文档介绍：项目名称:我科学家:周名江中国科学院海洋研究所起止年限:2010年1月-2014年8月依托部门:中国科学院一、研究内容(一)拟解决的关键科学问题:针对我国近海富营养化不断加剧、藻华灾害日趋严重的严峻态势及海洋生态安全的需求,选择长江口南北海区作为重点研究海域,围绕藻华灾害问题,以富营养化驱动下藻华灾害形成和演变的过程、机制及其生态安全效应为研究核心,开展生态系统比较和多学科交叉综合研究,阐释如下三个关键科学问题:1、不同类型藻华灾害形成与分布态势的关键控制因素近年来,我国近海出现了多种类型的藻华灾害,既有甲藻形成的大规模赤潮,也有浒苔形成的大规模绿潮。在长江口以南海区,大规模甲藻赤潮占据优势;在长江口以北海区,大规模浒苔绿潮占据优势;在长江口附近,出现赤潮与绿潮交互发生的现象,呈现出明显的空间分布格局。海域营养盐的组成、浓度和分布对藻华灾害的形成和分布态势有何作用?水文和水动力因素如何影响藻华灾害的形成和分布?致灾藻类通过哪些方式适应不同海域独特的生态和环境条件而成为优势种?人类活动对致灾藻种的种源分布有什么作用?不同因素之间是否存在影响藻华灾害形成和分布态势的耦合作用?对这一科学问题的阐明是揭示藻华灾害形成与演变机制的基础。2、富营养化进程对藻华灾害演变的驱动机制我国近海藻华灾害的演变与海域富营养化进程有密切关系。伴随着近海富营养化程度的加剧,藻华灾害呈现出频率和类型增加、分布区域和规模扩大、危害日趋严重的演变趋势。重要界面过程和营养盐循环特征等如何调控近海富营养化进程?近海营养盐种类、结构和水平的变化如何驱动藻华灾害的演变?这一过程还受到哪些因子的调控?氮磷比升高、硅氮比降低等营养盐结构的改变是不是甲藻赤潮演变的关键控制因素?尿素和氨氮等营养盐向近海输入的增加对浒苔绿潮的爆发有什么作用?富营养化的变化趋势将如何调控我国藻华灾害的发展趋势?对这一科学问题的解答是揭示藻华灾害演变机制的核心。3、藻华灾害引发近海生态系统退化的途径和机理近海生态系统的健康对于生物资源的可持续利用至关重要。藻华灾害会通过多种途径在生物个体、种群、群落等不同层次上影响近海生态系统结构的稳定性,破坏其正常的服务功能,引起生态系统的退化。致灾藻类会给海洋经济生物和生态系统关键种带来哪些危害效应?有毒藻类产生的藻毒素会通过哪些途径影响海产品的安全?藻华灾害如何改变近海食物网的结构并进而影响其功能?藻华灾害会引起哪些次生灾害效应?对这一科学问题的阐释对于防范藻华灾害、保障近海生态安全至关重要。(二)主要研究内容:针对我国近海藻华灾害高发海域的环境和富营养化特征,通过多学科交叉,开展我国近海典型海域富营养化特征、演化及对藻华灾害的影响、藻华灾害形成和演变的生物学特征和生态过程、关键物理过程对藻华灾害形成和演变的调控、藻华灾害对近海生态安全的影响及防控对策等研究,阐明我国近海富营养化驱动下藻华灾害形成和演变的过程、机制及其生态安全效应。1、典型海域富营养化特征、演化及对藻华灾害的影响营养盐是影响致灾藻类生长和繁殖的重要因素,研究其区域分布特征与藻华分布态势的关系、营养盐组成和浓度的变化对藻华生消和演替的影响,有助于揭示富营养化过程与藻华灾害形成和演变之间的内在联系。需要研究的内容包括:我国典型富营养化海域重要营养盐的组成、分布和变化规律;重要营养盐的循环特征和关键界面过程;藻华灾害生消过程中重要营养盐的迁移、转化特征及其反馈和指示作用;主要化学海洋学过程对海区富营养化过程的调控作用等。2、藻华灾害形成和演变的生物学特征和生态过程致灾藻类的特殊适应策略和群落优势种演替是藻华灾害形成和演变的内因,探明致灾藻类的生活史、生物学特征、在生态竞争中的适应能力及群落优势种的更替规律,有助于阐明藻华灾害形成和演变的生态学机制。需要研究的内容包括:典型富营养化海域致灾藻类的种类组成、丰度与分布格局;主要致灾藻类的生活史关键特征及营养、生长和繁殖策略;主要致灾藻类种间竞争与种群动力学;不同类型藻华灾害的种源追溯、种群动态变化过程及对富营养化的响应及其比较研究;藻华灾害形成与演替过程中生物多样性的变动规律;典型海域藻华灾害的演变趋势等。3、关键物理过程对藻华灾害形成和演变的调控藻华灾害的发生是一个复杂的海洋学过程,是水文、气象等诸多因素综合作用的结果,揭示水动力和气候变化对藻华灾害的调控作用,有助于阐明藻华灾害形成和演变的海洋学机制。需要研究的内容包括:冲淡水、沿岸流和外海环流等重要物理过程对我国典型富营养化海域营养盐分布和藻华灾害分布格局的控制作用;锋面、层化、上升流等重要物理过程对藻华灾害发生、发展和消亡的影响;重要天气和气候过程在藻华灾害生消和演变中的作用;藻华灾害形成与演变的数值模拟与预测研究等。4、藻华灾害对近海生态安全的影响及防控对策