[01364822]黄海绿潮暴发机理、防控及资源化利用技术

项目经过4年时间的联合攻关,针对我国近年来黄海绿潮灾害连续年度大规模暴发、影响范围和程度日趋增加并已成为黄海海域的主要海洋灾害的实际,通过收集国内外绿潮发生条件、绿潮藻生活史、绿潮形成机制研究进展、绿潮的监测研究进展、绿潮灾区环境条件变化等相关文献资料200余篇。2008-2013年卫星遥感、船舶监视监测和社会调查资料、2008年至2013年绿潮监视监测调查资料和黄海海域背景调查资料。并在南黄海绿潮暴发早期江苏省、山东省沿海政府与部分渔民开展20多次社会调查,收集到绿潮暴发早期及绿潮灾害等大量相关资料。利用SAR数据分析手段建立了黄海绿潮分布遥感监测指标优化技术。运用卫星光学遥感和SAR遥感监测技术手段实现绿潮实时连续监测。确定黄海绿潮早期漂浮和聚集与温度、藻体状态、风力紧密相关,建立了黄海绿潮早期漂浮监测指标体系和聚集监测指标体系。针对绿潮漂浮聚集期、快速期、平稳期、衰亡期4个不同阶段,,构建起绿潮不同阶段监测指标体系,利用SVM算法,对2014-2015的连续面积进行预测,预测结果精度较高,均方误差均小于10%（即预测精度大于90 %）。发展出我国黄海绿潮分布实时连续监测指标优化技术,构建起黄海绿潮全程监测指标体系。 从2008年至2015年,分别从全国沿海从南到北采集了绿藻标本。经过近7年的实验室研究,已建立了黄海绿潮漂浮种种群形态鉴定技术和分子鉴定技术。并将绿潮藻分子鉴定技术与绿潮藻繁殖体室内培养技术结合,集成建立了黄海绿潮藻早期识别技术。基于黄海绿潮藻浒苔最初漂浮地点和时间主要与绿潮源头、藻体气囊形成、海水温度等因子具有密切关系。经过7年海区连续监视和调查,建立了黄海绿潮藻最初漂浮和聚集预警技术。基于浒苔繁殖特性、生长特性、生理生态特性、增殖动力学模型的建立漂移绿潮藻增殖潜力评估技术。通过开展转录组测序及序列分析,全面探讨了不同温度光照组下4种绿潮藻转录组信息,分析其中特定基因转录表达情况,从而找到绿潮藻快速增殖爆发的机制所在。 基于成熟的三维海洋动力学模式ROMS,构建黄海海洋动力学模型。开展了黄海绿潮早期漂移路径研究,使用ROMS水动力模型建立了黄海海域精细化水动力模型该模型流速24小时预报结果平均相对误差14 %,流向平均相对为19°。建立起绿潮漂移应急预测数值模式,以对绿潮大规模暴发期间绿潮斑块的漂移轨迹进行追踪预测 在追踪模型的基础上引入了绿潮生长和死亡的概念模型,构建绿潮生态动力学模型。系统采用了MODIS、HJ-1 CCD、TerraSAR-X、COSMO和RADARSAT-2五种数据源进行绿潮遥感监测研究,完成了遥感监测处理与信息提取模块集成。以绿潮覆盖点作为源数据,基于经验参数对数据进行类似“腐蚀”操作,得到一个表示绿潮空间分布范围的矢量面文件,最终得到绿潮空间分布范围的轮廓边界。通过对源数据进行分解实现多核多线程对绿潮漂移数值模式进行并行计算,从而建立大规模绿潮漂移路径应急预测预警系统,实现绿潮暴发、发展及漂移过程实时预测预警。 已完成业务化平台硬件部署及相关模块测试工作,自2013年起在国家海洋局北海预报中心开始黄海绿潮预测预警业务化信息平台的业务化试运行。该平台实现了绿潮预测预警一体化集成,包括绿潮监测信息采集、预测预警计算、报告生成、信息发布等功能,已完成业务化平台硬件部署及相关模块测试工作,自2013年起在国家海洋局北海预报中心开始黄海绿潮预测预警业务化信息平台的业务化试运行。该平台实现了绿潮预测预警一体化集成,包括绿潮监测信息采集、预测预警计算、报告生成、信息发布等功能。 通过本项目的实施大大的提高了对黄海绿潮灾害预测预警的能力,通过向政府、社会和相关行业管理部门提供具有针对性、高精确度的黄海绿潮灾害预测预警产品,能够更好地为海洋经济的发展提供安全技术保障。 最终取得了一系列成果：成功建立绿潮形成期、快速生长期、平稳期、衰亡期4个阶段监测指标体系,在预测预警应用中准确率达到90%以上;首次开发黄海绿潮藻种群鉴定技术与黄海绿潮藻早期分子识别技术,将黄海绿潮早期预警精度误差降低到30%以下,最初漂浮聚集事件误差降低到3天以内,成功解决绿潮早期预警难题;黄海绿潮综合信息平台连续150天的业务化平稳运行,攻克了绿潮信息实时监测、融合、采集、同化、发布等功能一体化的命题,并已应用于国家海洋局常规业务化预报中;超额成功研制1台浒苔食品加工机,实现年产25吨干重成品,产品符合食品质量要求。