山东省互花米草防治经验探索及对策展望

在介绍山东省互花米草分布现状和影响的基础上,通过开展不同区域、不同治理方法的互花米草治理跟踪监测和治理效果评估,指出当前调查监测、治理机制等方面存在的问题,提出了以系统理念实施长效防治的对策,为指导下一步高效开展互花米草综合治理提供思路和经验。

1949-2020年山东省风暴潮灾害时空分布特征分析

利用1949-2020年山东省风暴潮灾害资料,分析了山东省风暴潮灾害时空分布特征。结果表明:1949-2020年山东省共发生有详细记录的风暴潮灾害54次,从时间分布来看,4月是风暴潮造成死亡(含失踪)人口最多的月份,8月是发生风暴潮次数最多,造成直接经济损失最重的月份。从空间分布来看,潍坊市发生风暴潮灾害次数最多,日照市发生台风风暴潮次数最多,死亡(含失踪)人口数最多,烟台市直接经济损失最重。整体上,山东省风暴潮灾害发生次数有增加趋势,死亡(含失踪)人口呈现下降趋势,灾害造成的直接经济损失存在高低振荡趋势,灾害风险仍不容忽视。分析结果可为沿海各地市开展针对性风暴潮灾害防御工作提供科学依据。

基于PCA-BP特征工程的近海单点海温预报技术及应用

本文将主成分分析方法(Principal Components Analysis,PCA)和误差后传(Back Propagation,BP)神经网络相结合,建立了一种PCA-BP特征工程的近海单点海温智能预报模型,并对山东荣成近岸海域气象数值预报产品和在线海温监测仪连续观测数据开展了释用技术研究和应用。2021年业务化运行结果显示:该预报模型具有占用内存小、运行速度快、预报误差低的优点,相比近岸基础单元数值预报和经验预报的24 h均方根误差降幅达1.0℃和0.8℃,均方根相对误差降幅达12%~14%,未来48 h和72 h的预报误差也降幅明显,预报计算时间小于10 s,并将预报时效进一步向前扩展了3 d,达到144 h。

基于主成分分析和LSTM神经网络的海温预报模型

利用荣成、海阳两站的自建浮标海温观测数据以及区域大气模式WRF(Weather Research and Forecasting)的气象数值预报数据,基于主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)法和长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络,提出了适用于单站海表温度预报的PCALSTM海温预报模型。该模型可以提供24~120 h预报时效的海温预报,预测效果比数值模型和统计模型明显提高。

风暴潮灾害重点防御区划定技术研究--以山东省寿光市为例

风暴潮灾害是我国的主要海洋灾害之一,划定风暴潮灾害重点防御区对抵御和降低风暴潮灾害威胁,保护沿海人民生命财产安全和促进海洋经济发展具有积极的现实意义。本文针对易受溫带和台凤凤暴潮共同侵袭的区城,分别考虑陆城部分和海城部分的特点,提出了凤暴潮灾害重点防御区划定技术方法,并选取具有代表性的山东省寿光市作为研究区域进行了方法验证。结果表明,寿光市风暴潮灾害重点防御区集中分布在羊口镇和营里镇,总面积约为288.4 km^(2),其中陆城部分面积约为160.2 km^(2),海城部分面积约为128.2 km^(2)。文中提出的技术方法可为其他沿海县(市、区)划定凤暴潮灾害重点防御区提供科学参考。

冷空气东北大风在渤海西岸引发风暴潮的统计与模拟研究

利用美国国家环境预报中心CFSv2逐小时分析预报场产品挑选出2018—2023年共5个冬半年内的64次冷空气东北大风过程,并整理了相应的温带风暴潮极值;以“221003”温带风暴潮为基准,构造了渤海区域内最大风速分别为7~12级的温带天气风场,计算了各情形下渤海西岸典型潮位站的最大风暴增水,归纳了渤海湾和莱州湾代表站黄骅和潍坊站的最大风暴增水与最大风速的幂指数关系;以此定量关系为基准建立了黄骅站和潍坊站50%及80%累积频率下风暴增水与CFSv2区域最大风速的定量关系。

