人工海岸生态化改造及修复效果评价指标体系研究

海岸作为海洋资源开发、沿海经济发展的重要支撑，大量人口、产业向海岸带区域聚集，高强度的人类活动导致海岸带环境日益恶化、自然岸线严重受损、海岸带资源锐减。海岸整治修复成为保护海岸带生态环境、恢复海岸带资源的重要技术手段。为评价人工海岸生态化改造及整治修复工作效果，基于国内外学者对海岸生态修复的研究成果，综合考虑生态指标、经济指标和功能指标三方面，筛选出50项产出性指标构建人工海岸生态化改造及修复效果评价指标体系，力求科学全面、客观合理地评价人工海岸整治修复效果，为人工海岸生态化改造及整治修复工作的检查、考核以及验收提供参考依据。     

生态修复后普兰店湾水体交换数值研究

本文基于非结构化数值模型研究了普兰店湾的水动力特征,耦合输移扩散模型研究不同修复方案对水交换的影响。模拟得到:普兰店湾内涨落潮流向与岸线走向一致,池梗拆除增加15%的水域面积,提升了10%的海湾纳潮量。方案一工程后池梗高程较低,滩涂漫滩及干出流场较为均匀;方案二工程后池梗相对较高,池梗之间流速较大,滩涂流场较为杂乱。工程前湾中水体半交换时间为0～70天左右,湾底区域在70天以上,方案一工程实施后,湾中半交换时间降至50天,方案二降至60天;工程前湾内平均半交换时间为36.8天,方案一下降至 24.0天,方案二降至 28.5天,方案一较方案二提升12%,对湾内水质改善更为明显。     

近30年鸭绿江口滨海湿地景观格局演变及其社会驱动力研究

为揭示鸭绿江口滨海湿地景观格局动态,支撑滨海湿地资源保护利用与科学规划,本文以1990、2000、2010和2019年遥感影像为数据源,利用景观格局指数和多元回归分析,对鸭绿江口滨海湿地景观格局变化及其社会驱动力进行分析。结果表明:近30年来芦苇湿地和林地显著萎缩,动态度分别为?1.00%和?1.22%,而水库坑塘、养殖场和建设用地面积大幅增加,动态度分别为5.95%、0.83%和5.29%;与1990年相比,2019年水稻田、养殖场、水库坑塘等人工湿地和建设用地斑块数量和密度增大,芦苇湿地斑块面积和密度、破碎化指数及平均分形维数减小;根据景观多样性指数、均匀度指数等整体景观格局指数,湿地景观动态变化可以以1995年和2010年为节点分为3个阶段,景观多样性指数和均匀度指数的降低以及最大斑块面积指数和蔓延度指数的升高反映了人类活动对景观格局的深刻影响;国民生产总值和水产养殖产量等社会经济指标的提升是景观变化、天然湿地面积减少及景观斑块趋于规则化的主要关联因子。     

生态修复区盐地碱蓬群落碳、氮储量及其影响因素分析——以辽河三角洲大凌河口湿地为例

为揭示土壤环境变化及植物群落结构对修复初期河口湿地碳汇格局的影响,本文运用方差分解方法测算了群落尺度辽河口湿地生态修复区碳、氮储量分配格局,并定量阐明了盐度、含水率、高程等环境因子对碳、氮储量的影响贡献率。结果表明：（1）春、秋季,土壤碳储量分别为41.93 t/ha和44.72 t/ha,氮储量分别为8.65 t/ha和8.80 t/ha;植物碳储量分别为8.97 kg/ha和180.48 kg/ha,氮储量分别为0.61 kg/ha和16.27 kg/ha。（2）植物碳氮储量与株高、盖度呈显著对数函数关系,与土壤微生物量碳氮及土壤氮的周转速率呈显著负相关性。（3）土壤含水率、群落盖度和高程是影响碳、氮储量的最主要因子,地形高程和含水率能解释幼苗期碳、氮储量分异的45.6%以及成熟期碳、氮储量分异的54.5%。研究结果证明了微地形改造、生态补水等措施对湿地碳汇能力的提升具有重要作用。     

