斯里兰卡是海岛型国家, 是印度洋航线关键节点, 具有重要战略地位。文章分析了斯里兰卡独特的地质构造背景, 其地形起伏剧烈, 地质灾害频发, 且抵御能力脆弱, 历史上曾发生过多起地质灾害, 造成了重大人员伤亡和经济损失。针对地质灾害频发的问题, 本文提出了在沿海城市构建综合地质灾害监测平台的紧迫性, 并且详细介绍了地质灾害监测平台建设3个阶段的布设情况, 证明监测平台具有可行性。提出了斯里兰卡地块的构造演化机制和沿海城市浅层地质结构的稳定性是迫切需要解决的两个重要科学问题。利用采集到的最新地震数据, 聚焦斯里兰卡沿海地区地质构造与速度结构研究, 结合地质灾害的时空变化特征, 制定当地的地质结构稳定性评估标准, 为区域地质灾害和风险防范提供直接科学证据。利用岩石学、地球化学、地球物理、地质定年等多学科交叉手段, 建立更为全面的地质构造演化模型。

碳元素在海洋中以多种形式参与全球碳循环, 其中海洋沉积物埋藏的有机碳(total organic carbon, TOC)在全球碳循环中起到至关重要的作用。边缘海作为全球海洋物理能量和生产力较高的过渡区, 储存了全球海洋80%以上的有机碳。中国边缘海总面积约470×10⁴km², 具有显著的储碳能力和前景, 随着我国“双碳”目标的实施, 海洋储碳相关研究成为近年来的研究热点。文章综述了中国边缘海沉积物有机碳分布特征, 整体上呈现出从渤海向南海逐渐增加的趋势, 且沿岸海域和河流入海口周围含量显著高于远海。同时分析了有机碳主要来源和影响因素及其储碳潜力, 并对未来可能的重点研究方向进行了展望, 旨在为国内边缘海储碳和碳循环方面的相关工作提供一定的借鉴。

河口近海区域作为陆地与海洋生态系统的交汇点, 其在氧化亚氮(nitrous oxide, N₂O)的生物地球化学循环中扮演着至关重要的角色。N₂O作为一种强效温室气体, 它在河口近海的分布特征和微生物代谢驱动机制对全球气候变化具有显著影响。本文综述了河口近海区域N₂O的分布特征, N₂O释放的主要微生物代谢途径(硝化过程、硝化细菌反硝化过程、不完全反硝化过程、硝化作用耦合反硝化过程), N₂O产生与消耗过程的测定方法以及N₂O释放的环境影响因素。对河口近海N₂O生物地球化学循环的研究, 有助于我们制定有效的管理策略, 对减少N₂O排放、减缓全球变暖具有重要意义。

滨海湿地是指陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带, 具有调节流量、防止海水入侵、补充地下水营养物质沉积、调节气候、维持生物多样性、固堤促淤、促进生态旅游和固碳与储碳等重要生态功能与价值。全球滨海湿地面积大约为1.42×10⁸hm², 中国现有5.94×10⁶hm²。随着全球滨海地区人口急剧增长、经济发展、工业化和城市化进程推进, 滨海湿地生态系统退化和消失严重, 亟需加强系统的、全面的保护措施。本文综述了国内外海岸带生态修复和环境优化的技术进展, 分析了典型案例, 总结了我国在生态修复方面的特点与优势, 尤其是美丽中国生态文明专项实施以来取得的新成果。这些成果对海岸带生态恢复与环境优化具有重要借鉴意义和示范作用。最后, 面对全球变化的挑战, 本文提出了中国滨海湿地生态修复与环境优化的建议和推进措施, 助力国家“双碳”战略实施和海洋经济可持续发展。

