冷水珊瑚礁研究进展与评述

相比浅海暖水珊瑚礁,对深海的冷水珊瑚礁研究相对薄弱。近年来随着水下机器人和深潜器技术的进步,国际上兴起了深海珊瑚礁研究热潮。文章综述了：1）冷水石珊瑚的物种多样性及格局分布特征;2）冷水石珊瑚的生长特征及测量方法;3）冷水珊瑚礁的类型、形成机制与演化过程;4）海洋酸化对冷水珊瑚礁的影响;5）冷水石珊瑚对海洋古环境的记录等。最后提出中国南海冷水珊瑚礁研究展望,建议开展探测南海冷水珊瑚礁的分布,监测珊瑚礁区的生态环境,分析冷水石珊瑚群落特征,探讨冷水珊瑚礁对海洋酸化的响应机制,并利用南海冷水石珊瑚重建南海冷水珊瑚礁的发育历史及所记录的古海洋环境等研究工作。     

评《华南海岸和南海诸岛地貌与环境》

由中国科学院南海海洋研究所研究员赵焕庭等写出的《华南海岸和南海诸岛地貌与环境》,科学出版社 1 999年 1 0月出版。全书近 80万字 ,分十一章 ,分别详细阐述了华南海岸和南海诸岛的研究史、地质与第四纪环境变化、气候与水文、海岸与海岛及海底区域地貌、基岩港湾式海岸、河口三角洲、潮汐汊道、红树林海岸、珊瑚礁、环境资源与开发等。这部书有三大特色 :第一个特点是凸显南海的热带海洋区域特色。用浓笔重墨论述南海特有的红树林海岸和珊瑚礁。我国的红树林主要分布在华南沿海 ,是典型的热带海岸植物。对红树林种类、生长环境、生态、红…     

赵焕庭研究员珊瑚礁研究成果述评

赵焕庭研究员从1974年以来多次赴南海诸岛、海南岛和雷州半岛珊瑚礁进行野外调查,获取了丰富的资料,研究成果累累,推动我国珊瑚礁学科的发展,并培养了一代新人.文中回顾其从事珊瑚礁研究的历程,并评述其珊瑚礁研究的学术成果:建立了我国第四纪珊瑚礁地质研究的典型剖面;开拓了我国珊瑚礁工程地质研究;系统论述了南海珊瑚礁地貌发展规律,揭示了某些古海洋学状况和新构造运动性质;首次研究了南海珊瑚礁潟湖沉积记录的历史气候;首次进行了我国珊瑚礁区综合海洋地理学研究;较全面开展华南大陆沿岸唯一岸礁徐闻西岸珊瑚礁调查研究;初步总结了我国现代珊瑚礁研究史.     

多目标珊瑚岛礁地貌遥感信息提取方法——以西沙永乐环礁为例

南海珊瑚岛礁资源极为丰富,实时、快速、高效、准确地获取大范围珊瑚岛礁地貌遥感信息具有现实意义.研究提出了一种双尺度转化下的模型与数据混合驱动的岛礁地貌信息提取框架,并设计了珊瑚岛礁地貌分类体系及相应技术流程:首先采用自上而下模型驱动的GVF Snake模型进行宏观地理分带的粗分割,然后采用自下而上数据驱动的云影极值抑制下多阈值OTSU分类算法进行微观地貌类型的精细分类,最终利用区域生长算法提取离散分布的暗沙、暗滩等浅水地貌单元.针对西沙永乐环礁利用CBERS-02B数据进行实验,精度验证表明:珊瑚岛礁地貌遥感信息提取方法总体精度优于经典数据驱动的监督分类算法,且具有抗噪能力强、顾及空间拓扑关系、自动灵活等特点.     

