中国近海渔业资源的结构与质量研究

海洋渔业资源对于保障食品安全、维护生态系统稳定、促进经济发展等方面起着关键作用,科学管理和可持续利用近海渔业资源,对于推动经济与环境协调发展至关重要。为了探究中国近海渔业资源的结构与质量变化情况,该研究基于1990—2020年中国近海捕捞统计数据和海表温度(sea surface temperature,SST)变化数据,通过计算分析中国近海各渔区(渤黄海渔区、东海渔区和南海渔区)渔获物的平均营养级(mean trophic level,MTL)、各渔区渔业均衡指数(fishing-in-balance index,FIB指数)与人为捕捞活动、SST变化之间的关联性,探究人为捕捞活动、SST变化对中国近海渔业资源结构与质量变化、渔业生态系统健康的影响。结果表明:过去30年间,中国近海各渔区的渔获量和FIB指数均呈现先上升后下降的趋势,渤黄海和东海渔区的MTL呈现显著下降趋势,南海渔区的MTL呈现微弱增长趋势。人为过度捕捞已影响到渤黄海和东海渔区的渔业资源结构与质量,导致低营养级鱼类占比逐渐升高,渔业资源质量显著降低,但对南海渔区影响不大。受到气候变化影响,在渤黄海渔区5—6月和东海渔区9—11月,海温增暖抑制高营养级鱼类生长,导致渔业资源出现结构向低营养级鱼类变化、质量大幅下降的趋势,但在南海渔区,海温变化对MTL没有影响。人为捕捞对中国近海渔业生态系统健康影响不大,主要是由于渔获量的增加起到了一定的平衡作用。海温变化对渤黄海、东海渔区的渔业生态系统健康影响也较小,南海秋季海温增暖则有利于其渔业生态系统健康发展。基于研究结果,作者提出了改善中国近海各渔区渔业资源结构,提高渔业资源质量,提升渔业生态系统健康的相关建议,为中国近海渔业资源的可持续利用提供了管理借鉴。

中国近海港航气象服务现状与发展

在开展多种方式需求调查的基础上,研究分析港口作业及海上航运不同生产环节的气象服务需求;从服务体系、服务能力、服务效益等方面分析我国近海港航气象服务的现状和不足,对其未来发展进行探讨和展望。

近海台风活动与陕西秋淋天气先兆性特征分析及试报

通过对1970年以来陕西偏强秋淋天气与我国东南沿海台风活动特征分析发现,两者之间有较好的相关性,且存在一定的先兆性,发现移过西太平洋125°E以西的目标台风活动对陕西秋淋天气的影响作用明显。结果表明:在陕西秋淋偏强的年份,台风活动为陕西秋淋天气提供了有利的气候背景,同期台风路径以西行或西北行路径为主,而台风登陆位置影响着陕西秋淋天气主要出现的地区。利用近海台风的先兆性特征,陕西秋淋的年代变化特征和不同周期等特征,对2017—2022年陕西秋淋降水进行预测、预判的试报,结果较为理想,该方法可为陕西预判秋淋偏强年份的预报提供一种客观的气候预测方法和依据。

