珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康评价

基于湿地生态系统健康理论和压力-状态-响应模型,以珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统为研究对象,构建了红树林湿地生态系统健康评价指标体系,并确定了具体的评价指标、评价标准、指标权重、评价等级和评价方法,对珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康状况进行了评价.结果表明:2008年,淇澳岛红树林湿地生态系统总健康指数为0.6580,评价等级为Ⅱ级(健康);压力、状态和响应指标的健康指数分别为0.3469、0.8718和0.7554,说明该评价系统存在一定的压力,而状态和响应方面较好.作为省级自然保护区,珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康水平有待进一步提升.红树林湿地生态系统健康评价研究目前尚不成熟,进一步研究需重点关注针对红树林特征的评价因子筛选、相关数据的长期定位监测、生态系统健康与生态系统功能的定量关系研究等.     

基于PSR的黄河河口区生态系统健康评价

根据压力-状态-响应(PSR)框架模型,从广义上定义河口区生态系统,将河口及毗邻的陆域、海域生态系统作为一个整体,从压力指标、状态指标、响应指标3个方面构建了黄河河口区生态系统健康评价的指标体系,以研究区1991年数据和相关国家标准为基准,2013年代表现况,利用综合指数法(CEI)评价了黄河河口区的生态系统健康状况。结果显示:黄河河口区生态系统健康评价的响应指数最高(0.9055),压力指数居中(0.8288),状态指数最低(0.6458),综合指数为0.7427。总体来看,与1991年相比,目前黄河河口区生态系统仍处于"健康"状态,但健康状况明显下降,其中状态指数下降最为严重。从区域轻度开发到人类活动强烈干扰阶段,黄河河口区存在过度捕捞、湿地不合理开发、浅海养殖过度及污染物排放等一系列影响生态系统健康的问题,应进行区域的生态恢复和科学管理。     

基于环境DNA宏条码和底拖网的珠江河口鱼类多样性

文章采用环境DNA宏条码和底拖网对珠江河口鱼类多样性进行了研究, 并对两种方法进行了比较。利用环境DNA宏条码检测到了175种鱼类, 而利用底拖网采集到了47种鱼类, 结合两种方法共检测出179种鱼类, 隶属于15 目63科128属。其中两种方法共同识别了鱼类43种, 占总检测物种的24.02%, 基于底拖网的调查未能收集到基于环境DNA宏条码检测到的大多数物种。根据Shannon指数和Simpson指数显示, DNA宏条码所检测珠江河口鱼类群落α多样性显著高于底拖网方法(P<0.05)。两种方法的PCoA结果均显示珠江河口鱼类群落存在空间结构, 基于环境DNA宏条码的分析显示空间重叠更多。两种方法基于冗余分析均显示溶解氧和盐度是影响鱼类群落结构的主要环境因子。研究表明, 环境DNA 宏条形码是一种环保且可靠的评估方法, 将其搭载到现有调查可以更好地了解河口鱼类多样性。     

珠江河口区大型底栖动物群落结构

河口区大型底栖动物具有的重要群落特征往往可以反映群落所经历的环境污染。为更好地了解珠江河口区大型底栖动物群落结构, 作者于2014年11月至2015年8月进行了4个季度的大型底栖动物调查, 并利用PRIMER 6.0软件进行群落生物多样性指数计算、群落等级聚类(Cluster)和非度量多维标度排序(nMDS)分析。研究结果显示: 珠江河口区共获得大型底栖动物52种, 优势种包括光滑河篮蛤(Potamocorbula laevis)、中国绿螂(Glaucomya chinensis)、焦河篮蛤(Potamocorbula ustulata)和羽须鳃沙蚕(Dendroneris pinnaticirrus)。大型底栖动物年平均密度为269.3 ind./m ², 年平均生物量为129.61 g/m ²。12个站次的丰富度指数(D)、均匀度指数(J')和Shannon-Wiener多样性指数(H')平均值分别为1.81 ± 1.38、0.50 ± 0.27和1.60 ± 1.13。该结果显示除P01断面的秋季和冬季环境质量为优良外, 其他站位在不同季度都显示出轻度到重度的污染。Cluster聚类分析和nMDS标序结果表明, P01断面与P02和P03断面群落相似度较低, 与断面地理分布情况一致; P02断面和P03断面存在交叉聚集, 群落相似度较高。结合环境因子结果可知, 沉积物理化因子与群落分布特征相关性较大, 其中最能解释珠江河口区群落多样性分布特征的环境因子为盐度和pH值。     

