基于近海健康评价现有体系的我国普适海洋健康评价“双核”新框架的构建

海洋生态环境保持健康状态是人类可持续开发利用海洋资源环境的基础,而近海海洋生态环境的健康状况综合评价可为海洋生态环境良性发展以及社会经济决策提供科学依据。首先对国际上3种代表性的海洋环境健康综合评价方法的应用特点进行了对比分析,并归纳了我国海洋生态环境健康评价的状况,在此基础上,以指标体系法重构了一个双核结构的综合评价框架,其中内核评价以海洋生态系统的自身状态为主,外核评价则主要反映海洋之于人类经济社会的贡献,以期能够科学、准确、全面的评价我国近海海洋环境健康状况。     

大亚湾石化排污海域生态系统健康评价

基于近海生态系统健康评价模型,以2011—2012年间海洋生态环境调查数据为基础,对大亚湾石化排污海域的生态系统健康状态进行了综合评价。结果表明:丰水期(2011年8月),大亚湾石化排污海域生态系统健康综合指数为0.808,健康状态为"好",空间分布为近岸海域健康状况好于远岸海域,其中底栖生物多样性综合指数是影响该海域生态系统健康的主要负面因子。枯水期(2012年1月),石化排污海域生态系统健康综合指数为0.767,健康状态为"一般",远岸海域健康状况好于近岸海域,浮游植物多样性综合指数和底栖生物多样性综合指数是影响该海域生态系统健康的主要负面因子。与2006—2007年相比,大亚湾石化排污海域生态系统的健康状况正向"一般"状态退化。     

广西北部湾近岸生态系统风险评价

根据2009年9月广西北部湾近岸的海洋生态调查资料,利用地理信息系统的空间分析功能,从海水水质、营养水平、生物量和初级生产力水平、生物多样性和生态系统缓冲容量5个方面分析了秋季广西北部湾近岸海域环境现状,并进一步利用生态风险综合指数对广西北部湾海洋生态风险进行了评价.结果表明:2009年秋季,广西北部湾近岸海域生态环境质量较好,大部分生态系统风险指标等级均处于“中低”或“较低”水平,整体处于低风险状态.生态风险综合指数结果显示,广西北部湾海域生态风险分布具有明显的空间异质性,离岸水域生态系统的风险综合指数较低,越靠近港湾内,风险状态等级越高.     

基于“OOAO原则”的罗源湾生态质量状况综合评价

由于福建沿海经济的快速发展以及近岸海域开发利用的不断升级,位于福建省东北部的罗源湾面临着越来越大的人为环境压力,包括生境的破坏、港口活动、城镇生活废水、工农业废水排放、人工养殖等.综合评价罗源湾生态质量状况,为研究区受到的人为扰动和污染强度的分级评价提供依据,在对退化的生态系统进行有效修复和管理的相关决策中起着重要的作用.以欧盟水框架指令中近岸海域生态质量状况综合评价体系为参照,结合我国的近岸海域监测项目以及收集到的资料,对该指标体系进行了调整,同时建立了罗源湾专属的生态要素和物理化学要素参考基准值,基于“One-out all-out (OOAO)”原则(即所有要素中的最低等级作为综合评价的等级)对罗源湾的生态质量状况进行了综合评价,并通过与人为环境压力分布的一致性分析,对评价结果的合理性和客观性进行验证.建立的参考基准值中,部分指标的参考基准值与国内外的相关研究或标准有着一定的差异,说明目前我国采用统一的评价标准并不合适.综合评价结果中,罗源湾9个站位中1个站位等级为“良”,其余8个站位及海域平均状况等级都为“中”,存在明显的污染和人为扰动,生态系统出现一定程度的退化.对评价结果的验证表明,除个别站位外,评价等级基本与人为环境压力一致,说明调整后的近岸海域生态质量状况综合评价指标体系、建立的罗源湾专属参考基准值以及基于“OOAO原则”的综合评价方法,能够较客观地评价研究区域的生态质量状况.     

