基于生态系统的海洋空间规划:研究进展与启示

为满足新形势下我国海洋空间规划的需求，保障我国海洋生态安全，文章系统总结近年来国际上基于生态系统的海洋空间规划原则、方法和应用进展，并提出展望和启示。研究结果表明：由部门管理上升至空间管理是基于生态系统的海洋空间规划的基本特点，在规划过程中应遵循生态系统管理原则；目前主流的规划工具包括生态系统服务评估和情景分析、权衡取舍分析、博弈论决策以及空间制图和系统规划；将生态系统方法运用于海洋空间规划，可在维持生态系统服务和功能的前提下实现科学的海域空间分配，从而达成多目标的可持续管理，对我国现阶段的海洋空间规划具有重要的启示作用。     

基于生态系统的挪威海海洋环境综合管理计划

为推动我国国土空间规划新视角下的海洋空间规划实践,提升我国海洋综合管理水平,文章概述基于生态系统的挪威海海洋环境综合管理计划的主要内容,并重点分析挪威海的海洋环境空间管理措施。研究结果表明:挪威海海洋环境综合管理计划是基于生态系统的海洋空间规划,建立在良好的海洋环境状况和海洋生物多样性与其栖息地的保护基础之上,以可持续利用海洋资源来实现海洋产业的价值创造与生态系统服务供给;该管理计划制定一系列海洋环境保护措施和人类活动空间管理措施,以实现挪威海海洋环境的有效保护和海洋经济产业的有效管理;挪威海海洋空间规划的发展可为我国国土空间规划涉海内容的编制、海洋资源的可持续利用与海洋产业的快速健康发展提供重要参考。     

海洋发达国家海洋空间规划体系概述

海洋空间规划是重要的海洋空间管理工具,建构海洋空间规划体系是海洋生态文明建设的重要组成部分。文章对英国、比利时、荷兰、德国、挪威、美国、澳大利亚和智利等世界主要海洋发达国家的海洋空间规划体系发展状况进行概述,结果表明:各国已逐步形成基于各自国情、适应海洋行政管理体制的海洋空间规划体系,其中既存在"国家-区域-地方"的层级控制体系,也存在"战略-结构-使用"的内容控制体系,还存在"国家管辖与地方管辖并行"的独立自由型控制体系。可为我国生态文明建设下的海洋空间规划体系研究实践以及开展区域海洋管理工作提供参考。     

基于CiteSpace的海洋空间规划研究进展分析

文章基于CiteSpace对2000-2020年海洋空间规划研究进行了知识图谱和可视化分析,分析发文量、作者、机构、期刊影响力和合作网络变化,揭示研究热点的变化趋势。研究表明:欧美等经济发达国家和澳大利亚具有较高影响力,国家与机构间合作密切。海洋空间规划研究始终以生态系统和环境保护为中心,研究内容以政策研究和生态环境研究为主,研究热点由关注生态功能转变为以人类活动为主的整体功能规划研究,蓝色经济、蓝色发展是近些年的主要关键词。在海洋开发强度、范围不断增大,全球气候环境频繁变化的背景下,加强海洋观测和数据收集,探索海洋生态系统对环境影响和人类活动响应机制,加强生态模型在海洋应用,细化海洋空间规划管理措施,因海制宜地调整规划方案,实现生态保护和经济发展的齐头并进,是我国海洋空间规划研究的未来方向。     

基于生态系统的美国墨西哥湾海洋综合管理研究

基于生态系统的海洋综合管理是目前全球大型海洋生态系统管理的重要理念。墨西哥湾是美国大型海洋生态系统之一,也是美国实施基于生态系统的海洋综合管理的典型案例之一。基于生态系统的墨西哥湾海洋综合管理面临着国内外双重压力。国内：生态修复政策法规不够完善、联邦和州政府相互掣肘;国外：因美国、墨西哥和古巴三国的意识形态和经济水平差异巨大,很难协调三国以合作治理墨西哥湾海洋生态系统。虽面临国内外双重压力,但是基于生态系统的墨西哥湾海洋综合管理仍取得一定成效,如制定了相关政策法规体系、建立了生态评估体系、实施了海洋空间规划等。今后美国应继续推进海洋生态系统修复专门立法、健全部门协调机制、加强海湾三国合作,以促进基于生态系统的海洋综合管理的理论完善与实践发展。     

海洋空间规划及主体功能区划研究进展

海洋空间规划是解决海域各种人类活动之间以及人类活动与海洋生态环境保护之间矛盾的有效工具,是基于生态系统的多用途海域使用管理手段。文章综述了国内外海洋空间规划及主体功能区划的研究进展,对海洋空间规划及主体功能区划的基本理论、原则、内涵和技术路线进行了总结,并对海洋空间规划边界以及基本单元的划分原则和方法进行了总结。通过总结可知,现有海洋空间规划的基本技术路线有两种:一是基于空间叠置分析的技术路线;二是基于指标体系的技术路线。基于生态系统的海洋空间规划要求其边界必须尊重生态系统边界,然而出于实践管理的需要,通常按照行政管理边界来划分。基本单元可依据基本行政单元(市、县、乡)、自然地理特征(地形)和公里网格等进行划分。     