黄海浒苔绿潮防灾减灾现状与早期防控展望

截至2019年,浒苔绿潮连续12年大规模暴发,对近海生态系统、沿岸环境与社会经济造成严重影响,已经成为黄海最严重的生态环境问题。本文总结了黄海浒苔绿潮防灾减灾现状与成效,分析了存在的问题,然后基于对该绿潮起源与成因的认识,将其早期分为3个关键过程,即浒苔微观繁殖体在养殖设施上的着生与生长过程,定生浒苔脱离附着基形成漂浮浒苔过程,浅滩漂浮浒苔进入深水区形成大面积绿潮过程。最后分别从加强新材料与技术研发防控绿藻着生、强化养殖设施回收管理严控定生绿藻落滩、浅滩汇聚通道拦截打捞等3种途径提出了早期防控措施建议,以期为黄海浒苔绿潮的源头防控提供科学依据。

人工鱼礁建设对海洋浮游植物群落变化的影响

本研究关注了浮游植物群落对人工鱼礁建设后短期内的响应,浮游植物群落特征季节变化及其与环境因子之间的相互关系。基于小黑山岛海域2013-2016年12个航次的现场调查,共鉴定出75种浮游植物,硅藻是该海域最主要的浮游植物类型;研究区域内叶绿素a浓度范围为0.22~9.46μg/L,Shannon多样性指数(log2)(H′)范围为0.76~3.06,Pielou均匀度指数(J′)范围为0.28~0.77。鱼礁建设前后海水环境因子变化较小,且礁区内外差异不显著,鱼礁建设后变化主要有3点。①Pb和Hg浓度有所降低,符合一类海水水质标准的航次及站位增多。②叶绿素a浓度、H′和J′均有所下降,礁区内外叶绿素a浓度无明显差别,且礁区的H′和J′高于非礁区。③优势种有一定的变化,但礁区内外无明显差别,具槽直链藻是该海域全年性的优势种。典范对应分析(CCA)表明影响站位和各浮游植物在分析图中分布的最主要因素不是人工鱼礁建设而是季节变化。浮游植物群落主要受溶解氧、NO3-N、水温、悬浮物和As影响,其中As浓度虽然优于国家一类海水水质标准,但仍对浮游植物群落的分布影响显著。

黄海区域海水养殖与海洋捕捞变化特征分析(1990—2015年)

近几十年来,黄海渔业资源的开发利用得到了飞速发展.作为重要的海水养殖以及海洋捕捞区域,黄海海洋生态系统为全国提供了丰富的海产品.本研究首次采用海洋供给服务评估方法研究黄海区域养殖生产和捕捞生产的物质量及价值量变化情况,结果表明：1990-2015年,黄海区域海水养殖物质量和价值量持续上升,2015年养殖物质量（883.1万t）比1990年（103.6万t）上升了752.4%,价值量则从130.1亿元上升至1834.4亿元.与此同时,海洋捕捞物质量和价值量则呈现先上升后下降的趋势,在2000年达到顶峰（530.7万t,2772.3亿元）后均有所下降.海水养殖价值量百分比组成变化十分显著,由最初的贝类和虾蟹类为主变为贝类（45.8%）和其他类（32.8%）为主.海洋捕捞价值量中其他类和头足类的比例也在不断增加,2015年增至24.9%,仅次于鱼类的捕捞价值量.黄海区域渔业利用变化情况与全球气候改变、近岸水域环境受污染严重以及各类养殖技术快速发展等密不可分.本研究期望通过海洋供给服务评估分析为黄海区域渔业资源利用管理以及可持续发展提供一定的科学基础.