景观生态学在海岸带地区的研究进展

海岸带是景观生态学研究的重要领域,并且取得了长足的发展。系统剖析景观生态学在海岸带陆地土地利用变化的景观格局分析与优化、滨海湿地景观格局破碎化及其生态效应、海岛开发和保护的景观规划与设计、近岸海域空间开发的景观格局分析与评价、海洋环境过程与空间格局的相互作用关系等领域研究取得的成绩及其存在的主要问题。在此基础上,结合我国生态文明建设要求,探讨了景观生态学在海洋生态文明建设中的研究尺度匹配、格局-过程耦合理论引导、景观格局指数量化考核方面的学科优势。景观生态学可以在围填海平面设计与规划研究、海岸带生态修复与景观建设、海洋保护区选划与管理、海岛开发与保护、海陆统筹下的海岸带综合管理等方面开拓应用发展领域,助力海洋生态文明建设,承担建设海洋强国、美丽海洋的新使命。同时也为景观生态学在近岸海洋资源环境中的应用、近岸海洋景观生态学的发展梳理框架与思路。     

小尺度海域空间评价单元划分技术研究——以福建省东山湾为例

科学合理的海域空间评价单元划分是各类海洋空间监测、评价、规划和管理的基础工作,对于保护海洋生态环境,实现海洋资源的可持续开发利用具有重大现实意义。然而,海洋的流动性、开放性、边界模糊性等特征,导致海洋空间评价单元划分较陆地而言更为复杂、困难。以福建省东山湾为例,提出一种适用于小尺度海域的空间评价单元划分技术方案,通过从化学属性、物理属性、生物学属性三个方面构建海域空间生态属性划分指标体系,进行空间分类评价,运用插值、叠加分析等GIS技术将东山湾划分为67个基本空间评价单元。研究结果不仅能为进一步划定东山湾海洋空间规划提供技术支持,同时为其他小尺度海域生态监测、评价、规划和管理提供科学参考。     

基于中华鲟繁殖群体数量的长江中、下游生态环境考核指标

繁殖群体数量是中华鲟能否成功繁殖的重要影响因子, 建议作为长江生态考核的重要评价指标。根据重要种群参数和历史数据, 基于稳态转换理论和方法, 确定中华鲟繁殖群体数量指标的评估基准值和等级, 670尾以上为“优”、400—670尾为“良”、200—400尾为“中”、50—200尾为“差”、50尾以下为“极差”。水声学探测结果显示, 1998—2001年中华鲟繁殖群体数量指标评级为“良”; 2004—2012年三峡工程蓄水后至向家坝蓄水前评级为“中”; 2013—2020年评级为“极差”。为了复壮中华鲟野生种群, 建议修复葛洲坝下中华鲟产卵场功能, 大规模放流性成熟亲鱼和大规格个体, 建立国家级中华鲟保育中心。     

用海建设项目海洋生态损失补偿评估方法及应用

海洋生态补偿是一种防止海洋生态破坏、增强和促进海洋生态系统良性发展的环境政策,是用海者履行海洋资源有偿使用责任,对因开发利用海洋资源造成的海洋生态价值损失进行的货币化补偿。基于快速化、定量化和差别化补偿评估原则,编制了山东近海海域生态价值基准值表、生态损害系数表以及补偿系数表,建立了一种新的用海建设项目海洋生态损失补偿评估方法体系,包括占用海域和邻近影响海域的海洋生物资源和海洋生态系统服务两个方面的海洋生态价值损失补偿评估。针对2016年山东省5个典型用海项目,核算了其需要缴纳的海洋生态补偿资金,并与旧标准《山东省海洋生态损害赔偿和损失补偿评估方法》(DB37/T 1448—2009)的评估结果进行了对比。结果表明,按照本评估方法,用海企业需要缴纳的生态补偿资金会不同程度地提高,这将有利于用海企业增强资源有偿使用意识,引导企业理性用海,市场经济条件下这有利于海洋资源的优化配置,提高用海效率;另外,按照产业政策不同、受影响海域的生态脆弱性不同对用海建设项目造成的海洋生态损失进行差别化补偿,使得海洋生态补偿标准的评估结果更加科学合理。目前,该方法已经应用于山东海域7个沿海地市9个海区的海洋生态损失补偿评估中,被新发布的山东省地方标准《用海建设项目海洋生态损失补偿评估技术导则》(DB37/T 1448—2015)吸收采用。该评估方法可为海洋管理部门的生态资本核算、生态补偿核算、环评审批和发放许可证提供科学基础,对我国海洋生态环境保护和海洋经济绿色发展以及生态补偿制度实施具有积极推动作用。     

