气候变化条件下全氟化合物对海岸带可持续发展的影响及管控策略

海岸带生态系统为人类提供了食物、水等丰富的物质以及文化、休闲等生态系统服务。但由于全氟化合物等污染物的排放和气候变化的影响,海岸带地区环境日益恶化、资源枯竭、极端气候灾害加剧。这些问题直接导致了海岸带水质下降、近海生物多样性减少、生物群落结构变化,海岸带生态系统可持续发展受到影响。全氟化合物在自然环境中难以降解,会沿食物链在生物体内累积和放大进而对人类健康造成风险。随着氟化工产业在我国的快速发展、新型全氟化合物的不断更替以及气候变化的加剧,全氟化合物对海岸带生态的影响面临着极大的不确定性。为了更好地服务海岸带生态系统的可持续发展,目前仍需要加快完善立法保障,在全国范围内对全氟化合物进行监测;将海洋与陆地作为一个有机整体,统筹陆地影响和海岸带管控,严格控制污染物的排放。     

海洋可持续发展目标与海洋和滨海生态系统管理

海洋和海岸带可以为人类提供多种生态系统服务,保护与持续利用海洋资源以促进海洋和海岸带可持续发展已被正式纳入联合国可持续发展目标。实施海洋可持续发展目标面临几大挑战,包括如何减小陆基人类活动的影响、加强海岸带的综合管理、提高海洋资源效率、适应气候变化和提高沿海居民的人类福祉等。为应对这些挑战,需要将海洋和海岸带融合为一个大型生态系统,利用基于生态系统的管理方法,综合考虑各个部门和多种胁迫因素的累积影响,通过建立综合的海洋观测体系,合理划分海洋功能区,按照海洋环境承载力限制陆基人类活动,合理配置并有效利用海洋资源,提升海洋和海岸带生态系统的整体服务功能,从而进一步推进实施海洋可持续发展目标。     

海洋生态系统服务价值评估研究综述

海洋生态系统服务是通过海洋生态系统的功能结构和生态过程,以物品和服务等方式直接或间接地给人类提供的效益。海洋生态系统服务价值衡量了海洋生态系统对人类经济社会的贡献度,加快海洋强国建设,急需加强海洋生态系统服务价值评价。通过对市场价值法、替代市场法和假想市场法三大类海洋生态系统服务价值评估方法进行比较分析后可知,各类方法各有利弊,但是,存在不同方法耦合和方法优化选择的空间。通过海岸带、近海、远洋等典型海洋生态系统服务价值评估的研究案例展现了海洋生态系统服务价值评估在海洋资源开发与保护的政策选择、海洋生态补偿与环境损害赔偿的价格决定中的重要作用。海洋生态系统服务价值评估研究前景广阔,在内涵认知深入化、评估方法科学化、评估指标体系化、结果应用广泛化等方面仍有进一步拓展空间。     

基于土地利用变化和生态系统服务的海岸带生态安全综合评价——以胶州湾为例

以土地利用为主的陆域开发活动能改变近海环境质量,并影响和改变原有海岸带生态系统服务功能的供给模式,对海岸带生态安全产生一定的负面影响.目前在海岸带生态系统研究领域较多采用陆地生态系统研究模式,未能真正体现海岸带作为海陆结合的独立的环境体系的特点,并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释.本研究基于海岸带生态系统服务的空间异质性和流动性特点,以“土地利用变化(LUCC)-生态系统服务(ES)-生态系统安全”为研究主线,构建海岸带生态安全评价模型,探讨以土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律.从模型的评价结果上看,作为生态安全系统中主要压力表征的胶州湾陆域土地利用变化,与相应海域内的生态系统服务状况和生态安全状态呈现出一定的相关性和趋势性.随着环胶州湾地区城市化进程中大量用地流转为城乡建设用地,胶州湾中相应海域的生态系统服务状态下降,进而带来该海域生态安全状态恶化.本文所提出的基于压力-状态-响应(PSR)框架的海陆结合的生态安全评价模型,以探讨陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响及其时空变异规律为目的,可以克服目前研究中只关注陆域部分而忽视陆域活动与海域部分之间的联系和相互影响的缺陷,对海岸带生态安全评价研究具有一定的改进作用.     