随着全球对清洁能源需求的增长, 氢能作为重要的可再生能源储备, 其储存技术受到广泛关注。陆上储氢系统存在氢气泄漏、污染饮用水和灾变伤人等风险。而海下岩层地质环境相对稳定, 密闭性好, 海下离岸储氢技术受到广泛关注与快速发展。目前主要的地下储气技术包括盐穴、含水层和枯竭油气藏储气库3种, 其中盐穴储气库在欧美多国已经运行多年, 技术基础较为成熟, 然而我国滨海并无适合建设盐穴的地层, 盐穴储氢库只能在内陆建设。我国滨海地下含水层和油气藏较为丰富, 亟须及时开展海下储氢的相关地质研究, 推动不同海域相关技术的发展和应用, 以及氢能产业的全面发展。发展海下储氢技术不仅在选址过程中需要运用最新的地球物理方法, 结合氢气特殊的物理化学特性, 详细评估海下特殊的地质条件, 同时要综合考虑地质、水文、生物化学和矿物学等因素, 以确保合理规划和安全运行。

大型海藻作为海洋中重要的初级生产者, 在碳捕获和长久封存中发挥着重要作用, 是实现海洋负排放的有效途径之一。大型海藻具有广阔的可栽培区域和高效的固碳增汇能力, 结合生物碳泵和微生物碳泵的协同作用, 有望成为海水养殖负排放的排头兵。通过大型海藻生物修复技术、资源养护技术和生态增养殖技术, 可增加大型海藻资源, 改善海区环境和养护渔业资源, 发展海洋碳汇渔业; 而通过大型海藻绿色饲料技术, 可减少经济水产动物与畜牧动物温室气体(如甲烷)排放。大型海藻的规模化栽培和资源绿色低碳利用, 能够为海水渔业高质量发展和海洋生态安全做出重要贡献。目前, 应重点开展大型海藻生态系统负排放理论研究和碳汇技术研发, 编研基于全生命周期的大型海藻碳汇核算标准和方法学, 探讨大型海藻生态产品价值实现的有效途径。发展大型海藻负排放理论和技术不仅有利于践行国家双碳战略, 对于我国实现基于陆海统筹的海水渔业和畜牧业高质量发展, 并达成联合国可持续发展目标, 也具有重要的科学意义和应用价值。

受到气候变暖和人类活动的影响, 全球不少珊瑚礁正面临着急剧退化的风险, 开展珊瑚礁保护与修复的工作已成为当务之急。进行造礁石珊瑚群体遗传学的研究对于深入理解珊瑚物种的遗传结构、遗传多样性和连通性具有重要意义, 同时可以揭示珊瑚应对环境压力时的适应性潜力和恢复能力, 从而为保护和管理珊瑚礁提供科学指导。本文综述了近年来在全球典型海域开展的珊瑚群体遗传学研究的现状与进展, 并针对可能影响珊瑚群体遗传结构的因素进行了讨论。总体而言, 目前造礁石珊瑚群体遗传学的研究多集中在澳大利亚大堡礁、加勒比海等区域, 微卫星标记仍是当前使用最为广泛的DNA分子标记。繁殖方式、距离隔离、环境隔离以及人类活动等是影响珊瑚群体遗传多样性水平和遗传结构的重要因素。基于国内外研究进展, 本文最后对目前我国南海造礁石珊瑚群体遗传学研究中存在的问题和发展趋势进行了分析和展望, 以期为我国珊瑚礁保护与修复工作提供参考。

