基于装置得分的北太平洋波浪能资源评估

针对波浪能发电量取决于当地波浪特征和波浪能发电装置,而传统单一的波能流密度评估法则只考虑了地区波浪特性,未结合装置加以分析,评估结果偏向理论的问题,本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)提供的第五代大气再分析数据集(ECMWF Reanalysis v5, ERA5)中的再分析波浪数据,通过装置得分的波浪能评估方法对北太平洋区域1979—2020年波浪能的空间分布进行了分析。结果表明:在本研究所涉及的地区中,纬度较高的地区波能流密度大且装置得分高,本研究所用评估方法的结论同传统评估方法一致,但在中国南海和部分太平洋纬度较低的地区,发电装置有着较好的连续发电条件,发电效率较高。不同装置间的适配区域也有很大不同,AquaBuoy和Pelamis装置的最佳适用区位于北太平洋纬度较高的地区,而Wave Dragon装置的最佳适用区范围更广,在150°E—160°W之间的纬度较低的地区也表现突出。对于中国南海海域,AquaBuoy装置的适配性最好,而北太平洋纬度较高的地区则最适合布置Pelamis装置,北太平洋纬度中游和较低区域最适合布置Wave Dragon装置。

“北部湾海洋环境与变化”专辑前言

北部湾是全国沿海省(区、市)中生态环境保护得最好的区域之一,拥有红树林、海草床及珊瑚礁等典型海洋生态系统,具有极高的生物多样性、生态服务功能和科学研究价值。受气候变化和人类活动双重影响,北部湾海洋生态系统承受的压力不容忽视。近年来北部湾海洋科学研究取得了长足的进步,为了更好地促进海洋科学研究特别是多学科交叉研究,自然资源部第四海洋研究所联合自然资源部第二海洋研究所组织了“北部湾海洋环境与变化”专辑。

海洋沉积源-汇过程的驱动因素:以北部湾为例

北部湾是热带、亚热带陆架半封闭海湾,具有独特和复杂的源-汇过程,是研究陆海相互作用、海湾沉积动力学、海湾生态系统动力学、气候变化和人类活动影响的一个小型天然实验室。该文总结了在北部湾沉积物类型、沉积物来源、沉积物输运和沉积格局、沉积环境变化与气候记录、人类活动对沉积环境的影响等方面的研究进展。针对存在的问题并结合当前的研究热点,对未来研究提出了如下建议:(1)加强北部湾现代沉积过程研究,重视物源端元特征的研究和现代直接观测研究;(2)聚焦泥质沉积中心,开展更多浅地层剖面、科学深钻孔和高分辨率沉积记录研究;(3)聚焦国家碳中和需求,深入研究北部湾沉积碳储库的规模、结构、增汇潜力和脆弱性;(4)推动与越南等国的国际合作调查研究;(5)基于系统科学思维加强与其他学科的交叉融合。

2021年8—9月北部湾叶绿素a分布特征及影响因子探究

叶绿素a(Chl a)作为浮游植物光合作用的主要色素,常被用来指示水体中浮游植物现存量。依托国家自然科学基金委共享航次计划2020年北部湾科学考察实验研究夏季航次数据,对2021年8—9月北部湾Chl a质量浓度进行分析,探讨其空间分布特征及影响因素。结果表明,北部湾8—9月海水Chl a质量浓度为0.03~10.59μg/L(平均值为0.84μg/L),其中,表层质量浓度为0.08~10.59μg/L(平均值为0.97μg/L),底层质量浓度为0.03~4.69μg/L(平均值为0.99μg/L)。结合遥感资料分析,在空间上,北部湾海域Chl a质量浓度大体呈现出近岸高远岸低的分布特征,高值区大多分布在广西近岸海域即北部湾北部,而北部湾中部和南部质量浓度相对较低。水体环境参数与Chl a的相关性分析指示水体氮限制是影响北部湾海域8—9月Chl a质量浓度的重要因子。

