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海表温度是表征海洋表层热力状况的重要海洋参数，日均全天候覆盖的海温观测数据可为服务台风监测及其他海洋灾害时空演变的精细化预报提供数据支撑。可见光红外扫描辐射计和中分辨率光谱成像仪反演的海温产品具有较高的空间分辨率，但是红外遥感反演的海温产品受到云、雾和霾的影响，在云下存在大面积、无规律的缺值；微波辐射计反演的海温产品空间分辨率低，但可穿透云层，实现全天候海温观测。本文基于风云三号B、C、D三颗极轨气象卫星红外和微波遥感仪器反演的海温资料，利用经验正交函数插值法(DINEOF)重构得到全球海表温度产品。与全球分析场日平均海温OISST数据进行比较可知：原始海温资料的均方根误差为0.59~0.70℃，DINEOF重构后海温资料均方根误差降至0.10~0.34℃；相关系数从0.33~0.48提升到0.78~0.98。多传感器重构海温数据空间分布上连续可信，能够监测不同季节的海温变化特征及暖池空间模态。风云三号气象卫星微波遥感的加入显著提升了重构海温的空间连续覆盖率和时间分辨率。

海底天然气水合物藏是天然的巨型碳储藏库,是深部甲烷等烃类气体运移至海底过程中暂时的碳储,是地球碳循环过程的重要一环。冷泉通常与海底天然气水合物藏分解密切相关,是深源或浅层气及水合物分解气在海底发生渗漏的现象。该文根据国内外天然气水合物及冷泉系统勘查的最新动向,综述了与水合物及冷泉流体渗漏相关的羽状流、运移通道、海底微地形地貌等要素的海底原位观测技术,主要包括:走航式及坐底式原位观测、海面及低空渗漏甲烷观测、海底可视化观测、与水合物及冷泉相关的海底观测网络等。综合使用原位观测技术可以更细致、全面地描绘水合物和冷泉系统的时空“景象”,更好地协助厘清海底渗漏甲烷的归趋,拓展人类对深海独特生命绿洲的认知。

为了研究海洋板块内火山的深部电阻率结构及其形成过程，在西太平洋苏达海山进行了海洋大地电磁测量。采用主流数据处理方法SSMT2000进行数据处理，分别对旋转后的实测数据以及根据实测数据得到的两组旋转不变量数据进行一维结构假设下的大地电磁响应测试，对响应最好的YX方向数据进行一维反演，并结合一维正演、地质资料对反演结果进行综合解释。反演结果表明，苏达海山区域地壳厚度为21.5 km左右；较厚的火山碎屑岩层表明苏达海山的构建过程以喷发性的岩浆活动为主，其侵入性的岩浆活动较弱。

本文基于2018年7月、10月和2019年2月在北部湾108°E以东、18°N以北区域的大面观测数据，分析了北部湾东北部的水团和流场特征。结果显示，研究区域水体特征存在明显季节变化：夏季水温北高南低，近岸低盐水占据30 m等深线以浅区域，海南岛西侧存在闭合冷水团；冬季水温北低南高，近岸低盐水退至湾顶10 m等深线以浅，湾内主要为混合水，海南岛西侧上层出现暖舌。海区流场基本为逆时针环流结构，流速大小存在季节变化，受风场影响明显；研究区与外海水交换不活跃，湾内水体不稳定性较强，冬季尤为明显，可能存在强垂向混合。

自1987年Wally Broecker 提出被称为“大洋传送带”的理想环流图后，温暖的上层环流如何贯穿印尼海域各式各样的海峡，成为地球海洋大气系统模型边界条件设定的难点。具有强烈非线性效应的狭窄浅水海峡，一方面形成垂向混合热点，另一方面因引入潮波共振单元，可使海峡通道呈现为具有自适应能力的低通滤波器。位于粤西海域与北部湾之间的琼州海峡，是沉积物充沛并具强潮流以及西向背景流的狭窄浅水海峡。半日分潮和浅水分潮共振单元的引入，有利于其潮流槽刷深与潮流三角洲堆积，维护互相适应的动力-地貌关系。台风过境和冷空气入侵等强扰动可引起琼州海峡的西向风暴射流，触发北部湾不同结构特征的高营养、藻华与缺氧事件。狭窄浅水海峡如何引入潮波共振单元支持，形成有利于低频流低阻通过的自适应低通滤波器，海峡沿岸人类活动能否影响到贯穿流行为，琼州海峡是一个值得关注的案例。