热带海洋特色生态系统是指珊瑚礁、红树林、海草床等由独特生境与生物共同构成的生态系统, 主要分布于全球热带亚热带海区; 其特点是物质循环效率高, 生态功能独特, 具有丰富的生物多样性和极高生产力, 历来是海洋科学研究和资源利用与保护的重点对象。然而, 受人类活动和全球气候变化等多重压力影响, 这些生态系统的退化趋势日益凸显。如何恢复热带海洋特色生态系统的功能, 促进它们的可持续发展并造福人类, 引起了学界和国际社会的高度关注。本文阐述了世界热带海洋特色生态系统的分布格局、退化趋势及其影响因素, 分析了我国珊瑚礁、红树林、海草床生态系统的分布现状和生物多样性特点, 并以珊瑚礁生态系统为重点, 探讨了热带海洋特色生态系统退化的原因, 以及目前我国开展修复和保护的有关行动措施。根据全球生物多样性保护行动计划, 结合我国的实际情况, 提出热带海洋特色生态系统恢复重构与保护的对策建议: 1)建议国家组建南海特色生态系统研究中心、智能监测监控系统、专项数据库和专家智库; 2)设立热带海洋特色生态系统恢复与保护示范区, 组织多学科领域专家联合开展研究—试验—示范—评估—推广—监控; 3)健全政策法规, 加强执法管理, 重视科普教育, 提高公众环保意识, 形成社会自觉行动。这些将为加强热带海洋特色生态系统及其生物多样性的保护和管理, 维护其可持续发展和落实《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》提出的30×30目标提供参考。

加强对海水养殖生态系统的基本认知, 揭示养殖活动的环境生态效应, 是近年来海洋生态学研究关注的焦点之一。纤毛虫是海水养殖生态系统的重要组成部分, 在健康养殖中发挥着重要的作用。本文针对当前国内外关于海水养殖中纤毛虫研究的进展进行综述, 介绍了养殖水体中纤毛虫生物多样性、纤毛虫病害、养殖活动对纤毛虫的影响、纤毛虫对养殖环境的指示等; 此外对已有研究的不足进行了归纳, 对未来发展的趋势进行了展望, 为深入认识纤毛虫在海水养殖中的生态角色, 揭示海水养殖生态与环境效应研究提供借鉴和参考。

生物碎屑砂是海洋沉积物的重要组成部分, 运动特性是研究其沉积过程的关键。从生物碎屑砂的特性出发, 归纳出形状和内孔隙这2个对泥沙运动产生影响的主要特性。分别从沉降、起动和岸滩演变的实验研究出发, 剖析了生物碎屑砂特性对泥沙运动特性产生的影响。现有研究只探究了形状对单颗粒生物碎屑砂运动的影响, 缺乏对群颗粒运动的探讨。受限于研究手段, 缺少讨论内孔隙特性对生物碎屑砂运动产生的影响。未来应结合海洋水动力条件, 综合考虑生物碎屑砂形状和内孔隙特性, 开展生物碎屑砂运动特性研究, 量化生物碎屑砂特性产生的影响, 将成果运用于实际, 预测生物碎屑沉积环境中的岸滩地貌演变。

黑碳是一种广泛存在于不同环境中且抗氧化、耐分解的含碳物质。作为惰性有机碳的重要组分, 黑碳深刻影响着全球碳循环。当前海洋黑碳收支的不平衡研究结果表明海洋中可能存在未知的或被忽略的黑碳来源或埋藏路径。随着深渊海沟、热液区和冷泉区等这些地球上最为极端的海洋环境黑碳研究的不断深入, 已经确认这些环境中存在独特的黑碳循环过程, 可能是海洋黑碳的重要源或汇。本文综述了海洋极端环境中黑碳的地球化学特征, 发现深渊海沟独特的“V”字型地形有利于物质汇聚, 其中的黑碳比同沉积的有机碳更为古老, 黑碳年埋藏量可达约(1.0±0.5)Tg; 热液区的高温流体通过“灼烧”有机质形成原位自生黑碳, 其每年向海洋贡献的黑碳可达1.6~9.7Tg, 是海洋黑碳的重要来源; 冷泉区黑碳的源汇过程尚不清楚, 但区域内丰度极高的甲烷厌氧氧化古菌最近被证明可以直接产生黑碳, 其碳同位素值负偏至-60‰以下, 这是迄今为止唯一的一种微生物来源黑碳, 是对黑碳类型传统认识的重要补充。尽管目前已经建立海洋黑碳源汇过程的总体框架, 但尚缺乏对海洋极端环境黑碳的直接形态观察及特征分析, 未来的研究需要明确海洋极端环境中陆源黑碳与海洋自生黑碳的比例, 以进一步了解海洋黑碳源汇过程并探讨极端环境黑碳在海洋碳循环中扮演的角色。