近岸海域生态质量状况综合评价方法——以同安湾为例

基于国外近岸海域生态质量状况综合评价方法,结合我国海洋环境质量评价的研究现状,从生物要素以及水质和沉积物的物理化学要素中筛选出11个指标构成近岸海域生态质量状况综合评价指标体系;综合考虑国内外的评价标准,确定了优、良、中、差、劣5个生态质量状况等级的评价标准;采用层次分析和模糊数学的方法构建近岸海域生态质量状况综合评价方法,并通过同安湾生态质量状况等级与较大的人为扰动以及污染物浓度分布的相关分析对该评价方法进行验证.结果表明:同安湾生态质量状况综合评价等级为中级,处于向差过渡的状态,受人为扰动较大;该方法能够较好地反映主要的人为环境压力和风险因子,同时对未超标的污染因子有一定的预警作用.     

福建南日群岛秋季海洋生态环境诊断与评价

根据2007年9月和10月福建南日岛生态调查资料,从海水水质、海水营养结构与营养水平、生物多样性等3个方面诊断与评价了南日群岛海域环境现状,利用综合质量指数法对海洋生态环境质量进行综合评价,并探讨了不同评价指数的关系及合理性.结果表明:海域的pH、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、Pb、Cd、Hg、As含量均符合第二类海水水质标准.71%站位的磷酸盐、14%站位的无机氮和7%站位的石油类污染物超第二类海水水质标准.海水水质总体属于较好等级,营养结构表现为氮限制,大部分海域处于富营养化状态,依据浮游生物的多样性指数评价结果为轻污染-清洁水平.生态环境综合质量指数评价结果表明南日群岛海域生态环境总体处于良好水平.利用不同的评价指数对海域环境健康状况进行诊断的结果存在一定差异.在实际评价中应综合运用化学指标和生物指标,才能得到相对客观的结论.     

景观生态学在近海资源环境中的应用——论海洋景观生态学的发展

长期以来,景观生态学研究主要集中于陆地景观生态研究,并在土地利用、植被退化等方面取得了长足的进展,而在海洋领域涉足颇少.论述了景观生态学在海洋赤潮景观、海洋溢油景观、海域使用景观、滨海湿地景观、海岛景观和海洋环境污染景观等方面的应用前景,并就海洋景观生态学发展几点认识进行了深入探讨,如海洋景观的均质性与异质性、海洋景观格局与生态过程的关系、边缘效应与海岸带、海洋景观评价与评估、海洋景观模型等,目的是为景观生态学在海洋资源环境中的应用、海洋景观生态学的发展探索新的方向.     

集约用海对海洋资源影响的评价方法

集约用海是一种相对科学、高效、生态的用海方式,但也不可避免的要占用和消耗海洋资源。因此开展集约用海对海洋资源影响的科学评估,将集约用海对海洋资源的影响降到最低就尤为重要。通过分析集约用海工程对海洋资源的影响,明确了集约用海工程对海洋资源影响影响评价的主要内容和思路,从海洋资源的复杂性及其开发利用角度,构建了基于海洋生物资源、海洋空间资源、港口航道资源、滨海旅游资源和其它资源的集约用海对海洋资源影响的综合评价指标体系。其中,从浮游植物、浮游动物、底栖生物和鱼类生物方面反映集约用海工程对海洋生物资源的影响;从滨海湿地、岸线、海域空间利用变化方面反映集约用海工程对海域空间资源的影响;从水动力变化、港口资源利用方面反映集约用海工程影响下港口航道资源的影响;从旅游资源密度反映集约用海工程对滨海旅游资源的影响;从矿产资源、能源资源利用方面反映集约用海工程对其它资源的影响。在此基础上,根据我国海洋资源调查与评估现状,研究并确立了集约用海对海洋资源影响的各评价指标权重、评价标准及评价等级,建立了基于赋值法、综合评价法的集约用海对海洋资源影响的综合评价模型,利用综合评估指数I来反映集约用海工程对海洋资源的影响程度。利用该评价方法评价了曹妃甸区域集约用海对海洋资源的影响,结果表明该区域集约用海对海洋资源造成的影响较大,应严格控制该区域集约用海工程。     

