【基金项目成果介绍】2024年海洋科学与极地科学结题项目主要研究成果|动力学|地球化学|海洋学|海洋生物|海洋科学|遥感

本文按二级申请代码分别总结了海洋学科2024年度结题项目主要研究进展。

1　物理海洋学　

在大洋环流方向，结合WOA18（World Ocean Atlas 2018）观测数据、ECCO（Estimating the Circulation and Climate of the Ocean）再分析数据以及全球高分辨率地球系统模式数据，发现大西洋洋中脊以东中深层存在北大西洋深层水的传输路径，通过定量计算表明东部路径承担了约一半的北大西洋深层水从副极地向副热带的输运量（负责人：顾思凡，项目批准号：42106001）。依托菲律宾海关键站位的最新潜标长期连续观测资料、大量断面观测数据以及数值模式，从菲律宾海全海盆尺度深入探讨并揭示了菲律宾海深层环流的空间结构及时间变异特征，阐明了菲律宾海深层水团和混合时空特征，探索构建了菲律宾海深层三维环流框架（负责人：周春，项目批准号：42076027）。

在中尺度与亚中尺度海洋学方向，利用卫星观测数据和高分辨率海洋模式数据，结合动力学分析、数学工具和人工智能方法，设计了基于拉格朗日粒子的特定尺度涡扩散系数诊断方法，探讨了多个涡混合参数化方案在特定尺度情形下的适用性，提出了新的特定尺度涡混合经验公式（负责人：陈儒，项目批准号：42076007）。

在近海动力学方向，通过理论分析、数值模拟和现场观测，揭示了潮汐河口中科氏力、差异平流和弯道离心力3种机制产生的横向环流在河口纵向动力过程中的作用，发展了潮流水道中弯道环流的解析理论（负责人：程鹏，项目批准号：42076008）。

2　海洋化学

在海洋物理化学方向，围绕芯鞘纳米纤维离子响应自修复涂层的构筑及其与阴极保护协同防腐蚀机制，明确了涂层界面修复的电化学演变特征及涂层—基体协同成膜机制，建立了涂层愈合与剥离劣化的动力学耦合模型，系统完善了复合涂层的自修复防腐理论框架（负责人：王巍，项目批准号：42076039）。

在海洋有机地球化学方向，搭建了一套低空白、高效率的天然海水氨基酸痕量分析系统，建立了惰性溶解有机碳微生物可利用性与总浓度的函数关系，阐明了浓度对惰性溶解有机碳微生物可利用性影响的限度，深化了对海洋惰性溶解有机碳储存能力的认识，为未来海洋碳汇研究提供了重要的科学依据（负责人：沈渊，项目批准号：42106040）。

在海洋生物地球化学方向，分析了长江口及邻近海域的水体和沉积物中的微生物利用有机质的过程和途径，挖掘了长江口不同动态环境下有机质的高维动态信息及微生物的代谢功能，为精细化研究海洋碳循环过程和环境微生物代谢功能提供了新方法（负责人：吴伟超，项目批准号：42106046）。

3　海洋地质学与地球物理学　

在海洋沉积方向，融合海洋沉积学、有机地球化学和人工智能等多学科，揭示了近海有机碳储存效率的高空间异质性和沉积物的侵蚀—再分配过程，提出了活性铁与有机碳结合方式的转变是影响沉积有机碳保存的新机制，刻画了河流—近海体系颗粒有机碳来源、组成及年龄的全球格局（负责人：王成龙，项目批准号：42106056）。

在古海洋与古气候方向，基于伊比利亚钻孔MD95-2039 中有孔虫的地球化学组成特征，重建了反映海水酸度的碳酸根离子浓度，揭示了千年时间尺度上深海碳储存和大气CO2变化之间的内在联系，明确了南大洋的通风作用对深海大气CO2排放的控制作用，为深海碳循环和营养物质循环调控机理提供了新的机制性认识（负责人：于际民，项目批准号：42076056）。

在海洋岩石学与地球化学方向，揭示了低分熔熔体地幔交代作用是造成全球上地幔Fe同位素不均一的主要成因，提出了“不均一地幔向洋脊方向流动产生南太平洋近脊海山/海山链”的全新假说，为理解洋脊—地幔柱相互作用的起因和过程提供了全新的地球化学证据（负责人：郭鹏远，项目批准号：42076048）。