基于海南新村潟湖2020年12月水文和水质多要素实测数据，研究了该海域的潮汐、潮流变化特征，并探讨了潮位变化对潟湖营养盐的影响。结果表明，新村潟湖的潮汐为不规则全日潮，潟湖口门处的潮流为往复流，涨潮历时15 h，落潮历时10 h。大、小潮期间3个观测站点溶解性无机氮(DIN)浓度变化范围为0.91~20.87 μmol/L，磷酸盐(PO3-4)浓度变化范围为0.11~5.92 μmol/L，硅酸盐(SiO2-3)浓度变化范围为2.36~134.75 μmol/L。大、小潮期间，潟湖内3个观测站点DIN、PO3-4、SiO2-3浓度随着涨、落潮过程发生变化。潟湖口门处流速对观测站点潮位变化有着重要的影响，潮通量基本决定了潮位的变化。潟湖口门处和渔排密集区域的营养盐浓度与潮位呈现显著的负相关关系，潮流流速对口门处和渔排密集区域的营养盐变化有着重要影响。该研究结果将为新村潟湖的污染治理及生态修复提供科学依据。

海岛森林生态系统受地理位置特殊和数据源较少等因素影响,其碳通量动态监测及碳汇功能评估鲜见报道。该文以南麂岛森林生态系统为研究对象,基于涡度相关技术探讨了2020—2021年净生态系统碳生产力(net ecosystem productivity, NEP)、总初级生产力(gross primary productivity, GPP)和生态系统呼吸(ecosystem respiration, Reco)的变化特征及其影响因素。结果显示,南麂岛森林生态系统表现为碳吸收,2020和2021年CO₂净吸收量分别为516 g C·m^-2·a^-1和598 g C·m^-2·a^-1,Reco分别为1 037 g C·m^-2·a^-1和1 646 g C·m^-2·a^-1,GPP分别为1 552 g C·m^-2·a^-1和2 244 g C·m^-2·a^-1。太阳总辐射(Rg)、光合有效辐射(PAR)、净辐射(Rn)、显热(H)与NEP、GPP显著正相关(p≤0.001);空气温度(Tair)和土壤温度(Tsoil)与Reco显著正相关(p≤0.001)。日尺度上南麂岛森林光合作用时间长于碳吸收时间,当Tair达到10.05~27.76 ℃,PAR达到110.47~429.44 μmol·m^-2·s^-1时,海岛森林光合作用强度高于生态系统呼吸作用强度,表现为CO₂吸收。南麂岛森林生态系统碳通量监测与评估将为建立我国蓝碳动态监测评估管理体系提供重要的理论支持。

了解红树林斑块空间演变，对于全面、准确地评估区域红树林保护、修复效果十分重要。为此，以1990年、2000年、2010年及2019年共４期Landsat影像作为主要数据源，基于监督分类法解译结果，综合景观动态分析、空间叠加分析及主要途径计数等方法对近30年茅尾海红树林斑块面积、数量的变化特征及其驱动因素进行了研究。结果表明：(1)1990—2019年间，茅尾海红树林斑块总面积由479.7 hm ²增长到1 477.5 hm ²，红树林质心不断向北、向西偏移；(2)1990—2010年间，茅尾海红树林斑块面积变化的主要驱动力为人为因素，2010—2019年间其主要驱动力为自然因素；(3)茅尾海红树林斑块总数虽从1990年的204个增加到2019年的405个，但斑块密度降低、斑块平均面积增加，说明斑块破碎化现象得到一定缓解，且其主要驱动力为自然因素。红树林人工造林特别是无瓣海桑造林对于研究区红树林恢复起到了积极作用。今后应加强对人工造林的成林过程、斑块扩散机制及其生态修复效果的研究。