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。     

集约用海对海洋生态环境影响的评价方法

集中集约用海是一种相对高效、生态和科学的用海方式,但也不可避免会干扰海洋生态系统,甚至带来海洋环境污染和生态破坏。因此,将集约用海工程对海洋生态环境的影响降到最低,进行集约用海对海洋生态环境影响的科学评价是十分重要的。通过分析集约用海工程对海洋生态系统的影响,提出了集约用海工程对海洋生态环境影响评价的主要内容、思路和流程,从海洋生态系统的非生物因子和生物因子两个方面构建了基于"生境质量"和"生态响应"的集约用海对海洋生态环境影响的评价指标体系。"生境质量"指标反映了集约用海工程影响海域的海洋生物栖息环境质量状况的变化,主要包括水环境、沉积环境和典型物种的生物质量指标,"生态响应"指标反映了集约用海工程影响的海域不同营养级的生物对变化环境的生态响应,它主要包括生物群落结构指标和生态敏感区结构、功能指标。在此基础上,结合我国海洋生态环境监测和评估现状,研究并确定了生态环境影响的各评价因子的权重、标准及评价等级,建立了集约用海对海洋生态环境影响的综合指数法评价模型,通过集约用海工程建设前后生态环境综合指数的变化量ΔE来定量地衡量其对海洋生态环境影响的程度。以期为适宜的集约用海工程规模和科学选址提供技术支撑。     

基于可变模糊评价模型的东山湾生态系统健康评价

根据东山湾海域环境污染现状和生态系统的特点,从水质环境、沉积物环境、生物残毒以及海洋生物方面构建了东山湾生态系统健康评价指标体系,提出了基于可变模糊评价模型的海湾生态系统健康评价方法,并利用该方法对东山湾生态系统健康状况进行了评价。结果表明:东山湾春季生态系统健康指数为2.36,秋季为2.44,均处于"良与中之间,偏良"水平,春季略优于秋季。影响东山湾生态系统健康状况的主要负面指标因子为鱼卵及仔鱼密度(春秋季健康指数均值为4.95)、营养水平(秋季健康指数为4.47)和底栖生物生物量(春季健康指数为3.59)。实例研究表明该方法通过准则参数α和距离参数p的不同组合变化,以线性与非线性相结合,能够较客观系统、标准量化地评价海湾生态系统健康状况的优劣,。     

海洋生态系统调节服务价值评估方法及应用——以温州市为例

海洋生态系统服务可分为供给、调节、文化和支持4组服务,调节服务是海洋生态系统服务的关键构成要素之一。现行国家标准《海洋生态资本评估技术导则》(GB/T 28058-2011)中调节服务价值已有相应评估指标和方法,但与陆地生态系统的评估体系并不统一。为了更好地接轨陆地生态系统评估体系和将海洋生态系统服务价值评估纳入国民经济核算体系,首先对调节服务价值的评估指标和方法进行改进和完善,之后以温州海域为例开展应用验证,并与国标方法评估的结果进行比对。选择固碳、气候调节和废弃物处理3项指标,分别采用替代市场价格法和替代成本法对2013—2017年5年间温州海域生态系统提供的调节服务价值进行评估,并初步揭示其空间分布规律。结果表明,采用改进后的评估指标和方法,2013—2017年温州海域调节服务价值变化范围为(63.59—86.25)亿元;其中,以废弃物处理提供的服务价值占主导地位(56.53%—76.64%),其次是气候调节服务提供的价值(23.33%—43.45%),二者合计占调节服务价值的99.9%以上。可见,温州海域调节服务价值的贡献主要来自废弃物处理和气候调节服务提供的价值。温州海域面积8649 km~2,2013—2017年其调节服务价值平均分布密度范围为(73.52—99.72)万元/km~2。此外,温州海域提供的调节服务价值相当于同年温州市地区海洋生产总值的7.34%—11.88%,相当于同年温州市地区生产总值(GDP)的1.26%—2.00%,对温州市第二产业增加值的贡献度为17%—27%,由此表明温州海域调节服务价值对温州市经济发展有着重要的支撑作用。温州海域调节服务价值的空间分布总体呈现出从近岸向外海明显降低趋势。采用新的评估指标和评估方法,能大幅度提高调节服务的价值(是旧方法评估价值的6—9倍),从而使温州市海洋生态系统服务总价值得到大幅提升。本研究对温州市海洋生态系统调节服务价值的评估,反映出近年来温州市海洋生态环境处于良好状态,同时表明海洋生态系统为人类带来了巨大效益,也可为温州市海洋生态文明建设和海洋部门管理工作提供一定的决策依据。     

