海洋牧场生态系统稳定性及其对干扰的响应—研究现状、问题及建议

海洋牧场建设是实现我国近海渔业资源恢复、生态系统和谐发展与蓝碳增汇的重要途径。近年来,在快速发展的同时也面临着诸多问题与挑战,极大制约了产业的健康发展。在海洋牧场建设过程中,关于生境营造和资源增殖的基础理论薄弱,对其生态系统稳定性与抗干扰能力认识不清,尤其对小尺度海洋牧场生态系统的结构及其功能实现过程,以及生态承载力知之甚少。亟需针对其人工鱼礁等生境营造的环境效应和增殖放流的资源补充效应开展理论印证和定量研究,以充分认识这些人为扰动的双重性。本文查阅了相关文献90余篇,简要回顾了国内外关于人工鱼礁生境营造的水动力环境特征、生源要素迁移过程、生物群落构建机制和局地生态系统稳定性评价等方面的研究进展。强调了小尺度海洋牧场生态系统结构的复杂性与动态性,重点关注了鱼礁群布局对牧场海域水动力环境、沉积物和生源要素演变的影响,以及在增殖放流等人为扰动下生物群落的物种共存机制。围绕海洋牧场生态系统稳定性与抗干扰能力等关键问题,从水动力驱动、生源要素表征、生物群落重建及生态系统健康等4个方面探讨了目前研究的不足与发展方向,以为海洋牧场人工鱼礁、海藻床等生境营造以及资源修复模式优化提供参考。     

乌蒙山区城市人工湿地生态系统健康评价以六盘水明湖国家湿地公园为例

湿地是世界上具有独特结构和功能的生态系统,其健康评价是当前学界研究的焦点和热点,目前尚没有统一的评价指标和方法。从明湖国家湿地公园的实际情况出发,根据压力、状态和响应三个方面选出19个指标建立湿地生态系统健康评价指标体系,把湿地生态系统健康评价标准分为很健康、健康、亚健康、不健康和疾病5个等级,采用熵值法得到各评价指标的权重,运用综合指数法计算出湿地生态系统健康的健康指数,结果显示明湖国家湿地公园生态系统健康为亚健康等级。并对影响湿地生态系统健康的因素进行分析,以期为明湖湿地生态系统的建设和规划提供科学参考。     

基于PSR模型的山东长岛海域海洋生物多样性研究

为了准确评价海洋生物多样性状况,研究较长时间内社会经济发展对生物多样性的影响,收集和监测2003-2013年山东省长岛县社会经济、生态环境和环境保护等数据,以压力-状态-响应(PSR)框架模型为研究方法,结合长岛县社会经济和生态环境特征,筛选出14项指标组成长岛县海洋生物多样性评价指标体系,综合分析相关国家及行业标准、统计年鉴和长岛县各相关指标历史监测数据,确定各评价指标的基准值,运用层次分析法确定各指标的权重,根据建立的海洋生物多样性进行体系评价。结果表明,长岛县海洋生物多样性状况较好,海洋生物多样性指数(MBDI)最大值为2006年(0.766),最小值在2012年(0.600),评价等级均为良;生物多样性所受压力较小,生物物种较丰富,局部地区生物种类高度丰富,生态系统功能较为完善,受到干扰后一般可以恢复,生境质量一般适宜生物生存。分析其压力、状态和响应指标的变化,水质和保护生物组成的状态指标非常稳定;压力指标有一定程度的上下起伏,2008-2011年呈较明显的下降趋势;响应指标值2003-2013年基本稳定并略呈上升的趋势。从总体上看,长岛县海洋生物多样性状态优良且基本稳定。     

基于PSR模型的鸣翠湖湿地生态系统健康评价

为给鸣翠湖的管理和生态修复提供科学依据,以PSR概念模型为基础,构建了3个子系统27个指标的健康评价指标体系,采用层次分析法测定权重、模糊综合评判模型计算生态系统健康综合指数,确定鸣翠湖湿地生态系统健康等级。鸣翠湖湿地处于亚健康状态。3个子系统中,状态指标最大隶属度为0.2333,属于亚健康状态;压力指标最大隶属度为0.2677,属于健康状态;响应指标最大隶属度为0.4553,属于亚健康状态。制约鸣翠湖生态系统健康的疾病因子主要是景观多样性单一、化肥施用强度大、水质污染、干旱指数偏高。基于各影响因子之间的关联性和制约性,在修复鸣翠湖湿地生态健康主要制约因子的同时应综合考虑其他因素,适度干预。     

