深耕“蓝色海湾” 服务浙江海洋生态文明建设
2022-06-11

       又到世界海洋日暨全国海洋宣传日,今年的活动主题是“保护海洋生态系统 人与自然和谐共生”。说起海洋生态系统,除了红树林、盐沼、海草床、海藻场、珊瑚礁、牡蛎礁等典型海洋生态系统,还有岸滩、河口、海湾和海岛等综合型生态系统。其中,对于海湾的保护修复,我国在“十三五”规划纲要中将“蓝色海湾”整治行动列入了海洋重大工程,多年来持续推进,成效明显。自然资源部第二海洋研究所是海湾生态保护修复的重要力量,让我们跟随科研人员,感受浙江海湾的变化。

洞头“蓝色海湾”二期三盘港退养还海工程   洞头区海洋与渔业发展研究中心供图

       浙江海湾众多、岸线曲折。多年来,海洋二所着力打造多学科交叉融合的科技服务平台,通过开展监测—溯源—修复一揽子服务,为浙江省“蓝色海湾”建设提供科技支持,为海洋生态文明建设提供浙江经验。

监测:巡天遥看排水口

       2021年,浙江省政府有关负责人调研海洋二所时提出,能否利用卫星遥感技术识别入海排水口的异常情况?根据地方需求,卫星海洋环境动力学国家重点实验室利用自主研制的海洋卫星资料接收、处理与应用系统,对浙江沿海入海排水口及“三湾一港”(杭州湾、三门湾、乐清湾及象山港)富营养化状况开展动态监测。

       用卫星遥感来识别入海排水口的水色异常,模型的建立是关键。团队负责人何贤强研究员带领团队处理分析了2016~2021年覆盖浙江省沿海4000多个入海排水口的几百张高分辨率卫星影像,深入研究各类入海排水口的水色异常特征,并结合实测数据开展模型构建。为了验证模型效果和提升模型准确率,无论晴雨,只要发现水色异常信号,团队成员就迅速赶赴排水口取样实测。海边小路多泥泞,入海排水口附近的最后一段路,只能靠科研人员肩背手提才能带着仪器到达卫星识别出的异常排水点位,再争分夺秒地开展无人机取证、现场水样采集和光谱测量等工作。

       仅2021年下半年,科研人员就实地验证了入海排水口近百个,足迹踏遍浙江沿海5个地市。在大量积累卫星影像分析结果和现场核验资料的基础上,一个准确率高、适用性强、自动化程度高的入海排水口水色异常遥感识别模型建立起来,获取卫星数据后异常排水口信息能在1小时内被迅速识别,并反馈至省级管理部门。同时,海洋二所定期为浙江省提供《沿海水质状况遥感动态监测月报》,用科技支撑省域治理现代化。

       目前,何贤强团队对遥感算法进行了迭代更新,突破海岸带区域复杂水体的大气干扰信号校正、水质参数定量反演等技术难点,进一步实现了针对浙江省主要入海河流污染溯源、赤潮灾害、电厂温排水等目标的水质遥感监测。2021年底,浙江省生态环境保护综合协同管理平台——“浙里蓝海”上线,海洋二所负责的多个遥感动态监测信息模块一并提供服务,用户可以通过平台快速查阅遥感监测到的浙江省管辖海域水质状况、重点海湾富营养化状况、河流多项污染物参数空间分布、入海排水口水色异常情况及现场核查信息,形成了星-空-地联合观测的浙江沿海水质立体监测体系架构。

溯源:海陆统筹综合治

       坚持陆海统筹,是我国加快建设海洋强国的基本原则和重要内容。海湾作为与陆域联系最为紧密的区域,是陆海统筹建设海洋生态文明的重要战场。

       杭州湾是长三角经济圈的战略要地,长期受人类活动影响成为陆域污染入海的典型海湾。2021年9月,海洋二所联合中国环境科学研究院、浙江大学等单位实施了杭州湾跨境污染调查秋季航次,在钱塘江-杭州湾的800海里调查测线上设置取样站位52个、断面9条,对这一流域的常规污染物和微塑料、有机磷酸酯等新型污染物展开了监测。

