舟山群岛海域冬季流场特征研究

中街山列岛国家级海洋牧场位于中国浙江省舟山市舟山群岛海域,其建设有利于促进当地渔业发展,保护该海域生态环境。基于中街山列岛国家级海洋牧场附近两个站点2020年10月21日至2021年2月28日期间的海流观测资料,利用调和分析、合成分析等方法,研究了舟山群岛海域冬季流场的时空变化特征及其影响机制。研究结果表明,两站点处潮流均为正规半日潮,以M2和S2占主,各主要分潮潮流均为往复流;潮流、余流流向均为西北-东南流向,与站点所处的狭窄水道主轴方向一致,说明地形因素影响明显;同时,观测站点处水体的垂向平均动量平衡分析表明,在沿水道主轴方向上,余流受盛行风场控制,风场转向会导致余流转向,而在垂直于水道主轴方向上,由于受水道两侧岸线的支撑作用,水体在近岸堆积,故在该方向上主要为正压梯度力与科氏力的平衡,反应了地形对流场特征的影响。研究成果揭示了舟山群岛海域冬季的流场特征及其主要影响机制,对实现此海域内海洋牧场的精细化管理具有指导意义。     

山东半岛海洋牧场潮汐特征分析

利用山东半岛15个海洋牧场的水深观测数据,比较了不同资料长度下调和分析结果的差异,并分析了包括调和常数、潮汐类型、潮差和潮汐日不等现象在内的潮汐特征的空间变化。结果显示,主要分潮调和常数估计误差随资料长度的增加逐渐减小,调和常数估计的准确性不断提高。潮汐特征的分析表明:(1)各海洋牧场中M2分潮的振幅最为显著,平均振幅为0.87m。(2)各海洋牧场潮汐类型均为以M2分潮为主导的半日潮潮型,山东半岛东部沿海海洋牧场的潮汐类型为不规则半日潮,东南沿海海洋牧场的潮汐类型则为规则半日潮。(3)各海洋牧场平均潮差与最大可能潮差空间变化趋势相同。平均潮差和最大可能潮差的最大值均出现在日照国美投礁型海洋牧场,分别为3.48m和5.70m;平均潮差和最大可能潮差的最小值出现在荣成烟墩角游钓型海洋牧场,分别为0.82m和2.27m。(4)各海洋牧场潮高不等现象均不显著,威海瑜泰游钓型海洋牧场、威海西港游钓型海洋牧场、威海刘公岛游钓型海洋牧场、荣成成山鸿源投礁型海洋牧场、荣成东楮岛游钓型海洋牧场和荣成鸿泰游钓型海洋牧场的潮时不等现象不显著,其他海洋牧场落潮历时均大于涨潮历时,表现为涨潮主导的特征。     

鲁海丰海洋牧场流场特征分析

根据海底有缆观测系统连续观测得到的3个半月的海水流矢量资料,利用功率谱分析、调和分析、旋转谱分析和相关分析等方法研究了鲁海丰海洋牧场海域海流的时间变化规律和空间结构特征。主要结论如下:在整个水体厚度上,西北向流占优,呈现出向岸流的特点,且由表及底,西向流减弱,北向流增强;潮流类型为正规半日潮,M2分潮流为主,各层主要分潮流均表现为以逆时针方向旋转为主的往复运动,总体上观测点的日周期波动只由全日潮流引起,不受当地惯性流影响。此外观测点处的流还表现出更高频的波动周期;鲁海丰海洋牧场的表层余流主要由海面风场驱动,同时也受到山东半岛沿岸流的影响。     

西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度时变特征

利用海底有缆在线观测系统获得的连续实时观测数据,研究了2016年6月2日至10月22日期间威海市西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度的时间变化特征,并探讨了其影响机制。结果表明,观测期间底层海水溶解氧浓度整体呈先减小后增大的变化趋势,其变化范围为2.99 mg/L至11.43 mg/L,均值约为6.65 mg/L。进一步分析表明：（1）底层海水饱和溶解氧浓度的变化并不显著,于6月出现过饱和现象;（2）海水温度是底层海水溶解氧浓度日际变化和月变化的主要影响因素;（3）7月至8月中旬,在季节性温跃层抑制垂向混合和水温升高的共同影响下,底层溶解氧浓度总体呈下降趋势;（4）日平均风速与日平均海水溶解氧浓度的相关性并不显著,但大风期间底层海水溶解氧浓度存在先升高后降低的变化特征;（5）底层海水溶解氧浓度的日变化以全日周期为主,可能主要受生物过程、垂向混合扩散和潮流输运等日变化的影响。本研究对于进一步探讨山东半岛海洋牧场区域海水溶解氧的时空分布特征及其影响机制具有重要意义。     

