基于GIS的长江口海域生态系统脆弱性综合评价

气候变化、富营养化、生境破碎等是全球普遍面临的生态问题,科学评估生态系统外部压力及其弹性力,对生态系统管理和生态修复具有重要的指导意义。使用空间主成分分析(SPCA)和层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合地理信息系统软件,对长江口海域生态环境脆弱性进行综合评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱性分为5级:微度脆弱(0.5)、轻度脆弱(0.5—0.8)、中度脆弱(0.8—1.0)、重度脆弱(1.0—1.2)、极度脆弱(1.2—1.5)。结果表明:空间尺度上,长江口口门内生态环境脆弱度最高,生态环境脆弱度从口门内向口门外呈显著的降低趋势,近五年,口门内极度脆弱区空间分布南移;评估区域内,约2000 km~2的极度脆弱区发生了转变,极度脆弱区、重度脆弱区面积占比分别下降了7%和5%,长江口海域生态环境脆弱性明显好转。总体上,近年来大量陆源污染物输入以及生态系统结构变化,是导致长江口生态环境脆弱度较高的重要因素。     

长江口不同水域浮游动物数量特征比较

为了分析长江口浮游动物与环境的关系,从2004年到2006年分别于5月份(平水期)和8月份(枯水期)在长江口水域共设22个观测站进行6次海洋调查.结果显示:长江口浮游动物丰度8月份高于5月份,北支略大于南支,长江口口外大于口内. 在大多数情况下,5月份丰度近海略大于咸淡交错水域,8月份相反.长江口浮游动物丰度和分布具有不确定性,水团的季节变化,外海水和冲淡水交汇的位置是影响长江口浮游动物分布特征的重要因素.对长江口南支水域而言,5月份中华华哲水蚤(Sinocalanus sinensis), 8月份火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)是最主要的优势种;咸淡交错水域和北支优势种种类较多,真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)在5月份和8月份都是主要优势种,其次是小拟哲水蚤(Paracalanus parvus).针刺拟哲水蚤(Paracalanus aculeatus),背针胸刺水蚤(Centropages dorsispinatus),太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)和火腿许水蚤仅为8月份的主要优势种.对近海而言,中华哲水蚤(Calanus sinicus)是主要的优势种,其次是五角水母(Muggiaea atlantica)和肥胖箭虫(Sagitta enflata).     

长江河口中小型浮游动物数量分布、变动及主要影响因素

于1999年枯水期(2～3月份)、丰水期(8月份)、2000年枯水期(2～3月份)对长江河口浮游动物采样调查,研究了长江河口浮游动物的数量分布、变动及主要影响因素.结果表明:1999年枯水期浮游动物平均数量仅为79.07ind/m3,浮游动物在河口内与口外海滨形成两个高丰度区,浮游动物个体数量从口门内向近岸及近外海逐渐递减,优势种数量分布情况决定了该期浮游动物总数量分布.1999年丰水期,浮游动物平均数量高达300.89ind/m3,浮游动物分布不均匀,数量由河口内向近岸水域与近外海水域递增.2000年枯水期,浮游动物数量分布总体趋势与1999年枯水期相同.1999年枯水期、丰水期,2000年3月枯水期,桡足类数量占浮游动物总数量分别为95.54%、85.82%、84.83%,桡足类数量在浮游动物总数量中占绝对优势,并在浮游动物数量分布中起关键作用.浮游动物数量分布受潮周期影响显著,优势种在浮游动物数量潮周期分布中起重要作用.由各样站的浮游动物数量与盐度做回归分析,在枯水期均不成线性关系,在丰水期则成线性相关,回归方程为:y=0.34134 0.0112x(r=0.9341, n=8).此外,长江口浮游动物数量季节变化与温度、径流量、海流及食物等关系密切.     