“湾长制”对近海污染治理的影响

探究“湾长制”的政策效应并进行制度优化,对中国近海污染治理具有重要的现实意义。为此,该研究以沿海地区逐步推行的“湾长制”作为政策冲击变量,通过手工整理得到2005—2021年中国沿海地级市层面的近海污染物浓度数据,运用空间双重差分方法定量识别“湾长制”与近海污染之间的内在关联以及其政策效应,探究“湾长制”对近海污染治理的影响。实证结果表明:①“湾长制”显著降低了近海首要污染因子无机氮的平均浓度,初步改善了近海水环境,但并未对近海次要污染因子活性磷酸盐产生显著的减排效应,“湾长制”尚未全面改善近海污染状况。在经过一系列稳健性检验和运用工具变量法进行内生性问题处理后,“湾长制”对近海污染的初步改善效果依然成立。②虽然近海污染在沿海城市间存在显著的空间相关性,但在考察期内,“湾长制”对近海无机氮污染的影响在空间上仍然有限,并未在相邻城市间产生显著的空间溢出效应。③“湾长制”对近海污染治理的影响存在规模效应。跟市级的分散试点相比,省级层面的推行能依托更大的行政权力和更多的政策支持,开展近海污染的协同治理,更好地发挥“领导挂帅,高位协调”的体制优势。④下级湾长设置过多带来的控制范围扩大,会降低“湾长制”实施过程中的行政效率并提高监管难度,削弱“湾长制”的治污效果。研究结论为“湾长制”的全面推行提供了实证支持。此外,在“湾长制”实践中,不仅需要加强地区间的协同合作,还应合理设置“湾长制”的行政架构,更好地发挥“湾长制”的治污效果。

中国近海典型含油气盆地中生代岩浆活动与岩浆岩潜山油气藏

近几年中国近海诸多含油气盆地(如渤海湾、东海、珠江口、琼东南等盆地)钻遇中生代岩浆岩,并且分布广泛。这些盆地中生代岩浆岩的岩石学、地球化学和油气藏特征研究不仅对盆地基底的形成演化具有理论意义,也对岩浆岩潜山油气勘探具有实践价值。综合岩石学、地球化学和油气地质资料,系统对比了渤海湾、东海和珠江口等典型盆地中生代岩浆岩特征和油气藏类型。得出以下结论:我国近海含油气盆地的中生代岩浆岩岩性复杂,包括火山岩和侵入岩两类20余种岩性,其中渤海湾盆地火山岩发育基性到酸性多种类型,而其他盆地除基性火山岩外均较为发育,侵入岩主要为闪长岩和花岗岩等,以及少量的辉绿岩、闪长玢岩等次火山岩;岩浆活动主要发育在晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世三个阶段,受控于古太平洋板块的俯冲及后续的弧后裂谷作用;近海盆地发生了差异构造演化,从侏罗纪的挤压背景转换到白垩纪的区域伸展环境,东海和渤海湾盆地经历弧后裂谷作用,珠江口盆地属于陆缘岩浆弧环境;近海含油气盆地形成了花岗岩风化壳型、岩浆杂岩型和中酸性熔岩型三类油气藏,侵入相的花岗岩、溢流相的中酸性熔岩或多种岩相岩性的叠加杂岩,经历了强烈的风化作用以及构造和流体的改造作用是潜山岩浆岩成储的关键。

2019-2021年中国近海有毒有害微藻和藻毒素分布数据集

中国近海包括渤海、黄海、东海和南海,海洋资源丰富,对国家经济发展有着重要战略意义。近年来,藻类及藻类产生的藻毒素造成的水体安全问题日益严重,中国近海有害藻华的发生频率和规模不断增加。本数据集汇总整理了2019-2021年中国近海有毒有害微藻和藻毒素调查数据,包括3429条微藻数据、33240条微藻分子物种数据、489条浮游植物中藻毒素数据、76条海水中藻毒素数据和440条经济物种体内藻毒素数据。提供数据的各研究团队通过项目内部和国际互校确保检测数据的准确性。为展示中国近海有毒有害微藻和藻毒素的分布情况,提供了115幅微藻分布图和29幅藻毒素分布图。本数据集可以为中国近海有毒有害微藻和藻毒素的时空分布规律研究、有害藻华的预防预警及防治等提供数据支撑。

基于BRDF校正的上海近海水体叶绿素a浓度反演

为了探究上海近海区水体生态状况,采用水色遥感技术,对叶绿素a浓度进行反演,考虑BRDF对反演的影响,基于Landsat-8遥感数据和水质实测数据,结合Lee模型和QAA算法对上海近海水体进行BRDF校正。结果表明:悬浮泥沙浓度是影响水体BRDF的主要原因之一;日光在非垂直入射时,角度对水体BRDF影响较小;BRDF校正后模型R2平均值达到0.9,提高了22.2%,RMSE平均值降低至0.74;BRDF校正前上海近海区叶绿素a浓度平均被高估2 mg/m^(3)。通过BRDF校正提高了叶绿素a反演精度,为近海水体水色反演研究提供新思路。

