第1章　概论
　　南海位于我国的*南端，是我国*大的陆缘性边缘海，也是我国唯一的赤道带海区，蕴藏着丰富的自然资源，是中华民族可持续发展的重要疆域。南海位于太平洋板块、印度洋板块与欧亚板块的接合处，介于大陆岩石圈与大洋岩石圈的过渡带，蕴藏着丰富的油气（水合物）资源，是全球少有的海上油气富集区之一。此外，南海还蕴藏着丰富的生物资源，仅西南部陆架海区 4个主要渔场（两个高产渔场和两个优质渔场）的现存资源量就达约 34.5万 t，推测可捕量为 21.3万 t，开发潜力良好，其中底层经济鱼类的现存资源量为 26.1万 t，推测可捕量为 16.1万 t。在战略上，南海南部地处太平洋与印度洋之间的咽喉，扼守两洋海运的要冲，是多条国际海运线和航空运输线的必经之地，也是扼守马六甲海峡、巴士海峡、巴林塘海峡、巴拉巴克海峡的关键所在，是我国南方海防前哨，具有重要的战略地位。
　　南海是我国神圣不可侵犯的国土，为了有效地维护国家权益、开发利用海洋资源、发展海洋经济，必须拥有海洋国土和海洋资源环境状况的精确资料以及海上长期立足的能力。对南海进行全面深入的科学考察，不仅在政治、经济、军事、外交和科学上具有重要的战略意义，而且在当今复杂的国际环境下，还是我国在南海行使主权的重要体现。远离大陆的南沙诸岛将是我国 21世纪资源开发与利用的重要组成部分。
　　南海拥有的自然海域面积约为 350万 km2，南北纵跨约 2000km，东西横越约 1000km。南海北起广东省南澳岛与台湾岛南端鹅銮鼻一线，南至加里曼丹岛、苏门答腊岛，西依中国大陆、中南半岛、马来半岛，东抵菲律宾，通过众多的海峡与外围海域进行水体和物质交换，如通过台湾海峡与东海相连，通过巴士海峡与菲律宾海相连，通过民都洛海峡和巴拉巴克海峡与苏禄海相连，通过卡里马塔海峡与爪哇海相连，通过马六甲海峡与安达曼海相连。南海海底地貌的特点是：北部、西部和南部是浅海大陆架，外缘是大陆坡，陆坡上有高原、海山、峡谷、海槽和海沟；东部是狭窄的岛架，外缘临海沟和海槽；中央是深水海盆，盆底为宽广的平原，点缀着孤立的海山。南海海域有超过 200个无人居住的岛屿和岩礁，主要群岛有纳土纳群岛、阿南巴斯群岛、南沙群岛、中沙群岛、东沙群岛、西沙群岛等。
　　南海处于东亚季风区，因此其表层环流常年受季风影响显著，即季风是南海环流的主要驱动因素。南海冬季盛行东北季风，南部和北部均存在一个气旋性环流；夏季盛行西南季风，南部的气旋性环流转为反气旋环流，而北部的气旋性环流依然存在。此外，黑潮对南海北部环流向南海的净输运影响显著，热力强迫对南海的环流也会造成一定影响（Fang et al.，1998）。南海处在亚洲大陆南部的热带和亚热带区域，与其他海区相比，其特点是热带海洋性气候显著，春秋短，夏季长，冬无冰雪，四季温和，空气湿润，雨量充沛。特别是南海中部和南部海区，终年高温高湿，长夏无冬，季节变化很小。南海北部沿海和岛屿有较大季节变化，夏季温度高、雨量多，冬季前期相对干冷，后期常有低温阴雨天气。
　　南海因其特殊的地理位置和自然条件，既是国防海洋学研究的重地，又是地球动力学、全球变化等重大前沿科学研究的天然实验室，而海洋调查是进行海洋科学研究的基础和前提，也是开发利用海洋资源、保护海洋环境、维护海洋权益和建设海洋强国的重要支撑（陈连增和雷波， 2019）。在历史上，国内外海洋科技工作者对南海开展了一系列的海洋科学考察。
　　1.1南海海洋化学科考历史
