地震海洋学研究进展

传统船舶调查获取海洋水体温盐资料的方法在水平方向上分辨率较低,而用反射地震探测海洋水体特性的方法--地震海洋学,能有效提高海水温盐资料在水平方向上的分辨率.概述了近5年来地震海洋学的发展过程,重点介绍了地震海洋学方法在海洋锋面观测、水团边界划分、海洋内波分析、中尺度涡旋等方面的研究成果,以及AVO、全波形反演等反射地震处理方法在海洋水体特性研究中的应用.比较了地震海洋学方法与声层析技术、高频声技术等声学方法应用于海洋水体特性研究的异同.并展望了下一步研究工作的重点:①有关地震反射剖面的各种参数与海洋水体温盐结构物理模型的联系及其定量分析;②以研究海洋水体特性为目标的地震反射剖面的处理方法;③海洋地震调查历史数据的应用.     

海洋水色卫星遥感研究与进展

系统介绍了目前海洋水色卫星遥感在海洋碳通量、生物海洋学及上层海洋过程研究,以及海岸带环境监测与管理中的主要应用方向;分析了上述应用对水色卫星传感器在时空分辨率、光谱波段设置和空间覆盖范围等方面的具体设计要求;概括了新一代水色卫星传感器的特点;指出了水色卫星遥感资料应用中的定标、大气校正及定量反演技术等关键问题;介绍了各国海洋水色卫星遥感的发展计划,提出了我国海洋水色卫星遥感研究的对策.     

海洋水色卫星遥感研究与进展

系统介绍了目前海洋水色卫星遥感在海洋碳通量、生物海洋学及上层海洋过程研究,以及海岸带环境监测与管理中的主要应用方向;分析了上述应用对水色卫星传感器在时空分辨率、光谱波段设置和空间覆盖范围等方面的具体设计要求;概括了新一代水色卫星传感器的特点;指出了水色卫星遥感资料应用中的定标、大气校正及定量反演技术等关键问题;介绍了各国海洋水色卫星遥感的发展计划,提出了我国海洋水色卫星遥感研究的对策。     

底基三脚架在深海观测中的应用

底基三脚架是海底观测的平台之一,它能装备多种观测仪器,长期、稳定地立于海底,进行几乎无干扰的原位观测.底基三脚架已成功应用于深海化学、物理、生物和地质过程的现场观测,取得了大量的重要成果,但在我国的深海研究中还未开展.简述了底基三脚架的概念和发展历史、工作原理、应用及前景等,希望引起我国海洋工作者的兴趣和关注,推动底基三脚架在我国深海观测中的应用和发展.     

海洋沉积物中生物成因Ba的海洋生产力研究

一直以来,对海洋古生产力的研究是古海洋学研究领域中一个非常重要的分支,因而寻求反演海洋古生产力替代性指标成为了海洋工作者的首要任务.沉积物中有机碳、钙质生物、硅质生物及其碳、氧同位素组成等经典的海洋生产力指标早已确立,但这些与浮游生物直接相关的替代指标因其在海底沉积物中低的保存率,限制了它们在广阔海域中的应用.一些与生...     

深海溶解态锰和铁的原位分析技术研究进展

溶解态的锰和铁是海洋中重要的生物营养元素,也是探查海底热液活动及其演化的重要示踪剂.由于海底热液活动研究的迫切需求,以及AUV,ROV和HOV等水下运载支撑平台的迅速发展,20世纪80年代以来深海溶解态锰铁原位分析技术得到了快速发展.早期研发的Scanner和SUAVE,可对热液羽流中高含量的锰铁元素实现联合测定,但存在元素之间相互干扰等问题,因此针对锰、铁元素单独测量的原位分析仪应运而生.锰原位分析仪中,ZAPS虽然具有较低的检测限,但是无法在深海高压环境下进行原位校正;GAMOS系列具有原位校正功能,且能耗较低,可长期运行,但是检测限偏高,因此只能应用于热液环境中含量相对高的锰监测.铁原位分析仪中,改进的ALCHIMIST可实现热液喷口异常高含量铁和正常海域水体中低含量铁的检测,但由于能耗较高而难以应用于长期观测中;低能耗的Fe-Osmo-Analyzer和CHEMINI则在长期运行方面有着明显的优势.随着AUV/ROV/HOV等水下移动平台应用的日渐广泛以及海底观测网技术的迅速发展,发展原位分析仪进行长期的自主观测将成为一种必然趋势.     