南海珊瑚礁高分辨率遥感地貌分类体系研究

珊瑚礁遥感地貌分类体系在珊瑚礁遥感地貌制图中具有重要的指导作用。目前,珊瑚礁遥感地貌分类体系仍存在构建标准不统一、部分重要地貌类型不突出以及涵盖地貌类型不完备等问题,影响了珊瑚礁遥感地貌制图应用于珊瑚礁科学和管理。本文采用中国南海46个珊瑚礁(环礁、台礁)的高分辨率遥感影像(WorldView-2、Quickbird),并结合西沙群岛15个岛礁的地貌实地调查数据进行南海高分辨率遥感地貌分类体系的构建研究。以各地貌类型所处礁体位置、动力特征、出露程度和沉积类型为划分标准,将相似尺度和重要性相当的地貌类型归为同等级别,共构建了3级19类南海珊瑚礁遥感地貌分类体系。该分类体系划分标准统一、地貌类型数量最多且完备,新命名了内礁坪生物稀疏带、内礁坪生物丛生带,补充了水下礁脊、潮间带浅滩、浅水礁塘等地貌类型,便于直观理解和推断不同尺度的海洋生态相互作用及重要性。同时,其多等级多尺度性适用于分辨率由低到高的南海珊瑚礁遥感地貌制图,有助于珊瑚礁态势演变分析、管理和保护,为维护国家海洋权益作出应有的贡献。     

石芝珊瑚（Fungiidae）的分类、生活史及其生物地理研究进展

石芝珊瑚（Fungiidae）作为珊瑚礁生态系统框架的主要构建者之一,以其丰富的物种多样性、独特的移动性和对环境变化的强适应性,在维持珊瑚礁生态系统的稳定中起重要作用。文章综述了国内外对石芝珊瑚的研究进展,包括：1）物种多样性;石芝珊瑚可起源于白垩纪中期,现共有17属、约55种,具有多样化的进化分歧与丰富的物种多样性。2）生活史（繁殖、营养模式、生长发育与移动性）;石芝珊瑚具备独特的生活史策略,双向性别转换（bidirectional sex conversion）可增强石芝珊瑚种群的繁殖成功率与环境适应性,而成体移动性（adult mobility）则能够有效拓宽石芝珊瑚生态位,并提高其种群的竞争力与恢复力。3）空间分布模式（跨大陆架分布、珊瑚礁地貌带分布与纬向分布）及影响因素;石芝珊瑚是全球性的珊瑚物种,其能够在岩石、沙地、淤泥等多样化的生境中存活,具有广阔的生物地理分布范围。基于目前石芝珊瑚的研究进展,建议从以下3个方面开展进一步研究：1）基于形态学与分子分类,厘定南海石芝珊瑚科的谱系,阐明南海石芝珊瑚物种多样性的演变规律及驱动机制;2）依托宏观生态调查,揭示石芝珊瑚在南海不同纬度、岛礁、地貌带的分布特征与优势类型;3）利用群体遗传学的研究方法,从南海石芝珊瑚种群历史动态与遗传联通性的角度探讨其对全球气候变化的响应机制。     

生物天敌暴发导致珊瑚礁退化的高分遥感监测与分析——以南海太平岛为例

珊瑚生物天敌黑皮海绵、长棘海星在世界范围内暴发严重威胁珊瑚礁生态健康,然而目前珊瑚礁领域尚缺乏生物天敌暴发后对珊瑚礁地貌类型影响的定量研究。文章利用太平岛珊瑚生物天敌黑皮海绵、长棘海星2次暴发事件前后,覆盖太平岛2016—2022年的26期Sentinel-2遥感影像,结合高分辨率GF-2 (PMS)遥感影像和卫星遥感影像地理信息系统Google Earth平台中的数据,开展中国南海太平岛珊瑚礁地貌类型遥感影像分类实验,对密集珊瑚沉积区、稀疏珊瑚沉积区、珊瑚丛生区、沙坪、浅礁前斜坡等珊瑚礁地貌类型演变进行特征分析。结果表明：1）结合专家解译知识和支持向量机（Support Vector Machine, SVM）分类算法开展的太平岛珊瑚礁地貌类型分类,最高总体精度和Kappa系数分别为96.46%和0.94。2）在2种珊瑚生物天敌暴发期间,太平岛的珊瑚礁丛生区、密集珊瑚沉积区、稀疏珊瑚沉积区等珊瑚礁地貌类型面积有显著下降;黑皮海绵暴发后对密集珊瑚沉积区影响最大,其面积减少72.92%;长棘海星暴发后对珊瑚丛生区影响最大,其面积减少59.17%。3) 2016—2022年,太平岛珊瑚礁退...     

