北半球夏季中高纬海洋声散射层分布研究

利用第八次北极调查走航ADCP后向散射强度数据,结合太阳高度、海冰密集度和实测水体环境参数数据,统计分析了中高纬海洋声散射层的时空变化特征。结果表明,纬度越高,声散射层在海表滞留时间越短,即使在极昼期间及全海冰覆盖海域,虽然其迁移幅度和后向散射强度减弱,但仍受太阳高度变化影响,且二者具有较强的时序相关性;在北极中央海域,不仅声散射层迁移活动较弱,且出现无明显散射层的情况,可能是因为该海域浮游动物和鱼类聚集度相对较低且迁移活动微弱,超出了本文所用ADCP的探测精度范围;从鄂霍次克海至白令海西南海域,往返ADCP数据均显示有两个后向散射强度上高下低,但垂直迁移时间同步的声散射层,且二者间距随纬度增加而逐渐减小并合为一体,这可能是由不同生活习性的海洋生物造成的。     

西南印度洋深海散射层昼夜垂直迁移特征研究

本研究根据2011-2020年西南印度洋56个声学断面数据观察到的深海散射层201次昼夜垂直迁移现象,分析了其昼夜垂直迁移特征及时空差异。研究结果表明,该海域散射层具有分层现象,第一散射层位于200 m以浅水层,其海洋面积散射系数（NASC）峰值的平均水深为（58.66±24.63）m,夏季和冬季之间存在显著性差异（p <0.001）;第二散射层位于400～700 m水层,其NASC峰值的平均水深为（589.02±66.33）m,夏季和冬季之间无显著性差异（p=0.51）。散射层向上迁移的开始时间平均为16:20,结束迁移的平均时间为18:31,迁移的平均速率为（5.28±1.53）cm/s;向下迁移的开始时间平均为4:38,结束迁移的平均时间为6:52,迁移的平均速率为（5.56±2.13）cm/s。随着纬度的增加,散射层向下迁移的开始时间变晚,迁移速率变慢;随着经度的增加,散射层迁移速率变慢,且不同经度海域之间存在显著性差异（p <0.001）。分析认为,研究海域理化环境的季节性变化以及散射层中生物的不同生活史阶段是造成散射层垂直结构和昼夜垂直迁移特征时空差异的主要原因...     

南海北部声散射季节变化

声散射是重要的声学现象,海洋水体产生的高频声散射信号既可用于开展多种目的的声学海洋学研究,也可能对水下声学设备产生干扰,而海洋水体背景声散射具有显著的时空变异特征,因此针对特定海区开展声散射时变观测具有重要意义。本文利用在南海北部布放的锚系系统所搭载的声学多普勒流速剖面仪,获取了覆盖4个季节的累计约80 d的声散射数据,数据包括75 kHz和300 kHz两个频段,观测水深几乎覆盖了从海面到约600 m水深的整个水体。结果表明,水体在垂向上分布着上散射层和深散射层2个主要散射层。上散射层分布深度在冬夏较浅,位于约100 m以浅,在春秋较深,位于约200 m以浅;深散射层分布深度同样为冬季最浅,位于约300 m以深,但夏季则最深,位于约400 m以深。因此,两散射层的距离在夏季最远,在春秋最近。2个散射层的声散射强度（Sv）同样具有明显的季节变化,上散射层散射强度夏秋较强而春冬较弱,深散射层则正好相反。     

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。     

基于船载ADCP和LADCP观测的南海声散射层

依据2012年ROSE航次船载ADCP和LADCP的观测数据,对南海秋季声散射层的垂向分布特征和日变化进行了分析;根据估算出的散射层中散射体的垂向迁移速度,对散射体类型进行了分析。观测结果表明,南海存在着2个声散射层,一个声散射层位于0~200m,散射强度具有显著的日变化特征,即白天弱,夜晚强;另一声散射层则处于300~500m的深度,其散射强度的日变化与另一个相反,白天较强,夜晚变弱。通过计算可得,散射体的垂向迁移,在傍晚时分运动方向向上,速度约为1.74cm/s;而凌晨左右运动方向向下,速度约为1.39cm/s。观测结果还表明,ADCP和LADCP的观测结果能够互相补充,更有利于对声散射层的细致研究。     