珊瑚礁生态系统在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。珊瑚礁生态系统是潜在的蓝色碳汇, 我国珊瑚礁总面积约占全球的11%, 每年的固碳量大约在3.5×10⁶~4.5×10⁶t之间。珊瑚礁生态系统的总储碳量非常巨大, 同时珊瑚礁生态系统作为碳库在碳交易中具有非常大的潜在应用价值。文章综述了珊瑚礁生态系统中的固碳过程及储碳机制, 包括碳酸盐泵、生物泵和微型生物碳泵, 阐述了三种碳泵的研究进展。同时, 针对目前研究存在的不足和问题, 提出未来研究方向, 以期为南海岛礁珊瑚礁生态系统的保护和管理提供科学依据。

珊瑚礁生态系统是海洋生态系统的重要组成部分, 在维持海洋生态平衡和生物多样性上扮演着重要角色。本文通过文献检索手段, 归纳了当前国际和国内珊瑚礁生态学领域的发展现状。国际上关注的主要方面包括全球变化与珊瑚礁生态系统、珊瑚共生关系的建立与维持、珊瑚礁生物系统发育与进化、珊瑚礁生物多样性及其物种分布格局、珊瑚礁生态系统保护与管理等; 国内关注的主要方面包括全球变化与珊瑚礁生态系统、全球变化背景下的珊瑚-虫黄藻共生体、珊瑚共生关系多样性、人类活动与南海珊瑚礁生态系统、珊瑚礁生物多样性及其群落格局等。珊瑚礁生态学研究的未来发展趋势将更加注重全球变化背景下的珊瑚与珊瑚礁生态系统、珊瑚共生机制、边缘珊瑚礁以及珊瑚礁保护与修复。未来我国珊瑚礁生态学研究需提升全球视野, 加强国内与国际合作, 深入机制挖掘, 完善系统研究, 增强珊瑚礁保护与修复研究。

滤食性浮游被囊动物在开阔大洋和沿海海域中大量存在, 通过黏液网来大量过滤海水浓缩食物颗粒以供种群快速增殖, 是生物碳泵的关键组成, 对海洋生物地球化学循环和生态系统能量流动均有重要意义。文章从浮游被囊动物生物学特征、植食性滤食作用、生活史特异性等方面综合论述了国内外关于浮游被囊动物在摄食海洋微型生物、调节海洋生物碳泵(biological carbon pump, BCP)和改变微型生物群落结构以及联系深海食物网等方面的作用。概括了国内外影响浮游被囊类暴发的食物因素、生活史特征、海洋动力过程及气候变化等相关研究进展。浮游被囊动物通过黏液过滤打包真光层微型生物, 产生的粪便球和胶质死体快速沉降而输出成为胶质碳泵, 从而增加BCP效率, 改变微型生物碳循环途径; 作为上层海洋生态系统与深海生态系统的媒介, 胶质坠落在深海群落和底栖动物食物网中扮演重要作用。文章最后总结了其他胶质碳泵的相关研究进展, 并提出在全球变化背景下, 未来的研究应该更多地着眼于动力过程对不同生活史阶段浮游被囊动物的垂直移动和集群的影响, 并将过滤摄食对微生物群落影响及繁殖策略响应与海洋物理、化学和生物环境多维度联系起来, 全面解释浮游被囊类暴发的内在和外在机制, 有助于准确评估海洋被囊类胶质碳泵效率及其对全球变化的响应。

