南海典型珊瑚礁生态系统健康评价方法研究

本研究基于系统复杂性原理, 提出了南海典型珊瑚礁生态系统健康评价方法——组织力及系统功能评价法。该方法的评价框架包括珊瑚礁生态系统结构及功能、珊瑚礁生态系统与其他海洋生态系统间关系、与人类社会生态系统间关系、珊瑚礁生态系统发展制约因素等四大模块; 评价指标体系分为目标层、准则层、因素层、要素层等6个层级共计67个指标。同时, 本研究系统地提出了珊瑚礁生态系统健康评价的流程, 提高了珊瑚礁健康评价工作的规范性和时效性。应用组织力及系统功能评价法对2011—2018年西沙群岛珊瑚礁生态系统进行了健康评价, 结果显示自2011年起健康指数年均下降2.3%~2.4%, 除2012年、2015年健康指数稍有回升外, 其余年份均呈下降走势, 整体评价为亚健康状态。根据七连屿周边岛屿的实地考察和居民生活问卷调查结果, 2006—2008年的渔业发展、2012年的海星泛滥和2014—2015年的岛礁建设均对珊瑚礁生态系统造成了较大影响, 使10年内渔业产量下降了50%~80%。这与应用组织力及系统功能评价法的评价结果相吻合, 侧面验证了该评价方法的科学性和可行性。     

基于PSR模型的珊瑚礁生态系统健康评价指标体系的构建与应用

运用压力-状态-响应（pressure-state-response,PSR）模型,采用生态系统健康理论评价珊瑚礁生态状况.借鉴国内外现有生态系统评价方法,结合珊瑚礁生态系统的特点,建立适合我国国情的珊瑚礁生态系统评价方法和模式,并对我国典型海域珊瑚礁生态健康状况进行评价,以期为我国典型珊瑚礁生态系统健康状况提供基础资料.评价结果显示东山、涠洲岛、海南东部珊瑚礁生态健康状况为健康,徐闻和西沙海域珊瑚礁生态健康状况为亚健康,评价结果与我国相关生态监控区调查结果基本一致.     

珊瑚礁生态修复效果评价指标体系研究进展

近年来气候变化和人类活动导致全球范围内珊瑚礁大幅度退化,珊瑚礁生态系统面临严重威胁。开展珊瑚礁生态修复是恢复珊瑚礁生态系统最有效、最根本的措施之一,它不仅可以恢复珊瑚礁在生态系统中的功能,还可以提供相应的社会、文化、经济效益以及服务价值。近十几年来,我国在海南、西沙以及广西等海域开展了大量的珊瑚礁生态修复实践,但在评价珊瑚礁生态系统修复效果上仍没有一套系统的技术指标体系。本文在文献综述的基础上,将广泛使用的生态系统评价指标与珊瑚礁生态系统实际情况相结合,提出涉及珊瑚礁生态系统、社会文化、经济和治理等方面共12个指标,构建一套适合我国珊瑚礁生态修复效果评价的指标体系,以期指导珊瑚礁生态系统修复工作和保护我国的珊瑚礁资源。     

弹性思维在珊瑚礁资源管护中的应用

文章从生态弹性理论出发,分析了生态弹性的内涵、特征和影响因素,阐释了生态弹性对于维持社会—生态系统的稳定和生态服务功能的持续发挥具有重要意义。通过分析珊瑚礁生态系统在经历多重干扰后发生态势转换,说明生态弹性对于维持系统的稳定和可持续性至关重要。而在诸多决定珊瑚礁生态系统弹性的因素中,生物多样性的丧失会导致系统更容易受到外界干扰的影响而不断退化。在国内外相关研究工作的基础上,结合我国珊瑚礁生态系统监测能力,提出了一套针对我国珊瑚礁生态系统的弹性评价指标体系,为深入了解我国珊瑚礁生态系统的弹性提供参考,建立以保障和提高珊瑚礁生态系统弹性为宗旨的管理方式,将为解决珊瑚礁资源退化问题提供更多的选择。     