　　南海的海洋调查*早始于 20世纪初，泰德曼（ Tydeman）于 1903年绘制了东南亚海域的**张测深图。早期的海洋调查以水文调查为主，海洋化学的调查项目往往不全。真正的化学调查项目比较齐全的是 1961年开展的“国际黑潮联合调查”，调查区域主要涉及南海东北部和南部 1500m以浅海域，但很多航次的营养盐的资料也是不全或者残缺的（韩舞鹰等， 1998）。新中国成立后，我国在海洋化学方面的调查研究蓬勃发展。自 20世纪 50年代以来，我国先后组织了数十次大规模的南海及其岛礁海洋科学综合考察，如南海中、西沙海区综合调查，南沙群岛及其邻近海域综合调查，以及南海中部海域综合调查等，取得了大批与南海本底相关的重要原始数据。这些科考成果既是国家经略南海所需要的重要历史资料，又是对南海开展科学研究的珍贵历史资料。我国开展的较大规模的南海海洋化学调查主要有以下几项（暨卫东，2016）。
　　1958～1960年，国家科委海洋组组织海军、中国科学院、水产部等 60多个单位和部门的 600多名科研人员，动用各种船舶 50多艘，开展了“全国海洋综合调查”，调查区域涉及 124°E以西的渤海、黄海、东海，以及南海东沙群岛、西沙群岛以北的海域。
　　1972～1978年，以中国科学院南海海洋研究所为主，对南海的中沙群岛、西沙群岛和南沙群岛海域进行了海洋综合调查，**次系统地获取了南海中部海域的科考资料。
　　1977～1979年，我国开展了“ 719”南海中部海区综合调查研究，获取了南海中部海域的海洋沉积化学资料。
　　1979～1984年，我国开展了“ 317”南海东北部海区综合调查研究，获取了南海东北部海域的海洋沉积化学资料。
　　1983年，中国科学院南海海洋研究所的“实验 2”号、“实验 3”号两艘船，加上中国水产科学研究院南海水产研究所的一艘船，共三艘船到达曾母暗沙海区开展调查。
　　1983～1984年，为维护国家海洋权益，我国组织了南海中部海域综合调查，多次穿越西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛海域，为我国对该海域的管理积累了基本资料。
　　1987年，“南沙群岛及其邻近海区综合科学考察”被列入国家“七五”计划的科技专项，开始对南沙群岛正式进行综合科学考察。对南沙群岛的科学考察从“七五”开始，到“八五”“九五”“十五”一直得到了立项支持，共有 40多个单位的 600多名科研人员参加，较全面地查明了在 12°N以南、断续线以内的南沙群岛 72个主要岛礁的状况。
　　1996～2002年，以国家海洋局**海洋研究所、国家海洋局第二海洋研究所、国家海洋局第三海洋研究所和国家海洋环境监测中心为主，开展了国家“ 126专项”我国专属经济区与大陆架勘测调查，对黄海、东海、南海及台湾以东海域进行了包括海洋水文气象、海水化学、沉积物化学等在内的综合海洋环境调查。
　　2004～2016年，我国开展了 11个南海北部开放航次调查，获取了大量的海水化学资料。
　　除此之外，我国在南海还开展了大量的较小规模的调查和研究工作，如南沙群岛及邻近海区第四纪沉积地质学研究、南沙群岛海区界面生物地球化学过程与通量研究、南沙群岛海域核素分布规律研究、国家基金委南海开放航次调查等，在此不再一一列举。
　　1.2历史资料收集和处理
　　1.2.1 历史资料收集