红树林内生真菌因其高盐、高温、强光照、缺氧的生存环境而进化出独特的代谢途径, 进而产生了一大批种类丰富、结构新颖、活性显著的次生代谢产物, 使红树林来源的内生真菌次级代谢产物成为近年来的研究热点。在红树林内生真菌领域中, 曲霉和木霉属真菌是研究较多的两个属。本文对2018年1月—2022年10月红树林来源曲霉属内生真菌和2015年1月—2022年10月红树林来源木霉属内生真菌新次级代谢产物的化学结构及其生物活性研究进行综述, 按聚酮类、生物碱类、萜类、肽类与氨基酸类化合物等分别进行总结, 并提出目前研究中存在的问题, 为后续红树林内生真菌的研究提供借鉴和指导。

海-气界面的物质和能量交换是导致全球气候和生态环境变化的重要原因。作为我国和西北太平洋最大的陆架边缘海, 南海的大气沉降在其外源输入中占有重要地位。随着南海周边国家经济社会的持续快速发展, 人为源污染物通过大气沉降向海洋的输送日益增强, 势必会对南海生态环境产生不可忽视的影响。基于近30年来南海生源要素、微痕量元素以及新污染物微塑料大气沉降的研究报道, 本文系统总结归纳了南海大气干湿沉降物浓度、干湿沉降通量及其影响因素, 并对其生态环境效应进行了分析。结果表明: (1)南海大气颗粒物浓度相较我国东部近海要低, 且基本没有酸雨的沉降, 但受东南亚生物质燃烧和我国化石燃料燃烧排放影响, 南海大气碳质气溶胶浓度和沉降量处于较高水平; (2)南海大气干湿沉降营养盐中均以氮占绝对主导地位, 且各形态氮的比例在不同海域存在较大差异, 沉降物的营养盐结构严重失衡; (3)气溶胶中人为源金属元素的溶解度较高, 多数成分以湿沉降为主, 大气微塑料多以纤维形态存在, 气象条件(降水量、风速等)、源排放强度是控制大气成分浓度和沉降通量的主要因素; (4)大气氮沉降约占南海表层氮输入总量的20%, 大气氮的输入会加重海域的低氧和酸化, 且营养物质沉降对浮游植物的爆发性增殖有重要作用, 大气沉降会对南海这一寡营养生态系统产生多重复杂影响, 这与海域水文条件、初始营养状况、浮游植物类群以及大气成分和沉降特征等密切相关。今后应注重在研究的深度和广度上持续发力, 聚焦各类大气成分尤其是有机态氮磷和新污染物干湿沉降的精准化常态化监测, 从多学科交叉角度深入探明生源要素和微痕量元素大气沉降与南海生态系统之间的影响与反馈机制。大气沉降是南海生物地球化学循环的重要一环, 对南海生态环境的影响是一把“双刃剑”。随着未来南海陆源物质大气沉降作用的持续增强, 这一影响必将更趋复杂和深远。

人为活动引起的二氧化碳(CO₂)等温室气体排放是驱动全球变暖的主要因素。全球变暖对粮食、水资源、能源、经济安全等领域均产生了严重威胁。减缓全球变暖势在必行, 不仅需要大规模减少CO₂等温室气体排放, 还需要大量部署CO₂移除(carbon dioxide removal, CDR)技术(又称负排放技术), 主动从空气中移除CO₂并长期封存, 尽快使全球CO₂净排放减少为零, 达到“碳中和”。海洋占地球表面积的70%, 是最大的活跃碳库, 具有巨大的CO₂吸收潜力。基于海洋的CDR是实现碳中和的必要途径, 海洋CDR理论、方法、技术研究已成为热点和前沿领域。目前, 海洋CDR的研究认知仍相对较弱, 具有广阔的发展空间。缓解全球变暖的迫切需求促使海洋碳汇基础理论和海洋CDR研究快速发展, 原创性进展不断出现。本文主要综述铁铝假说的理论基础, 探讨基于“海洋铝施肥”的CDR发展潜力。铁铝假说认为, 铝可增强上层海洋浮游植物固碳, 降低生源碳分解速率, 提高海洋生物泵效率, 增加碳向深海输出、封存, 调控海洋碳汇的形成, 影响大气中CO₂的浓度。与铁一样, 铝可能也是影响地球历史时期和现代气候变化的关键因子。通过提高铁的利用效率和向深海碳输出效率, 铝可以弥补人工海洋铁施肥的不足, 赋予海洋铝施肥成为新型的基于自然碳汇的CDR方法和技术的潜力。作为一种CDR方法, 海洋铝施肥尽管具有潜在高效的特点, 但还处于较为初级的概念阶段。本文提出, 应当从上层海洋浮游植物固碳、生源碳向深海输出、碳的长期封存三个方面, 进一步研究铝增强海洋碳汇的作用机制, 完善铁铝假说和海洋铝施肥的理论基础; 并在不同时空尺度上检验海洋铝施肥的CDR效能及其潜在环境影响, 为基于海洋铝施肥的CDR技术开发和应用提供科学基础。