国际海洋生物地理信息系统

国际海洋生物普查（CoML）是由45个国家共同参与的一项国际计划,海洋生物地理信息系统（OBIS）是其重要的组成部分。OBIS是一个包含海洋生物多样性、分布和丰度等信息的环境数据库为基础的全球在线网络系统,可提供全球海洋生物准确的地理位置信息,为生物物种与其环境关系提供了多种可视化空间分析手段,该信息系统可开展多种来源的生物学、物理和化学海洋数据评估和集成分析,进行海洋世界的多维动态再现。     

南海深海声学散射层垂直分布和昼夜变化初步研究

2013-09利用船载Simrad EK60科学鱼探仪(38kHz)对南海深海声学散射层进行了连续监测,并结合变水层拖网采样分析了其垂直分布和昼夜变化。结果表明,南海深海存在2个明显的声学散射层,特征深度分别为0~100m和350~700m,并且2个散射层间存在较为明显的昼夜垂直移动现象。其随时间变化情况为:16∶00-19∶00,350~700m散射层中的部分生物逐渐向上移动到0~100m散射层;04∶00-07∶00,这部分上升的生物又逐渐移回至350~700m散射层。变水层拖网采样结果发现,白天0~100m散射层内渔获物数量较少,夜间0~100m散射层内渔获物较多,验证了声学映像所检测到的2个散射层间确实存在昼夜移动的现象。     

甲藻塔玛亚历山大藻昼夜垂直迁移特性的研究

分离于香港海域的塔玛亚历山大藻单克隆藻株的昼夜垂直迁移特性的实验研究于１９９４年９月－１９９５年４月在暨南大学水生生物研究所的人工培养柱里进行。结果表明，该藻具有显著的趋光生和节律性昼夜垂直迁移行为。其昼夜垂直迁移的一般规律为光开始后立即向上迁移，向下迁移则从光照结束前２ｈ左右开始，直至光结束后１ｈ左右才在底部形成细胞的最大分布，但在连续光照或无光照的第２或第３天以后，这种规律性的昼夜垂直迁移即完     

基于多波束测深仪的西太平洋声散射层测量

为了研究西太平洋声散射层的垂向分布特征和日变化规律,分析了多波束测深系统的水体影像数据。观测结果表明,西太平洋存在着两个声散射层,一个声散射层位于0～200 m,另一个声散射层位于500～700 m,两个声散射层散射强度具有明显的日变化特征,上层散射层的散射强度呈现白天弱,夜晚强的特征,而下层散射层的散射强度日变化规律与上层相反,并且发现深散射层的厚度也存在日变化特征;分析了此种方法的优缺点,对以后声散射层的观测分析提供了新的思路。此外,利用同时下放的声速仪(SVP)的温度和深度数据对下放式声学多普勒流速剖面仪(LADCP)的观测结果进行了修正,得到了更为精确的声散射层垂向位置分布。     

《中国海洋物种和图集》成果和编纂情况

海洋具有生态系统范围广大、结构和功能复杂多样的特点,表明海洋物种可能多于陆地物种;但由于人类对海洋中生物种类和分布所知甚少,使得海洋生物资源未能得到有效管理和保护,因此编目和发现新的海洋生物已成为全球的热潮。在我国,随着海洋科学研究和社会发展对于可靠的海洋生物种类多样性信息需求的不断增长,需要进一步加强我国海洋生物多样性研究的系统性,因此,在908专项调查研究的基础上,将更多的海洋生物多样性研究积累进行总结和编研,既是海洋生物基础研究自身的需要,也是开展我国海洋生物多样性评估、保护的工作基础。     