韩国京畿湾示范工程海洋空间规划的经验与启示

文章在介绍韩国海洋空间规划的发展沿革和编制流程的基础上,以京畿湾示范工程为例,研究海洋空间规划的编制方法,重点包括建立海洋空间调查和信息体系、开发并应用基于海洋生态系统的管理方法、设定示范海域的核心价值和目标以及促进利害关系人的参与等方面,为完善我国海洋功能区划制度提供借鉴和参考。     

海洋空间规划应用生态系统服务的国内外研究进展

文章系统梳理并比较国内外主要海洋空间规划研究中应用生态系统服务的情况,揭示各类海洋空间规划中应用生态系统服务的异同点,对于海洋空间规划中吸纳生态系统服务知识来促进“多规合一”实践进程,以及实现海洋生态文明具有重要意义。结果表明:不同类型海洋空间规划对生态系统服务的应用各有侧重,国内外相同类型规划中应用生态系统服务的范围和深度也存在差异。总体上,国内外海洋空间规划中将生态系统服务作为技术工具、评价指标和沟通媒介,以构建合理的海洋空间格局、优化管控成效并增强规划协调性。国外研究侧重运用生态系统服务来创新规划制度安排,国内学界则聚焦于为区划管控提供技术支持和决策依据。建议深化海洋空间规划与生态系统服务的多维度整合研究,推进海洋空间规划更好地融入国土空间规划体系、践行海洋生态文明建设战略要求。     

国际海洋空间规划发展趋势及对我国的启示

海洋空间规划是海洋利用管理的一种有效措施.对于推动促进以生态系统为基础的海洋综合管理具有重要的意义.在综述第一次国家海洋空间规划研讨会情况的基础上,介绍了当今国际上对海洋空间规划的认识和研究状况,以及国际海洋空间规划的发展趋势,并结合海洋空间规划对我国开展相关工作进行了探讨,为我国改善海洋功能区划和海洋利用管理提供借鉴与参考.     

小尺度海洋空间规划分区适宜性研究——以大连金普新区为例

我国目前海洋空间规划方面的研究,主要从国家、省级角度出发进行区划与规划,选择省级管辖海域以及大范围的重点海域进行区划,但在小尺度、精细化的海洋空间规划上,仍然缺乏系统的理论与技术方法研究。本文借鉴国土空间开发适宜性评价方法,构建适用于小尺度海洋空间的分区适宜性评价方法,将海洋空间分为“三区一线”(海洋生态空间、海洋生物资源利用空间、建设用海空间和海洋生态保护红线)。并以大连金普新区为例进行验证,提出合理的大连金普新区海洋空间规划方案,为区域海洋综合管理工作提供策略指导和管理参考,并为小尺度海洋空间规划的分区研究提供理论与技术依据。     

海上蒸发波导的预测方法综述

综述了海上蒸发波导的预测方法,根据预测方法的原理及实现方法不同,将已有的蒸发波导预测方法归纳为基于气象水文要素数据的预报方法、基于气象卫星数据的反演计算方法、基于雷达数据的反演计算方法和中尺度模式同化方法等四大类。对每个类中的主要方法的基本原理及优缺点进行了具体分析和总结,最后给出了蒸发波导预测方法中存在的问题及研究进展情况,对未来研究方向及趋势进行了预计。     

基于NPS模型的南海蒸发波导中尺度数值模拟研究

蒸发波导是海上大气波导中发生概率最高、对海上舰艇和岸基雷达探测系统影响最大的一种波导类型,研究意义重大。本文搭建了一种基于NPS诊断模型的新型蒸发波导数值预报模式,对我国南海海域2014年11月1~5日的5 d海上蒸发波导分别进行了数值模拟。利用数值模拟数据与岸基铁塔实测数据分别绘制蒸发波导高度随时间的变化曲线,并进行误差分析,显示模拟结果与实测结果变化规律基本一致,统计计算这5 d的蒸发波导高度平均误差为1.289 m。这表明了本模式的可行性及其存在的模拟偏差。此外,利用本预报模式对南海海域2011年整年的蒸发波导进行了数值模拟,得到了12个月的蒸发波导时空分布特征,分析总结的规律与其它文献的研究结论基本一致。     

基于探空数据的南海表面波导统计特征研究

Based on the global position system(GPS) radiosonde data near the sea surface, the surface duct characteristics over the South China Sea(SCS) were statistically analyzed. The annual surface duct occurrence over the SCS was about 64%. Of the observed surface ducts, duct heights mainly distributed between 18 and 42 m, with M slopes in the range of –0.3 to –0.2 M units/m. Those ducts accounted for about 80% of the ducting cases. For the total profiles, the duct occurrences in a day changed slowly and were more than 60% in all times. The surface ducts formed more easily in the daytime than in the nighttime and most of the duct height were at bellow about 32 m.Additionally, The seasonal variation of the SCS ducts appeared to be evident, except that the mean duct thickness was almost constant, about 33 m for all seasons. The highest occurrence was about 71% in the autumn, followed by in the summer, spring and winter. In spring, their top-height existed more often at a height of more than 48 m.Their mean duct strength became stronger trend from spring to winter, with the M-slope in the range between–0.26 and –0.18 M units/m. Those results agreed well with other studies, provided considering the data resolution.The statistical analysis was reliable and gave the duct estimation for the SCS. Such duct climatology not only has important implications for communication systems and the reliability of the radar observation, but also can provide useful information to improve the accuracy of the meteorological radar measurements.     