海洋灾害防御和辅助决策支持系统设计

为面向行业部门、涉海用户和社会公众更高效地提供海洋灾害应急指挥决策和预警监测信息服务,以风暴潮、海浪、绿潮等灾害为重点,构建涵盖海洋灾害监测监控、预警预报、风险评估和辅助决策的信息化支持平台。信息平台的构建总体采用SOA架构模型,多种服务按分层模式组织,兼顾平台功能与用户展现设计,通过对海洋灾害预警信息智能化汇聚分析和共享传递,实现了灾害事件关联信息的实时接收、分析和传达,实现了海洋灾害防御和决策业务流程全链条信息化管理,提升了海洋灾害应急管理协同联动水平。

基于灰色预测模型的我国海洋渔业发展趋势分析

海洋渔业在保障我国居民优质蛋白质供给等方面发挥着重要作用。在分析我国近年来海洋渔业产量、产值、捕捞能力、捕捞强度、资源结构和渔获质量变动情况以及养殖业面临问题的基础上,应用灰色预测模型预测2020-2022年我国海洋捕捞、海水养殖及海水产品产量和产值的变动趋势,并依据预测结果提出政策建议。研究结果表明,近年来我国海洋渔业产值稳步增长,海水养殖产量逐年增长,近海捕捞产量呈现下降趋势;渔业产业呈养殖为主、近海捕捞为辅和远洋渔业稳定发展的格局;海洋渔业资源呈衰退趋势,可持续发展前景不容乐观。建议以政策和科技创新为主要驱动力推进资源修复,保障海洋渔业高质量可持续发展。

基于生态足迹的我国海洋水产资源可持续利用研究

海洋水产资源的可持续利用是关系到我国经济社会可持续发展的重要战略问题。通过对我国海洋水产资源生态足迹的测度,对我国2006—2019年海洋水产资源利用情况进行了定量评价。结果表明,总体上我国海洋水产资源生态足迹呈先不断升高后略有下降趋势,生态承载力呈不断下降趋势,海洋水产资源可持续利用指数呈先下降后升高趋势。由于近年来增殖放流、捕捞“双控”等措施初见成效,我国海洋水产资源不可持续利用程度有所缓和,但仍处于生态赤字状态。最后,就如何促进我国海洋渔业提质增效、提高海洋水产资源的可持续利用水平,提出对策建议。

山东省海洋牧场精细化预报产品上线试播

为助力山东省海洋牧场建设，提升海洋预报产品的针对性和实用性，服务海洋牧场旅游、养殖、出海作业等涉海活动，“山东省海洋牧场海洋预报”产品于7月1日上线试播。

饲料中添加侧孢短芽孢杆菌FAS05对凡纳滨对虾生长、抗病及免疫力的影响

侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporu)是一种重要的生物防治益生菌,但在水产养殖中鲜见报道。为研究饲料中添加侧孢短芽孢杆菌FAS05对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长、抗病及免疫力的影响,以体重为(1.00±0.08) g的凡纳滨对虾为研究对象,开展了28 d的养殖实验。实验分为4组,每组3个重复,每个重复50尾对虾,分别饲喂添加0 (C组,作为对照组)、10^(5)(BL1组)、10^(7)(BL2组)和10^(9)CFU/g(BL3组)侧孢短芽孢杆菌FAS05的实验饲料。结果显示,各组存活率无显著差异(P>0.05),BL1和BL2组对虾的体长、体重和特定生长率显著高于C组(P<0.05);与C组相比,BL1~BL3组养殖水体的弧菌数显著降低(P<0.05);侵染副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)后,BL1~BL3组存活率显著高于C组(P<0.05),BL1~BL3组之间的差异不显著(P>0.05);与C组相比,BL1~BL3组对虾血细胞吞噬率显著增加(P<0.05),而血细胞活性氧(ROS)产量显著降低(P<0.05);BL1~BL3组对虾的溶菌酶(LZM)、过氧化氢酶(CAT)和酸性磷酸酶(ACP)均显著高于C组(P<0.05),BL1~BL3组之间的LZM和ACP活性无显著差异(P>0.05),BL2组对虾的酚氧化酶(PO)显著高于其他各组(P<0.05),BL1和BL2组中的碱性磷酸酶(ALP)和超氧化物歧化酶(SOD)显著高于C组和BL3组(P<0.05)。研究表明,侧孢短芽孢杆菌FAS05作为饲料添加剂能够促进对虾生长、激活免疫系统、提高抗病力和抑制周围环境弧菌生长,参考使用量为105CFU/g。在病害严重时,可以加大用量至107CFU/g,能够进一步提高对虾的非特异性免疫力。