吕宋海峡是连接南海与西太平洋的唯一深水通道, 也是调节南海环流及其热力特征的关键海洋通道。在大尺度西边界流、中尺度涡、热带气旋等众多因子的共同影响下, 吕宋海峡输运表现出显著的多时间尺度变率特征, 其中热带气旋是影响该海域强烈且频繁的天气过程之一, 解析吕宋海峡输运与热带气旋之间的动力联系也是近年来南海海洋研究的热点之一。本文主要从吕宋海峡附近热带气旋活动特征及其对黑潮、吕宋海峡附近环流结构、吕宋海峡输运的影响等方面回顾最新的研究进展。最后, 本文认为接下来应当在热带气旋调制吕宋海峡输运的机制, 以及对吕宋海峡输运年际变化的贡献等方面加强研究。

微生物固氮是红树林生态系统中氮素循环的一个关键环节, 其产生的新氮源对红树林生态系统的氮素营养供给和初级生产力的提高有着重要意义。本文聚焦红树林固氮微生物的研究历史和现状, 综述了红树林固氮微生物的群落结构、固氮速率及其测定方法, 探讨了固氮微生物在红树林生态修复中的应用及其对红树林生境的指示作用, 阐述了固氮微生物在耦合红树林碳、氮、硫元素循环的重要角色, 并展望了红树林固氮微生物的研究前景和新视角。

海参具有重要的海洋生态、食用和药用价值, 目前我国野生海参资源严重枯竭, 开展人工繁育是恢复海参种群资源的重要途径, 了解海参产卵行为的调控激素对于开发人工注射催产药剂具有十分重要的意义。文章对海参中发现的可调控海参产卵行为的激素进行了综述, 并对未来的研究进行展望, 以期为深入揭示海参产卵行为的关键机制以及开发海参的人工注射催产药剂提供参考。

人工礁是一类人为放置在海底的结构物, 以模拟实现天然礁石的某些特性, 具有加强渔业资源增殖、促进海洋生境修复和支持滨海娱乐休闲等功能。其起源可追溯到数千年前, 但关于人工礁的系统性研究和应用是自20世纪开始的。近年来, 随着人工礁的研究热度与日俱增, 大量的新材料、新结构、新方法和新应用被提出和实践。通过回顾国内外关于人工礁的研究进展, 从人工礁的设计、研究及应用三个方面对当前该领域的现状进行综述, 并对今后人工礁的研究和应用方向进行展望, 旨在为国内人工礁方面的相关工作提供一定的借鉴和参考。