威海市天鹅湖海洋牧场底层海水溶解氧浓度时间变化特征

依据威海市天鹅湖海洋牧场2016年7—10月海洋生态环境海底有缆在线观测系统的长期连续观测数据,研究了该牧场底层海水溶解氧浓度的时间变化特征,并探讨了其可能的影响因素。结果表明:观测期间海水溶解氧浓度平均值为6.65mg/L,呈先下降后上升的变化趋势,月平均值最小为6.36mg/L,出现在9月。溶解氧月浓度标准差呈先减小后增大的变化趋势,而溶解氧日浓度标准差总体变化趋势与月浓度标准差相反。底层海水基本上处于不饱和状态,月均溶解氧消耗量在观测期间逐月增大。海水温度是影响溶解氧浓度变化的主要因素。7月1日至8月24日期间,牧场海域存在季节性温跃层。7月1日至17日与8月11日至24日期间,溶解氧浓度下降可能受季节性温跃层和海水温度上升的共同影响;7月18日至8月1日期间,溶解氧浓度变化不受季节性温跃层控制。大风过程会增强表、底层海水交换,使溶解氧浓度上升。月均溶解氧浓度日变化均表现出双峰双谷的特征,与月均水深日变化对比, 7—8月0—13时无显著正相关性, 7—8月1—23时及9—10月相位变化基本一致,涨潮时海水溶解氧浓度升高,而落潮时降低,说明研究区域外海水溶解氧浓度很可能高于近岸,而潮流输运过程使得近岸海水溶解氧浓度随潮汐过程变化。     

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。     

日本的海洋牧场研究

日本对海洋牧场的研究，经过３０多年的努力，在总体上居于世界先进水平。但是，回顾往事，曾有过一番争议。本世纪６０年代初期，建立海洋牧场这种想法，遭到日本水产资源研究者们的强烈反对。有人竟说向大海放苗增加资源，纯属邪说，这是在触犯神。有一位水产计划科科长到漱户内海研究所视察，问起对水产厅提出的生产种苗放流增殖设想有何意见时，当场被该所科研人员以“干那种事毫无意义”的回答顶了回去，真是万事开头难。１９９２年日本中央水产研究所的小金昭光、２１世纪海洋论坛的河田和光、东北区水产研究所的三本营善昭、水产厅振…     

象山港海洋牧场示范区大型底栖生物的时空变化

根据象山港海洋牧场示范区建设前(2011年)、建设中(2012年)、建设后(2013年)对象山港全港区、邻近区、示范区11个站位,进行5个航次调查所获得的大型底栖生物的资料,对比分析建设前后大型底栖生物的时空变化。结果表明:共鉴定出大型底栖生物59种,建设后建设中建设前,优势种变化明显。大型底栖生物密度、生物量表现为:建设前建设中建设后;建设中建设后建设前。多样性指数H’、丰富度指数d均表现为:建设前建设后建设中,均匀度指数J则表现为建设中建设后建设前。多因子方差分析结果表明:建设前后,大型底栖生物种类数、栖息密度、生物多样性指数均存在显著性差异。根据群落聚类及n MDS排序分析,建设前后大型底栖生物群落组成存在明显差异,双因素相似性分析(ANOSIM)结果同时表明,群落建设前后存在显著性差异(综合检验R=0.215,P=0.004)。SIMPER分析,大型底栖生物群落的平均相似性建设前建设后建设中。根据调查站位的数据作出丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)分析表明,建设中大型底栖生物受到了强烈的干扰,人工鱼礁投放、大型海藻移植、增殖放流会对其周围海域产生影响,但建设后扰动消失,表明随着时间的推移,海洋牧场建设过程中带来的扰动逐渐减小,并围绕鱼礁群逐渐形成新的人工生态系统。     