鱼类在海洋碳循环中的作用及研究展望

碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途经。海洋作为地球最大碳库,研究发现越来越多的海洋和海岸带生物参与碳循环,并对海洋碳汇产生重要贡献。鱼类作为海洋生态系统中最重要组成部分之一,其在海洋碳循环中的作用还没有引起足够的重视。最新研究表明海洋鱼类在无机碳循环中发挥了重要作用,深化对鱼类参与碳循环过程的认识、量化其固碳潜力将有助于丰富海洋碳循环研究。本文首先系统梳理了鱼类参与碳循环的过程和机制等研究进展。鱼类通过产生碳酸盐粪便、水平和垂直迁移运输、生物扰动、生物碳和“尸体”碳以及食物网消耗与传输等方式参与海洋碳循环。鱼类参与碳循环的证据和参与海洋碳循环的重要性逐渐凸显。其次,本文提出目前鱼类参与碳循环研究存在的问题与挑战,包括渔业捕捞源汇之争、水产养殖业的机遇和挑战以及准确量化鱼源碳酸盐的困难,仍有待理论和方法学的深化研究和技术的革新去解决。最后本文提出鱼类参与碳循环的研究展望,及其在全球气候变化背景下的潜在机遇,同时结合当前渔业碳汇的发展进程以及行业需求,提出渔业减排固碳发展路径建议。本文旨在提升鱼类在海洋碳循环贡献和服务生态系统的潜力的认识,为海洋碳汇和渔业碳汇研究提供新的视角。     

我国海洋渔业地理信息系统发展现状

详细总结了我国海洋渔业地理信息系统的研究与应用现状,远洋渔业地理信息系统主要应用于金枪鱼、鱿钓业和秋刀鱼的资源分布、渔获量与渔场环境关系、渔情预报、渔场图绘制等方面,近海主要用于分析东海渔业资源分布和漂移特征、渔场环境分布、部分种类渔获量分布与环境关系及渔情预报等方面。除渔业资源与渔场领域外,渔业地理信息系统还被应用到渔船跟踪、捕捞违法行为判别、渔业信息发布和水产品查询,以及渔港建设等领域,国内学者在进行渔业地理信息系统技术应用的同时,还注重了其技术的研究及改进。     

POST–the Pacific Ocean salmon tracking project

For most of history, the ocean has remained nearly opaque to study, and it has been difficult to understand where salmon or other marine animals go or how they use the ocean. This greatly limits the ability of oceanographers and fisheries biologists to improve the management of many marine resources. The technical and scientific basis now exists to track the ocean movements of individual marine fish for months or years at a time. In this article, we review how new technologies might be applied to salmon in particular. Our conclusion is that animals as small as juvenile Pacific salmon can be followed for months to years at sea, and thus over great distances. By identifying the migration pathways for individual salmon and specific populations of Pacific salmon, we can establish their ocean foraging grounds. We outline the approaches and initial results from the Census of Marine Life program pacific ocean salmon tracking (POST). The research program involves two distinct aspects: (1) the development of an acoustic array for tracking the movements of Pacific salmon during their shelf-resident phase of the life history and (2) the use of archival (data storage) tags to measure aspects of their local environment and to delineate their open ocean migration pathways off the shelf. We report on some of the preliminary findings from the first year of the field project using acoustic tags.     

墨西哥湾海洋环境对蓝蟹(Callinectes sapidus)幼体分布和扩散的影响

本文以蓝蟹为例,研究海洋环境对甲壳动物幼体迁移规律和机制的影响。利用不规则三角形网格和有限体积模型(finite-volume coastal ocean model, FVCOM)耦合kinesis模型的方法,分析研究了墨西哥湾物理环境对蓝蟹(Callinectessapidus)幼体的分布和扩散途径的影响。蓝蟹在每年的四、五月份海水落潮期间产卵,通过跟踪算法从产卵区域沿着墨西哥湾海域进行模拟,获得了80天内蓝蟹幼体的粒子移动轨迹,记录并分析了幼体经过海域的盐度值。研究结果证明了该方法可有效模拟蓝蟹幼体在特定海域的迁移规律和扩散机制,进一步研究可为了解海洋物理环境对蓝蟹和其他渔业资源的影响提供借鉴。     

