASC)峰值的平均水深为(58.66±24.63)m,夏季和冬季之间存在显著性差异(p<0.001);第二散射层位于400~700 m水层,其NASC峰值的平均水深为(589.02±66.33)m,夏季和冬季之间无显著性差异(p=0.51)。散射层向上迁移的开始时间平均为16:20,结束迁移的平均时间为18:31,迁移的平均速率为(5.28±1.53)cm/s;向下迁移的开始时间平均为4:38,结束迁移的平均时间为6:52,迁移的平均速率为(5.56±2.13)cm/s。随着纬度的增加,散射层向下迁移的开始时间变晚,迁移速率变慢;随着经度的增加,散射层迁移速率变慢,且不同经度海域之间存在显著性差异(p<0.001)。分析认为,研究海域理化环境的季节性变化以及散射层中生物的不同生活史阶段是造成散射层垂直结构和昼夜垂直迁移特征时空差异的主要原因,其对解释金枪鱼的昼夜垂直迁移行为和指示金枪鱼渔场分布等具有重要意义。

东海、黄海近代沉积物中生物硅含量的分布及其反演潜力

以东海、黄海2006年4月、10月航次采集的沉积物样品为研究对象,结合沉积物中生物硅（BSi）含量的空间分布特征进而讨论BSi的反演潜力。研究发现,调查海域表层沉积物中BSi的含量介于0.018%~2.516%,平均值为0.726%,柱状沉积物中BSi的含量波动较小,相对稳定。整体而言BSi含量与相应年代的浮游植物现存量变化的趋势相近。经一元线性分析发现BSi含量与硅藻生物量的相关性显著。为进一步证实由BSi含量反演古生产力的有效性和可信度,采用Tun-nicliffe等的方法探讨了BSi含量在沉积物中的稳定性,调查结果表明,近150 a来BSi几乎没有降解,能够稳定地保存于沉积物中。综上可以初步判断沉积物中BSi含量可作为古生产力指标来反演古生产力的潜力。

德雷克海峡打开与构造古海洋古气候演变

德雷克海峡的打开受到南美南部和南极半岛北部板块运动与构造演化影响,并导致南极绕极流和现今大洋环流模式最终形成,是理解新生代全球变化的关键因素之一。前人通过古大陆重建与古海洋学相关方法研究德雷克海峡打开与南极绕极流形成过程,本文总结了前人研究成果,并综合南极半岛北部与南美南部新生代构造演化和全球大洋底栖有孔虫δ^(18) O、δ^(13) C、全球深海溶解氧含量、大气CO_(2)浓度、全球大洋生产力变化等数据,提出40~35、30~25和20~18 Ma 3期德雷克海峡打开与南极绕极流加强的关键阶段。这3期事件发生于南极半岛北部与南美南部的关键构造演化阶段,其中后两个阶段发生在大西洋经向翻转流形成之后,对应全球大洋底栖有孔虫δ^(13) C低值、大气CO_(2)浓度低值、深海溶解氧低值、南大洋高生产力和赤道海区低生产力阶段。据此,我们提出南极半岛北部与南美南部相关构造事件导致南极绕极流增强,并主导了这些时期的古海洋与古气候变化,这一认识有助于厘清德雷克海峡演化的重要阶段及其对全球变化的影响。

海洋主体功能区划方法研究

探讨了海洋主体功能区划的分类、分区、分级、评价单元等基本问题,构建了海洋主体功能区划的评价指标体系,并分别依据我国内水和领海海域、海岛、专属经济区和大陆架等3个区域的特点提出了海洋主体功能区划的方法和路径,以期为海洋主体功能区划工作提供理论和方法借鉴。

海域承载力的理论与评价方法

承载力研究是解决人口、资源、环境协调发展问题的重要内容之一,目前,关于承载力的研究主要集中在水资源、土地资源、森林资源等对人口和经济的承载量方面。文章借鉴这些学科的有关理论与方法,从理论上创造性地提出海域承载力的定义、评价指标体系、评价方法与研究趋势;指出海域承载力是指一定时期内,以海洋资源的可持续利用、海洋生态环境的不被破坏为原则,在符合现阶段社会文化准则的物质生活水平下,海洋能够支持人口、环境和经济协调发展的能力或限度。

基于核密度估计的经验路径模型在西北太平洋虚拟台风构建中的应用

合理评估台风对沿海区域的影响程度与风险对于科学抵御台风灾害而言十分重要,而我国具有详细的台风观测记录至今也仅有60多年的历史,这使得在推算具有一定重现期的极值风速及相应的极值波高和潮位等特征参数时存在局限性,同时台风观测样本量的不足也限制了如深度学习等数据驱动型模型在台风灾害预报中的应用。因此,有必要基于实际台风行进规律构建虚拟台风以克服历史数据量不足的问题。故本文采用基于核密度估计的经验路径模型,在西北太平洋海域构建了18 671场虚拟台风,将虚拟台风的起始与终止位置、发生频数、行进速度和行进方向等参数与实际发生的台风进行统计意义上的对比分析。结果表明,基于本文方法构建的虚拟台风总体上符合西北太平洋历史台风的行进规律。通过这些虚拟台风的构建,可为中国沿海极值波浪和风暴增水研究提供数据量足够且性能可靠的虚拟台风样本数据库。

中国沿海地区海平面上升脆弱性区划

以沿海县级行政单元为评估单元,分别从海岸带自然环境和沿海社会经济两个方面,评估中国沿海各地区海平面上升背景下的海岸带脆弱程度,综合区划我国沿海海平面上升的脆弱性。结果表明,海平面上升对我国沿海城市群密集的地带影响甚大,尤其是环渤海沿岸、珠江三角洲和长江三角洲等三个区域是典型的海平面上升影响的脆弱区,沿海地区的发展应充分考虑海平面上升的影响。