唐山祥云湾海洋牧场海域网采浮游植物群集特征研究

为研究唐山祥云湾海洋牧场海域网采浮游植物群集特征, 于2020年11月至2021年11月在祥云湾海洋牧场海域进行了浮游植物及环境因子的周年逐月调查。共鉴定浮游植物41属78种, 其中硅藻33属62种, 甲藻7属15种, 硅鞭藻1属1种, 年均丰度为205.58×10⁴ cells/m³, 多样性指数H''为2.88。与近岸非增殖海域不同, 该海域浮游植物的丰度及群落结构指数在春夏季水生生物繁生期达到全年最低。优势类群的季节演替明显, 其中, 3~5月以诺氏海链藻最占优势, 9~10月以角毛藻和中肋骨条藻最占优势, 周年优势类群以圆筛藻和角毛藻最占优势, 其优势度变动在6月前以圆筛藻显著为高, 之后则以角毛藻显著为高; 此外,甲藻的优势度在泛冬季(11~2月)达到最高。鱼礁区与对照区的对比结果显示, 两区域浮游植物的群落变化均可划分为泛冬季低温期(11~2月)、春夏季繁生期(3~6月)、泛秋季降温期(7~11月)三个时期。链状浮游植物的丰度在礁区明显高于对照区, 而非链状浮游植物则相反; 与生物作用关系密切的溶解有机碳、pH值在礁区低于对照区, 而总磷和溶解态硅则相反。Pearson相关及冗余分析(RDA)显示, 两区域浮游植物与环境因子的显著相关关系在不同时期差异明显。春夏季繁生期牡蛎礁上的贝类滤食活跃, 浮游植物与环境因子的关系最为密切, 浮游植物与环境因子的相关关系达到显著水平的数量最多。礁区与对照区浮游植物的群集特征差异可能受到礁体附着生物活动及潮汐往复流混合作用的影响。     

山东省海洋牧场建设浅析

文章系统梳理了海洋牧场的概念以及国内外海洋牧场的发展概况,并详细分析了山东省海洋牧场建设的发展现状。加强海洋牧场建设将推动山东省继藻、贝、虾、鱼、参五次海水养殖浪潮之后的第六次海水养殖浪潮的发展。     

山东省海洋牧场观测网的建设与发展

在全球气候变化的背景下,现代化海洋牧场是我国应对近海生态环境恶化和渔业资源衰退、实现海洋生态文明和海洋强国战略的重要手段。而海洋牧场观测网是科学指导现代化海洋牧场建设,并进行科学管理的重要基础。为了保障现代化海洋牧场的可持续健康发展,山东省于2015年底开始在各海洋牧场建设生态环境海底观测站,并组网建成世界先进的海洋牧场观测网,目前已覆盖23处海洋牧场。设立观测网预警中心,负责海洋牧场观测网的日常运行和维护,同时开展水域多学科耦合过程的基础研究和业务化辅助决策的应用服务。海洋牧场观测网的建立和业务化运行初步实现了海洋牧场生态环境和渔业资源的"可测"、"可视"、"可控"和"可预警"。目前,我国现代化海洋牧场观测网的科学发展仍面临诸多挑战,建议进一步增强观测设备的自主研发能力和长期在线监测的稳定性,跨介质立体组网、实现海洋牧场的全方位立体监测,深化多学科耦合过程的基础研究并提供多元业务化辅助决策应用服务,为现代化海洋牧场的高质量发展保驾护航。     

山东半岛沿岸流强度与悬浮体时空变化特征

基于2014—2018年NOAA/AVHRR遥感数据,在山东半岛海域选取6条剖面,结合海表温度和表层悬浮体的时空变化特征,详细研究了山东半岛沿岸流的年周期变化规律与移动路径。研究结果表明,山东半岛沿岸流年周期变化可分为4个阶段：成长期（10—12月）时开始形成于黄河口附近,沿莱州湾南部向东运移;强盛期（次年1—3月）时山东半岛沿岸流完全成型,扩散带最宽,鼎盛时期北部可以至38°N附近,东部可以至123°E附近,在35°～36°N附近分成NE—SW向的2个分支,主干部分最远可到达胶州湾东部海域,余流沿岸向西南方向转折;衰退期（4—6月）时沿岸流强度减弱,只在山东半岛北部和东部小范围内有微弱的显示;消亡期（7—9月）时基本消失。山东半岛沿岸流在冬季时对悬浮体扩散具有强烈的驱动作用,使其在黄河口南侧与山东半岛北岸-成山头东部海域分别形成呈“弧形”和“条带状”分布的2个高浓度区域。     