近海大气环境下RC框架结构时变地震易损性分析

由于近海大气环境中存在的氯离子会侵蚀RC框架结构,造成材料性能不断劣化,最终降低了RC框架结构的抗震性能。为研究近海大气环境下RC框架结构地震损伤风险变化规律,基于钢筋均匀锈蚀模型及混凝土开裂前后钢筋锈蚀速率的变化规律,提出了一种改进的钢筋锈蚀率概率模型,并构建材料性能劣化模型。在此基础上,根据解析易损性分析理论,建立考虑氯离子侵蚀的近海大气环境RC框架结构时变易损性分析方法,并构建典型结构,分析不同损伤状态下的时变易损性曲线,评估其时变易损性与损伤状态。研究结果表明:当地震动强度指标取值相同时,各损伤状态结构在服役龄期内的地震易损性呈现出非线性增大趋势,抗震性能不断退化;以易损性指数作为结构损伤指标时,按照我国规范设计的RC框架结构,在30 a服役龄期内能够满足我国三性能抗震设防水准。

基于动力响应的近海结构损伤非典型参数识别方法研究综述

近海结构服役环境恶劣,长期受到风浪流等复杂荷载作用,关键结构部件易受损,对其进行局部、早期损伤识别与定位有重要意义。由于动力信号采集技术的发展、损伤监测实时性的要求,基于动力响应的损伤识别方法已成为研究热点。目前对于结构损伤识别有两种不同的思路:基于模态及其衍生的动力指纹的参数化损伤识别方法以及利用时间序列特征、信号能量相关性等非典型参数方法。由于近海结构外部激励的复杂性,非典型参数方法逐渐成为动力响应损伤识别中最具应用前景的方法,文章对现有基于非典型参数方法的近海结构损伤识别体系进行系统梳理,比较了各种方法的优缺点,总结了目前非典型参数损伤识别方法面临的挑战,展望动力响应损伤识别的发展前景,为动力响应损伤识别在实际工程的应用提供参考。

基于数值模拟的近海广阔区域办公区风环境研究与改善

近海广阔区域由于缺乏地形遮挡,海洋气流对建筑区域影响显著,导致风速较大,进而引起人员不适,当强/台风来临时还可能会引起人员伤亡。以暖温带东亚季风区大陆性气候、近海广阔区域——胶东半岛的一办公区为例,利用CFD(计算流体力学)软件对办公区的风环境进行研究,以目标区域空旷平坦地面10年一遇10 m高度处10 min平均的风速观测数据为依据,风向以目标区域冬季季风主导方向为主,获得建筑区域的风速云图,确定不利风速区域。进一步,采用10年一遇10 m高度处3 s阵风风速进行极端风速下的研究,结合地形环境,提出风场环境改善方案,定量与定性地分析改善后的风场环境。研究结果可为近海广阔区域风环境的研究与改善提供依据。

中国近海渔业资源衰退的动态评价研究

1980年代以来,捕捞产能的快速增长致使中国近海大部分渔业资源开始衰退和过度开发。为了准确了解渔业资源衰退的程度,基于渔业经济学基础分析框架构建了渔业资源存量评估的指标体系,采用因子分析法定量测算了1980-2019年近海渔业资源衰退的程度,细致分析了衰退的特点及原因。结果表明:(1)我国近海渔业资源综合评分由1980年的2.1963下降至2019年的-1.8773,整体下降了185.48%,年均下降率约为4.64%,渔业资源衰退严重;(2)1985年之前,近海渔业资源衰退主要表现为传统捕捞种群捕捞产量的下降,原因是农村劳动力的大量涌入;1985-1999年的资源衰退主要表现为单位捕捞努力量渔获量数量的下降,原因是以劳动力与渔船为表征的捕捞产能的增加和捕捞技术的提升;2000-2019年的资源衰退主要表现为单位捕捞努力量质量的下降,原因是前期积累的捕捞产能过大,难以进行衰减。

