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我國涉海環境科學研究滯後於海洋資源開發利用和沿海經濟、社會發展水平是造成海洋環境污染和生態破壞的重要因素之一。因此，在渤海碧海行動中，必須把區域及跨區域的重大、重點的涉海環境科學研究擺在十分重要位置，充分發揮科學技術進步對改善海洋環境的作用。在加強涉海及海洋環境科學研究和技術創新的基礎之上，強化環境管理，促進經濟發展與海洋環境和資源承受能力的平衡及良性循環。
第一節 俌研究建立渤海環境災害監控系統
實施海洋自然災害和人為災害的自動化監測是海洋環境科學管理的重要手段。目前我國海洋污染監測工作只能對海洋環境質量狀況進行一定程度的定性或定量評價，已不適應海洋環境保護工作發展的需要。為了改善這種情況，渤海碧海行動計劃要求：
充分發揮國家各部門和環渤海各地區監測和科研力量的優勢，組織沿渤海環保和科研單位，充分利用常規技術和高新技術（如：衛星、航空遙感，在線實時自動觀測系統等）研究建立渤海的環境要素和赤潮災害監控系統。
建立海上溢油及赤潮應急監測系統，對現有觀測臺站進行技術改造，增添設備，實現觀測記錄自動遙感化、信息傳輸程控化、數據處理電腦化。配備必要的分析儀器、交通工具、採樣設備等一套專業的海洋環境監測系統，該系統的建立將為海上溢油、赤潮事故應急對策、善後處理提供科學依據。
在赤潮高發地區（如遼寧大連灣、遼東灣，山東濰坊市羊口、下營、央子，河北黃驊等地）設置多個海洋水質觀測站及人工、自動監測站位，隨時了解海洋水質的污染情況，開展赤潮預報、預警和處置研究。
第二節 俌研究建立渤海海域環境管理決策支持系統
籌建渤海統一的環境管理信息系統，實現縣（包括各相關基層環境管理和監測機構）、市、省和國家四級渤海海域環境管理信息網絡，實現從環境信息的採集、處理、分析、存儲、評價、預測、決策和管理的智慧化，為實施碧海行動計劃提供強有力的技術支持。
建立起渤海海洋環境信息管理及決策支持系統，實現各級政府及各部門之間的包括海洋管理、決策和污染源管理、海洋監測、海洋災害及應急監測系統等內容的計算機聯網，使環境管理部門及時了解和掌握渤海海域環境質量狀況、變化趨勢，現存及潛在的環境問題，為海洋開發決策、海洋環境管理和碧海行動計劃的實施提供科學依據。
第三節 俌科技支持項目
一、 俌優先項目
（一）海洋污染控制項目
1、 建立包括氮、磷等非保守物質的水質預測模型及環境容量管理模型
以保守、非保守物質為研究對象，開展渤海環境變異、物理自凈能力及渤海海域水質模型和環境容量研究，為實現由目標管理向容量總量控制管理轉軌提供科學依據。
2、 河流入海污染物預警、預報系統研究
以控制風險為目的，利用水文和水質模型及風險評估工具，研究河流入海污染物的變化規律，為污染事故風險控制、環境災害管理提供入海污染物通量變化的實時預警、預報手段。
3、 非點源入海污染物監測技術及通量估算方法的研究
以降水徑流、海水養殖、大氣沉降污染物產生和遷移的研究為基礎，確定徑流污染、養殖污染和大氣沉降污染監測斷面和採樣點設置方法，樣品採集的分類和時序安排，樣品採集的工具（儀器）和方法，樣品貯存、運輸和分析方法，揭示污染物降解和遷移的規律，開展入海口主要污染物總量控制技術研究，並在上述研究的基礎上，建立起非點源污染物入海通量（主要是氮、磷）的估算模型。
4、 養殖自身污染控制技術和有機廢棄物資源化技術研究
建立完善養殖系統自身污染的監測體系； 養殖系統自身污染的控制技術研究； 自養（貝藻）與異養（魚蝦）複合養殖系統的構建； 水產廢棄物的綜合利用研究，含水產廢棄物在養殖動物配合飼料中的應用及水產廢棄物中生物活性物質的提取等； 養殖餌料改良研究，提高餌料利用率、轉化率；養殖廢水處理、養殖場底泥消化處理研究等。
5、 渤海海上重大污染事故應急信息系統研究
著手研究油田、海上採油平臺出現井噴、油輪觸礁、油輪或者裝有有毒化學品船隻發生相撞出現溢油或者有毒化學品泄漏等重大災害及突發事件的預警預報和應急防範措施，對可能發生的溢油或者有毒化學品泄漏部位、地點、時間建立詳細的檔案資料和信息庫，建立事故發生的應急體系，包括：救援系統、事故應急環境監測系統、應急事故防範系統。
6、 海洋環境綜合監測技術開發應用研究