       2022年3月,春寒料峭,杭州湾跨境污染调查春季航次再次出发。杭州湾是喇叭形强潮海湾,潮大流急,海况常年较差。春季航次又恰逢农历大潮汛,海况十分恶劣。100多吨的调查船被晃到倾角40多度,需要两人合力才能抬起的取样器刚放下船就被海流冲到了船底,“取样器要是被绞进螺旋桨就太危险了。”航次现场负责人黄伟想起这个航次,至今心有余悸。在这个新冠肺炎疫情反复的春天,科研人员使用三条调查船,分别在钱塘江、杭州湾和长江口完成同步作业,获取了大量水文、化学、生物、遥感等方面的样品和数据,为了解浙江近岸海域水质状况的污染来源、特征规律及其科学量化研究取得了第一手资料。

       调查取样只是第一步,回到实验室,科研人员还要对污染物进行精准溯源和定量评估。为了完成杭州湾气候生态环境“一张图”,他们需要将样品分析、遥感监测、浮标监测以及数值模拟产生的海量多源数据进行集成和融合,对杭州湾不同区域内污染物的主要来源、比例和迁移路径进行分析,构建并完善杭州湾综合治理和海洋环境质量综合分析研判模型。团队负责人陈建芳表示,后期还将继续组织航次对研究结果进行进一步验证,以科研成果和技术集成服务于长江口-杭州湾综合治理攻坚战。

       近年来,海洋二所还承担了中国工程院关于陆海统筹加强海洋生态环境保护、长三角科技一体化实践等多项咨询项目,由院士牵头,集中多家海洋研究机构、高校的知名学者为推进陆海统筹、区域协同建言献策,打造面向国家重大需求的科技智库,为各级管理部门精准施策提供助力。

修复:“蓝色海湾”来助力

       “蓝色海湾”整治行动是我国“十三五”规划纲要中的海洋重大工程之一,并在“十四五”期间继续深入推进。“蓝色海湾”整治行动对修复典型海洋生态系统,构建海洋生物多样性保护网络,提升海洋生态系统质量和稳定性具有重大意义。

       2019年,浙江温州洞头区将“蓝色海湾”二期申报的方案编制委托给海洋二所。洞头区是全国14个海岛县(区)之一,极富海岛特色,二所科研人员不断思考如何让洞头区在前期整治的基础上,生态更安全、生态系统更和谐。辗转思索之际,赶赴现场勘察的项目负责人陈培雄敏锐地注意到连接温州和洞头的灵霓大堤两侧淤泥堆积、海水水动力循环较弱,于是,团队把目光聚焦到了这条跨越了温州湾的海堤上。

       经过调研,团队发现这条修建于2006年的灵霓大堤使得瓯江口流域洄游性海洋生物的洄游通道受阻,淤泥堆积后这一海域海岸带的生态功能持续减弱,生物多样性也持续下降。于是,科研人员在改善水动力方面下功夫,创新性地提出了“破堤通海”和“生态海堤”两大理念,这在当时的整治修复项目中尚属首例。

       2020年,灵霓大堤洞头段“破堤通海”完成,270米的生态海沟让温州湾南北两侧重新连通,有效提升了海水交换、纳潮能力,为瓯江流域的洄游鱼类让出了通道,恢复了海洋生物的繁衍栖息地。而“生态海堤”将15公里硬化海堤改造成为“堤前”湿地带、“堤身”结构带、“堤后”缓冲带,形成了滨海绿色生态走廊,真正建成了美丽廊道。

       经过多年努力,洞头区在海岸带生态修复、滨海湿地生态修复、海岛海域生态修复等方面严格按照“蓝色海湾”方案稳步实施,复原沙滩岸线22.76公里,修复砂砾滩15万平方米,让“水清、滩净”重现洞头。2021年10月,自然资源部发布了《中国生态修复典型案例集》,洞头入选18个典型案例之一。三年来,海洋二所发挥学科齐全的优势,各学科交叉融合,不断创新修复理念与方法,突出浙江海域海岛特色,成功协助温州苍南,舟山普陀、嵊泗等区(县)入围“蓝色海湾”整治行动,为浙江生态文明建设添砖加瓦。



来源:观沧海

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