浙江近海潮流和余流的特征

依据近年来浙江海岸带和海岛调查的实测海流数据,研究了浙江近海的潮流、余流特征和分布规律。由实测数据得到调和分析的一些参数,并根据这些参数分析了浙江近海的潮流性质、潮流运动形式、最大可能流速、M2分潮潮流椭圆、潮流的垂直分布及冬、夏季的余流分布,从而对浙江近海整个区域的潮流、余流特性有了一个较为全面的认识。     

近30年来山东半岛北部滩涂及海岸线变化

以山东半岛北部为研究区,以烟台、蓬莱、龙口和莱州4个港口的潮情为依据,分别选取1984、1995、2005、2010、2015年的Landsat系列遥感影像,分析了山东半岛北部滩涂(含潮上及潮间带)及海岸线30a来的变化.研究结果表明:(1)研究区近30a来滩涂面积减少300.66 km2,其中潮间带面积减少了84.84 km2,潮上带面积年减少了215.82 km2,减少区域主要集中在莱州湾东南部;(2)海岸线长度呈递增趋势,30a来增加103.68 km,增长速度为3.34 km/a,增加典型区集中在莱州太平湾、龙口人工岛群、蓬莱港和烟台港等区域;(3)通过实地调研发现,盐田、养殖池的大量扩建、海岸侵蚀和入海泥沙量减少是滩涂减少的主要原因;沿海养殖池的增加和填海造陆的扩张是海岸线长度增加的主要原因.     

山东半岛南部近海大气气溶胶水溶性离子的化学组成

为研究陆源输入对中国近海大气气溶胶的影响,于2007年春季和秋季对山东半岛南部近海进行气溶胶采集工作.分析结果表明气溶胶水溶性离子中主要无机离子无显著的季节性变化,其中二次离子(nss-SO2-4,NO-3,NH+4)浓度最高,占总测定离子浓度的80%以上.甲磺酸离子浓度春季明显高于秋季,分别为(0.041±0.022)和(0.012±0.003 1)μg·m-3,导致生源硫酸盐对非海盐硫酸盐的贡献率分别为4.5%和1.5%;另一方面海盐源硫酸盐分别占总硫酸盐浓度的3.3%和3.9%,以上结果表明人为输入源占山东近海大气气溶胶中硫酸盐来源的主要部分.春季与秋季气溶胶中nss-SO2-4/NO-3值分别为1.43和1.34,反映出近年来中国大气中SO2/NOx呈现出下降趋势.由此可见,来自陆源的人为活动输送导致山东南部近海大气气溶胶的化学组成呈现出明显的陆源特征.     

浙闽沿岸潮余流的空间变化

利用非结构网格海洋环流模式(FVCOM),研究了浙闽沿岸潮余流的空间变化及其生成机制。结果表明,浙闽沿岸的潮余流具有明显的水平二维特征。根据潮余流的流速和方向,浙闽沿岸的潮余流可分为3个区域,自东北向西南,依次为区域I、区域II和区域III。区域I和区域III的潮余流较强,前者流速为0.6~2.5 cm/s,方向沿等深线指向西南;后者流速为0.5~1.5 cm/s,方向沿等深线指向东北。区域II的潮余流较弱,均小于0.6 cm/s,方向自岸向海逆时针旋转,离岸较近区域方向指向西南,离岸较远区域方向指向东北。结合浙闽沿岸的潮余流和海底地形进行分析,发现潮余流与地形β效应ddx1H成正比,这与前人研究获得的海底地形对潮流的整流机制相符合,表明浙闽沿岸海域陡峭的海底地形对潮流有明显的整流作用。     