建立以衛星、船舶、浮標、岸站、水下站臺組成的多種監測技術集成的技術體系；建立以生物效應和生態效應為主的綜合效應監測技術體系；建立海域環境災害跟蹤監測與評估技術體系等。
（二）渤海生態系統演變及受損生態系統恢復工程研究項目
1、 渤海生態系統健康度評估指標體系及生態功能區劃
（1）生物性質量指標及標準的建立，包括生物質量指標的篩選與評估、生物標誌物指標在生物質量評估中的應用、生物質量標準的構建。
（2）評價生態系統健康狀況的結構性指標，包括生物多樣性狀況，重要生物類群結構與數量變動（種群數量波動、優勢種更替等），特定區域代表性經濟生物發生狀況及品質，赤潮爆發頻率等。
（3）評價生態系統健康狀況的功能性指標，包括生產力水平的變動，生態系統能流途徑健康性與物質循環的穩定性，食物鏈網的穩定性與複雜性，生物過程與非生物過程偶合的穩定性，生態系統自身調節能力和自凈能力。
（4）受損生態系統恢復評估指標，包括恢復評價指標體系篩選與構建，各重要生態功能區服務功能恢復狀況評價，渤海生態功能區區劃及可持續發展能力等。
2、 黃河等入海徑流對重要生態功能區的影響
重點進行黃河斷流對黃河河口外生態系統的損害和渤海對黃河入海最小生態流量需求的研究。
3、 渤海受損生態系統整治與修復
研究內容包括海岸帶修復工程，黃河口濕地生態恢復工程，遼河口濕地生物多樣性保護及生態恢復，嚴重污染區底質污染整治，典型退化養殖與漁業生態系統修復與重建技術，養殖系統環境質量生態與優化技術，海水養殖清潔生產工程工藝，漁業水域環境容量評估體系與方法，退化天然漁場環境整治與生態修復技術，漁業受污環境生物修復技術，無害化微生物修復海洋污染的方法與技術，其他生物治理與修復方法等。
二、 俌重點項目
（一）海洋污染控制項目
1、 海上污染源控制技術研究
研究內容包括船舶壓艙水主要成分及毒性效應； 壓艙水無害化技術；事故溢油遷移過程及環境效應；溢油災害的預測及應急處置系統；傾倒物溶出物遷移過程及環境效應；傾倒物的影響預測及控制技術等。
2、 海上流動污染源監視預測工程研究
通過對海上流動污染源的發生規律的研究和利用遙感技術、航測技術、超聲波技術等現代科技手段對流動污染源進行監視預測和研究，提出建立渤海海域海上流動污染源監視預測的工程系統和建設方案。
3、 大氣沉降（氮、磷）控制對策研究
內容包括大氣沉降物的來源、組成、分佈及其氮、磷含量水平的監測和研究；大氣重點污染源中氮氧化物、磷化合物的治理技術和大氣環境中氮氧化物、磷化合物的自凈作用研究；大氣沉降物轉移軌跡的研究；大氣沉降物與海洋環境質量的響應關係研究；對渤海海水產生污染的大氣沉降治理方案的研究；大氣沉降（氮、磷、環境荷爾蒙等污染物）控制技術研究。
4、 渤海富營養化及赤潮危害的對策和處置技術研究
內容包括渤海各海域N、P污染負荷的環境容量；富營養化水體凈化技術；渤海海域有毒赤潮危害及緩解技術研究；渤海赤潮生物生態動力學模型；渤海有害赤潮爆發模擬與預測；大面積赤潮治理及應急處置技術研究等。
5、 病原生物及貝毒監測與預警系統關鍵技術研究
建立海洋病原生物病毒、細菌、真菌、原生動物等污損生物的監測技術方法；制定海洋水產品衛生質量標準；建立海洋生態系統健康狀況評價方法與標準；建立重大海洋生態災害（赤潮毒素、養殖病害等）監測與預警示範系統。
（二）生態保護項目
1、 人類活動對渤海生態系統健康的影響及評估
內容包括海洋環境中典型污染物對海洋生物的致毒效應及生態響應；海洋開發活動等非污染因素對海洋生態系統的影響及評估；漁業捕撈活動對海洋生物資源及海洋生態系統的壓力等。
2、 渤海典型生態功能區退化過程與機理的研究
內容包括典型生態功能區環境退化過程及其原因識別；典型生態功能區生態動力學模式構建及發展預測；建立基於生態系統及生境條件的管理信息系統。
3、 海洋物理污染對海洋生態影響的研究
目前我國對於海洋物理污染的研究尚處於起步階段，需要加強動力污染、熱污染、噪聲污染、光污染、電（磁）波污染等方面的研究，以了解海洋物理污染的現狀；明確各海區海洋物理污染的形式、影響程度及其趨勢；提出預防和控制海洋物理污染的對策；開展海洋物理污染的長年、定點監測和評價。
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