海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展，海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术，设计研发单节点海底有缆在线观测系统，主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统，具有高度可扩展性，可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头，从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低，已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中，为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究，具有重要科学意义和广泛应用前景。     

基于WebGIS的海洋观测网管理信息系统设计与应用

海洋观测网管理信息系统主要包括海洋观测网的管理信息和相关业务服务功能。系统主要为海洋管理、海洋观测、海洋科研等服务。文章主要介绍了系统的架构、运行环境、安全机制和功能设计等内容。系统采用全开源的Map Server和Open Layers开发,将海洋观测网的管理信息集成到WebGIS平台下,实现对海洋观测网基础信息的分析处理及可视化快速检索、查询、统计、显示、输出及在线交流、协作等功能。系统已业务化运行多年,且运行稳定,为我国海洋防灾减灾提供了可靠的技术支持。     

海洋观测网规划支撑体系与系统架构设计探讨

在概要综述我国海洋观测网现状的基础上,紧密结合我国海洋观测网建设的实际需求,基于海洋观测网布局状况分析、资料类型及时空分布状况分析、资料传输与质量状况分析、仪器设备效能状况和海洋观测网建设规划合理性等5个方面,提出了制定海洋观测网建设规划支撑体系的必要性和可行性。从业务化海洋观测网运行评价、海洋观测站点选址分析、海洋观测资料类型选定、海洋观测仪器选型、可视化与规划报告输出和系统运行监控等6个方面,提出了海洋观测网建设规划支撑系统的功能架构设计,为我国海洋观测网建设规划的制定提供科学的技术支持和能力支撑,为我国海洋预报提供数据基础。     

《2019年美国NOAA科学报告》对我国海洋观测网建设与发展的启示

海洋观测网是海洋灾害预警监测、海洋资源开发保障、应对气候变化和海洋科学研究的重要基础设施。我国海洋观测网虽然具备了一定规模,但发展质量和运行效益较美国等海洋强国仍有一定差距。借鉴学习国外先进经验,对建设和发展我国海洋观测网大有裨益。本文通过分析研究《2019年美国NOAA科学报告》提出的海洋观测领域相关成果,对照我国海洋观测网发展中存在的问题,提出了促进我国海洋观测网高质量发展的建议。     

现代海洋牧场建设之我见

现代海洋牧场建设是实现我国海洋渔业与近海生态系统和谐发展的重要途径之一,作为一种海洋经济新业态,海洋牧场既能养护渔业资源,又能修复生态环境。本文论述了现代海洋牧场建设的必要性,分析了我国海洋牧场建设中存在的建设技术缺乏标准化、承载力评估缺乏模型化、建设理念缺乏生态化、管理缺乏信息化等问题,探讨了现代海洋牧场相关理念及分类模式。针对现代海洋牧场建设存在的突出问题,提出了构建陆海统筹现代海洋牧场亟待解决的技术先导和"四化"突破(工程化、机械化、自动化和信息化)等对策和建议。     

海南省风暴潮预警综合管理平台建设

海南省风暴潮预警综合管理平台通过海域动态专网连接到警戒潮位标志物预警站的智能采集控制器,获取潮位观测和设备运行状态数据,通过数据解析,建立潮位和设备运行监测信息平台中心数据库,在此基础上实现业务管理和应用服务(如数据的监控、统计、查询、图形化分析、报表输出、参数设置、Web客户端等)。临灾前,海南省海洋监测预报中心可依据潮位监测和海洋预报数据,利用风暴潮预警综合管理平台提前对警戒潮位标志物预警站下达预警指令,发布预警信号,警示周边群众及时避险。临灾时,风暴潮预警综合管理平台可为“三防”应急指挥部门提供警戒潮位观测预警站点的风暴增水数据和现场视频画面,为海洋防灾减灾工作和指挥决策提供重要数据支撑和决策依据。     

海洋牧场生态环境在线监测物联网技术研究

海洋牧场生态环境在线监测网是海洋牧场建设的重要发展方向之一.传统海洋监测系统体积大、功耗大、价格昂贵,受牧场建设的经费限制,无法大量投放组成监测网,迫切需要一种低成本的海洋监测手段,可负担大面积、高空间密度的投放,并以分布式的物联网方式进行组网监测,解决这一难题.本文基于MEMS技术研发可大量"群蜂式"布放、高时空分辨...     