基于GIS的浙北近海海域生态系统健康评价

在浙江省北部地区经济高速发展,科学高效利用海洋资源的同时,也不可避免的对浙北近海海域的生态系统造成一定的威胁。为了降低涉海工程对海洋生态环境可能造成的不利影响,通过分析浙江省北部海域高浊度、复杂水体等特点,利用层次分析法从水环境、沉积环境和海洋生物多样性构建了浙北近海海域生态系统评价指标体系,采用熵权法确定了相关因子的权重。在此基础上,综合GIS空间分析方法、数学模型,对2009年至2012年浙江省北部海域进行了实证研究。结果表明:(1)浙江省北部近海海域生态系统整体上处于不健康状态。含量较高的无机氮和磷酸盐及较低的海洋初级生产力是影响其环境质量的主要因素。(2)浙北近海海域生态系统主要薄弱区域与人类活动格局基本一致,由此推断,人类活动是影响浙北海域生态系统健康状态的主要因素。总体上,从2009至2012年浙北近海海域生态系统健康呈现逐年恶化的趋势。     

滨海湿地 生物量最大的生态系统

全球近海海洋生态系统的服务功能的价值大约每年12.6万亿美元,与陆地生态系统服务功能的价值相当,但近海的面积仅为陆地的1/5。而海岸带水域的服务功能价值又要高出滨外海域的15-20倍。……不但支持了沿海居民,而且支持了陆地上的全部生命。例如湿地的功能就包括支撑生物多样性、调节物质循环、保持水动力平衡、涵养水源、防止土壤侵蚀、缓冲风暴潮对陆地的影响等。     

人工鱼礁构建对海洋生态系统服务价值的影响——以深圳杨梅坑人工鱼礁区为例

基于深圳杨梅坑人工鱼礁区2008年的研究和统计数据,采用生态系统服务价值方法,系统分析了杨梅坑人工鱼礁建设对海洋生态系统的影响.结果表明:与深圳附近海域相比,杨梅坑人工鱼礁构建后旅游娱乐服务价值所占比例由87%降至42%,食品供给服务价值所占比例由7%升至27%,原材料供给、气候调节、空气质量调节、水质净化调节、有害生物和疾病的生物调节与控制、知识扩展服务价值所占比例少许提高;2008年,深圳杨梅坑人工鱼礁区单位面积服务价值为1714.7万元.km-2,远高于深圳市近海海洋生态系统的平均值和全球近海生态系统的平均值.人工鱼礁生态系统影响并改变了区域海洋生态系统服务价值结构,提高了区域生态系统服务价值,对于合理开发与利用海洋资源、修复受损的海洋生态环境和渔业资源有着重要意义.利用生态系统服务价值方法对人工鱼礁构建区进行评价,可以更好地反映人工鱼礁构建效益,能有效促进我国人工鱼礁建设的发展、提高海洋生态系统管理水平.     

全球气候变化下的海洋生物多样性

正当前人类社会发展改变了整个地球生态系统,地球历史进入了全新的人类世(Anthropocene)阶段(Steffen et al,2007)。人类活动对海洋生态系统及其生物多样性造成越来越显著的影响,尤以全球气候变化(global climate change)对海洋生物多样性的改变最为深刻,且影响面较广。全球气候变化主要表现在人类活动造成的化石燃料向大气排放过多的CO2而引起海水表层升温、海平面上升、降雨改变、海洋表层海水酸化、海流变化及紫外线辐射增强等一系列环境改变     