基于遥感数据的夏季长江冲淡水年际间扩展规律及其影响因素

长江冲淡水向外海扩展对于黄、东海水文生物环境以及物质循环有重大影响。通过分析1998-2014年连续17年卫星观测结果,研究夏季长江冲淡水向外海扩展的年际间变化规律,分析径流量和风场对其变化的影响。结果显示,夏季长江冲淡水向外海的扩展路径主要有东北偏北型、东北型和偶见型三类,以东北型为主;冲淡水向东扩展位置主要分布在123°-126°E区间,年际间差异显著。扩展过程的年际变化主要体现在扩展路径是否转向、向东扩展的态势呈现7弱8强还是7盛8衰。长江径流量的多寡对冲淡水向外海扩展的远近起到重要影响作用,径流量较大时,冲淡水向东扩展较远,径流量较小时,冲淡水向东扩展的距离会受到明显的限制。风向的变化是导致冲淡水扩展过程呈现多样性的一个重要原因。东南风、东风对于冲淡水向东北方向扩展起到促进作用,对于向东南方向扩展起到一定的阻碍作用,东北风对冲淡水向外海的扩展起到阻碍作用,迫使冲淡水盘踞在长江口近岸海域。

浒苔绿潮灾害经济损失评估模型初探

浒苔绿潮灾害已在我国黄海海域连续暴发10年,对沿岸社会经济和生态环境造成了极大损失,严重制约了地区经济的可持续发展,但对减灾具有现实意义的绿潮灾害经济损失评估研究还尚属空白,已不能满足浒苔绿潮防灾减灾的实际需求。本文在归纳总结浒苔绿潮灾害致灾机制的基础上,提出了浒苔绿潮灾害的灾害链,其后以业务化应用为出发点和归宿,初步构建了浒苔绿潮灾害经济损失评估指标体系,并探索性的建立养殖业损失、旅游业损失、机会成本损失和生态损失的浒苔绿潮灾害经济损失评估模型,期望促进绿潮灾害损失评估工作尽早实现科学化、标准化和系统化。

小黑山岛人工鱼礁区许氏平鲉和大泷六线鱼的营养生态位研究

以小黑山岛人工鱼礁区的2种典型恋礁鱼类许氏平鲉(Sebastesschlegelii)和大泷六线鱼(Hexagrammosotakii)为研究对象,利用碳、氮稳定同位素技术分析了其在 2016 年春秋两季的生态位重叠及宽幅变化情况。许氏平鲉的δ^13C 值在春季显著大于大泷六线鱼,而在秋季则无明显差异;δ^15N值在春秋两季均显著大于大泷六线鱼。频率分布方面,许氏平鲉的δ^13C值频率分布范围始终大于大泷六线鱼,而其δ^15N 值频率分布的季节变动幅度小于大泷六线鱼,表明许氏平鲉具有更广泛的食物来源、占据较为稳定的营养级层次,大泷六线鱼则具有明显的摄食选择性且所居营养级层次波动剧烈。此外,许氏平鲉与大泷六线鱼仅在秋季出现营养生态位的重叠,表明在人工鱼礁区群落中许氏平鲉与大泷六线鱼之间存在种间食物竞争;而许氏平鲉春秋两季的营养生态位宽幅均大于大泷六线鱼,说明许氏平鲉较大泷六线鱼对食物资源的利用和竞争能力更强。