面向多重生态保护目标的广东省生态系统服务退化风险情景模拟

稳定、协调、可持续的生态系统服务供给是维持区域自然生命系统、保障区域生态安全的基础。面临生态系统所受的人为与自然干扰,有必要准确评估生态系统服务退化风险,揭示区域生态安全和可持续性提升路径。现有研究多叠加所有生态系统服务以评估生态系统服务退化风险,未能面向区域生态问题或生态需求对不同类型生态系统服务进行整合。研究提出面向多重生态保护目标的生态系统服务退化风险情景模拟框架,考虑广东省生物多样性保育、水资源安全、自然灾害防范等生态保护目标,选取代表性生态系统服务类型(生境维持、水源涵养、水质净化、土壤保持、洪水缓解、热带气旋缓解),基于不同典型浓度路径情景评估2018—2035年生态系统服务退化风险。结果表明,2018—2035年广东省生态系统服务供给空间格局基本稳定,尽管有所退化、空间异质性强。生态系统服务退化风险的情景模拟表明,面向生物多样性保育目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、佛山市和江门市,以及粤西和粤东地区的湛江市、茂名市和揭阳市;面向水资源安全目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、中山市和江门市,以及粤西与粤东地区的茂名市、揭阳市和江门市;面向自然灾...     

Ecosystem services classification: A systems ecology perspective of the cascade framework

Ecosystem services research faces several challenges stemming from the plurality of interpretations of classifications and terminologies. In this paper we identify two main challenges with current ecosystem services classification systems: i) the inconsistency across concepts, terminology and definitions, and; ii) the mix up of processes and end-state benefits, or flows and assets. Although different ecosystem service definitions and interpretations can be valuable for enriching the research landscape, it is necessary to address the existing ambiguity to improve comparability among ecosystem-service-based approaches. Using the cascade framework as a reference, and Systems Ecology as a theoretical underpinning, we aim to address the ambiguity across typologies. The cascade framework links ecological processes with elements of human well-being following a pattern similar to a production chain. Systems Ecology is a long-established discipline which provides insight into complex relationships between people and the environment. We present a refreshed conceptualization of ecosystem services which can support ecosystem service assessment techniques and measurement. We combine the notions of biomass, information and interaction from system ecology, with the ecosystem services conceptualization to improve definitions and clarify terminology. We argue that ecosystem services should be defined as the interactions (i.e. processes) of the ecosystem that produce a change in human well-being, while ecosystem components or goods, i.e. countable as biomass units, are only proxies in the assessment of such changes. Furthermore, Systems Ecology can support a re-interpretation of the ecosystem services conceptualization and related applied research, where more emphasis is needed on the underpinning complexity of the ecological system.     

黔东南苗族侗族自治州生态系统健康的时空变化

黔东南苗族侗族自治州位于贵州东南部，是我国重点林区，也是长江、珠江上游地区的重要生态屏障区。以空间网格为基准单元，利用1990-2015年研究区的土地利用数据，结合社会经济、野外调查数据，基于"压力-状态-响应"模型、"活力-组织-弹性-功能"理论框架和空间分析模型，对黔东南州的生态系统健康时空变化进行分析，并选取城市化和地形位指数进行空间相关性分析，探讨影响黔东南州生态健康的关键因素。研究结果表明：时间分布上，1990-2015年期间，黔东南州生态系统健康指数呈现下降趋势，表现为从"亚健康"状态向"临界"状态的转变，呈现先增后减的波动式变化。研究期间生态系统健康水平的区域面积占比大小依次为亚健康（42%-45%）、临界健康（30%-35%）、健康（15%-22%）、不健康（0.1%-0.4%）、病态（<0.1%），且25年间研究区生态系统各种健康水平的占地面积有显著变化。在空间分布上，黔东南州中部的台江县、剑河县和东北部的三穗县、锦屏县等地区生态系统健康水平较高，多处于亚健康和健康状态；而南部的榕江县、东部的黎平县和北部的镇远县、岑巩县等区域生态系统健康状况多处于临界状态；西北部的凯里市等区域生态系统健康水平最低，且整体上呈现下降的趋势。空间相关性研究表明：在1990-2015年期间，黔东南州的地形位指数与生态系统健康之间呈显著的空间正相关关系，"低-低"集聚区和"高-高"集聚区的面积均呈现"减-增-减"的波动趋势，而城市化与生态系统健康只在州府凯里市具有显著的空间负相关关系，说明在城市化水平较高的地方，人口密度、人均生产总值、建设用地比例等城市化因素是影响生态系统健康的主要原因，但在城市化进程较低的区域，生态系统健康受到地形梯度等自然因素的影响较大。本研究为黔东南州生态系统的管理与可持续发展提供理论基础。     

