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海区基础环境要素状况

  “一带一路”海域覆盖西太平洋、印度洋和东大西洋区域,水下地形复杂,包含水深小于200m的陆架、200m至2000m的陆坡以及大于2000m的深海海盆。“21世纪海上丝绸之路”途经的主要关键航行通道包括台湾海峡、吕宋海峡、马六甲海峡、卡里马塔海峡、巽他海峡、望加锡海峡、托雷斯海峡、保克海峡、霍尔木兹海峡、曼德海峡、苏伊士运河、莫桑比克海峡、好望角、土耳其海峡、直布罗陀海峡、英吉利海峡和斯卡格拉克海峡等(图4-1)。

  根据地理位置和生态地理环境特征,选择“一带一路”海域内的12个海区和13个近海海域,并利用2003~2014年的Aqua/MODIS结合HY-1A/B卫星COCTS月平均海洋遥感产品,对海域生态环境进行遥感监测分析。海区包括日本海、中国东部海区、南海、爪哇-班达海、孟加拉湾、阿拉伯海、波斯湾、红海、地中海、黑海、北海和波罗的海
(图4-2)。

图4-1 主要关键通道分布

图4-2 “一带一路”海域12个生态环境遥感监测海区

海区基础环境要素状况

海表温度

  “一带一路”途经海区的多年平均海表温度呈现随纬度递减的趋势(图4-3)。南海、爪哇-班达海、孟加拉湾、阿拉伯海、红海等热带海区,常年海表温度较高,年均25℃以上。中纬度的中国东部海区及地中海,年均海表温度约20℃。高纬度的北海及波罗的海,年均海表温度低于10℃(图4-4)。

图4-3 2003~2014年平均海表温度分布

图4-4 2003~2014年12个海区平均海表温度

  海表温度总体呈现夏季高、冬季低的季节变化趋势,但各海区海表温度的峰、谷出现时间存在差异(图4-5)。在中高纬度海区,海表温度8月达到最高,2月最低。在热带海区,最高海表温度出现月份有所差异,其中南海为6月,孟加拉湾、爪哇-班达海为4月,阿拉伯海为5月。热带海区和极地海表温度的季节变化幅度较小,中高纬海区变化幅度相对较大,其中中国东部海区及日本海季节变幅达20℃。

图4-5 2003~2014年各海区月平均海表温度随月份的变化

  2003~2014年各海区海表温度均呈上升趋势,但升温速率差异较大(图4-6)。黑海上升速率最大,达0.19℃/a;波罗的海次之,达0.10℃/a;地中海、日本海的升温速率也相对较大;热带海区(南海、爪哇-班达海、孟加拉湾、阿拉伯海)的升温速率较小。

图4-6 2003~2014年各海区海表温度变化速率

光合有效辐射

  与海表温度空间分布类似,“一带一路”途经海区的光合有效辐射总体上随纬度升高而递减(图4-7)。但受到云覆盖等影响,光合有效辐射会产生同一纬度、不同经度海域的空间差异,如中国东部海区的光合有效辐射显著低于同纬度的波斯湾、地中海(图4-8)。

图4-7 2003~2014年平均光合有效辐射分布

图4-8 2003~2014年各海区平均光合有效辐射

   12个海区光合有效辐射存在显著的季节变化(图4-9)。中高纬海区光合有效辐射最大值出现在6月或7月,最低值出现在12月或1月。热带海区光合有效辐射通常有两个峰值,分别出现在3~4月和9~10月。从季节变化幅度来看,最大变幅位于欧洲海区,热带海区变幅较小。

图4-9 2003~2014年各海区月平均光合有效辐射随月份的变化

  2003~2014年大部分海区光合有效辐射呈下降趋势(图4-10)。南海下降速率最大,为-0.32%/a;孟加拉湾次之,为-0.27%/a;爪哇-班达海、阿拉伯海、中国东部海区的下降速率也相对较大,分别为-0.22%/a、-0.14%/a和-0.13%/a。

图4-10 2003~2014年各海区光合有效辐射变化速率

海水透明度

  海水透明度反映水体的清洁度,低透明度对应水体较为浑浊。空间分布上,总体呈现沿岸透明度低、陆架次之、外海透明度最高的趋势(图4-11)。中国东部海区沿岸、波罗的海、北海沿岸、孟加拉湾北部沿岸、印度西部沿岸水体较浑浊,年均透明度小于5m(图4-12)。在12个海区中,地中海具有最高的年均海水透明度,可达35m;波罗的海年均透明度最低,约为3m。

 图4-11 2003~2014年平均海水透明度分布

图4-12 2003~2014年各海区平均海水透明度

  海水透明度存在显著的季节变化,总体呈现夏季最高、冬季最低,但各海区的峰、谷时间存在差异(图4-13)。在中高纬度海区(日本海、中国东部海区、地中海等),最高海水透明度出现在7月或8月,而热带海区(南海、爪哇-班达海、孟加拉湾、阿拉伯海)则出现在4月或5月。海水透明度最大季节变化幅度位于阿拉伯海,达30m以上;中国东部海区、波罗的海、北海沿岸、黑海等高浑浊区域,海水透明度常年较低,季节变化幅度小于5m。

 

图4-13 2003~2014年各海区月平均海水透明度随月份的变化

  2003~2014年12个海区透明度均呈增大趋势(图4-14)。波斯湾增大速率最快,达3.02%/a;阿拉伯海、爪哇-班达海次之,达1.3%/a;其余海区的增大速率小于1.0%/a,其中,南海增大速率最低,仅为0.18%/a。海水透明度增大可能与海水升温有关,因为升温可加强表层海水的层化,阻碍下层营养盐输送到表层,导致表层叶绿素浓度总体下降,从而使得透明度升高。值得注意的是,尽管黑海、波罗的海具有较高的升温速率,但透明度没有快速增大,可能与该海区透明度常年较低有关。

图4-14 2003~2014年各海区透明度变化速率