4　生物海洋学与海洋生物资源　

在海洋生物多样性与生物地理学方向，解决了海山最具多样性的八放珊瑚的分类鉴定问题，提出热带西太平洋海山是全球深海金柳珊瑚多样性中心的论点，发现西太平洋交联区浅海山和深海山八放珊瑚等生物具有特异性和低连通性，建立了全球海山环境和生物多样性数据库（负责人：徐奎栋，项目批准号：41930533）。

在海洋游泳生物方向，精准追溯了蓝点马鲛的洄游、生长等生活史过程，阐明了水温等环境变化对蓝点马鲛早期生长、产卵日期的影响，阐释了ENSO等气候极端事件对蓝点马鲛洄游和种群联通性的影响（负责人：田永军，项目批准号：41930534）。

在海洋底栖生物方向，通过集成分析构建了胚壳发生酸化响应的模型，证实了海洋酸化通过干扰钙稳态影响碳酸钙沉积是胚壳酸蚀受损的主要途径，为贝类应对海洋酸化精准干预体系的构建提供了科学依据（负责人：赵力强，项目批准号：42076121）。

在海洋生物资源利用方向，完成了青环海蛇的全基因组测序、组装与注释，系统解析了药用海洋生物海蛇的生物资源基因库，建立了用于多肽—蛋白质相互作用预测的算法，挖掘出理化性质较好的多肽SN61-4G，对炎症性肠病表现出显著的治疗效果（负责人：陆一鸣，项目批准号：42076094）。

5　海洋生态学与环境科学　

在海洋生物间相互作用与海洋生态系统动力学方向，揭示了大洋富营养细菌和寡营养细菌的共存及相互作用，及其在海洋高分子量有机质生物地球化学循环中的重要作用和生态意义（负责人：张熙颖，项目批准号：42076151）。

在海洋生态环境与污染物行为过程方向，揭示了湍流作用下悬浮泥沙颗粒对分散油滴的弹射碰撞力是油沙聚合体形成的主要作用机制，进而构建了可充分体现消油剂作用的溢油分散模型和油沙聚合体形成动力学模型（负责人：熊德琪，项目批准号：42076167）。

在海洋种群生态学方向，阐明了牡蛎摄食对环境变化响应的规律，构建了牡蛎动态能量收支模型和集群牡蛎密度的生态参数化方案，进而构建了海湾物理—生态模型，评估了大规模牡蛎筏式对深圳湾水动力和富营养化的影响（负责人：毛献忠，项目批准号：42076150）。

6　河口海岸学　

在河口海岸动力沉积与动力地貌方向，通过自主研制的湍流驱动絮凝实验装置，全面分析了絮团的几何特性、沉降速度及平衡絮凝条件，提出了基于实验测量的絮凝沉降参数化新方案（负责人：叶雷平，项目批准号：42106160）。通过野外现场观测、遥感分析和室内实验相结合的方法，阐明了牡蛎礁在宏观和微观尺度上的形态特征，发现高悬沙浓度和低效的水流模式是造成牡蛎礁退化和牡蛎死亡的主要原因（负责人：于谦，项目批准号：42076172）。

在河口海岸动力方向，基于现场观测和数值模拟，确定了长江口浮游植物垂向结构的主要类型和动力学特征，揭示了潮汐等动力过程对冲淡水潮际变化和浮游植物分布特征的调控机制（负责人：王一鹤，项目批准号：42106162）。

7　海洋遥感　

在海洋遥感信息智能处理技术方向，构建了基于海洋大数据与人工智能的全球时空生态模型（Global Spatio-Temporal Ecological Model，STEE），获取了全球硅藻和甲藻等8种主要浮游植物类群的高精度时空分布结果，突破了传统生物光学算法过度依赖水色数据的局限性（负责人：沈芳，项目批准号：42076187）。

8　海洋物理与观测探测技术

在海洋声学方向，基于海豚声呐系统结构解剖工作，形成了完整的海豚声呐目标探测数值模型，揭示了海豚目标探测的声传播物理过程，揭示了在野外自由移动及水族馆人工圈养条件下海豚声呐在目标探测过程中的声学行为与声呐信号特征，阐明了其目标探测过程中的信号动态调控特性（负责人：宋忠长，项目批准号：42106181）。

