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发表于 2025-6-4 18:06:49
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历经十年攻关,厦门大学自主研发河口碳氮通量智能监控系统
2 m; x; l4 c+ r+ K# y: @6 c& @* S2025年06月04日
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9 u4 f7 ~+ f( e' E8 M6 R近日,厦门大学海洋监测与信息服务中心(MMIS)自主研发的“闽江口碳氮通量智能监控系统(ECOFIMS)”在福建省投入试点应用。这是我国首个无人值守、自动化运行的河口碳氮通量实时监测系统,标志着厦门大学MMIS研究团队在生态环境监测与数智化应用领域取得突破性进展。
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1 E( i' g; V% }该系统融合声学层析技术与智能模型算法,攻克了河口复杂环境下的高频、高精度监测难题,为陆海统筹管理、减排增汇和应对气候变化提供了有力的技术支撑和实践范例。
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( n3 H# g' ?$ h背景意义
" Q1 Q0 R( ^2 m' B+ `" T河口区域是陆源物质向海洋输送的关键枢纽,通过“生物泵”和“微型生物碳泵”调节海洋碳汇与气候系统。
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: B x5 h3 L, F" {然而,受潮汐等复杂动力影响,河口界面碳氮通量高度瞬变。传统人工监测难以捕捉其快速变化,碳氮通量计算误差大,亟需发展高精度、长期连续、智能化的通量监测技术。: _5 c8 i( ?/ b% m8 L
* J, t6 |* E) U0 ?0 y技术突破. W5 B/ Y+ q& p' Q7 ] Y% V
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厦门大学MMIS产学研团队历经十年攻关,成功研发集新型声学传感设备与AI算法于一体的ECOFIMS系统,实现多项关键技术突破:+ o) }; D0 j) A# J
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秒级流速反演
9 p5 Z4 {0 P& S+ V% o* _. Y采用双站非侵入式声学层析测流技术,可在秒级尺度反演长距离河道断面平均流速,突破传统监测局限,为河口碳氮通量精准计算提供基础。 c1 I3 F' _2 V& C; X* J, H" a+ y
, t* z" c; d- y高频同步监测
4 ~$ X3 i5 g0 c8 J, p9 k) o4 q集成TOC和TN在线分析仪,实现水文与水质参数小时级同步采集,构建河口碳氮通量高频在线监测体系。
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智能通量计算
! J: `/ m8 d$ x X2 d2 x8 E融合水位-流速-通量模型与机器学习,实现碳氮通量在线智能计算,误差显著降低,且在洪水等极端环境下保持稳定可靠。7 R; K; _: c8 {" ` m' b
- Z& [2 ^7 I" D6 m实时预警与统计$ s( E4 G: e- p8 C9 D+ f3 ]# T$ `& ~3 y
在碳氮通量异常激增时实时预警,自动统计洪水入海通量,为环境管控和决策提供精准数据支持。
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应用前景# [1 z$ M# `3 g% ?9 B
ECOFIMS系统已在九龙江、闽江等典型河流、河口成功部署,为流域-近海碳氮循环研究和碳汇评估提供了全新技术范式和高质量数据。4 L# @8 Z) P l7 x
+ E: ?$ m' E+ \2 y未来,该系统可广泛推广至全国乃至全球的河流、河口及海湾区域,助力海洋碳汇精准核算和总氮污染管控,为区域生态补偿政策制定提供关键数据。
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0 c( A2 m, ?8 }; _ ?/ Y, b; FECOFIMS的成功研发与应用,是厦门大学服务国家“减污降碳”战略、贡献全球海洋负排放“中国方案”的重要实践,显著提升了我国在全球气候变化与环境治理领域的影响力。& B! f4 ?* V/ P) J& C
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