镭同位素在海洋学研究中的应用及进展

镭同位素具有不同的半衰期,可以用来研究不同时空尺度的海洋学过程,在海洋学研究中得以广泛应用。镭同位素在海洋学中的应用主要包括溶解态物质输运,水体停留时间的估算,海洋地下水排放,沉积物的地球化学和放射年代学以及海洋水团分析5个方面的内容。从海洋中镭同位素的地球化学行为、测量方法及其在以上5个方面的研究综述了镭同位素海洋学研究进展,比较了海洋中镭同位素测量方法,阐释了各应用领域的示踪原理,给出各种应用的方法模式及公式,总结了镭同位素海洋学的发展变化,并指出我国镭同位素海洋学的发展前景和方向。     

海洋沉积物中色素生物标志物研究进展

海洋沉积物中的光合色素包含着水体、沉积物中浮游和底栖植物以及微生物群落的丰富信息,能表征特定生物来源,在埋藏到沉积物甚至发生某些改变之后仍然保留其源信息,是一类重要的化学生物标志物.结合总有机碳、总氮等其他海洋地球化学参数,沉积色素可用来研究海洋浮游植物和光合细菌的群落组成和丰度,反演海洋初级生产、水体富营养化水平及其历史趋势,指示水体和沉积物氧化还原条件,揭示海域气候条件等现状及其历史变化.沉积色素的研究,对于掌握海洋中碳的生物地球化学循环过程,回溯古环境、古海洋、古生态以及古气候记录,制定合理的海洋管理政策具有十分重要的意义.阐述了沉积物中色素的分类、来源、性质和分析方法,分析了色素在沉积物中的保存和变化规律,探讨总结了沉积色素作为化学生物标志物在海洋学研究中的应用.     

生物海洋学

生物海洋学是近一、二十年发展起来的新学科,特别是近几年,在一些重大国际计划的带动下正愈来愈受到海洋学界的重视。 什么是生物海洋学?从字面上可以了解,它是与生命活动有关的海洋学。同物理海洋学和化学海洋学一样,它是海洋学的一个分支。说得完整一点,它是研究发生在海洋中的生物学现象和过程、它们自身的规律和它们与其他物理的、化学的、乃至地质的现象和过程之间的相互关系,以及在资源开发利用、海上经济与军事活动和海洋环境保护的有关生物学问题。     

我国马尾藻金潮生态动力学研究进展

马尾藻金潮作为一种新兴的海洋生态灾害在国内外频发,我国近些年近海防灾减灾形势愈发严峻.简介了马尾藻的主要危害;对国内外马尾藻金潮的溯源研究、基础生物和生态学研究、监测预警研究现状进行了梳理,对金潮生态动力学研究的发展现状与独特优势进行了讨论,认为未来我国金潮生态动力学会立足于多学科多手段融合,开展突出关键物理、化学和生物过程及其耦合作用的系统性研究,开展金潮与其他海洋生态灾害如绿潮、赤潮等联合暴发的驱动机制及其关联性研究,在研究思路上要注重基于海洋环境监测与海洋立体观测的早期预警、基于分子生物学和生态学手段的快速鉴种溯源、基于统计模型的生物量初级生产力评估以及基于数值模型的漂移轨迹与生消关键过程的趋势预测与风险评估相结合,为开发具备业务化预报能力的金潮生态动力学数值预警报系统不断努力,以便进一步提升我国大型海藻生态灾害的预警报技术和防灾减灾能力.     