基于复合生态系统理论的海洋生态监控区区划指标框架研究

海岸带是海陆生态系统的交错带,其生态系统对社会经济发展和全球变化敏感、脆弱。随着沿海各省市新一轮开发规划的实施,近岸海域生态环境面临巨大压力,海洋生态管理面临着新的经济、环境问题,海洋生态监控区需要进行适应性调整。海洋生态监控区,指依据海洋生态特征和问题冲突特点而确定的、通过生态监测和评价而提出的用于保护管理和开发利用调控的海洋区域。海洋生态监控区是基于生态系统的海洋管理的重要手段,是海洋生态系统管理的重要基础。基于复合生态系统理论,从自然视角、经济视角和社会视角3个方面深入分析了海洋生态重要性区域的内涵,并结合生态社会与生态系统服务描述了海洋生态监控区内涵;结合沿海社会经济发展新趋势和海洋生态系统管理需要,从管理学、生态学、管理对象及管理实施等方面探讨了海洋生态监控区区划的原则;分析了影响海洋生态监控区的主要因素,结合近岸海域生态系统主要服务功能,构建了区划指标体系,包括自然环境、生态系统和社会经济和三大方面14个指标。     

珠海万山海域生态系统服务价值与能值评估

采用生态系统服务货币价值和能值价值分析方法,对珠海万山区2007-2012年海洋生态系统服务价值变化进行分析.结果表明:研究期间,珠海万山区海洋生态系统服务货币价值和能值价值分别由772163万元和1.04× 1022 sej上升至1151284万元和1.97×1022 sej.货币价值和能值价值都能对海洋生态系统服务价值的变动趋势进行预测,但两者所反映的价值结构有所不同,生态能值更能客观地评价生态系统服务价值.生态文明建设对于合理开发海洋资源,优化海洋生态系统服务功能有着重要意义,是推动海洋生态系统服务结构发展的内在驱动力.     

Coastal and marine wetlands in Gulf St. Vincent,South Australia: understanding their loss and degradation

Despite the vastness of South Australia's coastline, approximately 95% of the state's population of 1.4 million is on the Adelaide metropolitan coast of Gulf St. Vincent. The concentration of human activity around this shallow, sheltered gulf ecosystem has led to conflict and competition over the use of marine and coastal resources. The gulf supports extensive areas of ecologically significant subtidal and tidal coastal wetlands, comprising seagrass meadows, mangroves and saltmarshes, with nine wetlands having recognized national importance. The wetlands support economic activities such as commercial and recreational fishing, tourism and aquaculture, and to a lesser extent, mineral and petroleum exploration and shipping. These environments and activities are threatened by the effects of land-based urbanization, coastal development, stormwater runoff effluent and industrial discharges, and the resultant decline in water quality and food-chain contamination. Marine activities can also have adverse effects (i.e., dredging, sea-dumping, overfishing, fishing methods, oil spills, antifoulants, ballast water introductions), including the developing aquaculture industry. The continued loss and degradation of marine and coastal wetlands in the gulf is exacerbated by inadequate protection measures, lack of integrated management structures and policies, and conflict between competing user groups. Strong policies and integrated decision making based on sound information is required for the equitable and sustainable use of these wetlands. Gulf-level management of multiple-uses would limit the cumulative impacts of human use and coastal development. There is a particular need to protect areas with high conservation value and for future research and marine conservation to focus on the coastal nearshore ecosystem. High priorities are coastal and biodiversity inventories, understanding of ecological processes, linkages between coastal and offshore habitats, and coastal spatial mapping and information systems.     

海洋工程生态损害评估与补偿——以厦门杏林跨海大桥为例

随着海岸带地区经济的发展、人口的增加和城市化程度的加快,日益增多的各类海洋工程已经或者正在损害海洋与海岸带生态系统为人类提供各种产品和服务的能力,严重威胁到人类健康和海洋经济的可持续发展。实施海洋生态损害补偿制度,即让生态损害责任方承担生态损害的全部成本,是解决海洋生态损害问题的有效途径之一。建立了海洋工程生态损害评估框架和生态损害补偿标准估算模型,并成功运用于厦门杏林跨海大桥的案例研究。结果表明,在2%的贴现率下,杏林大桥生态补偿标准为1739万元,远高于政府实际征收的补偿金额600万元。该评估框架信息需求量小,成本低且简单易行,在小规模海洋工程的生态损害评估与补偿方面有良好的应用前景。     