船舶近海水域海事事故人因致因风险分析

采用Fine-kinney理论和规则库相结合的方法,深入分析近海水域船舶海事事故中人因致因失误。根据各风险因子对近海水域海事事故的贡献程度层级结果,程度结果随着船舶船员操作量化程度提高而提高,随着管理体系规章清晰程度提高而降低。运用Apriori计算法对山东海域2010~2019年425起船舶海事事故数据进行挖掘,选择海事事故作为前项且人因致因失误作为后项的相关规则,利用SPSS软件对该方法求解的相关规则置信度值和各风险因子贡献程度值进行对比分析,以证明此方法的分析结果符合海事事故实际情况。此方法应用于船舶海事事故探索,可独立评估单一的风险因子。

中国近海浅层气调查研究进展

随着海洋开发利用不断深入和全球气候变化持续加剧,近海沉积物中的浅层气(主要成分是甲烷)导致的灾害问题和可能产生的气候影响受到了进一步的关注,但目前为止对浅层气仍然缺乏系统的认识。在此对浅层气相关的主要认识进行了全面梳理,包括形成机理、存在形式、调查技术方法、分布特征、控制因素、主要危害等,以期为后续相关调查、理论研究和减灾防灾技术研发提供支撑。沿海三角洲平原第四纪下切河谷中充填的砂体和近海全新世细颗粒沉积物中普遍存在浅层气,以气包、分散气泡或溶解气的形式存在,近海大部分地区的浅层气主要来源于生物成因。含气沉积物的声学特性(声速、声衰减等)、孔隙水化学组成(如SO_(4)^(2-)、溶解气含量)会发生明显改变,这是支撑地球物理和地球化学探测技术应用的理论基础。浅层气的存在会改变土体力学特性,对工程建设造成较大危害;同时沉积物中的甲烷也会逸出到大气中,加剧全球变暖。基于对现有成果的总结,建议进一步加强海底浅层气形成机理、运移特性及其与气候变化的互馈机制方面的理论研究。

基于动态窗口法的近海水域船舶避障算法研究

[目的]提出一种改进的动态窗口法,以解决近海水域智能船舶在面对夹击及动静混合会遇时无法有效避让的船舶避障问题。[方法]为得到在近海水域航行的船舶约束条件,针对近海水域对船舶避障的影响因素进行分析,同时提出近海水域船舶航行最低避障要求;然后对动态窗口法(DWA)的目标函数进行优化改进,并将其与船舶和障碍物的距离相关联,以提升船舶在航行图中的安全性,同时将目标函数中的航向权值引入船舶会遇态势判断,以使目标船舶可以有效判断船舶的避障责任;最后,通过仿真模拟验证改进算法的有效性。[结果]仿真结果表明,所提的改进算法在分别遭遇夹击以及复杂会遇的情况下,能够清晰地判断船舶的避障责任,降低航行过程中的速度变化陡峭度,且所规划的船舶航行路径可有效提升船舶航行的安全性。[结论]所提避障算法可为解决近海水域智能船舶遭遇复杂会遇情景的避碰失败问题提供参考。