基于支付意愿法的黄海海域物种多样性维持服务价值评估(2002—2012)

物种多样性维持是支撑生态系统正常运转的基础性支持服务功能,为生态系统向人类提供服务和生态福利发挥着关键作用。正确认识与评估物种多样性维持服务价值,是开展生态保护决策的基础性工作。基于支付意愿法(也称为条件价值法),开展了2002—2012年黄海物种多样性维持服务价值评估。结果显示,黄海海域沿岸城市居民对于17种黄海珍稀濒危物种生物多样性维持的支付意愿,呈现逐年上升的趋势。截至2012年,总支付意愿高达97.06亿元,其中山东省比例最高(45.75%),相对2002年增长了247%。沿岸9座城市居民对于黄海珍稀濒危物种生物多样性维持的人均支付意愿在121至259元之间,青岛市最高,其次为烟台市和南通市。17种珍稀濒危物种中,以黄岛长吻虫、白枕鹤、丹顶鹤的多样性维持服务价值最高,均超过了8亿元。为黄海生物多样性价值发现、价值展示、价值实现提供科学基础和理论支持。

附着基材质对鼠尾藻幼苗附着及生长的影响

附着基是影响幼苗人工繁育的重要因素。为了选择有利于鼠尾藻幼苗附着和生长的附着基,该研究利用六种不同材质的附着基(水泥块、砖块、岩块、扇贝壳、化纤布、尼龙绳)分别进行了人工采苗、车间培育及野外增殖等实验并测定了附苗效率、附苗密度、出苗率及相对生长率等生物学参数。结果显示,静水采苗条件下,各种附着基上受精卵附着效率为60.3%―73.6%,采苗期附着基材质影响不显著;流水暂养20 d后,扇贝壳附着基的附苗密度明显下降(32±10 ind·cm^(–2),p<0.05),其它附着基的附苗密度变化不明显;野外移植30 d后,不同附着基上出苗率和幼苗长度变化显著(p<0.05),其中化纤布附着基上出苗率和幼苗长度值最高(60.6±19.7%,7.3±2.6 mm),扇贝壳附着基上出苗率和幼苗长度值最低(6.5±11.3%,2.8±1.6 mm)。因此,附着基材质对鼠尾藻受精卵附着影响不显著,但附着基表面的特殊结构很可能会影响幼苗固着和生长。实验表明,使用化纤布、水泥块、砖块附着基培育幼苗效果较好。

海平面上升背景下的海岸带脆弱性评价--以东营市为例

海平面上升是全球海岸带区域面临的共同威胁。构建以地面高程、地面沉降速率、沟壑密度、地表坡度、人口密度、国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)密度、建筑密度和斑块密度为指标的脆弱性评价体系,利用层次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)法并采用海岸带脆弱性指数模型评价了海平面上升引起的山东东营市海岸带脆弱性状况。研究结果表明:轻度脆弱区和中度脆弱区分别为2134.79 km^(2)和1967.61 km^(2),在评价区域中占比较大,约占评价区域的33.09%和30.50%;其次为重度脆弱区和低度脆弱区,面积分别为1061.18 km^(2)和891.80 km^(2),分别占评价区域的16.45%和13.82%;极度脆弱区面积最小,为396.31 km^(2),仅占评价区域的6.14%。东营市的县区中,东营区几乎完全被极度脆弱区与重度脆弱区覆盖,受海平面上升威胁最严重;广饶县也拥有较多的重度和极度脆弱区;河口区内部脆弱程度东高西低;垦利区脆弱度总体相对较低;利津县是脆弱程度最低的县区,辖区内绝大部分区域为低度或轻度脆弱区,没有重度或者极度脆弱的区域。东营市各地区可参考评估结果,有针对性地采取应对措施并在未来的经济发展与城区规划过程中充分考虑脆弱性评估的结果,适度规划海岸防护工程,为城市的可持续发展提供技术保障。