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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。

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。

随着观测技术的进步和海洋数值模拟能力的提升,已发现在海洋次表层中广泛存在一种远离生成源区、结构紧致且稳定的次表层强化的SCVs,其动力学特征表现为:弱层结,低位涡中心,外围等密度线呈透镜状结构,温度、盐度或其他示踪量的性质与周围水体相比存在明显异常,内部核心流速较强。此类次表层SCVs对于海洋的水体运输、热盐环流和海洋生物生态环境均有重要影响。该文通过综述海洋次表层SCVs的结构及水文特征、识别方法、次表层SCVs在全球的分布、动力学机制及其重要影响等,展现次表层SCVs的研究进展,提出了未来研究的方向,包括研究的难点和全面认识海洋次表层SCVs尚待解决的问题。

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。

波浪是塑造开敞型潮滩动力地貌的重要因素,但目前对潮滩波浪特征研究仍较少。该文以长江口南汇潮滩为例,通过对固定平台声学多普勒流速仪(Acoustic Doppler Velocimeter,ADV)获得的流速和水压等高频数据进行反演,获得了波浪特征参数和波浪谱参数,进而分析了它们在潮周期内的变化规律和影响机制。研究表明,观测期间南汇潮滩3个站位波浪的常浪向和强浪向以SE向为主,由长周期涌浪占主导。3个站位的有效波高与水深均成正相关关系,但各站位在涨、落潮期间的拟合系数不同。波浪轨道流速受浅水效应和潮流流向的影响明显,如在涨潮初期达到最大,在转流时期出现谷值。落潮期间波浪频谱以双峰谱为主,明显受到潮汐水位和地形的综合影响,期间峰值能量不断衰减且逐渐分散,并伴随出现了峰频转移现象。

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。

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。

随着海洋观测数据和数值模式产品的爆发式增长,人工智能方法在海洋学研究中展现出巨大的潜能。该文首先回顾了海洋大数据科学的发展历程,并详细介绍了人工智能在海洋现象识别、海洋要素与现象预报、海洋动力参数估算、海洋预报误差订正和海洋动力方程求解中的研究现状。具体地,阐述了海洋涡旋、海洋内波和海冰等海洋现象的智能识别研究,海面温度、厄尔尼诺-南方涛动、风暴潮、海浪和海流的智能预测研究,数值模式中海洋湍流过程参数化方案的智能估算研究以及海浪、海流等海洋现象预报误差的智能订正研究。此外,还讨论了物理机制融合和傅里叶神经算子在海洋运动方程智能求解中的研究进展。该文立足于当前人工智能海洋学的发展现状,旨在全面展示人工智能技术在海洋学领域的优势和潜力,并聚焦于海洋数字孪生和人工智能大模型两个新兴的研究热点,展望未来人工智能海洋学的发展方向,为海洋学者提供启示和参考。

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。

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。

本文以南海北部湾海域为例，调查了34个表层沉积物样品中有机磷酸酯(OPEs)的污染水平和分布特征，并分析了OPEs可能的来源，最后采用风险熵值法对OPEs的生态风险进行了评价。结果表明，样品中共检出9种目标OPEs，总检出质量分数为<LOQ~35.1 ng·g ^-1，检出化合物单体主要以磷酸三苯酯(TPHP)、磷酸三正丁酯(TNBP)、磷酸三(2氯丙基)酯(TCIPP)和磷酸三(2氯)乙酯(TCEP) 为主。总体来看，远岸OPEs总检出质量分数高于近岸，且主要检出单体的质量分数也与近岸存在明显差别。造成上述差异的原因一方面可能与化合物自身的理化性质有关，亲脂性较高的TPHP和TNBP化合物可能更易累积在沉积物中。另一方面可能与来源有关，远岸以TPHP和TNBP为主的检出结果可能与海上油气开采和运输、海底光缆和输油管道铺设、船舶航运活动以及海流输运有关；而近岸主要检出的TCIPP和TCEP可能主要与城镇生活和工业污水排放以及海上养殖投料有关。表层沉积物中的OPEs生态风险评价结果表明，尽管绝大多数OPEs单体对水生生物的生态风险较低，但TPHP以及总OPEs对水生生物具有中等生态风险。因此，北部湾广西海域OPEs污染情况需要引起重视，尤其要高度关注近岸的TCIPP和TCEP，远岸的TPHP和TNBP的污染排放和管控，从源头减少污染。