蒸发波导环境测量方法对比分析

蒸发波导现象显著影响海上电磁波传播,快速获取大范围精确的修正折射率参数成为了蒸发波导研究热点。文中分析了现有的蒸发波导预测模型,对其中的经典模型进行了仿真,对比不同模型的仿真结果,总结了模型方法预测波导高度及修正折射率廓线的不足。然后从硬件角度出发对比现有蒸发波导测量系统原理、测量精度及适用条件,分析测量系统引入的误差源进而给出了不同测量系统的改进方向,总结出修正折射率廓线测量系统应具备的测量精度及数据条件。最后通过方法间对比及蒸发波导实测数据的应用过程分析,对不同方法未来的研究方向和发展趋势进行了展望。     

蒸发波导环境下风浪对电磁波传播影响的数值模拟研究

蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面“地形”,将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。     

一个嵌套于MM5下的蒸发波导预报模式

Evaporation duct is an abnormal refractive phenomenon in the marine atmosphere boundary layer. It has been generally accepted that the evaporation duct prominently affects the performance of the electronic equipment over the sea because of its wide distribution and frequent occurrence. It has become a research focus of the navies all over the world. At present, the diagnostic models of the evaporation duct are all based on the Monin-Obukhov similarity theory, with only differences in the flux and character scale calculations in the surface layer. These models are applicable to the stationary and uniform open sea areas without considering the alongshore effect.This paper introduces the nonlinear factor av and the gust wind item wg into the Babin model, and thus extends the evaporation duct diagnostic model to the offshore area under extremely low wind speed. In addition, an evaporation duct prediction model is designed and coupled with the fifth generation mesoscale model(MM5).The tower observational data and radar data at the Pingtan island of Fujian Province on May 25–26, 2002 were used to validate the forecast results. The outputs of the prediction model agree with the observations from 0 to 48 h. The relative error of the predicted evaporation duct height is 19.3% and the prediction results are consistent with the radar detection.     

渤海海冰数值模式中计算参数的确定

在渤海海冰数值模拟和预报中,针对该海域的气象和水文特点,对模式中的计算参数进行了确定是必要的。本文通过对辽东湾ＪＺ２０－２海域的气象、水文和海冰要素的定点观测,对同太阳辐射、海洋热通量以及拖曳系数等参数进行了计算,对其特点以及对海冰生消和运移的影响进行了分析和讨论。这对提高渤海海冰数值模拟和预报的精度有很大促进,也是建立和发展局地工程海冰数值模式的重要内容。     

世界海洋蒸发波导时空统计规律研究

The statistical features of the evaporation duct over the global ocean were comprehensively investigated with reanalysis data sets from the National Centers for Environmental Prediction.These data sets have time and spatial resolutions of 1 h and 0.313°×0.312°,respectively.The efficiency of the analysis was evaluated by processing weather buoy data from the Pacific Ocean and measuring propagation loss in the Yellow Sea of China.The distribution features of evaporation duct height(EDH) and the related meteorological factors for different seas were analyzed.The global EDH is generally high and demonstrates a latitudinal distribution for oceans at low latitudes.The average EDH is approximately 11 m over oceans beside the equator with a latitude of less than 20°.The reasons for the formation of the global EDH features were also analyzed for different sea areas.     

基于非迭代海-气通量算法的蒸发波导预测模型研究

蒸发波导易发生在海洋等水体之上.为了深入研究蒸发波导预测模型的诊断预报技术,本研究依据目前最新的非迭代海-气通量算法,建立了非迭代通量算法蒸发波导预测模型-NEW模型,进而对新模型进行了敏感性试验,且用我国近海试验数据进行了检验.最后将NEW模型与目前使用广泛、效果较好的4种蒸发波导模型(即P-J模型、Babin模型、NPS模型和伪折射率模型)进行了对比分析,得到了不同模型蒸发波导高度随气象海洋要素变化的规律,结果表明非迭代通量算法模型与传统模型对不同海洋气象要素的敏感性响应是一致的.不稳定层结条件下NEW模型对蒸发波导的诊断结果接近于Babin模型和NPS模型,而稳定条件下略高于NPS模型.试验表明NEW模型可以有效地诊断预报蒸发波导.本研究系统阐述了非迭代通量算法模型的建立和适用情况,为蒸发波导预测诊断算法的更新和模型发展提出了新的思路.     

黄海部分海域大气波导分布规律及其成因

为了掌握我国沿海海域大气波导分布特点及其成因,并鉴于黄海在我国重要的军事经济地位,论文通过对5 a的探空资料统计分析了黄海东岸的白翎岛和济州岛的大气波导分布规律,并探讨了两地大气波导形成的气象和水文因素。