长江中游城市群生态系统健康时空演变特征分析

城市群地区生态系统健康状况关乎城市群的可持续发展,科学测度城市群地区生态系统健康水平对城市群地区生态系统健康宏观调控政策制定具有重要的实践意义,然而当前生态系统健康评价仍存在不足之处。生态系统服务是反映生态系统健康状况的重要组成部分,如何把生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,成为了当前研究讨论的热点话题。拟把基于InVEST模型评估的生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,构建了基于"生态系统活力-生态系统组织力-生态系统弹性-生态系统服务"的评估框架,结合多源数据对1995—2015年长江中游城市群生态系统健康水平时空特征进行测度。结果显示:(1)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康状况总体有所恶化,恶化区域主要分布在城市群的核心地区;(2)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康存在显著的空间依赖性,生态系统健康高值区主要分布在周边山区以及中部的罗霄山脉,生态系统健康低值区主要分布在平原地区、大城市周边地区以及主要的交通线路沿线地区。本研究结果可以为其他地区生态系统健康评估以及长江中游城市群地区生态系统健康保护政策制定提供科学借鉴。     

滨海红树林湿地生态系统健康的诊断方法和评价指标

健康的红树林湿地生态系统是指系统组分之间及系统整体维持动态的平衡,在适度的自然与人为干扰下,红树林生态系统服务功能发挥正常。本文筛选并评述了包括指示物种法、结构功能指标法、生态系统失调综合症诊断法、生态系统健康风险评估法、生态脆弱性和稳定性评价、生态功能评价法等6种可用于红树林湿地生态系统健康的诊断方法,分析了各自的应用前景。以压力-状态-响应模型为主线,构建了红树林湿地生态系统健康评价指标体系。在未来研究中,需进一步加强指标的筛选、评价标准与权重的确定,将生态系统健康水平与其生态服务功能相关联,开展具体案例分析。     

黄河口邻近水域贝类生态容量

黄河口邻近水域是著名的贝类生产区,四角蛤蜊、菲律宾蛤仔、文蛤等是该海域重要的增养殖品种.目前,贝类底播养殖最高年产量达30万t,实现产值15.4亿元.然而,贝类过度增殖,将引起海域环境的变化,继而导致贝类死亡率的增加,影响生态系统的健康.因此,基于生态系统的贝类生态容量评估至关重要.本研究利用Ecopath with Ecosim软件构建了黄河口邻近水域生态系统营养通道模型,在此基础上分析了该生态系统功能群间的相互影响、生态系统的总体状态,并评估了贝类的生态容量.结果表明: 系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR)为3.45、总初级生产量/总生物量(TPP/B)为38.91,同时具有较低的循环指数(FCI=0.028)、较高的剩余生产量961.24 t·km^-2·a^-1和较低的系统连接指数(CI=0.38),说明该系统目前处于发育的不稳定期.贝类生物量的增加对虾虎鱼、虾类和蟹类有正影响, 对中上层鱼类、底层鱼类、海蜇、浮游动物等功能群有负影响.当前贝类的生物量是5.5 t·km^-2,有一定的增殖潜力.模型估算得出的贝类生态容量是18.22 t·km^-2,该研究结果可为黄河口邻近水域渔业资源的可持续发展提供管理依据.     

生态系统综合评价的内容与方法

生态系统综合评价是系统分析生态系统的生产及服务能力,对生态系统进行健康诊断,做出综合的生态分析和经济分析,评价其当前状态,并预测生态系统今后的发展趋势,为生态系统管理提供科学依据。从总体上讲,综合评价更强调生态系统一系列产品与服务功能之间的权衡,具有很强的实践意义。许多学者对不同的生态系统服务功能进行了经济价值评估,但缺乏对生态系统的产品、服务、健康与管理之间关系的进一步探讨。对生态系统服务功能评价、健康评价的生态管理与预测进行了系统论述,目的是提出生态系统综合评价的框架,指导生态系统评价行动及生态系统管理。     