北部湾是热带、亚热带陆架半封闭海湾，具有独特和复杂的源汇过程，是研究陆海相互作用、海湾沉积动力学、海湾生态系统动力学、气候变化和人类活动影响的一个小型天然实验室。该文总结了在北部湾沉积物类型、沉积物来源、沉积物输运和沉积格局、沉积环境变化与气候记录、人类活动对沉积环境的影响等方面的研究进展。针对存在的问题并结合当前的研究热点，对未来研究提出了如下建议：(1)加强北部湾现代沉积过程研究，重视物源端元特征的研究和现代直接观测研究；(2)聚焦泥质沉积中心，开展更多浅地层剖面、科学深钻孔和高分辨率沉积记录研究；(3)聚焦国家碳中和需求，深入研究北部湾沉积碳储库的规模、结构、增汇潜力和脆弱性；(4)推动与越南等国的国际合作调查研究；(5)基于系统科学思维加强与其他学科的交叉融合。

红树林、滨海盐沼和海草床是典型的滨海蓝碳生态系统,具有相当可观的固碳能力。植被碳库和沉积物碳库是蓝碳生态系统有机碳的主要载体,其变化过程决定了生态系统的整体固碳能力。本文尝试从碳库相互作用的角度出发,通过文献梳理,总结不同植被碳库之间、不同沉积物碳库之间以及植被碳库和沉积物碳库之间相互作用的研究进展,指出物种竞争、外源碳输入以及生物地貌学过程在碳库相互作用中所起到的重要作用,并提出滨海蓝碳生态系统碳库研究中存在的问题和未来研究的方向。

近海海湾受人类活动及自然变化影响大,海水碳源汇格局变化影响机制极其复杂。由于海湾空间尺度小,需要使用宽波段的高空间分辨率卫星遥感对海-气CO₂通量进行监测评估。相对于传统公里级的水色卫星资料,海-气CO₂通量定量估算的关键参数——海表CO₂分压(sea surface partial pressure of CO₂, pCO₂)遥感反演在小尺度海湾具有极大的挑战性。该文以秋季象山港为例,利用走航观测pCO₂数据及近5年哨兵2号(Sentinel-2)卫星影像,采用支持向量机(support vector machine, SVM)机器学习的方法,基于Sentinel-2遥感反射率及其比值,建立了海表pCO₂的遥感反演算法。算法验证结果显示决定系数为0.92,均方根误差为23.23 μatm,遥感反演结果与实测值具有较高一致性。在此基础上,制作了2017—2021年秋季(9—11月)象山港海表pCO₂遥感产品,结果表明,象山港海表pCO₂整体上呈现从湾顶向湾口递减的趋势,均值为514.56 μatm,其中,湾内pCO₂均值为551.94 μatm,湾外pCO₂均值为477.19 μatm,整体呈现为大气CO₂的源,且5年间秋季pCO₂没有显著趋势性变化。结合多参数走航实测数据分析发现,2021年象山港秋季海表pCO₂受物理混合作用及生物活动的共同调控。海表温度(sea surface temperature, SST)与pCO₂具有良好的正相关关系,且SST对pCO₂的影响主要体现在碳酸盐热力学平衡作用上。此外,平均温度归一化的pCO₂(NpCO₂)与海水盐度和溶解氧饱和度均具有良好的负相关关系,NpCO₂与海水盐度的关系是潮汐作用下湾内和外海水体交换的结果;长时间序列的遥感数据分析也证实湾内、湾外pCO₂与平均潮高具有较为一致的变化趋势,且这种趋势在湾外强于湾内。该研究构建了一套海湾小尺度pCO₂遥感反演方法,为后续海-气CO₂通量大范围、长时序遥感监测奠定了良好基础。