针对单波束测深数据插值模型精度验证困难等问题,利用潮间带潮汐规律,提出了一种基于高精度无人机数据验证插值模型精度的方法。在低潮时利用无人机摄影测量构建高精度潮间带数字表面模型,高潮时获取单波束测深数据并结合全球导航卫星系统技术计算得出潮间带地形点的三维坐标,使用克里金插值法、反距离权重法、规则样条函数法以及自然邻域法分别构建潮间带数字高程模型。以无人机数字表面模型数据为基准,分别对4种插值方法构建的潮间带数字高程模型进行精度分析。结果表明:1)后处理差分技术辅助无人机摄影测量可以构建高精度潮间带数字表面模型。2)在潮间带区域可以使用无人机数据作为单波束测深数据精度的评价标准。3)潮间带地形较为平坦时,规则样条函数法相比于其他3种插值方法精度更高,粗差率为12.5%。

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。

硝酸盐是海洋中浮游植物生命活动可利用的主要氮形态,其跃层深度(Z_N)会直接影响硝酸盐垂向输送、海洋初级生产力以及海洋碳循环。随着海洋观测技术的不断发展,硝酸盐剖面数据的采集呈现多样化,包括船基CTD观测和生物地球化学浮标BGC-Argo自动观测等,且垂向采样分辨率差异较大(CTD较低,BGC-Argo较高)。针对不同采样数据,亟需对硝酸盐跃层深度计算方法进行系统且定量化的对比分析研究。本文利用西北太平洋历史船测CTD数据和BGC-Argo浮标数据,采用差值法、梯度法和阈值法分别计算对应硝酸盐跃层深度。研究结果表明:就单一硝酸盐剖面,基于BGC-Argo数据,差值法计算的Z_N与目视解译的Z_N相差仅为0.2 m,阈值法次之为20.0 m,梯度法相差最大为202.8 m;基于CTD数据,差值法计算的Z_N与目视解译的Z_N相差2.0 m,阈值法相差49.0 m,梯度法相差155.0 m。相较于梯度法和阈值法,差值法计算的Z_N与目视解译的Z_N相差最小。根据误差统计分析结果发现,基于BGC-Argo数据,三种方法计算得到的Z_N与目视解译的Z_N均呈现良好相关性,其中差值法计算结果误差最小(R²为0.77,RMSE为28.48 m),阈值法的R²为0.64,RMSE为34.85 m,梯度法的R²为0.52,RMSE为53.80 m;对于CTD数据,由于其垂向采样分辨率较低,三种方法计算得到的Z_N与目视解译的Z_N相差较大,但相比于梯度法和阈值法,差值法的误差仍最小(R²为0.81,RMSE为16.13 m),阈值法的R²为0.47,RMSE为27.65 m,梯度法的R²为0.42,RMSE为36.41 m。通过对比分析各方法的特点和差异性,初步探究了各方法的适用性,可为深入研究硝酸盐垂向分布特征和向上输运过程提供科学参考。

深海橄榄岩在海底洋中脊、俯冲带和大陆边缘等构造环境中广泛分布,并普遍经历后期蚀变,其中蛇纹石化作用是最主要的蚀变类型。蛇纹石化是指橄榄岩中富镁铁矿物,如橄榄石和辉石,被蛇纹石、磁铁矿、水镁石等一系列次生矿物所取代的化学过程。蛇纹石化反应条件与热液循环、成矿物质迁移等具有密切的联系,对指示热液成矿作用具有重要意义。传统的岩石矿物学、地球化学方法在反映蛇纹石化条件时具有多解性和不确定性,不同矿物或不同化学指标可能指示不同的结果。氧同位素在自然界普遍存在,氧同位素示踪法具有适用范围广、容易比对、支持原位微区分析等优点,可以清晰地反映矿物或岩石-流体体系的反应条件和过程。该文主要综述了氧同位素测温法的原理、深海橄榄岩蛇纹石化过程、氧同位素测温法在深海橄榄岩蛇纹石化过程中的应用案例、蛇纹石氧同位素组成变化的影响因素以及氧同位素测温法的优势和局限性等问题,为后续更深入地了解深海橄榄岩蛇纹石化过程提供参考。