海洋中氮营养盐循环及其模型研究

对某一海区营养盐的去向、不同形态间的相互转化及其与生物相关的过程的研究是研究整个海洋生态系统的基础和关键。氮是海洋环境中主要的营养元素之一,并被认为是大部分海区的限制营养元素。人们对于氮在海洋环境中的循环过程的研究随着分析方法及对化学和生物知识的掌握和理解而不断加深。模型研究是研究海洋生态系统的一个有效方法,营养盐循环模型是其中重要的环节,随着理论和观测数据的补充而不断发展。综述了海洋环境中氮营养盐循环主要过程的实验研究,主要包括:浮游植物的吸收、氮的再生、微生物在其循环中的作用、不同形态氮的化学转化、水体-沉积物界面等,及其相关过程近十年来模型化研究的进展。     

海底沉积物孔隙压力原位长期观测技术回顾和展望

海底沉积物孔隙压力对海底地质灾害过程反应敏感,是表征海床稳定性的一个重要指标,通过海底沉积物的孔隙压力观测可以判断海床的稳定状态,对于海底地质灾害预测预警具有重要意义。海底沉积物孔隙压力观测存在(1)超高背景压力下的高精度测量;(2)贯入过程传感器超量程破坏;(3)系统长期供电及传感器漂移;(4)深海海底布放和回收等技术难点。国际上海底孔隙压力观测技术从20世纪60年代开始发展,逐渐形成了系列核心监测技术和成熟的商业化设备产品。挪威岩土工程研究所NGI与美国伊利诺伊大学共同研发的NGI-Illinois压差式孔隙压力观测系统,是已知最早的海底沉积物孔隙压力观测设备。此后,美国地质调查局USGS、美国桑迪亚国家实验室、英国牛津大学等相继研发了不同结构的观测设备,覆盖浅海到深海。其中,英国海洋科学研究所研发成功的深海孔隙压力原位长期观测设备PUPPI是一个重要的历史节点,该设备能够在6 000 m水深的环境中连续运行一年,成为当时最成功的海底孔隙压力观测设备,其现代化的设备结构和设计理念被后续的观测设备广为借鉴。21世纪以来,得益于海洋科学技术的整体进步,国际孔隙压力观测技术发展呈现加速趋势。法国海洋开发研究院IFREMER研发的Piezometer系列孔隙压力观测探杆,代表了当今世界的先进水平,可能是目前应用次数最多的海底孔隙压力观测设备。我国在深海探测、观测技术领域起步较晚,在深海沉积物孔隙压力原位长期观测技术方面几乎空白,发展很不成熟。其中,中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所等单位进行了较多的探索性研发工作。近年来,以港珠澳大桥建设、南海天然气水合物试采等为标志的大批国家级海洋建设项目如火如荼,深海油气矿产资源开发、深海天然气水合物开采利用等海洋新兴产业快速起步,深海孔隙压力原位长期监测关键核心技术等“卡脖子”问题仍然突出,严重制约了我国海洋工程产业发展的步伐。因此,迫切需要发展具有自主知识产权和关键核心技术的国产深海沉积物孔隙压力原位长期监测技术。本文回顾了国际、国内海底孔隙压力观测技术的相关研究进展,旨在分析总结孔隙压力观测技术及其应用中涉及的一些核心技术和亟待解决的关键问题,以期为我国该项技术的发展和应用提供借鉴。     

Field-scale constructability evaluation of underwater vacuum preloading

There is an ever-increasing demand for land to cope with the rapid economic development worldwide. As a result, new land is always reclaimed from the sea to meet the demand. The soft marine deposit in the seabed is often too weak to support the reclamation and the infrastructure to be built upon it. However, dredging of marine deposit has to be minimized to prevent ecological damage to the marine environment. In-situ improvement of the marine deposit is thus often required. Vacuum preloading is a proven technique to improve the engineering properties of soft clay onshore. However, the viability of applying the technique underwater is yet to be established. Practicality and constructability are important issues. The results of a field-scale constructability evaluation of underwater vacuum preloading are presented in the paper. Different techniques to install a membrane underwater to provide the required air-proof barrier were evaluated by monitoring the vacuum pressure underneath the membrane, pore pressure in the clay in the seabed, and ground settlement as a function of treatment duration.     

海洋中溶解甲烷的原位检测技术研究进展

海水中溶解甲烷气体不但对全球变暖和海洋环境变化有着重要影响,而且也是发现渗漏型天然气水合物赋存区的依据之一,海水溶解甲烷原位监测的新技术和新方法是获取海水甲烷通量变化过程的主要手段。原位甲烷传感器具有原位、实时、便于多时空尺度定量观测等特点,在海洋环境变化和全球气候变化研究,以及海底资源开发利用中具有广泛的应用前景。介...     