2008年夏季白令海和北冰洋异养浮游细菌丰度与分布特征

1引言 作为海洋微食物环（microbial loop）的重要组成部分,海洋浮游细菌在海洋浮游生态系统中起着重要作用。异养浮游细菌吸收溶解有机质（DOM）转化为自身颗粒有机质（POM）,

黄河口区域综合承载力评估指标体系初步构建及应用

为进一步推动综合承载力的相关研究工作,应用＂压力-状态-响应＂（PSR）模型构建黄河口区域综合承载力评估指标体系,采用综合指数法评估了2007-2009年黄河口区域的综合承载力状态。结果表明,2007-2009年黄河口区域综合承载力指数在0.44~0.52之间,综合承载力状态处于满载状态。其中,2007年所受的压力比较大,主要表现在海水养殖面积较大,岸线利用强度过大;状态指数在0.43~0.51之间,主要表现在海洋环境质量现状较差,海域污染面积比例过大,富营养化程度较高;响应指数在0.39~0.54之间,表明人类对黄河口区域的压力和状态均采取了一定的响应措施,但响应措施的效果不是很理想,主要表现在科技创新能力较低和环境保护支出及基础设施支出所占国民经济比重较小。为提高黄河口区域综合承载力状况,需要优先控制海水养殖规模,降低自然岸线的利用程度,防治海域无机氮污染,提高科技创新能力,增加环境保护和基础设施投入。

黄海硅的分布与收支研究

基于2012年在黄海的综合调查,对黄海水体和沉积物中溶解硅和生物硅的含量和分布及主要影响因素进行了分析,并结合历史数据建立了黄海硅收支与循环的模型.结果表明,黄海水体溶解硅和生物硅在秋季均高于春季,生物硅占活性硅的22%,陆源输入、初级生产和底界面扩散对硅的含量和分布的影响较为突出.收支表明,底界面扩散是黄海水体溶解硅的主要来源,占外部输入的48%,其次是东海的输入,占32%,河流贡献为9%,地下水贡献为6%,地表径流(非河流部分)贡献为3%,渤海贡献为1.5%,大气仅贡献0.5%;黄海水体溶解硅的支出主要是通过生物的吸收与随后的沉积埋藏和向东海的输出,其比例分别为72%和27%,黄海向渤海输出比例仅为1.0%;黄海沉积物是水体溶解硅的源,同时黄海体系还具有潜在汇的特性;黄海硅的净埋藏量约为55×109mol/a,占当年生物硅总量的7.2%,高于全球海洋的平均比值(3%),是外部输入硅总量的47%.本研究量化了黄海硅循环的主要过程,初步揭示了硅的源-汇特征以及陆地输入对近海硅收支与循环的影响.

北极海洋沉积物中可培养细菌及其多样性分析

利用Zobell 2216E培养基和涂布平板法对北极海洋沉积物中可培养细菌进行分离纯化,并利用16SrRNA基因进行分子鉴定与系统发育分析。根据菌落形态学特征,从59个站点的沉积物样品中共分离纯化获得570株细菌;基于16SrRNA基因的分子鉴定与系统发育分析表明,分离到的可培养细菌分别属于细菌域的4个门,5个纲,12个目,23个科,47个属,102个种,其中γ-Proteobactria占绝大多数;有14株菌株与模式菌株的16SrRNA基因序列相似性小于97%,为6个潜在的新种。北极海域的海洋沉积物中存在着丰富的微生物种质资源,为开发新型生物活性物质和特殊功能基因打下了基础。

白令海和楚科奇海鱼类种类组成及其对生态环境变化的响应

根据第4次中国北极科学考察在白令海与楚科奇海进行的鱼类拖网调查资料,分析了白令海与楚科奇海鱼类生物的种类组成、优势种、物种多样性和区系特征,探讨了鱼类生物对北极气候快速变化的响应。结果表明,白令海与楚科奇海两个海域共鉴定鱼类生物14科41种;主要优势种类为粗壮拟庸鲽(Hippoglossoides robustus)、北鳕(Boreogadus saida)、短角床杜父鱼(Myoxocephalus scorpius)、斑鳍北鳚(Lumpenus fabricii)、粗糙钩杜父鱼(Artediellus scaber);从适温性来看,冷水性种类最多,有35种,冷温性种类6种;从栖息地生态类型来看,底层鱼类、近底层鱼类和中上层鱼类分别为35、5和1种;Shannon-Wiener多样性指数平均为1.21,呈现南高北低的特点,整体多样性水平不高;气候变化引起部分北极、亚北极海区鱼类出现不同程度的纬向和纵向移动,由此将引起北极渔业资源分布格局的变化。

海域使用格局卫星遥感监测与评价——以葫芦岛试验区为例

研究了海域使用类型遥感监测的分类系统,探索建立了各类海域使用类型的卫星遥感监测方法。在此基础上,以葫芦岛试验区为例,对该验区海域使用格局进行了卫星遥感监测与评价。结果表明:卫星遥感技术结合地理信息系统技术与全球定位系统技术可以较好地对海域使用空间格局进行监测和评价。葫芦岛试验区海域使用类型以工矿业用海和渔业用海为主,工矿业用海以大斑块的集中用海为主要特征,而渔业用海则以小斑块的分散用海为主。在海域使用空间格局上,葫芦岛区块海域以工矿业用海为主,兴城区块海域以工矿业和渔业用海为主,绥中区块海域则是以渔业用海为主,葫芦岛试验区海域使用空间格局具有明显的空间分异特征。