该文分析了珠江口沉积物柱状样HKUV16中正构烷烃的长链奇碳烷烃含量(∑oddC_25~33)、碳优势指数(CPI)、平均链长(ACL)、C₃₁/C₂₇和海洋水生植物比重(P_mar-aq),探讨了中全新世以来正构烷烃来源变化及对珠江流域环境变迁的指示。HKUV16的长链正构烷烃特征指示其主要来自陆源高等植物。在8.0~7.0 ka BP期间,∑oddC_25~33、CPI值和P_mar-aq值增加,ACL和C₃₁/C₂₇为低值,指示该时期陆源有机质输入增加,木本植物占比大,珠江流域气候湿润。在7.0~3.2 ka BP期间,∑oddC_25~33降低,表明陆源有机质输入减少,而ACL和C₃₁/C₂₇呈增—减—增的变化趋势,指示珠江流域可能经历了干旱—湿润—干旱的气候变化。3.2~2.2 ka BP,ACL、C₃₁/C₂₇的高值显示此时草本植物占比明显增大,可能意味着该时期的气候较为干旱。多指标综合显示2.2 ka BP之前珠江口沉积物的正构烷烃变化主要受夏季风的影响,而2.2 ka BP以来不断增强的人类活动可能成为影响珠江流域生态环境的主导因素。

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。

收集1954—2019年珠江流域的3个主要水文站:高要站(西江)、石角站(北江)和博罗站(东江)的径流量与输沙量资料,运用Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法,分析了珠江流域水沙近70年来的年际变化特征。结果表明,1954—2019年珠江年径流量变化趋势不明显,年输沙量呈下降趋势,高要站与博罗站年输沙量分别于2003年和1991年发生突变,多年平均输沙量较突变前分别减少了71.30%和48.88%,石角站未发生明显突变。2000—2019年珠江流域归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)整体呈上升趋势,植被覆盖改善区域占流域总面积的89.27%,但NDVI与水沙变化的相关性不显著。运用双累积曲线法对不同时期人类活动对珠江输沙量的影响进行分析,20世纪80年代以来,森林砍伐、水库建设、水土保持等人类活动对输沙量造成显著影响,2000年以后龙滩水库建设是西江输沙量下降的主要原因,植被改善对于珠江流域输沙量的影响不明显。

两相淋滤实验能够分离深海铁锰结核的水生矿物相和残留矿物相组分,为研究深海铁锰结核成矿作用以及古海洋环境提供直接信息。为了探讨两相淋滤实验在不同成因类型铁锰结核成矿作用研究中与全岩样品分析结果的差异,本文选取了西太平洋海山区和东太平洋CC区6个站位的铁锰结核样品进行了全岩样品矿物学和元素地球化学分析,利用两相淋滤实验分别提取了铁锰结核样品的水生矿物相和残留矿物相组分,并进行了元素地球化学分析。结果表明,不同类型铁锰结核的两相淋滤实验中残留相质量占比为14.0%~17.6%,变化较小,残留矿物相组分中Nb、Rb、Ta、Ti、Zr等元素含量较高。水生矿物相组分中的Co、Ni、Cu、Zn、Sr、REY元素含量及其比值变化与全岩样品基本一致。水生矿物相与残留矿物相中Ti、Nb、Sr含量的比值与全岩样品的Mn/Fe值呈较好的负相关关系,可作为研究铁锰结核成矿环境的指标参数。

海岸线是描述海陆分界的重要地理要素之一,其在自然因素及社会经济因素的双重影响下发生着不同强度的动态演变。基于Landsat系列卫星遥感影像,通过RS、GIS技术结合实地勘察,分析了1976—2021年间南澳岛海岸线时空演变,并运用灰色关联分析法进行驱动因素分析。结果表明:1)45年来南澳岛海岸线变迁显著,长度增长了11.06 km,分形维数呈升高趋势;2)研究期内,岸线类型由基岩为主的自然岸线向人工岸线转化,岸线利用程度综合指数呈增长趋势,岸线结构呈单一至多元发展的态势;3)南澳岛海岸线演变有明显的镇区差异,后宅镇受人为因素影响大,其演变较为显著,云澳、深澳两镇主要受到自然因素影响,其演变较为缓慢;4)台风(自然灾害)以及人口数量是南澳岛海岸线演变的主要驱动因素。