水体悬沙浓度是水利、环境、河口海岸与海洋相关研究领域最为基础的数据需求之一。随着传感器技术的发展, 悬沙浓度连续测量技术在悬沙浓度测量领域表现出高时空分辨率、长期数据采集的成本和风险均较低的突出优点。本文综述了光学、声学、音叉谐振、压差和放射性射线衰减等原理用于悬沙浓度连续测量技术的相关研究进展, 探讨了各技术方法的优、缺点, 并提出了今后的研发重点和发展方向主要在以下几个方面: 1) 光后向散射原理是低成本、小型化和高时频测量悬沙浓度的最优技术路线, 需着力于开展量程扩增和粒径敏感度削弱研究; 2) 低不确定度悬沙浓度垂向剖面观测的实现依赖于超声后向散射原理技术路线的发展; 3) 音叉谐振原理技术路线尤为契合高含沙水流和浮泥工况下的超高量程应用场景; 4) 多技术路线传感器融合以及使用人工智能算法模型替代正向反演模型。

绿色海堤是传统结构工程与海岸生态系统共同组合而成的新型海堤, 用以应对未来海面上升、风暴加剧给低地海岸防护带来的挑战。需解决的问题主要有海岸生态系统消浪过程及生态系统在海堤体系中的配置方式。理论分析、现场观测、物模数模所获结果表明, 海岸生态系统确有显著的消浪功能: 1) 陆架泥区消浪, 其机制以再悬浮和浮泥运动为主, 底部摩擦为次; 2) 潮滩下部的粉砂细砂滩底部摩擦和推移质运动共同造成波能耗散, 而上部的泥滩则以再悬浮和悬沙输运为主; 3) 在盐沼、红树林、海草床等由植被构成的生态系统, 植物通过形态阻力、茎秆运动来阻滞水流、耗散波能, 其效能高于沉积物床面对波能的耗散; 4) 生物礁主要有珊瑚礁和牡蛎礁, 其消能作用主要通过床面摩擦和波浪破碎, 效能较高, 尤其是在风暴期间。生态系统如何成为海堤的有机组成部分, 尤其是侵蚀型海岸的生态位修复和绿色海堤整体设计, 还需进一步研究相关的科学问题: 与硬质工程结合的盐沼-牡蛎礁的适应性生物学; 未来环境变化条件下生态系统的稳定性; 绿色海堤生态系统空间配置及其与风暴事件的时间尺度匹配; 基于均衡剖面理论的海堤形态优化。

南海及邻近海区科学数据中心是国家地球系统科学数据中心的分中心, 其目标是通过联合热带海洋生物资源与生态、热带海洋环境动力领域和边缘海与大洋地质研究领域的优势力量, 建成具有南海特色的海洋科学数据资源共享服务平台, 促进海洋科学数据资源的开放共享与高效利用。南海及邻近海区科学数据中心资源在建设和实践过程中, 整合和共享了1985年以来南海水文、气象、生态、地质等多学科、多要素、多尺度的海洋科学数据资源, 一方面为南海海洋学各学科的科技创新提供精确、完整和可靠的海洋科学数据资源, 增强我国海洋科技创新能力; 另一方面为国家重大战略需求、海洋经济社会发展和相关决策活动提供数据基础支撑。

珊瑚岛礁海岸波流动力复杂、地貌形态特殊、工程响应未知, 波浪传播变形和波生环流对建筑物安全、地形地貌演变、防灾减灾和生态环境保护都有重要影响。本文从大范围大洋海脊导波与岛礁波浪俘获、中等尺度的礁坪-潟湖-裂口系统波流特性、建筑物前沿的局部波流特性及工程响应等三种不同空间尺度上综述了波流运动特性研究的新进展, 主要包括深水大范围的海脊波浪引导与岛礁波浪俘获的理论解析、礁坪-潟湖-裂口系统整体物理模型实验、基于大水槽实验的建筑物影响下波流演化过程及越浪量和波浪力计算方法, 并提出亟需深入研究的重点内容。

