2018年国家自然科学奖提名公示项目名称海洋藻华形成过程的风.PDF

2018 年度国家 自然科学奖提名公示 项目名称 海洋藻华形成过程的风调控机理 项目提名者 中国科学院 提名意见 （限600 字）： 项目团队20 多年来充分利用卫星遥感技术，结合现场观测与数值模型等手段，通过多学科交 叉，深入系统研究了海洋藻华形成特征与机理，创新性地提出了 “海洋藻华形成演变的风调控机 理”。项目首次提出夏季南海西部藻华形成的“强风-上升流-离岸急流-营养盐”调控机理，回答 了困扰学术界多年的寡营养海域大面积藻华的形成机理问题；构建了台风等极端环境下风调海洋 控藻华的动力机制模型，发展了海洋藻华遥感检测与机理分析的定量研究；发现了黄海绿潮起源 于黄海南部浅滩，揭示了季风是漂浮浒苔由南向北漂移的主要驱动力，阐释了风在海洋藻华灾害 形成中的关键作用。 研究成果全面揭示了风驱动藻华的过程与海洋动力学特征，形成了海洋藻华“风泵”调控的 创新理论，显著提升了对藻华形成机制的认识，对海洋渔业生产活动与防灾减灾等有重要指导作 用，推动了“遥感海洋生态学”新兴交叉学科的发展。8 篇代表论文他引 896 次,SCI 他引 674 次， 总引 1097，成果得到Nature 等重要学术刊物引用推介、获得美国地球物理联合会AGU 的专题亮点 评论。 提名该项目为国家自然科学奖二等奖。 项目简介 （限1200字）： 海洋藻华是一段时期内海洋藻类大量繁殖的一种现象，能显著影响海洋生态系统的物质循环 与能量传递，改变生物资源量，也能形成赤潮、绿潮等重大海洋灾害。根据“临界深度”和“富 营养化”等经典藻华理论，寡营养海区通常难以形成大面积藻华，传统的走航观测仅能零星捕捉 到藻华的存在。20多年来，三代师生紧抓卫星遥感发展的历史机遇，利用卫星多要素数据、结合 现场数据与数值模拟，分析海洋藻华的形成演变过程，揭示了风在藻华形成中的重要作用，构建 了海洋藻华的“风调控”理论模型。主要发现点为: 1. 首次提出了夏季南海西部藻华的“强风-上升流 - 离岸急流-营养盐”调控机理，回答了 困扰学术界多年的南海寡营养海域大面积藻华的形成机理问题。发现风速与风向变化、风与海岸 线夹角均能显著影响藻华的形成过程，揭示了ENSO等气候事件通过调控风的强度导致南海离岸季 节性藻华年际变化的机理。美国地球物理联合会（AGU）撰写专题进行亮点评论该项成果。 2.构建了风调控藻华的动力机制模型，发展了海洋藻华遥感监测与机理分析的定量研究方法。 阐明台风等极端事件可通过影响海水输运、抽吸、搅拌、夹卷以及降雨与径流等过程改变水域营 养盐分布，进而调控藻华的形成与演变，发展了风影响海洋藻华机理模型；构建了估算海水叶绿 素浓度的支持向量机遥感模式，提高了藻华遥感检测的精度,发展了台风的生态效应指数等量化研 究方法。成果被Oceanography and Marine Biology: An Annual Review重点介绍。 3.揭示了风在灾害性海洋藻华形成中的关键作用，阐明风调控下藻华对生态环境的响应机理。 发现季风转换引起水温、营养盐变化是促发东、南海沿海有害藻华爆发的重要机制；发现春夏季 东南风场驱动下的表层风生流对黄海特大绿潮的漂移路径与聚集起到关键作用。成果被Nature等 知名期刊重点引用推介。 8篇代表论文被引用1097次，其中他引896次，SCI总引830次，SCI他引674次。2篇代表论文同 时进入ESI生态环境领域和地球科学领域全球当年引用前1%，其余代表论文进入ESI前10%。美国地 球物理联合会专题亮点评论：“该研究率先对藻华的形成和移动机理进行了研究”，“有助于预 测和跟踪同类事件的生物化学影响,……，有助于科学家更好地了解海洋藻华在世界上日益普遍的 成因”。Nature发表重要论文大篇幅引用该研究结果，“通过遥感影像追踪到青岛以南200公里的 海岸线上…其中涉及到相关的环境理化因子包括：地形、海流、风场模式以及营养物质”。 第一、二完成人进入ESI全球生态环境领域Top1%高引用率科学家名录；6人次共获3项省部级 科学技术一等奖，5人次获国际奖。举办了24个国际学术大会，20多人次任国际学术大会主席，30 多人次受邀做国际学术大会特邀、主题报告。第一完成人被推选担任全球海洋遥感协会（PORSEC） 主席、太平洋海洋科学技术联合会（PACON）主席、联合国“全球环境展望GEO-6”科学指导委员 会委员等，获国际科联期刊Space Research Today