长江口桡足类数量分布与变动

于1999年枯水期(2～3月份)、丰水期(8月份)、2000年枯水期(2～3月份)对长江河口浮游动物桡足类采样调查,研究了长江河口桡足类的数量分布与变动.结果表明:1999年枯水期,桡足类在整个长江河口区的平均数量相对不大,为76ind/m3,但却占同期浮游动物平均数量的95.61%;1999年丰水期桡足类平均数量为254ind/m3,占同期浮游动物平均数量的84.29%;2000年枯水期桡足类平均数量为97ind/m3,占同期浮游动物总数量的84.46%.从优势度看,1999、2000年枯水期主要优势种为华哲水蚤(Sinocalanus sinensis);1999年丰水期主要优势种为火腿许水蚤(Schmackeria poplesia).虫肢歪水蚤(Tortanus vermiculus)、真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)则在枯、丰水期均为优势种.从种类数看,桡点类在1999年、2000年枯水期均为14种,1999年丰水期为枯水期的近2倍,达25种.对于长江河口主要桡足类而言,华哲水蚤的季节变化明显,适宜生活在盐度较低水域.虫肢歪水蚤数量年际变化较大,其适盐范围比华哲水蚤较宽、较高.真刺唇角水蚤的适盐范围与虫肢歪水蚤相似且更高一些,但该种在枯水期数量较少,丰水期数量较多,变化显著,更适宜在较高温时生长.火腿许水蚤适盐范围宽,能适应很大范围盐度变化,枯水期数量少,丰水期数量大,较高温度生长良好.     

嵊山岛海洋药用生物资源状况调查

对嵊山岛礁生物资源以及邻近海域的微藻资源调查,共发现121种潮间带生物,其中有28种海洋药用生物,包括红条毛肤石鳖(Acanthochiton rubrolineatus)、马粪海胆(Hem icentiotus pulcherrimus)、海萝(Gloiopeltis furcata)等,其中多数是海洋中药或可制成中成药,嵊山岛丰富的海绵资源具有筛选天然活性物质的潜力。嵊山岛邻近海域的产毒藻类包括产麻痹性贝毒(PSP)的链状亚历山大藻(Alexandrium catenatum)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarens),产腹泻性贝毒(DSP)的倒卵形鳍藻(D inophysis forti)、具尾鳍藻(D inophysis caudata);产记忆缺失性贝毒(ASP)的尖刺拟菱形藻(Pseudo-Nitzschia pungens)、多列拟菱形藻(Pseudo-Nitzschia multiseries)和多纹拟菱形藻(Pseudo-Nitzschia multistriata);产神经性贝毒(NSP)的短凯伦藻(Kerina breve)以及红色裸甲藻(Gymnodinium sangium)、米氏凯伦藻(Kerina m ikim oto)、环状异甲藻(Heterocapsa circularisqua-ma)等能产生生理活性物质的藻类,其中嵊山岛邻近海域产石房蛤毒素和神经毒素的有毒藻类可能具有药用开发价值。     

长江口水域夏季鱼卵和仔稚鱼年间变化

基于2005年、2008年、2009年和2011年8月(夏季)在长江口水域(30°30'—31°45'N,121°15'—123°10'E)4个航次的浮游生物拖网资料,分析了长江口水域鱼卵和仔稚鱼的种类组成、数量分布特征及其年间变化。结果表明:4个航次采集的鱼卵和仔稚鱼鉴定到种的种类有17种,隶属于8目13科,以鲈形目种类最多,11种,其次是鲱形目,5种,其他各目种类均小于5种;种类数存在明显年间差异,2005年种类数最多(鱼卵3种,仔稚鱼8种),其次是2009年和2011年,2008年种类数最少(鱼卵1种,仔稚鱼5种)。优势种年间更替明显,长蛇鲻(Saurida elongata)、虾虎鱼(Gobiidae spp.)和中华小公鱼(Stolephorus chinensis)在2005年是优势种,2008年优势种为鳀鱼(Engraulis japonicus),2009年优势种为鳀鱼、寡鳞飘鱼(Pseudolaubuca engraulis)、虾虎鱼等,2011年虾虎鱼和小公鱼(包括小公鱼属未定种Stolephorus spp.和中华小公鱼Stolephorus chinensis)成为优势种。2005年鱼卵和仔稚鱼数量分布的密集区在嵊泗列岛附近水域,2008年鱼卵和仔稚鱼出现较少,未出现明显的数量密集区;2009年鱼卵数量较少,仔稚鱼数量较多,密集区主要分布在在长江口以外123°E附近水域;2011年鱼卵主要分布在在长江北支口门外附近水域,仔稚鱼在调查区内分布相对均匀。     