海洋微生物因长期适应特殊的生存环境而进化出特殊的代谢途径, 从而产生大量结构新颖、功能独特的生物活性物质, 使海洋微生物来源的天然产物成为海洋新药开发的研究热点。文章以文献计量学的方法和视角, 从海洋真菌和海洋细菌天然产物研究现状、海洋微生物天然产物的人工合成、海洋微生物天然产物的生物活性评估以及成药性评价等方面进行概述, 分析了当前海洋微生物天然产物状况和发展态势。

海洋科学是一门依赖于观测的学科, 而卫星是海洋研究的重要观测平台之一, 海洋卫星数据在海洋科学研究中具有重要的意义。21世纪初以来, 我国陆续发射了多颗专门用于海洋观测的卫星, 初步拥有自主海洋卫星全球观测网络。本文针对国内外海洋卫星资源基本情况, 总结了我国海洋卫星数据应用发展现状, 特别是海洋卫星数据接收、处理、管理、应用等方面的情况, 并分析、探讨了我国海洋科学研究对卫星数据的需求, 以及我国海洋卫星数据科学应用存在的问题和发展策略。

海气湍流热通量(潜热和感热)是研究海气相互作用和大洋环流的关键要素, 认识其变化机理对理解“海洋动力过程及气候效应”有重要意义。然而, 受观测手段和计算能力两方面的限制, 过去对海气湍流热通量日变化研究存在“特征认识较粗、机制理解较疏”的现象。本文探讨了在不同边界层稳定性下海气湍流热通量日变化研究中的问题与难点, 并讨论了“不同边界层稳定性下海气湍流热通量日变化过程和机理”这一关键科学问题。本文提出, 可基于海洋浮标、平台和波浪滑翔机等综合观测数据和高时空分辨率再分析资料, 利用块体算法和脉动分离方法, 揭示全球海气湍流热通量的精细化日变化特征和决定因素, 以及海气湍流热通量日变化强度(日内小时级变化的标准差)与极端天气过程和气候事件的动力关联。同时, 为更精准认识日变化过程, 在技术上可通过耦合高频海表流速和校正边界层物理参数观测高度等方式提升海气湍流热通量估算的精确度。本文提出可将多时空尺度海气湍流热通量变化维度转换到边界层稳定性上, 以便集中认识其日变化特征和机理, 支撑全球海气能量平衡的科学认识。

红树林是全球极为重要的生态与环境资源, 在储存有机碳、增加滩面高程及防御海洋灾害等方面富有成效。然而, 因高强度人类活动与海面上升作用, 世界沿海红树林潮滩出现大规模损失。基于此, 本文从红树林消能及泥沙捕集、红树林潮滩生物地貌行为, 以及红树林潮滩对风暴潮与海面上升的响应三个方面, 对红树林潮滩沉积动力研究进行分析与回顾, 提出红树林潮滩沉积动力研究的关键问题应着重于红树林潮滩波流联合动力的衰减与潮滩动力、沉积、地貌及植被的耦合过程。此外, 针对全球沿海红树林生境的差异, 还应从区域尺度加强红树林潮滩沉积过程与驱动机制的研究。

在富含甲烷水合物的海相冷泉沉积物中, 古菌厌氧甲烷氧化作用(anaerobic oxidation of methane, AOM)越来越受到人们的重视。目前普遍认为, AOM是由嗜甲烷古菌和硫酸盐还原菌共同调节的生物地球化学过程。16S rRNA基因分析表明, 包括AEME-1、AEME-2和AEME-3在内的多种甲烷古菌参与了AOM的过程, 它们广泛分布于全球大洋海底缺氧带。AOM过程与全球环境变化密切相关, 从深海底部冷泉区向上渗漏的甲烷气体, 绝大部分在穿透缺氧带沉积层过程中被甲烷氧化古菌所消耗, 有效减少了具有强烈温室效应的甲烷气体向大气的释放。对AOM生物地球化学过程的研究, 在认识冷泉系统碳酸盐的形成机理、控制强温室气体甲烷从海底的渗漏和开发可燃冰新能源等方面具有重要意义。