海州湾海洋牧场水环境的承载力

海洋牧场是实现海洋环境保护与渔业资源养护的重要举措。本研究以2014年春(5月)、夏(8月)、秋(10月)对海州湾海洋牧场示范区水环境数据为基础,选取高锰酸盐指数(CODMn)、溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)、生化需氧量(BOD)作为评价指标,利用BP神经网络模型对该海域水环境承载力进行评价。结果显示,2014年海州湾海洋牧场水环境承载力指数平均值高于0.6,承载状态较理想。水环境承载力存在明显的季节变化,呈现出夏季春季秋季;海洋牧场区域水环境承载力优于对照区海域;CODMn、DIN浓度过高是导致部分站点轻度超载的主要原因,这可能与陆源污染有关。研究表明,航运对水环境承载状态有负面影响;BP神经网络模型构建方便快捷,评价结果客观合理,可应用于海洋牧场等海域水环境承载力的研究。     

伊犁河流域鱼类生物完整性指数构建初探

为了评价伊犁河流域的健康状况,应用鱼类生物完整性指数(F-IBI)建立了伊犁河流域河流生态系统健康评价体系。2012年-2014年在伊犁河流域设置了6个采样断面,进行鱼类资源调查。从36个候选指标中筛选了8个核心指标用于构建伊犁河流域F-IBI评价体系。通过分析评价,结果显示有1个采样断面处于极好的健康状态,3个处于好的健康状态,2个处于一般状态。伊犁河流域生态系统健康整体上处于好的水平。基于FIBI体系的健康评价结果与其他方法评价结果基本一致,这表明构建的F-IBI体系对伊犁河流域的健康状况评估具有良好的适用性,可作为伊犁河流域水环境监测的一种有效手段。     

基于PSR模型的云贵高原湿地生态系统健康评价

威宁草海湿地生态系统健康对我国云贵高原生态安全格局建设具有重要意义。为了保护高原湿地威宁草海的基本生态系统服务功能,促进其生态系统健康发展,通过对威宁草海湿地的生态系统健康进行评价,为湿地生态恢复和环境保护提供决策支持。利用PSR(Pressure-State-Response)模型框架,从压力(P)、状态(S)和响应(R)3个方面建立评价指标体系,采用熵权法和模糊数学法建立评价模型,把草海湿地生态系统健康分为"很健康、健康、较健康、不健康、疾病"5个等级。结果表明,威宁草海湿地生态系统健康属于"不健康"等级,隶属度值为0.2934、0.3415、0.2061、0.1077、0.0513;其中,压力要素为"疾病"等级,隶属度值为0.4323、0.2862、0.1768、0.0241、0.0806;状态和响应要素均为"不健康"等级,状态要素隶属度值为0.2202、0.3174、0.2361、0.1128、0.1135,响应要素隶属度值为0.1534、0.4273、0.2307、0.0866、0.1020。压力要素的影响因素主要包括人口过多、环保压力大、化肥施用强度大、农药施用多;状态要素的影响因素主要包括湿地流域保水能力差、水量稳定性低、植被覆盖率不高、水土流失严重、土地生产力下降;响应要素的影响因素主要包括地保护意识不强、环保投入少、污水处理率低、物质生活指数不高。在草海生态系统建设过程中,应控制人口增长、减少农药和化肥施用量、提高植被覆盖率、治理水土流失。     

基于模糊综合评价法的海洋牧场综合效益测算

聚焦于海洋牧场综合效益的评价,采用组合赋权法和模糊综合评价法从生态、经济、社会三个角度构建海洋牧场综合效益评价指标体系,并以青岛、威海、烟台、东营四市为例进行实证分析。研究表明,提高海洋牧场综合效益的关键在于保持经济与生态的协同发展,与此同时需关注国家级海洋牧场数量、优质渔获比例和劳动力从业结构等重要指标,另外研究发现青岛、威海、烟台、东营四市海洋牧场综合效益均有较大提升空间。在此基础上,从生态效益升级、经济效益发展及社会效益扩大三个维度提出可行的建设方案。     

中国海洋牧场研究现状与发展

本文对中国海洋牧场自建设以来的研究工作进行了综述,分析了国内外海洋牧场建立的背景与必要性,介绍了我国海洋牧场的研究内容和基本状况。阐述了国外海洋牧场研究内容与研究经验,特别是日本在海洋牧场研究方面的经验总结,国外研究者提出海洋牧场建立的终极目标是恢复自然生态系统。我国海洋牧场当前的研究侧重于牧场本身的建立与增殖种群数量恢复方面,对于牧场生态系统的研究虽有所涉猎,但多停留在研究初级阶段,研究精度与深度不够。提出我国海洋牧场今后研究重心应集中于牧场生态系统实时食物网结构与能量传递方面,在此基础上提高海洋牧场生产力,并建立海洋牧场与周边水域的自然营养通道以逐步改善与恢复海洋生态系统。     