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。     

基于能值分析的江苏省绿色海洋经济可持续发展研究

随着海洋经济的迅速发展,开发利用海洋资源与保护生态环境之间的矛盾日益突出,因此,评估绿色海洋经济可持续发展的态势对促进海洋经济和生态环境的协调发展意义深远。本文以江苏省为研究区,利用能值分析理论和方法,将海洋经济系统内可更新资源、不可更新资源、货币流、废物流等各类要素,通过能值转换率转换为统一标准的太阳能值,采用海域能值-货币比率、人均海域能值使用量、能值可持续发展指数、绿色海洋生产总值(绿色GOP)等指标,测度了2011—2015年江苏省绿色海洋经济可持续发展水平,旨在推进海洋经济可持续发展研究方法的应用,为江苏省海洋经济系统的综合评价及可持续发展管理提供科学依据。研究表明:(1)2011—2015年,江苏省绿色GOP持续增长,占传统GOP的比重从74.8%升至77.8%,表明江苏省在海洋经济快速增长的过程中,没有忽视对海洋资源和生态环境的保护。(2)江苏省绿色海洋经济可持续发展处于不稳定的状态:2011年可持续发展指数为12.77,2012—2015年可持续发展指数在6.87～9.70之间波动,表明江苏省海洋经济系统从经济不发达以及对海洋资源的开发利用程度不足,逐步过渡到海洋经济富有活力,发展效益好,可持续性强。     

天津大神堂海洋牧场影响新生牡蛎因素初探

海洋牧场是维持海洋生态平衡、促进海洋可持续发展,以及满足人类对海洋资源需求的一种新兴技术和产业,海域中投放的人工鱼礁可以为牡蛎生物提供理想的繁殖和栖息生境。天津大神堂海洋牧场中已发现大量新生的牡蛎生物体,然而牡蛎的空间分布并不均衡,存在异质性,其影响因素尚未明确,需进一步探索和研究。本文立足于天津大神堂海域国家级海洋牧场示范区,基于线性相关和逐步多元回归分析,量化了礁体与牡蛎分布之间的相关性,明确了牡蛎分布的影响因素并识别了主次关系。结果表明：区域水深、坐底时长、礁体密度、牡蛎礁距离均对牡蛎生物量有重要影响,其中,坐底时长、礁体密度与牡蛎生物量为正相关,区域水深、牡蛎礁距离与牡蛎生物量为负相关,坐底时长、礁体密度及牡蛎礁距离等3 个环境变量对牡蛎生物量影响更为显著。本文研究成果可以为海洋牧场的建设和牡蛎礁的修复提供重要的技术支持。     

Consideration of fine-scale coastal oceanography and 3-D acoustics effects for the ESME sound exposure model

Results and recommendations for evaluating the effects of fine-scale oceanographic scattering and three-dimensional (3-D) acoustic propagation variability on the Effects of Sound on the Marine Environment (ESME) acoustic exposure model are presented. Pertinent acoustic scattering theory is briefly reviewed and ocean sound-speed fluctuation models are discussed. Particular attention is given to the nonlinear and linear components of the ocean internal wave field as a source of sound-speed inhomogeneities. Sound scattering through the mainly isotropic linear internal wave field is presented and new results relating to acoustic scattering by the nonlinear internal wave field in both along and across internal wave wavefront orientations are examined. In many cases, there are noteworthy fine-scale induced intensity biases and fluctuations of order 5-20 dB.     

对海洋生态学和生物海洋学的浅析

海洋生态学和生物海洋学的研究内容大多交叉、重叠。为利于学科发展,文章在简述学科的产生与定义的基础上,强调学科之间要加强合作,适当分工。建议:海洋生态学侧重研究生物之间的相互关系和对环境的适应性、生存策略,并积极与经济、社会和文化相关学科交叉、融合;生物海洋学侧重于研究生物在海洋环境中的作用和功能,把推进对海洋的认识放在首位,加强与物理海洋学、化学海洋学的耦合,为海洋在地球四大圈层的相互关系中展现活力。据此,以渔业海洋学、海洋生态灾害和生物对地质的作用为例,阐述海洋生态学和生物海洋学的理解及其相互之间关系。