　　20世纪 90年代以前，由于当时电脑还不普及，许多调查资料没有电子化，缺乏系统的整编与管理，有些早期的原始资料散落在科研人员手中，这些资料由于历史久远、人员更替或者离世等原因愈发稀有。我国对历史资料的抢救和保护非常重视，在科技基础资源调查专项的资助下，对自主调查和资料交流等各个渠道获取的海洋化学历史资料进行收集整编，包括南海中部海域综合调查（国家海洋局第三海洋研究所， 1983～1984年）、大亚湾海洋环境调查（国家海洋局第三海洋研究所， 1988～1990年）、南沙群岛海域海洋生源要素通量研究（中国科学院南海海洋研究所， 1992～1995年）、南沙群岛海区界面生物地球化学过程与通量研究（中国科学院南海海洋研究所， 1997～2000年）、南海东北部海区环流“配合性”合作调查研究（厦门大学， 1992年）、南沙群岛及其邻近海域综合科学考察（厦门大学，1993年）等数十项调查研究项目的成果资料。
　　1.2.2 历史资料处理
　　通过调阅历史档案、走访老科学家等途径，对南海海洋化学历史科考资料进行了收集与整理。这些历史资料主要来源于中国科学院南海海洋研究所、自然资源部第三海洋研究所①和台湾中山大学等。有些历史资料为纸质版，部分资料存在字迹不清、誊写错误等问题；有些电子版的历史资料也偶尔会出现串行、输入错误等问题，因此需要对数据进行检查、校对、计量单位统一和质量控制。
　　1. 历史资料的检查、校对和计量单位统一
　　（1）数据排重检查
　　在进行数据资料的处理之前，需要对资料进行排重检查，以判断各种来源的数据资料是否存在重复的数据。排重检查主要通过人工检查的方式进行，按照调查区域范围、调查站位经纬度、调查时间、调查要素、采样水深等几个方面对数据资料进行排重检查。检查流程如下：①通过站位分布图识别调查区域，如果调查区域无重叠，则不存在重复数据；如果调查区域有重叠，再进行站位经纬度检查。②对比重叠区域的站位经纬度，如果经纬度不同，则不存在重复数据；如果经纬度相同，再进行调查时间检查。③对比经纬度相同的调查站位的调查时间，如果调查时间不同，则不存在重复数据；如果调查时间相同，再对比调查要素名称。④对比调查要素名称，如果属于不同的要素，则不存在重复数据；如果属于同种要素，再对比采样水深。⑤如果属于不同采样水深的数据，则不属于重复数据；如果采样水深相同，则判定属于重复数据，应予以剔除。
　　（2）纸质数据电子化校对
　　在收集的南海海洋化学历史科考资料中，有相当部分资料是纸质资料。在将这些纸质原始资料中的数据进行手工录入时，需要对所有录入的数据进行逐一校对，以保证电子化的数据与纸质数据的一致性。
　　（3）数据计量单位统一
　　检查原始纸质资料中的数据计量单位是否一致，如不一致则进行转换。
　　2. 数据质量控制
　　需要对预处理后的数据采取一些质量控制措施，以保证数据的有效性。
　　（1）数据值域检查
　　数据值域检查是检查整编数据是否落在合理范围内，进而审核数据在输入过程中是否出现差错，以及数据的计量单位与数值是否匹配等。
　　（2）要素相关性检查在要素相关性检查方面，主要是对南海深水区历史科考项目中溶解氧、 pH、营养盐
　　等海水化学要素与水深之间的关系进行相关性检查。近岸海域的调查数据影响因素复杂，因此数值变化剧烈，该项检查不适用。
　　参考文献
　　陈连增， 雷波 . 2019 . 中国海洋科学技术发展 70年. 海洋学报 ， 41(10) : 3 - 21.
　　韩舞鹰， 等 . 1998 . 南海海洋化学. 北京: 科学出版社 .
　　暨卫东 . 2016 . 中国近海海洋: 海洋化学. 北京: 海洋出版社 .
　　Fang G ， Fang W ， Fang Y ， et al . 1998 . A survey of studies on the South China Sea upper ocean circulation. Acta Oceanographica Taiwanica ， 37(1) : 1 - 16.