基于集对分析的城市人工湿地公园生态安全研究

为了解明湖国家湿地公园生态安全的现状,从压力-状态-响应3个方面选取17个指标,建立湿地生态安全评价指标体系并确定评价等级标准,运用熵权法求出各评价指标的权重,采用集对分析法构建湿地生态安全评价模型,对六盘水市明湖国家湿地公园的生态安全进行了实例研究。结果表明,明湖国家湿地公园压力和响应要素联系度分别为0.9315和0.6529,处于较不安全等级;状态要素联系度为0.5624,属于较安全等级;湿地公园综合生态安全联系度为0.6726,属于较不安全等级。     

小竹山岛海洋牧场区营养盐分布特征及增养殖适宜性探究

营养盐作为海水生物的基本生源要素,其含量与分布显著影响渔业资源分布与渔业活动。为了探究海洋牧场生态环境分布状况,并为海洋牧场的开发管理提供科学指导,于2017年12月—2018年9月对小竹山岛海洋牧场区进行4个航次的季度调查,分析并讨论了该海区营养盐分布特征,并针对虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)和深水网箱增养殖活动,选取海水营养水平指数、叶绿素a浓度、温度、盐度、水深和底质类型等指标,对增养殖适宜性进行了探究。结果显示,活性磷酸盐(DIP)浓度为冬季>夏季>秋季>春季,浓度值分别为0.032、0.021、0.017和0.015 mg/L。无机氮(DIN)浓度为秋季>冬季>夏季>春季,浓度值分别为0.26、0.21、0.20和0.18mg/L。DIP和DIN浓度在4个季节间差异明显,但季节内分布均匀。受到地形坡度和人工鱼礁投放的影响,在人工鱼礁投放区域的中下层水体有较高的营养盐浓度。增养殖适宜性结果显示,虾夷扇贝增养殖适宜性指数在冬季和夏季较高,适宜在海洋牧场西部区域进行增养殖活动。深水网箱增养殖适宜性指数在夏季和秋季较高,...     

粤东柘林湾海洋牧场景观结构与格局的分析研究

海洋牧场与休闲渔业融合发展是我国海洋牧场发展方向之一,现阶段海洋牧场休闲产业规模较小,类型较为单一,主要以游钓和潜水休闲为主,其景观观赏性功能有待深入挖掘和开发。海洋牧场景观格局研究主要针对海洋牧场景观资源的形成、分布及其在景观空间上排列和布局等方面,发现并了解其生态系统或空间属性变异程度表观现象。本研究以粤东柘林湾海洋牧场示范区为案例,采用景观格局分析法对景观要素特征指数及景观异质性指数进行计算,研究表明,粤东柘林湾海洋牧场示范区自然景观为景观基质,半自然景观斑块面积最多,故破碎度指数最高,受人类活动影响最大,对生物多样性保护及景观生境维护应加强;文化景观与整体景观分离度较大,导致整体景观连通性较差,影响景观效果;滨海景观斑块较少,丰富度不高,但根据调查显示周边旅游资源丰富,因此缺乏与粤东柘林湾海洋牧场结合开发利用。总之,本研究通过解析海洋牧场景观格局空间内不同景观的分布状况及相互之间的作用和影响,为下一步进行景观生态规划提供数据支持,并为开发和利用海洋牧场休闲渔业与生态景观可持续化发展,综合提升海洋牧场的生态、经济和社会价值提供支撑。     

基于模糊综合评价法的人工鱼礁生态系统健康研究

本研究采用模糊综合评价法构建人工鱼礁生态系统健康评价模型,采用层次分析法对各项生态指标的权重进行赋值,并利用综合健康指数模型对北戴河人工鱼礁区和对照海区生态系统健康状况进行评价。根据2013年7月本底调查和2014年6月与2015年5月的跟踪调查数据,分析结果显示,人工鱼礁区和对照区的生态系统都处于健康状态,对照区在2013年7月和2014年6月的调查中健康指数均高于鱼礁区,2015年5月调查时,对照区生态健康指数出现下滑,但人工鱼礁区生态系统健康呈现逐步提升的状态,综合健康指数为0.838,属很健康状态。根据评价结果,北戴河人工鱼礁建设取得良好生态效果,生态系统处于逐步稳定健康发展的状态。本研究采用生态系统健康指数,科学评价人工鱼礁生态效应,对人工鱼礁工程建设、环境资源保护、高效管理和可持续利用具有重要意义。     