赵焕庭研究员对华南河口海岸研究的贡献

介绍赵焕庭研究员对华南河口海岸研究的贡献,包括珠江河口演变研究、华南海岸动力地貌与环境研究、华南海岸和南海诸岛珊瑚礁研究、组建研究队伍和编辑出版论著等方面的贡献.     

中国近40年来地貌学研究的回顾与展望

地貌学是地理学的一门主要分支学科,其研究成就与发展一直倍受人们关注。本文对中国近60年来的研究状况,尤其近40年来研究历程进行了回顾,从总结经验与发展态势出发,对地貌学科未来发展方向提出了展望。分析认为,中国地貌学科在地貌基本类型、区划以及分支学科：包括动力地貌学（包括冰川地貌、冰缘地貌、风沙地貌、黄土地貌、喀斯特地貌、河流地貌、海岸地貌等）、构造地貌学、气候地貌学、古地貌、岩石地貌学（包括丹霞地貌、花岗岩与流纹岩地貌）、其他地貌类型（包括重力地貌,人工地貌）等方面取得重大进展,地貌学已逐渐发展成为一门拥有完整学科体系的科学。通过回顾认为,应坚持地貌成因、形态相统一的原则发展传统地貌与综合地貌。加强地貌基础理论与综合地貌研究、开展地貌结构及其功能研究、构建全方位资源环境地貌信息系统、加强海岸地貌与海洋地貌研究、加强人才培养和学术团队建设,将是中国实现地貌强国目标的主要途径。     

与海结缘 永不懈怠——庆祝赵焕庭研究员80大寿暨从事海洋地质地貌科研工作60周年

赵焕庭研究员从事地球科学·海洋科学的研究工作已近60年,学生时期师从曾昭璇等名师学习地质地貌理论及如何进行野外考察,工作多年来勤于野外考察,致力创新,成果累累,在珠江河口演变、华南海岸动力地貌、华南海岸和南海诸岛珊瑚礁研究等方面有较大学术贡献。近年来,赵先生陆续参加了国家重大科学咨询项目和有关科技项目的研究,出版专著《广东徐闻西岸珊瑚礁》及主编《接收南沙群岛——卓振雄和麦蕴瑜论著集》,参与多部著作的编写,并撰写了一批有关南海珊瑚礁的形成机制、地貌模型、灰沙岛透镜体和人工岛建造的论文。近年来,他经常接受各媒体采访,将其多次南沙科考经历和南沙的古今公之于众,藉此保护南海主权,传播南海正能量。古稀之年的赵先生在77、78岁仍分别获广东省和国家科技进步奖,充分地诠释其"与海结缘,永不懈怠"的精神。     

2009—2017年南沙群岛珊瑚礁砾洲演变

通过对南沙群岛永暑礁、西门礁和安达礁3个砾洲结合现场实测数字高度模型（DEM）的遥感影像分析，重建了2011（2009）、2013、2015、2017年4个时段的砾洲DEM，分析揭示出珊瑚礁砾洲不同时段的地形地貌特征及其演变过程。结果显示：2009—2017年间，安达礁砾洲以侵蚀为主，砾洲不断缩小，平均高度、面积和体积呈下降趋势；2011—2017年间，永暑礁砾洲以水平和垂直加积为主，砾洲不断扩大增高，平均高度、面积和体积呈增长趋势；西门礁砾洲以水平加积为主，面积呈增大趋势，而平均高度呈下降趋势，体积变化趋势不明显。2011—2017年间，永暑礁和西门礁砾洲呈现向东或东南礁坪内侧潟湖方向的移动，而安达礁砾洲2009—2017年间则向西北方向礁坪外侧移动，移动距离明显大于永暑礁和西门礁砾洲。3个砾洲的演变主要受季风浪和台风浪的控制，表现为砾洲缩减向礁坪外侧迁移和砾洲扩展向礁坪内侧潟湖迁移的2种不同演变模式，这与砾洲各自所在礁坪在珊瑚环礁中的位置，以及礁坪形态造成的礁坪水动力环境的差异有关。南沙群岛珊瑚礁砾洲地貌的演变为深入研究南海珊瑚礁灰沙岛地貌发育演化及动力机制提供了重要的科学基础。     

