我国海洋生态系统服务功能及其价值评估研究计划

国家海洋局于2005年启动了为期5年“海洋生态系统服务功能及其价值评估”研究计划。该计划的目标是建立具有我国海洋生态特征,适应我国社会经济发展水平的海洋生态系统服务功能定量模型和服务价值计算方法,并基于GIS技术开发生态系统服务价值评估系统,应用于评估渤海、黄海、东海和南海四大生态系统的服务价值和11个沿海省市区的近海服务价值,同时评估赤潮、病原生物和外来种导致的海洋生态系统服务价值损失,为实现人海和谐的海洋开发产业布局和用海活动提供定量评估技术支持,为基于生态系统的海洋管理提供理论支撑。目前,该计划已经建立了我国海洋生态系统服务功能分类体系、服务功能量化指标和服务价值计算指标体系,完成评估软件系统的设计。     

基于生态系统的海洋管理:概念、原则、框架与实践途径

基于生态系统的海洋管理(MEBM)是一种跨学科的管理方法,该方法以科学理解生态系统的关联性、完整性和生物多样性为基础,结合生态系统的动态特征,以海洋生态系统而不是行政范围为管理对象,以达到海域资源的可持续利用为目标,对社会、经济和生态效益进行耦合以达到最大化的管理体系。在梳理国内外生态系统管理及相关研究进展的基础上,总结了基于生态系统的海域资源管理的基本理论、概念、原则、框架,对国外典型案例进行了介绍,并针对我国实际情况提出了建议,有利于我国海洋管理部门在海洋主体功能区规划等已有管理框架的基础上,强化生态科学与海洋管理的结合,推进我国海洋生态系统保护和海域资源的可持续利用。     

我国海洋生态调查指南编制说明

海洋生态调查的主要目的是了解海洋生态系统基本的群落结构和生态功能及其重要影响因素,掌握生态系统健康状况，把握其变化趋势。基于生态系统健康理论建立我国海洋生态调查的基本框架体系，编制了我国海洋生态调查指南。根据目前的技术设备、实用方法和经费限制，确定最能反映我国海洋生态系统特征的生态要素和评价内容，并规定了相应的调查和评价方法。与《海洋调查规范海洋生物调查》和《海洋监测规范》比较，该指南具有3个显著特点：①调查要素不仅包括海洋生物和海洋环境等自然要素，还包括人为活动要素，充分考虑我国近海生态系统的高强度开发利用的特点；②从生态系统的结构、功能和压力3个方面建立起海洋生态系统健康评价的核心框架体系；③提出生态压力的量化指标，定量评估人类活动对生态系统的压力。     

我国近海生态系统食物产出的关键过程及其可持续机理

围绕国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“我国近海生态系统食物产出的关键过程及其可持续机理”,介绍了海洋可持续生态系统研究对我国社会与科技发展的意义、研究现状和发展趋势、拟解决的关键科学问题和预期目标,以及研究实施计划。该项研究的最终目标是从人类活动和自然变化两个方面认识我国近海海洋生态系统服务与产出功能,量化其生态容纳量及动态变化,预测生态系统的承载能力和易损性,寻求我国近海海洋可持续开发利用与资源环境相协调发展的途径。     

海洋生态系统动力学研究与海洋生物资源可持续利用

围绕国家重点基础研究发展规划（973）项目“东、黄海生态系统动力学与生物资源可持续利用”，介绍了海洋生态系统动力学研究对我国社会与科技发展的意义、研究现状和发展趋势、拟解决的关键科学问题以及实施计划。该项研究的最终目标是弄清我国近海海洋生态系统的结构、功能及其服务与产出，量化其动态变化及生态容纳量，预测生物资源的补充量，寻求可持续开发利用海洋生态系统的途径。使集中多种机制于一体并具陆架特色的我国近海生态系统力学理论体系和研究队伍进行国际先进行列。     

海洋生物功能群变动与生态系统演变

人们之所以关注海洋生态系统的变化,特别是其变化趋势,是因为这涉及到海洋生态系统的服务与产出。海洋生物多样性的变化是海洋生态系统变化的一个非常重要的指标,但是我们所关注的不仅是海洋生物种类和数量的变化,应更加关注哪些生物减少了、哪些生物增多了,这种变化对海洋生态系统结构与功能会产生什么样的影响?把在生态系统中的作用和地位相同或相近的生物类群作为一个功能群,依据各种生物在生态系统中的功能定位将其划分为不同的功能群,研究在全球变化背景下生物功能群的变动规律,能够从宏观上增强对生态系统结构与功能的了解,预测在全球气候变化和人类活动多重压力下的海洋生态系统演变趋势和资源环境效应,有助于海洋生态系统的海洋管理模式的建立。     