海洋科学和技术协同发展的回顾

简单回顾百余年来现代海洋科学的发展历程,并用一系列的实例,如深海取样和深海钻探,遥测遥感和水下观测,锚碇长期连续测量和智能水下活动平台,深潜技术和海底观测网等,说明科学的想像能促进技术的创新,而工具的重大改进能导致科学理解的跃进.文章的目的是向我国学术界和管理部门说明:科学和技术必须协同、而不是分头发展,只有两者的结合...     

海洋沉积物中现存微生物化学标志物完整极性膜脂研究进展

完整极性膜脂作为活的微生物细胞的化学标志物,能够反映海洋沉积物中现存微生物群落结构和生物量等信息.与生物学方法相比,完整极性膜脂分析技术具有无需培养、快速和普适性等特点.综述了海洋沉积物中细菌和古菌的细胞膜完整极性膜脂的组成特点及其在生物地球化学和微生物生态学等研究中的应用,重点评述了在生物地球化学循环中有特殊作用的微生物,如厌氧氨氧化细菌、甲烷氧化古菌、氨氧化古菌、具有四醚膜脂结构的海洋泉古菌等,或者是一些特殊生态系统,如冷泉、海底深部生物圈等研究中完整极性膜脂应用的进展.还简要介绍了完整极性膜脂的分析方法,并对其应用前景进行了展望.     

Development and Application of Marine Technology International Standardization in China

Futher development and preliminary application of marine technology international standardization in China were introduced: ①Combination of marine observation international standardization, advanced manufacturing technology and information technology; ②Standardization on general marine technology; ③Connection between marine exploration and international standards; ④Standardization on submersibles. The establishment of marine technology subcommittee (ISO/TC8/SC13) provides an opportunity to bring China national marine technology standards into international market. Furthermore, it's a connection among marine technical research, standardization, and industrial development.     

黑河流域节水生态农业与流域水资源集成管理研究领域

概述了中国内陆河流域面临的水问题和日益激化的用水矛盾,强调了内陆河地区支柱产业——绿洲农业应该坚持节水和生态的方向,流域集成管理是持续农业的基础。长期从事该方面研究的黑河流域是个较好借鉴,同时也提供了深入开展相关研究的基础,为此提出了以黑河流域为背景的四大研究流域：水文、生物、经济系统水循环与水资源形成演变,节水农业的生物学研究与抗旱品种繁育,农业节水新材料研发与工程节水技术集成,水资源合理配置与流域集成管理;并简述了各领域的主要方向。     

太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策

[ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. 〓作者简介：[HT6SS]（1963 ）,男,江苏苏州人,研究员,主要从事水环境研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]qinbq@niglas.ac.cn[ZW)] [HT4F][HT5K]()[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]2007年5月份发生在无锡太湖蓝藻水华引起的自来水危机事件进一步凸现我国湖泊富营养化的严峻局面和蓝藻水华频发的现状。从分析太湖富营养化发生、发展,蓝藻水华爆发的原因和机制入手,提出湖泊富营养化治理和蓝藻水华控制的途径和措施。研究表明,太湖富营养化之所以如此严重而且治理起来异常艰难,主要是由于太湖发育于长江中下游洪泛平原,营养本底高;由于水浅和沉水植被的退化使得频繁的风浪扰动造成内源营养盐负荷维持在一个非常高的水平;而流域内社会经济的高速发展,进一步加剧了太湖富营养化进程。蓝藻水华爆发一方面与蓝藻本身的生理特征有关,如固碳、伪空泡、光吸收及营养盐利用的能力;另一方面则与系统内物理、化学、生物环境有关,如独特的浅水湖泊水下光场结构和低的捕食压力。太湖的富营养化治理需遵循控源截污、湖泊生态修复和流域管理的原则,具体措施包括前置库和人工湿地的面源污染物控制技术;物理机械和生物去除内源营养盐削减技术;沉水植被恢复的湖泊生态修复技术。而蓝藻水华的控制技术则包括围隔拦截和导流的物理工程方法、絮凝沉降和抑藻物添加的化学工程方法以及生态浮床和生物操纵的生态工程方法。具体使用时,需要先诊断、后治理。  