有机磷酸酯的污染现状、来源和生态风险:以南海北部湾表层沉积物为例

本文以南海北部湾海域为例,调查了34个表层沉积物样品中有机磷酸酯(OPEs)的污染水平和分布特征,并分析了OPEs可能的来源,最后采用风险熵值法对OPEs的生态风险进行了评价。结果表明,样品中共检出9种目标OPEs,总检出质量分数为<LOQ~35.1 ng·g^(-1),检出化合物单体主要以磷酸三苯酯(TPHP)、磷酸三正丁酯(TNBP)、磷酸三(2-氯丙基)酯(TCIPP)和磷酸三(2-氯)乙酯(TCEP)为主。总体来看,远岸OPEs总检出质量分数高于近岸,且主要检出单体的质量分数也与近岸存在明显差别。造成上述差异的原因一方面可能与化合物自身的理化性质有关,亲脂性较高的TPHP和TNBP化合物可能更易累积在沉积物中。另一方面可能与来源有关,远岸以TPHP和TNBP为主的检出结果可能与海上油气开采和运输、海底光缆和输油管道铺设、船舶航运活动以及海流输运有关;而近岸主要检出的TCIPP和TCEP可能主要与城镇生活和工业污水排放以及海上养殖投料有关。表层沉积物中的OPEs生态风险评价结果表明,尽管绝大多数OPEs单体对水生生物的生态风险较低,但TPHP以及总OPEs对水生生物具有中等生态风险。因此,北部湾广西海域OPEs污染情况需要引起重视,尤其要高度关注近岸的TCIPP和TCEP,远岸的TPHP和TNBP的污染排放和管控,从源头减少污染。

雪卡毒素及其产毒底栖甲藻的研究现状与展望

雪卡毒素(Ciguatoxins,CTXs)是一种高度氧化的环状聚醚梯类毒素,主要由冈比亚藻(Gambierdiscus)和福氏藻(Fukuyoa)两个属的底栖甲藻的一些产毒种类的株系产生。毒素通过海洋食物链在珊瑚礁鱼类中进行生物转化和积累,可引起常见的非细菌性海产中毒——雪卡毒素中毒(Ciguatera Poisoning,CP),食用被CTXs污染的鱼类会引起消费者产生胃肠道、心血管、神经方面的症状甚至导致死亡,但目前雪卡毒素中毒在全球引发的关注度与重视度不足。然而受全球气候变化和人类活动的影响,底栖甲藻在全球扩张趋势明显,特别是在亚洲地区,雪卡毒素中毒事件频繁爆发,雪卡毒素中毒对人类健康和生态系统健康构成了重大威胁。本文重点综述了产雪卡毒素底栖甲藻的种类多样性、化学多样性、生理生态学研究、以及毒素的生物合成机制与生物转化和累积方面的研究,并探讨了亚洲地区作为雪卡毒素潜在的爆发地点未来值得研究的领域以更好地保障亚洲海域的生态安全及居民健康。

中越典型港湾海岸线与围填海的遥感比较——以防城湾和海防港为例

基于遥感影像与地理信息系统技术对比了1980年代—2010年代中国防城湾与越南海防港的海岸线及围填海变化情况。30多年来,两地海岸线均以向海迁移为主,其中防城湾海岸线平均端点变化速率为6.49 m/a,海防港为6.21 m/a,分别呈现先升后降与先降后升的变化趋势;在1980年代和1990年代,平均端点变化速率为防城湾大于海防港,在2000年代和2010年代则相反。防城湾和海防港年均新增围填海面积分别为122.48 hm^(2)/a和164.24 hm^(2)/a,围填海强度指数均呈不断上升的趋势,其中在1980年代和1990年代防城湾小于海防港,在2000年代和2010年代则相反。从1980年代至2010年代,围填海面积与年均空间扩展速率两指标,在防城湾呈先增加后下降的趋势,在海防港则呈持续波动状态。围填海为两地海岸线变化的主要因素,港口建设是其最主要的驱动力。