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自然资源部成功实施2019中国近海综合开放航次

发布时间:2019-08-26 08:49 65 0 资讯来源:海洋知圈

8月2日至8月21日,自然资源部第一海洋研究所成功组织实施了自然资源部第一海洋研究所“ 2019年度中国近海综合开放航次-夏季航次”。本航次围绕南黄海和长江口海域资源与环境的主要科学问题,聚焦黄海冷水团和长江口低/缺氧区两个典型生态区,开展了水文、化学、生物和底/地质过程等多学科交叉的综合调查与研究。

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图1 离岸低盐水团致赤潮灾害和离岸低氧现象机制

位于黄海中部海域的夏季黄海冷水团是我国近海最主要的海洋现象之一,受其影响,在黄海冷水团边界处存在一明显的锋面系统。黄海冷水团及其锋面系统的存在构成了黄海生态系统中一种特殊的环境场,多种化学过程、生物过程、物质输送和源-汇过程等在此复杂的动力学系统中发生与耦合,对维持整个黄海生态系统的结构与功能及重要生物资源等方面发挥着至关重要的作用,并对周边的陆地气候产生着重要的影响。本次调查从物理-化学-生物等主要过程的相互作用入手,拟运用多种稳定同位素技术和复合研究手段,明确黄海冷水团海域水文、化学、生物和底质等环境因子的时空结构/格局及耦合机制,揭示冷水团海域生源物质化学计量平衡及其生态响应的关系,丰富冷水团边界锋面系统的生物地球化学过程和生态学功能等的认识。

长江口海域在陆-海相互作用研究中的地位也非常显著,该海域毗邻我国著名的舟山渔场,具有许多独特的理化特征和生物特性,同渔业生产活动关系密切。当前,在人类活动和气候变化等多重压力下,长江河口区生态环境受到的影响日趋强烈。低/缺氧问题是长江口生态环境研究的一个重要方面,它既是自然和人类活动影响的共同结果,同时亦会反过来影响人类社会,探讨其形成过程及变化机制等具有较高的学术价值和重要的现实意义。本次调查为我们高分辨率地刻画夏季三维低氧水团的精细化特征,分析长江口及邻近海域低氧发生区的水文动力环境,探讨低氧区和非低氧区物理-生物地球化学特征的迥异提供了第一手的重要资料。我们对调查结果的初步分析显示,受冲淡水离岸输运的影响,夏季长江口外东北部存在一远离河口的孤立低盐水团区,其与周围的高盐、高密度水团形成了鲜明的对比。该低盐水总体被台湾暖流前缘水和黄海冷水团所包围,形成了一个相对稳定且独特的海洋环境。本航次的调查还发现在该低盐水团区发生了夜光藻赤潮,面积约6000平方千米,底层对应了一个低氧、潜在季节性酸化区。这一新发现揭示了夏季长江口外东北部离岸低盐水独特的海洋环境还可导致外海赤潮的发生,并致使在离岸低盐水区形成了一个低氧核心,而类似的研究在前人的工作中往往被忽视。此认识为深入理解长江冲淡水不同扩展区的生物地球化学过程及其生态环境响应等提供了新的切入点,也验证了航次设计时提出的科学假设。

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图 2 2019年度中国近海综合开放航次-夏季航次站位图与FIO断面

本航次同时还考虑了海底地下水排放对近岸海域低氧形成的潜在贡献,增加了多核素(镭、氡)联合示踪海底地下水排放的调查与研究工作,旨在圈定海底地下水排放的热点区域,分析其排放与低氧水团的对应关系,并据此评估由地下水对长江口低氧现象维持的贡献。这些研究将为深入认识长江口外低氧现象的形成、变动机制及陆-海统筹相关研究提供新的视角。

另外,本航次同步开展了微塑料、重金属与稀土元素的工作,这些研究将为我们深入了解近海污染物来源、环境效应及源-汇效应研究等提供了基础数据和科学依据。此外,本航次还开展了中国近海环烷烃降解潜力评估与新微生物功能类群的分离培养的研究工作,后续相关研究可进一步评估中国近海环烷烃降解潜力,验证这些环烷烃降解菌隶属于寡营养海洋γ变形菌纲(OMG)类群的科学假设,并有望为我国近海溢油环境修复提供必要的储备技术和微生物新资源。

总之,本航次涉及学科门类较为齐全,开展了海洋水文、地质、化学和生物等几大学科综合调查与研究,所开展的工作几乎囊括了我所主要学科门类,这反映了我所推出的中国近海综合航次受到了越来越多地所内科学家的关注,已逐渐成为支撑所内青年科学家发展的重要平台。值得说明的是,本航次在研究区域设置了重点断面、重点站位、连续观测站位等,还计划将123oE经度断面(29 oN ~37oN)命名为FIO断面,并在今后的观测中加以重点关注。

在今后的研究工作中,参与航次的科学家将特别重视现场调查与历史研究工作的比较,基于时空的视角有意识地将相关研究连贯起来,并通过获取长期连续的观测资料和沉积记录,进行基础数据的集成和综合,综合揭示黄海和长江口海域的环境变率以及自然生态系统对外界变化的敏感性,以深化对区域生物地球化学过程变异机制以及近海系统对人类活动和全球变化响应及重要生物资源变动的认识和理解,服务自然资源部“两统一”核心职责。


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