浅谈水质在线自动监测系统在象山港进行海洋环境监测的应用

象山港海域的开发和管理活动需要准确、高效、可靠的海洋环境监测数据,水质自动监测系统实现了水质的自动、连续监测和数据远程自动传输,具有明显的社会效益和经济效益,能在象山港海洋环境监测、赤潮预警预报、海洋污损事件应急监测、海洋生态环境和渔业资源保护方面发挥积极的作用。     

国外海洋观测系统对我国的启示

本文基于国内外海洋观测网现状及其优缺点,从目标融合、技术创新、科学管理、发展趋势的角度,提出国外海洋观测网对我国海洋观测网的启示与建议。在目标融合上,建议寻求多部委、多单位的目标融合,实现海洋观测系统与观测参与者、仪器供应商、信息产品应用方、科研工作者、公众等用户之间的有效沟通;实现中央决策、海洋防灾减灾、海洋预警预报、海洋管理治理、海洋生态保护与修复、海洋科学研究、海洋公益服务等多样化需求的融合。在科学管理上,建议实现海洋观测站点与设施的分类、共享与长期维持,迎接高难区域的挑战,实现信息的整合与服务,促进国际化合作与推广。在技术创新上,建议加大海洋观测技术的创新与投入,促进传感器技术、卫星技术及其他相关观测技术的创新与发展;建议加强新仪器、新技术的试用、评价,加快新仪器的业务化使用;建议加强海洋观测系统模块化、智能化研发。未来海洋观测仪器将是低成本化、模块化、自动化和智能化的天下,海洋观测会逐步向着立体化、精细化、智能化转化。本文可为未来海洋观测网的设计与规划、管理与融合提供一定的参考,并为我国海洋观测系统的规划与发展提供借鉴。     

中国海洋环境监测系统--海洋站和志愿船观测系统的建设与运行

中国海洋环境监测系统－海洋站和志愿船观测系统的建成和使用，为继续完善和发展我国的海洋环境立体监测系统奠定了基础，使我国海洋监测站和志愿船监测业务发生了巨大变化。文章将从技术角度介绍系统的建设情况，论述系统建设产生的效益，并根据作者的理解和多年来从事的相关科研、业务工作所积累的经验，对系统业务化运行提出几点建议。     

基于SWOT分析的南海区海洋牧场发展路径

海洋牧场作为修复海洋生态系统和实现渔业资源增殖的现代渔业模式,是促进海洋经济绿色发展、推动传统渔业转型升级和构筑海洋命运共同体中的重要一环。然而,在实际建设中存在多种制约现代海洋牧场高质量发展的因素。合理规划海洋牧场,充分发挥其生态、社会、经济效益,对海洋牧场持续发展至关重要。文章对南海区海洋牧场的建设、技术发展及政策管理现状进行了总结,并利用SWOT分析法对南海区海洋牧场的发展情况进行了综合分析,阐释了南海区海洋牧场发展存在的优势、劣势、机遇和挑战,并结合国内外海洋牧场建设的经验及发展趋势,提出了南海区海洋牧场产业发展的路径,以期为我国海洋牧场高质量发展提供借鉴。     

景观视角下的海洋牧场多产业融合发展模式浅析

为高效开发利用海洋渔业资源,推动海洋经济可持续发展,文章依托综合型海洋牧场和景观规划设计的相关理论,针对鲅鱼圈润丰海洋牧场的发展状况,从多产业联动、生态环境保护和综合效益提高的角度,提出现代化综合型海洋牧场的景观规划设计方案。研究结果表明：以修复生态环境、打造属地景观、融合周边产业和促进经济发展为原则,将润丰海洋牧场划分为增养殖和科普区、滨水活动区、入口广场服务区、开放式休闲娱乐区以及私密式休闲娱乐区5个功能区,以道路设计和建筑小品造景设计为辅助,深入挖掘区域文化内涵和自然资源特色,陆海同向发力,建设以海洋渔业文化为主题以及集多重功能于一体的现代化综合型海洋牧场。     

财政补贴对增殖型海洋牧场经营企业绩效的影响——基于碳汇友好型与非碳汇友好型的划分

财政补贴是建设海洋牧场、增殖海洋生物资源、扩增海洋碳汇的重要调控手段。文章依据财政补贴的生态和经济目标,细分碳汇友好型补贴和非碳汇友好型补贴,并以2008—2020年现有的海参类、鱼类和贝类上市增殖型海洋牧场经营企业为数据来源,分析2种补贴对企业绩效的差异化影响。研究表明：2011年前非碳汇友好型补贴的效果优于碳汇友好型补贴,而2011年后则相反。碳汇友好型补贴对增殖型海洋牧场经营企业绩效存在差异化影响：对于海参类牧场来说,影响由大到小依次为人工鱼礁补贴、增殖放流补贴、生境修复补贴;对于鱼类牧场来说,影响由大到小依次为增殖放流补贴、生境修复补贴、人工鱼礁补贴;对于贝类牧场来说,生境修复补贴和增殖放流补贴的效果不明显。研究结果不仅从时间层面验证碳汇友好型补贴对促进海洋牧场建设的可喜成效,而且对未来优化海洋牧场财政补贴政策具有借鉴意义。     