夏季柘林湾-南澳岛海洋牧场营养盐的空间分布及其评价

柘林湾-南澳岛海洋牧场由网箱养殖区、贝类底播区、海藻养殖区和人工鱼礁区4个不同的功能区构成。根据2011年夏季（8月）海水营养盐的调查数据,分析其表层海水营养盐含量的空间分布特征,并对其污染现状进行综合评价。结果表明,氮、磷营养盐的空间分布均呈现由西北部柘林湾近岸海域向东南部海域递减的变化趋势。不同功能区中,无机氮（DIN）和活性磷酸盐（PO4-P）的高值出现在网箱养殖区,硅酸盐（SiO3-Si）的高值出现在贝类底播区,人工鱼礁区的营养盐水平均较低。单因子污染指数、污染物分担率和综合污染指数评价结果也表明,海洋牧场受到DIN和PO4-P污染的程度以及富营养化程度均呈现由西北海域向东南海域递减、近岸向离岸递减的变化趋势。网箱养殖区受DIN和PO4-P污染最重,呈现严重富营养化,其次为贝类底播区,而人工鱼礁区和对比区受到的污染程度均较轻。     

黄河口及其邻近水域鱼类生物完整性评价

根据2013—2014年在黄河口及其邻近海域进行的鱼类资源底拖网调查数据,并结合20世纪80年代和90年代的历史资料,依照黄河口水域鱼类区域组成特征,从鱼类种类组成、繁殖共位体、鱼类耐受性和营养结构等方面提出了12个评价指标,初步构建了黄河口水域鱼类生物完整性指数评价指标体系,并制定了评价标准,根据不同年代数据之间的差距分3个层次赋值打分,研究了黄河口水域鱼类生物完整性及其年代际变化。结果表明,20世纪80年代初期黄河口水域鱼类生物完整性表现为"极好"水平;90年代处于"差"水平;2013年处于"极差"的水平。与20世纪80年代初期相比,黄河口及其邻近水域的鱼类生物完整性呈下降趋势,人为因素对生态环境干扰较大,过度捕捞等造成黄河口水域鱼类种类减少甚至消失,黄河口水域生态健康状况下降。     

海洋牧场景观生态分类研究：以柘林湾海洋牧场为例

近年来,中国海洋牧场研究与建设发展迅速,带动了海洋牧场休闲渔业和旅游业的发展,但由于海洋牧场休闲渔业发展模式较为单一,对海洋牧场可观赏性景观开发理论方面研究较少。本研究以柘林湾海洋牧场为例,应用景观生态分类理论方法,对其进行景观生态分类,建立柘林湾海洋牧场景观生态分类系统,将柘林湾海洋牧场划分为3个一级景观、5个二级景观和16个三级景观,并应用空间分析技术绘制了各级景观生态分类示意图,讨论分析了其景观分布状况。该研究初步形成了海洋牧场景观生态分类系统,可为下一步进行海洋牧场景观格局规划研究提供理论依据,对海洋牧场生态、经济和社会效益的提高及可持续发展具有重要的理论意义。     

海洋牧场渔业碳汇研究进展

海洋通过“溶解度泵”和“生物泵”完成碳汇过程,且具有碳固存容量大、储存时间长的显著优势,可有效缓解CO2排放产生的温室效应,在应对全球气候变化中发挥着不可替代的作用。渔业是人类利用海洋的基础生产活动,对近海碳循环过程具有重要的影响,渔业碳汇是海洋碳汇不可或缺的组成部分。海洋牧场作为一种以水域栖息地修复、水生生物资源养护为主旨的新型渔业模式,通过增殖水生生物资源量,提升生物固碳量,实现渔业对海洋碳汇的扩增。本文针对我国对海洋牧场的界定,梳理了国内外对海洋牧场关键碳汇因子固碳机理及其过程和潜能等方面的研究现状,浅析了海草床、牡蛎礁等典型海洋牧场生态系统在近海碳汇扩增中的重要作用。建议在海洋牧场固碳机理与碳循环过程、海洋牧场碳汇扩增技术和海洋牧场碳汇计量方法等方面开展重点研究,以期为渔业绿色发展,扩增海洋碳汇和服务“双碳”战略提供科学参考。