为了探究东海黑潮周边涡旋分布、形成机理及运动规律,基于法国国家空间研究中心(CNES)卫星海洋学存档数据中心(AVISO)的中尺度涡旋数据集展开了研究。首先,统计了近27年东海黑潮周边的涡旋分布,发现在黑潮弯曲海域产生了650个涡旋,在黑潮中段海域产生了271个涡旋,其中直径100~150 km之间的涡旋数量最多,涡旋振幅主要集中在2~6 cm。其次,分析了东海黑潮的运动路径和涡运动过程,结果表明,黑潮气旋式弯曲海域内侧易产生气旋涡,且移动路径较长,如台湾东北海域黑潮流轴气旋式弯曲处产生的涡旋,其平均位移达到了87.6 km;当反气旋式弯曲海域内侧产生反气旋涡时,涡旋往往做徘徊运动。黑潮中段海域的涡旋呈现出气旋涡在黑潮主轴西侧、反气旋涡在黑潮主轴东侧的极性对称分布特征,两类涡都沿黑潮主轴向东北方向移动。最后,结合再分析的流场、海面高度数据,讨论了涡旋运动规律和生成机制。黑潮弯曲处涡旋的生成与黑潮流体边界层分离有关,奄美大岛南部到冲绳岛西侧的黑潮逆流对黑潮中段海域涡的极性对称分布起到了关键作用,涡旋在运动过程中通常经历生长、成熟和衰变三个阶段。

近千年的气候重建对于了解当今气候变化至关重要，并将为预测未来气候变化提供重要依据。然而，季风降水存在空间差异，过去千年的两个重要特征时期——中世纪暖期和小冰期，水热配置存在较大争议，尤其是在我国华南地区。该文对取自北部湾东北部的BBG-02岩芯进行了年代学，粒度和常、微量元素的分析，探究BBG-02岩芯的物源及其源区在中世纪暖期和小冰期时的气候环境变化特征。通过稀土元素配分图和地球化学指标的分析，认为红河可能是BBG-02岩芯的主要来源，岩芯地球化学指标的变化反映了印度夏季风的强度变化。研究结果表明物源区在中世纪暖期气候温暖湿润，在小冰期气候寒冷干旱，这与前人关于印度夏季风和降水变化的研究结果一致。太阳辐射强度的变化是影响印度夏季风变化的根本原因，同时印度夏季风也受到ENSO活动和印度洋偶极子的影响。

海砂是重要的海底矿产资源。海南岛海砂资源广泛地分布于海岸带和陆架区域，规模较大，品质优良，富含重矿物。文中阐述了海南岛周边海砂资源的基本分布特点，结合多个海砂资源勘查专项工作，以重矿物砂矿和集料用海砂为讨论重点，回顾了海南岛周边海砂勘查的工作进展和主要成果。通过勘查，海南岛周边海域共圈定了15处重矿物砂矿异常区，并探明了1处大型锆钛砂矿床，但由于调查研究程度不高，海域重矿物砂矿资源潜力并不明朗。海南岛周边底质调查比例尺基本达到了1∶25万，为海洋集料用海砂的勘查提供了扎实的基础。近年来在琼州海峡东口和琼西潮流沙脊区的勘查，探获了数十亿立方米的集料用海砂，预测资源潜力可达数百亿立方米。经综合分析，海南岛周边海域可圈定8处海砂资源勘查远景区，除了琼州海峡东口和琼西潮流沙脊区，琼东北侧陆架、琼西南侧陆架和北部湾一带，均是海砂资源的有利成矿区，并可能具有重矿物资源潜力。根据其具体沉积环境，分别探讨了各远景区的勘查目标和任务，结合现阶段工作进展和存在的问题，提出了今后海砂勘查的工作建议。

海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO₂储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO₂通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO₂负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO₂负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO₂封存空间,也保障了CO₂封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO₂转化的进程和保障沉积储层中CO₂封存的安全性为主要方向,为CO₂负排放提供理论依据与技术保障。

基于1980—2017年实测潮位等资料，运用统计分析和数值模拟方法研究了海口市风暴潮分布特征与影响因子。结果表明：海口市受风暴潮影响较频繁，年均2.79次，通常发生在7—10月，且风暴潮引发的潮灾概率较大；风暴增水平面分布表现为：东寨港风暴增水强度位居第一，其次是秀英港，第三是海甸岛，南港增水相对较弱。影响因子体现为：地形的权重通常比热带气旋移动路径更大；热带气旋移动速度对海口市风暴增水有明显影响，移动速度为14~19 km/h时，风暴增水往往达到最大。