Towards an urban marine ecology: characterizing the drivers,patterns and processes of marine ecosystems in coastal cities

Human population density within 100 km of the sea is approximately three times higher than the global average. People in this zone are concentrated in coastal cities that are hubs for transport and trade – which transform the marine environment. Here, we review the impacts of three interacting drivers of marine urbanization (resource exploitation, pollution pathways and ocean sprawl) and discuss key characteristics that are symptomatic of urban marine ecosystems. Current evidence suggests these systems comprise spatially heterogeneous mosaics with respect to artificial structures, pollutants and community composition, while also undergoing biotic homogenization over time. Urban marine ecosystem dynamics are often influenced by several commonly observed patterns and processes, including the loss of foundation species, changes in biodiversity and productivity, and the establishment of ruderal species, synanthropes and novel assemblages. We discuss potential urban acclimatization and adaptation among marine taxa, interactive effects of climate change and marine urbanization, and ecological engineering strategies for enhancing urban marine ecosystems. By assimilating research findings across disparate disciplines, we aim to build the groundwork for urban marine ecology – a nascent field; we also discuss research challenges and future directions for this new field as it advances and matures. Ultimately, all sides of coastal city design: architecture, urban planning and civil and municipal engineering, will need to prioritize the marine environment if negative effects of urbanization are to be minimized. In particular, planning strategies that account for the interactive effects of urban drivers and accommodate complex system dynamics could enhance the ecological and human functions of future urban marine ecosystems.     

海洋酸化对珊瑚礁生态系统的影响研究进展

目前,大气CO2浓度的升高已导致海水pH值比工业革命前下降了约0.1,海水碳酸盐平衡体系随之变化,进而影响珊瑚礁生态系统的健康。近年来的研究表明海洋酸化导致造礁石珊瑚幼体补充和群落恢复更加困难,造礁石珊瑚和其它造礁生物(Reef-building organisms)钙化率降低甚至溶解,乃至影响珊瑚礁鱼类的生命活动。虽然海洋酸化对造礁石珊瑚光合作用的影响不显著,但珊瑚-虫黄藻共生体系会受到一定影响。建议选择典型海区进行长期系统监测,结合室内与原位模拟试验,从个体、种群、群落到系统不同层面,运用生理学和分子生物学技术,结合生态学研究手段,综合研究珊瑚的相应响应,以期深入认识海洋酸化对珊瑚礁生态系统健康(例如珊瑚白化)的影响及其效应。     

全球变化对海洋生态系统初级生产关键过程的影响

工业革命以来, 不断加剧的人类活动所引起的大气CO₂浓度增加、温度上升等全球变化问题, 正使得海洋生态系统面临着前所未有的压力。该文通过文献计量的方法分析了国内外的研究现状, 简要地回顾了全球变化对海洋生态系统影响研究的发展简史, 并聚焦海洋暖化、海洋酸化和富营养化与缺氧这三个核心研究方向, 重点阐述了它们对海洋生态系统初级生产的关键过程的影响, 总结了已取得的重要进展以及存在的主要问题, 最后提出前沿展望。     

Effects of global change on key processes of primary production in marine ecosystems

工业革命以来, 不断加剧的人类活动所引起的大气CO₂浓度增加、温度上升等全球变化问题, 正使得海洋生态系统面临着前所未有的压力。该文通过文献计量的方法分析了国内外的研究现状, 简要地回顾了全球变化对海洋生态系统影响研究的发展简史, 并聚焦海洋暖化、海洋酸化和富营养化与缺氧这三个核心研究方向, 重点阐述了它们对海洋生态系统初级生产的关键过程的影响, 总结了已取得的重要进展以及存在的主要问题, 最后提出前沿展望。