中国海洋生态系统动力学研究发展战略初探

在概要介绍海洋生态系统研究的发展背景、有关国际计划的研究内容与发展动向的基础上，提出了我国海洋生态系统动力学研究的发展原则、战略目标、“九五”优先领域、重点研究问题、典型实验区等设想、建议及具体的实施对策。     

地球系统科学中海洋研究：未来10年海洋全球变化研究前景 ———IGBP与 SCOR提出建立新的“海洋计划”

覆盖地球表面积72％的海洋是我们赖以生存的全球生态系统的重要组成部分,也是地球系统的关键功能环节。叙述了以"地球系统科学"思想为指导,针对"全球可持续性"需求的目标,研究与地球系统和全球变化紧密联系的海洋生物地球化学循环和海洋食物网的相互作用,探索候和人文驱动的海洋生物地球化学过程,是新世纪海洋生态系统深入研究的重要方向,是认识可持续生态系统服务与产出的重要途径。     

我国海洋科学发展现状与未来展望

海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的根本,事关国家发展的命脉。海洋问题的复杂性使其无法通过单一学科的研究得以解决。目前,我国海洋科学的研究已逐步从过去的跟跑阶段进入并跑阶段,但原始创新能力明显不足。本文回顾分析了我国海洋科学领域的研究进展与发展态势,对标找出与世界先进国家的差距,展望了今后的发展方向,指出围绕海洋多尺度相互作用与气候变化、健康海洋、海洋生命过程、跨圈层流固耦合、快速变化的极地系统、海岸带可持续发展等重大科学前沿,加强顶层设计和战略布局,开展跨尺度、跨圈层的多学科交叉研究,组织并发起我国主导的国际大科学计划,从而显著提升我国在海洋科学研究领域的国际影响力,切实提高保障国家安全和服务社会经济发展需求的能力,为建设海洋强国、构建人类命运共同体提供重要科技支撑。     

我国21世纪初海洋科学研究中的若干重要问题

海洋科学在20世纪后半叶得到迅速发展，海洋在人类可持续发展中的重要地位也日益为人们所认识。在21世纪初，我国所关注的海洋科学问题中有两方面特别重要，一是海洋在季节、年际、年代尺度的气候变变异中的作用；二是近海系统对自然变异、人类活动及全球变化的响应。在回顾20世纪对大洋环流和海洋生产力两者所取得进展的基础上，对我国在上述两方面应关注的科学问题作了简短的讨论。     

Marine Ecosystem—Based Management: Definition,Principles, Framework and Practice

As the largest ecosystems of the earth, marine ecosystem provides many types of ecosystem service to human. More than 60% of the global population lives the coastal area. A healthy ocean is critical to our economy, health and way of life. However, with rapid population growth and densely inhabited coastal areas, our dependence on marine resources is greater than ever. The overuse and mismanagement of ecosystem services have placed great pressure on marine systems, thereby threatening the future of marine ecosystems, and the services they provide. With anthropogenic pressures increasing in coastal cities, adopting ecosystem-based management frameworks that minimize impacts on marine environments while allowing for sustainable development is critical. Marine Ecosystem-Based Management seeks to manage marine resources in ways that protect ecosystem health while providing the ecosystem services needed by people. Rather than focusing solely on a single species or resource, MEBM incorporates science and balances the demands of user groups in a manner that produces management strategies that are more likely to be sustainable than traditional approaches. The definition, principles and framework were discussed in this paper based on the summary of literature, and two examples were introduced. Last, some suggestions were put forward to marine ecosystem management for ocean ecosystem and for healthy coastal resources sustainable utilization.     

数据同化在海洋生态模型中的应用和研究进展

将数据同化方法引入海洋生态系统动力学模型研究，利用现有的观测数据，获得最佳的模式参数、初始场或提高状态模拟，是当前多学科交叉研究的热门领域。本文依据国内外研究进展，主要就海洋生态模型研究中所采用的变分伴随、卡尔曼滤波、模拟退火法方法进行了介绍，总结了数据同化在我国的海洋生态系统研究中的现状和发展趋势。     

The Key Layout of UK Marine Science and Technology Plans and Some Implications for China

In this paper, we have analysed the major marine research strategies, programs and projects and the overall layout on marine research of the United Kingdom in recent years and found several characteristics: The United Kingdom increased emphasis on the national top-level design of marine research; The marine research infrastructures of the United Kingdom will be given long-term support in the future; Priority areas on marine research in the future will be determine and identified according to the national science and technology status and national needs of national economy; The United Kingdom will focus on ocean acidification, marine renewable energy development and coastal hazards research in the future. Then we gave out some recommendations on our courtry’ development on marine science and technology: Establishing a long-term national marine science and technology strategic plan; strengthening the investment in the important marine research infrastructure; setting several reasonable research priorities according to China’s national strategic needs.     

