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自然資源部成功實施2019中國近海綜合開放航次

發佈時間:2019-08-23
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8月2日至8月21日,自然資源部第一海洋研究所成功組織實施了自然資源部第一海洋研究所“ 2019年度中國近海綜合開放航次-夏季航次”。本航次圍繞南黃海和長江口海域資源與環境的主要科學問題,聚焦黃海冷水團和長江口低/缺氧區兩個典型生態區,開展了水文、化學、生物和底/地質過程等多學科交叉的綜合調查與研究。

圖1 離岸低鹽水團致赤潮災害和離岸低氧現象機制

位於黃海中部海域的夏季黃海冷水團是我國近海最主要的海洋現象之一,受其影響,在黃海冷水團邊界處存在一明顯的鋒面系統。黃海冷水團及其鋒面系統的存在構成了黃海生態系統中一種特殊的環境場,多種化學過程、生物過程、物質輸送和源-匯過程等在此複雜的動力學系統中發生與耦合,對維持整個黃海生態系統的結構與功能及重要生物資源等方面發揮著至關重要的作用,並對周邊的陸地氣候産生著重要的影響。本次調查從物理-化學-生物等主要過程的相互作用入手,擬運用多種穩定同位素技術和複合研究手段,明確黃海冷水團海域水文、化學、生物和底質等環境因子的時空結構/格局及耦合機制,揭示冷水團海域生源物質化學計量平衡及其生態響應的關係,豐富冷水團邊界鋒面系統的生物地球化學過程和生態學功能等的認識。

長江口海域在陸-海相互作用研究中的地位也非常顯著,該海域毗鄰我國著名的舟山漁場,具有許多獨特的理化特徵和生物特性,同漁業生産活動關係密切。當前,在人類活動和氣候變化等多重壓力下,長江河口區生態環境受到的影響日趨強烈。低/缺氧問題是長江口生態環境研究的一個重要方面,它既是自然和人類活動影響的共同結果,同時亦會反過來影響人類社會,探討其形成過程及變化機制等具有較高的學術價值和重要的現實意義。本次調查為我們高解析度地刻畫夏季三維低氧水團的精細化特徵,分析長江口及鄰近海域低氧發生區的水文動力環境,探討低氧區和非低氧區物理-生物地球化學特徵的迥異提供了第一手的重要資料。我們對調查結果的初步分析顯示,受沖淡水離岸輸運的影響,夏季長江口外東北部存在一遠離河口的孤立低鹽水團區,其與周圍的高鹽、高密度水團形成了鮮明的對比。該低鹽水總體被台灣暖流前緣水和黃海冷水團所包圍,形成了一個相對穩定且獨特的海洋環境。本航次的調查還發現在該低鹽水團區發生了夜光藻赤潮,面積約6000平方千米,底層對應了一個低氧、潛在季節性酸化區。這一新發現揭示了夏季長江口外東北部離岸低鹽水獨特的海洋環境還可導致外海赤潮的發生,並致使在離岸低鹽水區形成了一個低氧核心,而類似的研究在前人的工作中往往被忽視。此認識為深入理解長江沖淡水不同擴展區的生物地球化學過程及其生態環境響應等提供了新的切入點,也驗證了航次設計時提出的科學假設。

圖 2 2019年度中國近海綜合開放航次-夏季航次站位圖與FIO斷面

本航次同時還考慮了海底地下水排放對近岸海域低氧形成的潛在貢獻,增加了多核素(鐳、氡)聯合示蹤海底地下水排放的調查與研究工作,旨在圈定海底地下水排放的熱點區域,分析其排放與低氧水團的對應關係,並據此評估由地下水對長江口低氧現象維持的貢獻。這些研究將為深入認識長江口外低氧現象的形成、變動機制及陸-海統籌相關研究提供新的視角。

另外,本航次同步開展了微塑膠、重金屬與稀土元素的工作,這些研究將為我們深入了解近海污染物來源、環境效應及源-匯效應研究等提供了基礎數據和科學依據。此外,本航次還開展了中國近海環烷烴降解潛力評估與新微生物功能類群的分離培養的研究工作,後續相關研究可進一步評估中國近海環烷烴降解潛力,驗證這些環烷烴降解菌隸屬於寡營養海洋γ變形菌綱(OMG)類群的科學假設,並有望為我國近海溢油環境修復提供必要的儲備技術和微生物新資源。

總之,本航次涉及學科門類較為齊全,開展了海洋水文、地質、化學和生物等幾大學科綜合調查與研究,所開展的工作幾乎囊括了我所主要學科門類,這反映了我所推出的中國近海綜合航次受到了越來越多地所內科學家的關注,已逐漸成為支撐所內青年科學家發展的重要平臺。值得説明的是,本航次在研究區域設置了重點斷面、重點站位、連續觀測站位等,還計劃將123oE經度斷面(29 oN ~37oN)命名為FIO斷面,並在今後的觀測中加以重點關注。

在今後的研究工作中,參與航次的科學家將特別重視現場調查與歷史研究工作的比較,基於時空的視角有意識地將相關研究連貫起來,並通過獲取長期連續的觀測資料和沉積記錄,進行基礎數據的整合和綜合,綜合揭示黃海和長江口海域的環境變率以及自然生態系統對外界變化的敏感性,以深化對區域生物地球化學過程變異機制以及近海系統對人類活動和全球變化響應及重要生物資源變動的認識和理解,服務自然資源部“兩統一”核心職責。

文章來源:海洋知圈
責任編輯:葛蕾

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