地理信息技术支撑下的南海岛礁资源环境研究进展与展望

面积辽阔的南海是中国未来重要的能源接续区与资源基地,也是涉及国家海洋权益最为集中的区域。本文针对地理信息技术支撑下的南海岛礁研究现状,从南海岛礁现有基础数据成果、遥感手段岛礁基础地理信息提取方法及提取成果所做的岛礁分析与评价3方面,系统地回顾了国内外涉及南海岛礁资源环境研究的相关进展,评述了现有研究技术方法存在的不足,并对未来的研究进行了展望,在此基础上,提出了3个主要方向作为未来研究的重点：①促进遥感数据获取多源化,构建海量多源、多尺度南海岛礁遥感数据仓库;②加强技术协同创新,结合地理信息技术的发展,提升岛礁信息提取与监测的准确性与可靠性;③提升遥感分析智能化,研究并建立综合分析与情势推演平台及战略决策辅助支撑系统,以期为南海岛礁的进一步深入研究提供参考。     

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。     

徐闻县西部珊瑚礁的分布与保护

雷州半岛属热带北缘季风气候,沿岸海洋属热带海洋,生长浅水造礁石珊瑚,但只有雷州半岛西南部沿岸形成珊瑚礁,是中国大陆(不含岛屿)沿岸唯一的礁区.主要为岸礁,有个别为斑礁.徐闻县西部沿岸有16段珊瑚礁,初步统计总长约37.5 km,面积30.1 km2.由于人类不当的开发导致珊瑚不断死亡,珊瑚礁生态退化.现已成立的珊瑚礁自然保护区,应予加强管理.海水养殖珍珠与珊瑚礁自然保护事业是可以协调发展的.     

西沙群岛考察史*

本文论述了西沙群岛被中国古人发现和开发利用、地名沿革、中国政府对其管辖和行使主权、古代对其自然的记述、近代和现代进行的科学考察等情况,是南海诸岛历史地理的管窥。     

Substrate damage and recovery after giant clam shell mining at remote coral reefs in the southern South China Sea

Giant clam shell mining(GCSM),a unique phenomenon occurring at remote coral reefs in the southern South China Sea(SCS),forms striking scars on the reef flats and damages the reef flat substrate.Through image analyses at three times(2004.02.02,2014.02.26,and 2019.04.10)and in situ surveys at Ximen Reef,a representative site that has experienced GCSM,we quantified the GCSM-generated substrate damage and the corre-sponding recovery.GCSM was estimated to have occurred sometime between 2012 and 2014,causing reduction in live coral subarea and formation of micro-relief as trenches and mounds.GCSM-generated damage was restricted to the reef flat.After GCSM,coral and algae subarea increased,and the trenches and mounds tended to be filled and eroded,rep-resenting a natural recovery of the substrate.The legal prohibition on human disturbances at the coral reefs contributed to substrate recovery at Ximen Reef.This case also implied that recovery of the other coral reefs that suffered from GCSM is possible.     

海南岛珊瑚岸礁的特征

本文分析了海南岛珊瑚岸礁的成礁环境,论述了本岛岸礁的结构特征,进而划分了岸礁类型,最后探讨岸礁发育与海平面变化的关系。     

全球变化下中国南海诸岛珊瑚礁热压力临时避难所研究

选取第五次耦合模式比较计划（CMIP5）模式中较适宜于南海海表面温度（SST）模拟的加拿大地球系统模式(CanESM2),并获取其在IPCC RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5温室气体排放情景下模拟的2006-2100年南海SST数据。基于南海诸岛珊瑚礁和线性回归方法分析了RCPs情景下的珊瑚礁区夏季SST上升趋势,并基于热周指数(DHW, Degree Heating Weeks)及年白化时间指数分析了RCPs情景下的南海诸岛珊瑚礁热压力临时避难所,主要得出以下结论：① RCPs情景下,明显变暖的珊瑚礁海域均为南沙群岛;② 年白化时间不晚于全球珊瑚礁平均年白化时间的珊瑚礁像元占南海诸岛总珊瑚礁像元的比例,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下分别为17%、29%和42%,均分布在南沙群岛;③ RCPs情景下,较高纬度的西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛北部为未来南海诸岛珊瑚礁热压力临时避难所。