热带典型珊瑚岛礁海洋牧场花刺参底播增殖容量及其生态效应预测

为改善热带珊瑚岛礁型海洋牧场的珊瑚礁生境,实现生物资源的养护和渔业资源的产出功能,在对海参等高值经济种开展底播增殖前,科学评估其生态容量是防止引发海洋牧场生态风险的重要保证。运用生态系统模型法评估了三亚蜈支洲岛热带珊瑚岛礁海洋牧场花刺参(Stichopus monotuberculatus)的底播增殖容量。根据2020~2021年蜈支洲岛海洋牧场近岛区渔业资源调查与环境因子数据,运用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了该海域的生态系统营养通道模型。研究表明:生态系统各功能组营养级范围介于1~3.52,系统的食物网结构以牧食食物链为主,总能流中有43%的能量来源于碎屑功能组,其在系统总能流中有重要地位。系统的总平均能量传递效率为9.353%,略低于林德曼能量传递效率(10%)。总初级生产量/总呼吸量为3.726,总初级生产量/总生物量为28.834,系统连接指数为0.256,杂食性指数为0.120,系统Finn''s循环指数和平均路径长度分别为2.485%和2.379,表明近岛区生态系统食物网结构较为简单,且系统稳定性和成熟度偏低,易受外界干扰。根据模型评估的花刺参增殖生态容量为110.21 t/km²,是现存量的206 倍,有较大增殖空间,并且达到生态容量后碎屑组的能量再循环利用效率将显著增加,营养级结构能得到进一步优化,系统稳定性及成熟度将有所提高。基于研究结果,可适当采捕与花刺参生态位相近的生物,同时增殖放流其他处于不同营养层次的经济种,从而减少种间竞争,有效利用系统冗余能量,进而扩大花刺参的生态容量,实现海洋牧场的健康可持续发展。     

基于生物资源的万山海洋牧场生境适宜性评估

万山群岛海域生态环境日益恶化、渔业资源持续衰退,因此建设万山群岛海洋牧场,修复海域生态环境、实现渔业资源可持续利用迫在眉睫。针对现阶段基于海洋生物资源的海洋牧场适宜性评估的研究较少,本研究利用渔业资源调查和全球物种数据库记录数据及13个环境因素数据,采用物种分布模型MaxEnt对选择的白姑鱼、日本金线鱼、红星梭子蟹和浅缝骨螺潜在分布区进行预测,探讨海洋生物地理分布与海洋环境因素之间的关系进而进行万山海洋牧场生境适宜性评估,结果表明:(1)各模型AUC值均大于0.9,说明构建的模型对这些物种潜在分布的模拟效果较好,后续可采用MaxEnt模型对4种生物的栖息地分布区进行预测;(2)海底浮游植物密度、海底温度以及海底硅酸盐浓度是影响这4种海洋生物栖息地分布的关键环境因子;(3)基于该4种海洋物种MaxEnt模型的HSI分布区所存在重叠区域来看,海洋牧场拟建设区域应为纬度21.85°N~22.15°N,经度113.6°E~114.2°E。研究结果可为万山海洋牧场规划和建设提供科学依据。     

立足海岛开发的海洋牧场陆海旅游一体化发展模式——以磨盘山岛为例

近年来休闲渔业与海洋牧场的结合作为新兴的渔业产业模式逐渐发展起来。在生态环境退化和近海渔业资源持续衰退的大背景下,以海洋牧场建设为基础、以休闲渔业和旅游业为带动的渔业模式不断发展。我国近海海岛众多,具备围绕海岛综合开发建设海岛类海洋牧场的天然优势,可以预见以海岛为中心、立足海岛生态开发构建海洋牧场的发展模式将是近海海洋...     

海洋牧场建设对生态旅游的影响研究——以三亚蜈支洲岛旅游区为例

建设海洋牧场能修复海洋生态环境、恢复海洋渔业资源,更好地促进海洋渔业的可持续发展。我国于20世纪70年代开始了海洋牧场的建设,并已经取得很大成绩,国内众多学者对海洋牧场的研究也取得了较多的成果。三亚蜈支洲岛海洋牧场是热带海岛休闲旅游型海洋牧场,通过对三亚蜈支洲岛海洋牧场的研究发现,海洋牧场的建设给旅游区带来了显著的生态效益、经济效益、社会效益,海洋牧场建设对生态旅游的开展具有明显的促进作用。     

海洋垂直剖面水温实时监测浮标系统研制与应用

为了实时、连续地监测獐子岛海洋牧场养殖区域不同深度的温度状况,为海洋牧场构建和运行提供数据支持,项目组自行研制了海洋垂直剖面水温实时监测浮标系统,可以在水深≤50 m、风速≤60m/s、波高≤15 m的环境下应用。该浮标系统主要包括水面浮标载体子系统和剖面链观测子系统两部分,浮标载体子系统提供了安全可靠的工作平台;而剖面链子系统上的不同位置挂有多个水下传感器,用于测量相应位置的海水温度。耐压试验、温度标定、室内拷机、现场比测、海上拷机的检定数据表明该系统无渗漏、误差小、数据接收率100%。海上运行18个月的结果同样表明,浮标系统运行稳定,数据采集和接收率高,浮标电压稳定。实践表明该浮标系统具有测温精度高、结构简单、使用方便的优点,具有广泛的应用前景。