我国极地海底观测系统的发展与展望

极地海洋特殊环境对观测技术提出了更高的要求.随着海底观测技术的日趋成熟,极地海底观测系统也得到了一定的发展,但后勤保障的高要求制约了系统的发展,目前广泛使用的仍是潜标系统.受国家高技术研究发展计划、国家海洋公益性行业科研专项经费项目和南北极环境综合考察与评估专项等支持,我国发展了极地在线近岸海洋环境监测系统、极地潜标和极地大型海—气耦合浮标等海床基观测系统,对我国的极地海洋学观测与研究做出了积极贡献.但总体而言,我国的极地海底观测仍未形成真正意义上的网络体系.未来有望在北冰洋太平洋扇区和南大洋普里兹湾率先建立海床基观测体系,系统观测并揭示该海域的环境变化特性.     

Analysis of Canada’s Oceanography Research Situations and Latest Trends

Canada is a typical maritime country, fisheries economic prosperity and marine sustainable development have been the main management and research work. From two perspectives of research literatures and latest strategic plans, this paper studied the ocean research priorities and hot trends of Canada. The study found that the marine science and technology in Canada focuses on marine populations and ecosystems, protection of the marine environment and species, marine monitoring and data information, marine technology and management tools, Climate change and arctic research, deep-sea material energy and driving mechanisms. In the future, Canada will continue further study on arctic research, global warming, ecosystem monitoring, deep-sea exploration, marine new energy and new technologies. In summary, Canada’s research situations and development trends may provide a useful reference to China’s development of the marine industry.     

GEOTRACES - An international study of the global marine biogeochemical cycles of trace elements and their isotopes

Trace elements serve important roles as regulators of ocean processes including marine ecosystem dynamics and carbon cycling. The role of iron, for instance, is well known as a limiting micronutrient in the surface ocean. Several other trace elements also play crucial roles in ecosystem function and their supply therefore controls the structure, and possibly the productivity, of marine ecosystems. Understanding the biogeochemical cycling of these micronutrients requires knowledge of their diverse sources and sinks, as well as their transport and chemical form in the ocean.Much of what is known about past ocean conditions, and therefore about the processes driving global climate change, is derived from trace-element and isotope patterns recorded in marine deposits. Reading the geochemical information archived in marine sediments informs us about past changes in fundamental ocean conditions such as temperature, salinity, pH, carbon chemistry, ocean circulation and biological productivity. These records provide our principal source of information about the ocean's role in past climate change. Understanding this role offers unique insights into the future consequences of global change.The cycle of many trace elements and isotopes has been significantly impacted by human activity. Some of these are harmful to the natural and human environment due to their toxicity and/or radioactivity. Understanding the processes that control the transport and fate of these contaminants is an important aspect of protecting the ocean environment. Such understanding requires accurate knowledge of the natural biogeochemical cycling of these elements so that changes due to human activity can be put in context.Despite the recognised importance of understanding the geochemical cycles of trace elements and isotopes, limited knowledge of their sources and sinks in the ocean and the rates and mechanisms governing their internal cycling, constrains their application to illuminating the problems outlined above. Marine geochemists are poised to make significant progress in trace-element biogeochemistry. Advances in clean sampling protocols and analytical techniques provide unprecedented capability for high-density sampling and measurement of a wide range of trace elements and isotopes which can be combined with new modelling strategies that have evolved from the World Ocean Circulation Experiment (WOCE) and Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS) programmes. A major new international research programme, GEOTRACES, has now been developed as a result of community input to study the global marine biogeochemical cycles of trace elements and their isotopes. Here, we describe this programme and its rationale.     

海水硝酸盐氮、氧同位素组成研究进展

海洋中氮的生物地球化学循环影响着海洋生态系统的结构和功能,并和全球气候变化有着密切的联系,一直是海洋科学研究的重点和热点。海水硝酸盐的15N/14N和18O/16O比值可以反映海洋中氮循环的主要过程,因而成为研究海洋氮循环的一个重要手段。综述海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定方法,同化吸收作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用等氮循环过程所导致的氮、氧同位素分馏及其在海洋学研究中的应用。海洋生态系中硝酸盐氮、氧同位素的分布可以提供支持生物生产力的氮来源信息,以及氮在不同储库迁移转化的路径与机制。未来的研究需要发展适用于低含量硝酸盐的同位素测量方法,构筑海洋氮的收支平衡,掌握影响上层海洋硝酸盐氮、氧同位素变化的过程,获取全球海域有关硝酸盐氮、氧同位素组成的更多数据。