基于XBeach模型的离岸堤群防护效果评价指标

离岸堤等海岸防护工程会引起波浪的绕射和折射,改变海岸区域的水动力情况。针对XBeach模型进行扩展以提高波浪绕射作用下波浪场、流场和岸滩演变的预测精度,并利用双突堤绕射试验对模型进行验证,数值计算结果与实测结果吻合较好。同时开展了坡度为1∶50的理想平直海滩（含离岸堤）的演化数值试验,试验结果表明改进后岸滩演变更加合理。基于拓展的XBeach模型建立了考虑工程量的离岸堤群防护效果评价体系,同时在特定条件下对口门宽度及离岸堤高度对平直沙质海岸可能产生的影响进行了模拟和分析,并给出了该条件下的最优方案。所提出的指标区别于以往学者对离岸堤后沙质海滩的形态演变研究,具有较高的实际工程应用价值。     

渤海海洋生态修复现状、不足及建议

为全面改善渤海生态环境质量，2018年，生态环境部会同有关部门组织实施了渤海综合治理攻坚战（以下简称攻坚战），经过三年治理，在陆源污染治理、海域污染治理、生态保护修复、环境风险防范等方面均取得突破性进展。其中，通过生态保护修复累计整治修复岸线130余千米，修复滨海湿地8800余公顷，有力推动渤海生态环境质量持续向好。本文从修复规模、修复类型等方面梳理了攻坚战期间渤海海洋生态修复特点，分析总结了在滨海湿地、岸线岸滩和生态系统服务功能价值等方面取得的成效，探讨了在项目谋划、修复模式和资金来源方面的不足之处，从加强规划引领、提高技术水平、拓宽资金渠道等方面，提出了进一步完善渤海海洋生态修复的意见建议。     

阳江近海海域波浪特征分析

在阳江近海海域布置测站进行波浪现场观测,对采集到的2016年6月至2017年5月的实测波浪数据进行特性分析研究。结果表明,周年观测期间,观测海域波浪1/10大波波高平均值和最大值分别为1.18 m和6.54 m,有效波高平均值和最大值分别为0.94 m和5.31 m,平均周期为4.3 s,最大一次波浪过程发生在台风“莎莉嘉”过境期间;波浪以轻浪为主,各月均有中、大浪发生;常浪向和强浪向均为ESE向;特征波高之间、特征周期之间、特征波高和特征周期之间存在一定的转换关系。     

海洋水文观测实时共享技术与应用研究

建立了集先进的测量设备、传感器、网络通讯、计算机等技术于一体的海洋水文观测实时共享系统。围绕实时、准确、持续地获取海洋水文数据及其即时共享技术开展相关研究,重点探讨了远程观测子系统、数据处理与智能分析建模、实时共享子系统建设等关键技术,实现了海洋水文要素的全天候、无人值守、自动采集、实时稳定在线传输与动态共享。该系统成功地在天津港环境监测和黄骅港安全通航中得到了实际应用。     

辽河口湿地景观稳定性及其植被碳储量价值评估

为阐明湿地景观格局对人类活动的响应，定量评估河口湿地植被碳储量价值，本文基于1985-2020年遥感影像数据，应用景观转移矩阵、景观格局和景观稳定性模型，揭示了近35年来辽河口湿地景观格局、景观稳定性及植被碳储量演变特征。研究结果表明：1985-2020年，辽河口天然湿地面积减少了22.52%，人工湿地面积增加了22.29倍，近35年来，盐地碱蓬湿地有整体向海迁移的趋势，而芦苇湿地总体空间位置未发生显著变化；辽河口湿地景观的斑块数量、斑块密度和香农多样性指数不断增长，而聚合度指数与蔓延度指数则不断减小，景观格局呈破碎化和复杂化趋势发展；1985-2020年，景观稳定性指数从222.64降至4.34，景观稳定性与天然湿地面积具有显著正相关性，围海养殖、填海造地、农业围垦等活动是造成景观格局稳定性下降的重要因素；2020年，辽河口湿地植被碳储量和碳储量价值分别为215.42×10³ t/a和1.78亿元，受到景观格局稳定性显著影响。     

BP神经网络平衡岬湾岸线形态模型及其应用研究

建立了基于BP神经网络的平衡岬湾岸线形态模型。归纳了运用该模型判断岸线是否达到平衡状态的判别方法,对巴西南部的Taquaras-Taquarin海湾稳定形态进行验证,验证效果较好。采用人工岬角设计案例,对比了该模型与抛物线模型,结果显示在岬头处BP神经网络平衡岬湾平面曲线形态模型与岸线拟合效果更好,且模型操作更简便。