9　海洋数据科学与信息系统　

在海洋数据处理与质量控制方向，研究了投弃式温度仪（Expendable Bathythermograph，XBT）、南森瓶和哺乳动物携带仪器的偏差并提出偏差订正方案，发展了基于局部加权散点图平滑（Locally Weighted Scatterplot Smoothing， LOWESS）的热含量趋势计算方法，发展了“超级集合”的思路，构建了多样本集合数据集，量化了温度和热含量的误差时空结构（负责人：成里京，项目批准号：42076202）。

10　海洋系统与全球变化　

在海洋系统动力过程与全球气候变化方向，基于多源观测数据、高分辨率数值模式数据，刻画了挟带黑潮高盐水的中尺度涡在南海北部的时空特征，证实了涡旋在吕宋海峡的多尺度水交换中不可忽略的作用（负责人：曾丽丽，项目批准号：42076209）。

在全球变化的海岸系统响应方向，重建了严格质控的福建沿海全新世海平面变化曲线，揭示了全新世海平面变化对沉积物匮乏型海岸地貌演变的影响，建立了硅藻—古盐度转换函数和硅藻—古高程转换函数，并应用于研究区古沉积环境重建（负责人：余凤玲，项目批准号：42076207）。

11　海洋工程与环境效应　

在海洋牧场及其环境效应方向，建立了围栏网衣系统力学分析的理论和数值计算模型，形成了有效的网衣安全分析手段，提出了网衣剪切破坏新理论，梳理了桩柱式围栏网衣系统的力学特性规律，构建了实用化的设计理论（负责人：桂福坤，项目批准号：42076213）。

12　海洋灾害与防灾减灾　

在海洋动力灾害方向，基于耦合数值模式和现场观测，形成了我国高风险区台风风暴潮—海浪灾害再分析数据集，构建了基于机器学习的台风风暴潮预报模型，研发了预报服务产品及应用软件，为沿海地区业务化部门防灾减灾提供技术支撑（负责人：胡珀，项目批准号：42076214）。

在海洋地质灾害方向，依托自主研发的环形水槽实验装置，开展了海底碎屑流冲击悬跨管道的实验与数值分析，建立了冲击力的量化方法，深入阐释了海底碎屑流对悬跨管道冲击力的形成机理（负责人：钱学生，项目批准号：42106198）。

13　海洋能源与资源　

在海洋天然气水合物资源方向，基于室内模拟实验结果、摩尔—库伦准则和有限元理论，建立了南海水合物藏水平井开采的多场耦合模型，研究了水合物水平井开采过程中地层变形主要影响因素，揭示了开采过程中地层破裂、沉降规律与特征，以及地层孔隙压力、骨架应力变化规律，构建了地层沉降预测模型（负责人：骆汀汀，项目批准号：42106210）。

14　海陆统筹与可持续发展　

在海陆人地关系与协调发展方向，通过综合测度模型与评价方法，对海岛综合承载力与陆海统筹发展关系进行了多角度的综合评价，提出了加强海岛资源的高效利用与优化配置、推动海岛生态环境的保护与修复、促进海岛产业结构的优化升级以及加强海岛社会经济的全面发展的资源配置与优化路径，为海岛地区的可持续发展提供有力支撑（负责人：狄乾斌，项目批准号：42076222）。

15　极地科学　

在极地物理海洋方向，基于动力协调模式开展了西北冰洋波弗特流涡混合层盐度收支平衡过程研究，阐明了波弗特流涡强度变化对各个盐度收支项的贡献，揭示了波弗特流涡不同强度时期下混合层内淡水流动路径的调整与变化规律（负责人：钟文理，项目批准号：42076225）。

在极地遥感方向，开展了极地排水湖盆及周边植被时空动态变化特征研究，刻画了2000—2020年35337次热喀斯特湖泊排水事件，揭示了多年冻土区热喀斯特湖泊面积变化趋势以及气候变化对湖泊排水事件的潜在影响，阐明了热喀斯特排水湖盆植被绿度总体高于非热喀斯特排水湖盆的现象（负责人：程晓，项目批准号：41925027）。

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