生态系统健康与生物多样性*

生态系统健康学是一门研究人类活动、社会组织、自然系统及人类健康的整合性学科,主要探讨资源环境管理对策,以及生态系统健康与人类健康的关系。生态系统健康是人类健康的基础,是人类可持续发展的重要前提,维护生态系统健康,保护生物多样性,也就是维护人类生存的机会。人类健康依附于健康的生态系统功能和服务日益为人们所认识,关注和理解生物多样性、生态系统健康、人类健康之间的相互联系已成为全球可持续发展的必要条件。本文着重综述了生态系统健康的研究内容及全球环境变化背景下生物多样性的变化对生态系统健康的影响效应。     

Fish assemblage in the Pearl River Estuary: Spatial‐seasonal variation,environmental influence and trends over the past three decades

The Pearl River Estuary is the largest estuary in South China and plays a considerable role in the local fisheries economy, yet little is known about the current state of fish assemblage in this ecosystem. To quantify spatial‐seasonal variations, environmental influences, and trends over the past three decades of the fish assemblage in the Pearl River Estuary, we sampled 11 sites seasonally from December 2013 to September 2016. Throughout the study, 285 species from 88 families and 195 genera were collected. There were obvious spatial and seasonal variations of the fish assemblage in terms of the dominant species, species richness, and composition of ecological types. Mouth distance, NH₄⁺ N, chlorophyll‐a, flow, DO, salinity and water transparency were the main variables influencing the spatial‐temporal dynamic of fishes within the estuarine systems. Compared with the record of 330 species in the 1980s, the number of fish species in the Pearl River Estuary has declined by 45 fish species. The Jaccard's similarity of fish composition between the historical investigation (the 1980's) and the present investigation (2013–2016) was 0.62, with 95 species undiscovered and 50 species increased in the present study compared to the 1980s, indicating the assemblage structure has obviously changed. However, in term of ecological guilds, there was no significant difference in the composition of all the selected ecological traits between these two periods. Anthropogenic activities including overfishing, introducing alien fish, dam construction and pollution were considered the main disturbance on fish composition over the past three decades. We conclude that there existed pronounced spatiotemporal changes of fish assemblages, which arises from the compounding effects of environmental factors and anthropogenic activities. These findings are beneficial to understanding and developing suitable conservation strategies for the management and protection of fish resources in the Pearl River Estuary.     

珠江三角洲城市群生态安全保障技术研究

近年来,在工业化、城镇化迅速推进和人口急剧增长的同时,珠三角城市群正面临严重的现代城市生态问题。生态安全问题已成为珠三角地区率先全面建成小康社会的重大制约瓶颈,对该地区经济社会的可持续发展构成了严重的威胁。"珠江三角洲城市群生态安全保障技术"项目将围绕脆弱生态修复与保护这一科技需求,对珠三角城市群复合生态系统进行综合研究。项目将针对内部互动复杂、空间组织紧凑、经济关联密切的城市群复合生态系统,开展城市群生态基底核算与健康诊断、城市群代谢模拟与生态风险预测预警技术、城市群生态安全格局网络设计及生态安全保障技术、城市群生态景观重建与生态空间修复技术、濒海城市群受损生境修复与生态安全保障技术以及城市群生态安全调控技术集成及协同监管平台构建与示范等六方面的研究。项目将为珠三角城市群生态问题的识别、评估与调控提供有效的理论基础、方法体系及技术示范,由之将为保障该城市群的生态安全提供科学支持,并带来显著的社会、经济与生态效益。     

泾河流域县域尺度生态系统服务相互关系及影响因子

以泾河流域31个县粮食供给、肉类供给、薪柴供给、水源涵养和土壤保持5项生态系统服务为研究对象,分析了县域尺度5项生态系统服务的相互关系、相互关系模式和总生态系统服务指数的空间差异,以及影响空间差异的自然环境和人为因子.结果表明:泾河流域县域尺度5项生态系统服务之间相互关系的差异较大,粮食供给与肉类供给呈极显著正相关,与土壤保持呈极显著负相关,水源涵养与薪柴供给和土壤保持呈显著正相关.生态系统服务相互关系模式中,调节服务主导模式、供给与调节平衡模式和粮食供给主导模式的县分别为24、3和4个;不同模式的总生态系统服务指数差距较大,最大值(泾源县)与最小值(盐池县)差距5.1倍.自然环境因子中,总生态系统服务指数与降水和土壤全氮呈极显著正相关,与日照时数呈显著负相关;排除自然环境因子的差异后,耕地增加对总生态系统服务指数有负面影响,乔木林地影响甚微,灌木林地和草地有较大的正面影响.     