桑沟湾海洋生态系统的服务价值

对我国黄海内的典型集约化浅海养殖区域——桑沟湾的生态系统服务价值进行了评估.结果表明:2003年桑沟湾的总服务价值为6.07×108元,平均单位海域面积的服务价值为4.24×106元.km-2.在总服务价值中,供给服务、调节服务和文化服务分别占51.29%、17.34%和31.37%.在所评估的8项主要和次要生态系统服务中,食品供给服务价值最高(50.45%),其次是旅游和娱乐服务价值(29.89%)及气候调节服务价值(9.18%),最低的是有害生物与疾病的生物调节与控制服务价值(0.0017%).桑沟湾的养殖活动对当地社会经济、环境调节与社会文化均有较大贡献.海水养殖活动,特别是大型藻类的养殖对于维持和提升海洋生态系统的服务具有重要意义.     

近15年长江口海域海洋生物变化趋势及健康状况评价

对近15年（2004-2018年）长江口海域海洋生物变化趋势进行分析，评价海洋生物健康状况，并对陆源污染物排放与海洋生物变化进行相关性分析。结果表明，（1）长江口海域海洋生物群落结构组成发生了一定变化，与20世纪90年代末相比，浮游植物种类数有所减少，浮游动物、底栖生物种类数有所增加。浮游植物以硅藻为主，但甲藻占比有所增加，2010年以来硅藻、甲藻群落结构进入新的平衡状态；浮游动物以节肢动物为主，主要类群桡足类占比有所下降；底栖生物种类数明显升高。（2）生物多样性总体水平一般，浮游植物多样性指数总体较低，第一优势种的优势度较高；浮游动物多样性指数和丰富度指数多年呈现下降趋势；底栖生物多样性水平一般，优势种渐趋单一。（3）海洋生物总体处于"不健康"状态，主要影响指标为浮游植物密度偏高，浮游动物密度偏低、生物量偏高，底栖动物密度偏高、生物量偏低。生态系统变化与陆源主要污染物排放、营养结构变化及水体富营养化均具有一定的相关性，其中无机氮（DIN）、石油类入海通量与生物健康指数呈显著负相关关系（P < 0.05），无机磷（DIP）与底栖生物生物量呈显著负相关关系。N/P与浮游植物丰度呈显著负相关，但与浮游植物均匀度和多样性指数呈显著正相关；Si/N与浮游植物多样性指数呈显著负相关。海域严重富营养化面积比例与硅藻甲藻种类数比值呈显著正相关关系。     

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。     

长江河口浮游动物的种类组成、群落结构及多样性

于1999年枯水期(2—3月份)、丰水期(8月份)、2000年枯水期(2—3月份)对长江河口浮游动物采样调查,研究了长江河口浮游动物的种类组成、群落结构及多样性并初步探讨了三峡工程对长江河口浮游动物的影响及长江河口水环境的生物监测。调查共发现浮游动物87种,甲壳动物占绝对优势,共59种。在所有浮游动物中挠足类31种。其次为水母类,有9种,此外,枝角类、毛颚类各8种。3次采样浮游动物的优势种主要有河口半咸水种和近岸低盐种类如华哲水蚤(Sinocalanus sinensis)、火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)、虫肢歪水蚤(Tortanus vermiculus),真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)等,还有长江径流带到河口的淡水种如近领剑水蚤（Cyclops vicinus vicinus)、英勇剑水蚤（Cyclops strenuus）、透明溞（Daphnia hyalina)等。一些浮游动物可作为水系指示种,其分布、数量反映了不同水系分布变化,长江河口浮游动物有;类水系指示种。通过对长江河口浮游动物群落聚类分析发现。1999、2000年枯水期浮游动物群落结构相似。可分为河口类群、近岸类群和近外海类群。1999年丰水期只形成近岸和近外海类群。浮游动物种类数由口门内向口门外方向有逐渐增加的趋势。浮游动物种类数由北向南变化趋势一致。大潮与小潮、涨憩与落强等潮汐作用对浮游动物影响往往因采样时间与区域等的不同而不同。对长江河口3次采样的物种多样性指数和均匀度指数进行了计算,结果表明：浮游动物多样性指数1999年枯水期最低,1999年丰水期最高。