溢油事故中渔业资源损失的数值模拟评估模式

海洋溢油污染不仅关系到天然渔业资源、海鸟等生物、海域环境、海岸线生态的破坏,而且对渔业、捕捞业、旅游业都会造成巨大损失,甚至会直接或间接地危害人类的健康。短期来看,一方面石油、燃料油等进入海洋后,对海洋生物资源造成影响;另一方面会危害附近海区的海洋环境,侵害海洋生物以及海鸟赖以生存和栖息的环境。长期来看,持续的海洋污染会导致的生态环境失衡,海洋的生产力也随之下降。溢油事故中的渔业资源损失评估作为追究污染事故责任,尽快恢复海域资源与环境的重要一环需要不断改进创新。为了定量确定海洋溢油事故发生后渔业资源的损失程度,将传统的评估模式与现代科学技术相结合,通过海洋动力学、流体力学、海洋生物学、环境化学等多个学科交叉融合,将流场风场模型、溢油模型、海域调查监测、卫星遥感技术、毒性效应和渔业资源的损失评估方法相结合,形成一种渔业资源损失评估的数值模拟评估模式,以完善溢油事故中渔业资源损失评估体系。在溢油事故现场监测数据的基础上,运用数学计算理论选择相对应的溢油模型,结合具体溢油事故案例的潮流数据和风场数据,模拟海上溢油污染的时空分布情况。采用卫星遥感技术根据不同油品在海水中不同的亮度表现,处理得到溢油油膜信息,与模拟得到的油膜信息进行比对验证,并对模型进行修正,通过模拟得出污染海域油浓度分布与溢油污染范围信息,结合溢油污染对不同海洋生物的毒性效应,得到渔业资源的损失程度,为溢油事故的渔业资源损失评估提供一种思路,为溢油事故发生后的损失评估和事故处理起到一定的参考辅助作用。     

基于地理探测器的四川省大熊猫国家公园生态环境时空变化及其归因分析

大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)栖息地的生态环境状况直接决定了大熊猫种群繁衍和延续，定量评估其生态环境状况及其影响因素对国家大熊猫公园的规划和管理具有重要的科学意义和实践参考价值。本文以四川省邛崃山-大相岭片区大熊猫国家公园为研究对象，基于遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI),分析了公园建立前(2015年)后(2021年)生态环境状况的时空变化，并利用地理探测器定量分析了自然及社会驱动因子对公园生态环境状况的贡献。结果发现：(1)公园生态环境状况为“优”和“良”的等级比例较高(～70%),且多分布于核心保护区，表明区域生态环境状况整体较好。(2)与2015年相比，2021年“优”、“差”等级的RSEI比例均有所降低，主要转移为“良”、“中”等级。区域生态状况整体变化不大，但存在较明显的空间差异性。其中，海拔较高的西北区域及人类干扰较多的一般控制区的生态环境状况波动较大。(3)自然因素是导致本区域生态环境状况变化的主要驱动因素，其次为人为因素。各自然因子的贡献大小排序为：归一化植被指数(NDVI,0.87)>...     

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。     

不同底栖生物指数在福建省近岸海域的适用性

将3个底栖生物指数AZTI海洋生物指数(AMBI)、多毛类机会种和端足目动物指数(BOPA)、底栖动物多毛类和端足目指数(BPA)和Shannon多样性指数(H)应用于福建省近岸海域4个典型海湾和1个河口的生态质量评价,评估这4个指数在研究区的适用性.结果表明: 4个指数的评价结果差异较大,评价等级完全相同的站位仅有4个,占总评价站数的8.7%;AMBI将76.1%的站位评价为等级“良”,BOPA将89.1%的站位评价为等级“优”,BPA和H的评价结果等级梯度变化明显;对于海湾,BOPA、BPA和AMBI与营养盐因子活性磷酸盐(DIP)和无机氮(DIN)无显著相关性,不能响应研究区的富营养化压力;而H与DIN呈显著负相关.对于河口,BOPA、BPA和AMBI与DIP和DIN均呈显著正相关,且随着与入海口距离的减小,7个断面生态质量评价等级没有明显变化,不能识别河口高强度的富营养化压力,评价结果偏高;而H与DIN呈显著负相关,且随着与入海口距离的减小,7个断面生态质量评价等级呈现提高的趋势.总体上,BOPA、BPA和AMBI在福建近岸海域的适用性较低,而H更合适该研究区,能够响应研究区主要的环境压力.