Integration of Ecosystem Services into Ecological Risk Assessment for Implementation in Ecosystem-Based River Management: A Case Study of the Yellow River,China

Ecological risk assessment (ERA) is a scientific tool used to support ecosystem-based management (EBM), but most current ERA methods consider only a few indices of particular species or components. Such limitations restrict the scope of results so that they are insufficient to reflect the integrated risk characterization of an ecosystem, thereby inhibiting the application of ERA in EBM. We incorporate the concept of ecosystem services into ERA and develop an improved ERA framework to create a comprehensive risk map of an ecosystem, accounting for multiple human activities and ecosystem services. Using the Yellow River as a case study, we show how this framework enables the implementation of integrated risk characterization and prioritization of the most important ecological risk issues in the ecosystem-based river management of the Yellow River. This framework can help practitioners facilitate better implementation of ERA within EBM in rivers or any target ecosystem.     

生态系统服务级联效应研究进展

生态系统服务级联效应(ESC)将生态系统服务各组成部分与社会价值联系起来,构建了自然科学到社会科学跨学科研究的桥梁,可以帮助决策者更好地将生态系统服务概念融入到决策制定中。本文梳理了生态系统服务级联效应的概念,回顾了级联效应的研究进展。从理论角度看,ESC的理论研究主要集中在如何准确定义各成分及各成分间的因果关系,提高ESC模型的实用性与适用性,以及如何有效连接利益相关者与生态系统服务结构。从应用角度看,ESC在生态系统服务制图、生态系统服务评估及政策制定发挥了巨大作用。当前研究在指标筛选和互馈机制上仍存在较大不确定性。建议未来应从以下几个方面加强研究:更加关注生态系统服务结构过程及分类标准,通过多模型融合和区域调查来弥补ESC对反馈机制描述的不足,结合区域特征为人地耦合和可持续发展提供科学指导。     

我国主要河口沉积物中多环芳烃细菌降解及生物修复强化方式的研究进展

河口是海洋及陆地交互作用的集中地带,其生态环境的健康状况对所在地区人类居住及社会经济的可持续发展十分重要。近年来,河口城市的快速发展导致了大量的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在河口沉积物中积累,持久地影响水生生态系统的健康,其降解与转化逐渐成为近年来的研究热点。本文总结发现,我国主要河口(珠江口、长江口、辽河口、海河口)沉积物中的PAHs降解菌主要分布于假单胞菌门、放线菌门及芽孢杆菌门,其中克雷伯氏菌属、芽孢杆菌属及假单胞菌属报道较多。在河口沉积物中,PAHs的细菌降解主要是通过低效率的厌氧降解途径。低氧、高盐度是PAHs细菌降解的不利条件,温度与pH值的变化也为实地生物修复的应用效率带来了不确定性。表面活性剂、营养物与外源电子受体的添加以及共代谢作用均可促进沉积物细菌对PAHs的降解。目前多数研究以实验室规模开展,而河口沉积物生境复杂,建议未来针对河口沉积物的环境特点进行PAHs降解功能菌株种质资源的挖掘,并根据实际情况灵活制定强化策略。本综述为进一步从我国主要河口沉积物中筛选PAHs高效降解菌及其利用提供了思路与参考。     

Ecosystem stress and health: an expansion of the conceptual basis

The assessment of the ecosystem health and departures from it requires clarity of what the system, its structure, dynamics, and healthy conditions are. Available definitions provide inadequate tools to acquire this clarity and may lead to arbitrary diagnoses of ecosystem health but such diagnoses can be overturned on a variety of scientific, philosophical, or political grounds.Nested hierarchy of ecosystem structure compounds the difficulty in the assessment of stress and health because both states may occur simultaneously at different hierarchical levels: with stress at one level being a necessary condition of health at another.An approach based on a formal definition of system change is advanced. First, a conceptual model identifies a self-maintaining minimum interactive structure (MIS) at each level of ecosystem organization. Components of MIS are complementary, coordinated, and exchanging information — they are integrated. Function is defined as a contribution of a component to the maintenance of the whole. In this context health is viewed as persistence of the system at a given temporal and spatial scale. Impairment of the function is stress and is contrasted with change of system structure (loss, addition, or replacement of components of MIS) which is disturbance. Stress can be measured directly by changes of function or indirectly by changes in integration. Even though undesirable from the human point of view, a changed system may again be considered healthy.