红树林、盐沼和海草床被称为三大海岸带蓝碳生态系统,在维持海洋生物多样性、净化水质、营养物质循环以及固碳、储碳等方面发挥重要作用。该研究以蓝碳生态系统分布广泛的广东和广西作为研究区,研究海岸带蓝碳生态系统与海洋生态红线的容斥关系,进而进行海岸带蓝碳生态系统的保护空缺分析,在此基础上提出海洋生态红线外的推荐优先保护区域。该文基于2019年卫星遥感影像、2020年和2021年现场调查和无人机遥感数据,获知广东海岸带蓝碳生态系统总面积为14 481.39 hm²(红树林11 928.87 hm²,盐沼1 258.00 hm²,海草床1 294.52 hm²),广西海岸带蓝碳生态系统总面积为11 751.30 hm²(红树林10 171.70 hm²,盐沼1 450.36 hm²,海草床129.24 hm²)。结果显示,广东海岸带蓝碳生态系统面积的62.13%、广西海岸带蓝碳生态系统面积的59.88%分布在海洋生态红线内。广东红树林、海草床的分布面积和受保护比例均大于广西,盐沼的分布面积和受保护比例均小于广西。广东3种海岸带蓝碳生态系统类型中,有38.16%的盐沼受到保护,85.41%的海草床被纳入保护范围,62.13%的红树林被纳入保护范围。广西3种海岸带蓝碳生态系统类型中,有52.99%的海草床受到保护,盐沼和红树林生态系统受保护的面积比例分别为49.58%和61.44%。研究指出榕木江湾到茅尾海沿岸、铁山港、雷州湾、柘林湾等区域可作为海洋生态红线外海岸带蓝碳生态系统的推荐优先保护区域。

陆-海界面是地球系统科学模型边界条件设定的难点。入海物质通量测量的不确定性、逆梯度汇聚的局域化功能以及可降维自适应结构的存在，使得陆-海界面成为共振条件下连接线性与非线性系统的枢纽，难以在经典线性化理论框架下组织“各态遍历”的测量，实现界面系统的实参数化，满足地球系统科学模型的环境模拟与预测需求。受前人借助卫星高度计和潮位站等大规模水位数据阵列的伴随同化，运用陆架潮波数值模型反演海底边界层拖曳系数时空变化规律的案例启发，文章提出了陆-海界面系统的复参数化思维以及遥感观测和数值模型相结合的复参数化建议。

滨海盐沼的碳库变化可为蓝碳碳汇核算提供依据。为量化短时间尺度(季节到年际尺度)内滨海盐沼碳库的固碳速率,基于高分辨率的地表高程监测系统,于2022年在杭州湾南岸典型滨海盐沼开展了季节性的观测和采样分析。研究结果表明,在观测期间,本地种海三棱藨草和外来种互花米草的生长呈现季节性变化特征,植物生长主要集中在3—9月。就植物碳库的地下部分而言,海三棱藨草固碳量达到11 g C·m^-2,互花米草盐沼则较高,为56 g C·m^-2。地表高程监测数据表明,海三棱藨草盐沼的沉积速率为12.30 cm·a^-1,略低于互花米草盐沼的沉积速率(13.02 cm·a^-1)。结合沉积速率与沉积物容重、有机碳含量等数据,可以算得观测期间,海三棱藨草盐沼沉积物碳埋藏速率为460 g C·m^-2·a^-1,互花米草盐沼沉积物碳埋藏速率为588 g C·m^-2·a^-1,这两种滨海湿地的碳埋藏速率也具有季节性,在夏、秋季达到高值。结合植物碳库和沉积物碳库结果可知,杭州湾南岸滨海盐沼生态系统具有较高的固碳速率,外来种生态系统固碳速率(644 g C·m^-2·a^-1)高于本地种生态系统固碳速率(471 g C·m^-2·a^-1)。在将来的滨海湿地蓝碳管理工作中,需要考虑不同物种之间的差异性。