山东省海洋自然灾害综合危险性评估研究

山东省海洋自然灾害类型多、发生频率高、活动强度大、影响范围广,研究以山东省5种主要海洋自然灾害为评估对象,依据区域灾害评估系统理论,基于叠加分析原理建立包括风暴潮、海浪、海冰、海平面上升和海啸等5种灾害的海洋自然灾害综合危险性评估体系,采用层次分析方法确定各灾种的权重系数,并据此对海洋灾害综合危险进行等级划分。结果表明,山东省沿海4个区县处于高危险区, 6个区县处于较高危险区, 9个区县处于中危险区, 17个区县处于低危险区。本方法克服了单一灾种评估方法的局限性和片面性,使评估结果更加科学、合理,且方法可行,评估结果能够为山东省的海洋经济建设布局、海洋资源开发和规划、海洋防灾减灾等工作提供科学依据。     

基于遥感反演的山东半岛东北部海域悬浮体时空变化规律探讨

基于2003—2018年中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)卫星遥感影像资料,结合2018年春季、夏季和冬季大面站悬浮体取样分析结果,构建了表层悬浮体浓度遥感反演模型;在此基础上,分析了山东半岛东北部海域年际和月份表层悬浮体浓度时空分布规律,探讨了表层悬浮体浓度变化的主控因素和水体结构季节变化及其对悬浮体分布输运的影响。结果表明:山东半岛东北部海域表层悬浮体总体呈近岸高远岸低的分布特征,东部成山头区域悬浮体浓度较高且向海扩散较远,西部威海湾及外侧海域悬浮体浓度较低且扩散范围小于东部。研究区悬浮体浓度季节性变化显著但对应季节年度变化较小,冬季悬浮体浓度达到最大,春秋季次之,夏季最低。研究区春季、秋季和冬季表层悬浮体浓度主要受控于北向风浪和潮流,而夏季悬浮体浓度主要受潮流控制。夏季,温跃层阻碍了悬浮体垂向扩散,导致表层悬浮体浓度极低;冬季,研究区东部成山头附近水平分布的弱温跃层虽然会在一定程度上抑制悬浮体的再悬浮,但再悬浮扩散仍是造成研究区高悬浮体浓度的主要因素。山东半岛东北部存在类似"夏储冬输"的特征...     

山东半岛南部近岸全新世泥质区表层沉积物

泥质区沉积记录是全新世海洋环境演变的重要信息载体。中国近海沿岸发育着若干小型泥质沉积体,比较明确的有南海西部近海的泥质区,但尚未进行研究。通过对山东半岛南部近岸海域采集的浅地层剖面资料精细解释后发现,在该区近岸海域存在一个小型泥质沉积区,主要分布在青岛崂山头以北至乳山口附近的近岸海域,整体上平行海岸线呈条带状分布,由近岸向海逐渐变薄,等厚深度分布平行于岸线,沉积中心位于鳌山湾海域,沉积中心最厚可达22.5 m。AMS¹⁴C测年结果表明,该泥质区形成于全新世。本文利用在泥质区采集的表层沉积物的粒度、黏土矿物、碎屑矿物、地球化学元素等分析测试结果,对比研究区周边主要入海中小河流物质成分和黄河物质成分,探讨了山东半岛南部近岸海域泥质沉积区的沉积特征和物源情况。结果表明,该泥质区的形成是黄河与周边入海河流共同作用的结果。     

山东荣成月湖潮汐汊道的时间-流速不对称特征

月湖是山东半岛东端的一个小型潮汐汊道.在月湖进行了潮位、潮汐观测及地形测量,运用两种方法从潮位记录推算出口门落潮主干道垂线平均流速和断面平均流速.发现除涨潮优势型和落潮优势型外,月湖还表现出另外两种时间-流速不对称,即涨潮历时大于落潮历时且涨潮流速大于落潮流速、涨潮历时小于落潮历时且涨潮流速小于落潮流速.月湖的时间-流速不对称特征与不规则潮汐、涨(落)潮的流速跟潮位的匹配关系、汊道口门的断面形态、口门特殊的水流结构及循环过程等因素有关.时间-流速不对称类型的研究,对于理解潮汐汊道系统的沉积动力行为及进行人工整治有一定意义.