典型气候事件对浙江近海底层鱼类时空分布的影响

气候变化对海洋生态系统产生多方面的影响,作为海洋生物中的主体,鱼类对气候变化的响应机制研究是探索典型气候事件对海洋生态系统影响的关键。根据2013—2022年浙江近海底拖网渔业资源调查数据,结合尼诺指数(Ocean Nino Index,ONI)、海表温度(Sea Surface Temperature,SST)、海表温度距平(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)、叶绿素a浓度(Chlorophyll a,Chl-a)等海洋环境数据,采用小波函数、相关性分析等探究典型气候事件厄尔尼诺、拉尼娜对浙江近海底层鱼类生物量及其时空分布的影响。结果表明,浙江近海底层鱼类生物量与SST及Chl-a呈极显著正相关(P<0.01)。厄尔尼诺与拉尼娜发生时期春、秋季生物量均小于正常年份,正常年份及拉尼娜事件期间春季生物量具有显著性差异(P<0.05);正常年份及厄尔尼诺事件期间秋季生物量具有极显著性差异(P<0.01)。对ONI与海洋环境因子指数进行交叉小波发现,浙江近海SST、Chl-a对于典型气候事件均存在不同的频域同步及相关性:ONI与SST在时间局部存在2—3.9个月频域同步,SST滞后ONI3个月;ONI与Chl-a存在1.7—3个月频域同步,Chl-a与ONI呈正相关;ONI与生物量存在3—3.6个月频域同步,生物量滞后于ONI3个月;ONI与SSTA在研究期间不存在明显的频域同步。春季,相较于正常年份,厄尔尼诺期间鱼类整体分布偏北;秋季厄尔尼诺发生期间鱼类整体向南移动,拉尼娜期间则向北移动。厄尔尼诺及拉尼娜事件不仅对鱼类群落在纬度上的分布产生影响,还会对鱼类向近岸洄游的快慢产生影响。两种典型气候事件通过影响浙江近海SST等环境进而对浙江近海底层鱼类时空分布产生影响。

近海主要天然与人工放射性核素的吸附与迁移研究

为科学评估近海环境的辐射风险,有必要深化对放射性核素在近海环境中的吸附和迁移行为的研究与认识。本文在分析渤海北部沉积物中主要天然和人工放射性核素含量和分布特征的基础上,解析其关键影响因素,并通过固液分配系数分析量化放射性核素在中国近海不同海域的迁移扩散能力,进而初步评估近海辐射风险。结果表明:1)在物理/化学吸附作用的影响下,沉积物细颗粒含量和有机碳(TOC)含量均与放射性核素含量存在明显的正相关关系;2)不同放射性核素在中国近海的迁移扩散能力不同(迁移扩散能力大小顺序为^(40)K>^(137)Cs>^(226)Ra>^(232)Th),同一核素在不同海域的迁移扩散能力也存在差异(对于^(226)Ra,海域的扩散能力由强到弱顺序为渤海>黄海>南海>东海,对于^(137)Cs,该顺序为渤海>南海>黄海);3)中国近海鱼类的辐射风险整体较低(总风险系数<1),但渤海底栖鱼类相对较高的^(226)Ra辐射风险仍需警惕(风险系数为其他近海海域鱼类的2~4倍);4)采用实测数据评估所得的辐射风险系数往往高于依据ERICA内置参数模拟评估的结果(^(226)Ra的评估结果相差1~6倍)。综上可见,近海环境复杂多变,放射性核素的迁移扩散能力与辐射风险评估尚存在不确定性,有待深入研究。

1950-2003年中国近海历史风暴潮增水时空特征

风暴潮是中国沿海最严重的自然灾害之一。对1950-2003年中国沿海67个站点的风暴潮增水数据进行了统计和分析,得到了中国沿海风暴潮增水的时空分布。研究发现,无论在频次还是在强度上,东南沿海都是中国沿海风暴潮灾害最严重的区域,风暴潮强度集中在Ⅲ级、Ⅳ级和V级,其中长江口和杭州湾风暴潮增水较大。此外,风场路径和天文潮潮汛对风暴潮增水的影响显著;以定海站点为例,在125°E以西转向的热带气旋对该站点风暴潮增水影响最大,风暴潮增水的极值时刻绝大多数在大潮时刻,潮汐时刻多在天文低潮前后。研究结果可为风暴潮风险评估和防灾减灾提供参考。

夏、秋季浙江南部近海带鱼摄食习性分析

鱼类摄食生态研究是海洋食物网营养动力学的主要研究内容之一,鱼类的摄食习性不仅受自身发育的影响,而且也受多种环境因素的影响。2019年8月和11月在浙江南部近海进行了渔业资源调查,共采集带鱼样品599尾,通过胃含物分析研究带鱼的食物组成及其随季节和肛长的变化,并应用典范对应分析研究带鱼摄食习性与环境因子的关系。研究结果显示,以相对重要性指数百分比的排序来看,浙江南部近海带鱼主要以鱼类、浮游幼体、等足类和磷虾类为食,摄食的饵料生物达60余种,优势饵料种类为短尾类大眼幼体、七星底灯鱼和太平洋磷虾等。此外,带鱼的摄食习性随季节和肛长发生明显变化,在夏季,带鱼摄食鱼类、浮游幼体和等足类的比例较高;秋季则主要摄食鱼类和虾类。随着肛长的增大,带鱼从摄食浮游幼体等小型饵料为主逐渐转变为摄食个体较大的鱼类饵料为主。典范对应分析结果表明,pH、海水表层温度和盐度与浙江南部近海带鱼的摄食习性有较大的相关性。研究结果进一步丰富了对浙江南部近海带鱼摄食习性的了解,可为该海域基于生态系统的渔业管理提供基础资料。

气候变化对中国近海中上层小型鱼类影响的研究进展

近年来气候变化持续影响海洋环境,同时也影响着海洋鱼类的群落变化和生态系统的稳定。中上层小型鱼类对气候变化较为敏感,其在我国海洋渔业中逐渐占据重要地位。近年来,虽有大量的研究探究了气候变化对鱼类的影响,但是气候变化对中上层小型鱼类全面系统的研究相对较少。鉴于上述原因,本文根据国内外的相关研究成果,综述了由气候变化引起的海水表面温度、盐度、酸碱度、溶解氧含量、叶绿素a浓度、海平面上升以及海流和极端事件频发等海洋环境因子变化对海洋中上层小型鱼类的影响,这种影响主要体现在个体发育、栖息地、洄游模式、群落结构及其资源丰度等方面。气候变化下中上层小型鱼类的分布区通常向高纬度或深海区转移,从而导致群落结构改变,对渔业资源造成影响。本文通过探讨气候变化对海洋渔业的影响,旨在从中探寻应对气候变化的有效对策,从而为海洋渔业在气候变化的背景下实现可持续发展提供理论依据。

中国近海气溶胶光学特性与相对湿度相互关系研究

基于CALIPSO卫星数据和ERA5再分析数据,选取经度范围108°E~124°E、纬度范围18°N~41°N区域内的海洋区域(即中国近海海域),对其在2007―2016年内对流层气溶胶的光学特性与相对湿度之间的相互关系进行对比分析。结果表明:该海域内,气溶胶的532 nm后向散射系数和532 nm消光系数都随相对湿度的增大而增大,气溶胶的退偏振比随相对湿度的增大而减小。这可能是由于相对湿度增大导致气溶胶粒子的吸湿性和整体形态发生变化。同时,气溶胶各光学特性整体在夏季最低,在春季、秋季、冬季会随着相对湿度的增加于某处交替变化,这可能与不同季节内各种类气溶胶所占比例不同有关;气溶胶各光学特性在2014―2016年的值显著低于2007―2013年,这可能是中国的环保政策执行有力的结果。进一步划分中国近海海域之后进行分析,10年内,因海洋来源气溶胶所占比重按黄渤海、东海、南海依次增大,气溶胶各个光学特性的整体值按黄渤海、东海、南海依次减小;进一步对海域内划分高度层进行分析可知,在0~7 km范围内,高度越高,海洋来源气溶胶所占比重越小而陆地来源气溶胶所占比重越大,同时气溶胶退偏振比整体值不断增大。