全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究

暖水珊瑚礁生态系统是热带海域最具生物多样性和代表性的生态系统之一。本研究分析了全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的变化和风险,开展了受损暖水珊瑚礁生态系统退化和消失的致灾因子归因分析,综述了暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复技术研究。分析表明:①过去几十年来,暖水珊瑚礁生态系统快速退化,包括大面积白化和死亡、多样性明显减少和生态功能显著衰退,主要归因于海洋升温与人类活动等致灾因子的影响;②在温室气体高排放浓度情景下(RCP 8.5),相比工业革命前,到本世纪中叶,南海升温将可能远超过2℃,这表明南海暖水珊瑚礁生态系统正在逼近其气候临界点,即全球升温高于2℃时,90%~99%以上的暖水珊瑚将消失;③1980年代以来,海洋升温、海洋热浪和强热带气旋等海洋气候变化致灾因子对南海暖水珊瑚的危害性(影响的强度、范围和时间)明显增加,对暖水珊瑚礁生态系统产生了严重的影响;与此同时,近岸海域的过度或破坏性捕捞、采挖和潜水等人类活动,对暖水珊瑚造成了严重损害,增加了暖水珊瑚的气候脆弱性,而这种人类活动既是局部的,也是全球性的现象,使得暖水珊瑚更难以适应全球变暖的影响。分析还表明,为了增强暖水珊瑚适应气候与环境变化的恢复力(韧性),人们开展了诸多受损珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究,但主要是采用无性繁殖或结合人工基质的修复方式,而应用有性繁殖技术恢复受损珊瑚礁的方式仍较少;最近,暖水珊瑚耐热的基因适应性研究取得了重要进展,为暖水珊瑚适应全球变暖提供了一种新的途径。本研究最后探讨了中国受损珊瑚礁生态系统的修复问题与对策。     

珊瑚礁及其生态系统的特征

本文论述了珊瑚礁的形成机理、分类、生态环境以及珊瑚礁生态系统的结构和功能,从而指出了珊瑚礁生态系统是海洋中生产力水平极高的生态系统。     

珊瑚礁生态系统健康评价方法的研究进展

简要介绍了珊瑚礁生态系统具有极高生产力和物种多样性,易受外界环境影响而衰退等特点.珊瑚礁生态系统的健康评价离不开对珊瑚礁的监测及数据的调查,全球珊瑚礁监测网络推荐的珊瑚礁监测包括生态监测以及经济监测两部分,监测方法应满足相应的要求,以保证所获数据可以进行相关比较.应用于生态系统评价的方法主要有指示物种法和指标体系法.珊瑚礁监测及评价中常用的指示物种的生物指标包括石珊瑚生物指标以及其它生物指标.造礁石珊瑚是珊瑚礁最重要的生物,目前对珊瑚礁的监测主要集中于存活硬珊瑚盖度以及生物多样性指数.一般而言,这是两个最重要的参数,但仍有不足.因此,珊瑚生长率(骨骼生长)的测量、钙化生产率、珊瑚生育力及补充、监测虫黄藻损失、珊瑚疾病及细菌暴发性增值、珊瑚骨骼的生物累积等指标也随之建立起来.为了对珊瑚礁原始生存结构生物提供一个早期亚致死压力预警,以便对珊瑚礁采取有效的保护管理措施,珊瑚礁鱼类、软体动物等其它生物及相关指标得到了应用和发展.与指示物种法相比,指标体系法不仅考虑了不同组织水平之间的相互作用以及同一组织水平上不同物种间的相互作用,而且还考虑了不同尺度转换时监测指标的变化,更能客观全面反映珊瑚礁的健康状况及变化趋势.HRHPI推荐从生态结构、生态功能、压力及社会经济几个特征属性方面对珊瑚礁健康进行评价,并给出每个特征属性包含的具体指标,以及各指标与珊瑚礁健康的相关性,指标选取标准,指标数据的获得方法以及基准值或目标值的设定等.尽管HRHPI给出了详细的评价指标体系,并探讨了指标评价标准("基准值"及"目标值")、健康指数、生态完整指数等概念,但评价模型或模式仍在探索中.随着新方法新技术的发展,高科技方法在珊瑚礁健康评估中得到了应用并迅速发展.由于尚无确定的评价珊瑚礁健康的模式,因此建立一个可以描述珊瑚礁群落健康状况的数量模型或者指标非常有必要.     

西沙群岛珊瑚礁生态系统恢复的可行性研究

全球珊瑚礁生态系统处于不断变化当中,有衰退的区域,也有恢复的区域,这就需要一个务实的方法来鉴别这种不确定性。健康的珊瑚礁生态系统可以应对对珊瑚礁群落结构起重要作用的自然干扰,可以从严重干扰中恢复过来,但要完全恢复可能需花费数十年时间。受人类长期影响的区域,为了能有恢复机会,就需要采取一些恢复措施(直接和间接的方法)让其恢复。珊瑚礁恢复绝不应该被夸大,应该清楚地了解它的局限性,这项工作仍处于起步阶段。文章以西沙群岛的珊瑚礁生态系统为例,讨论了其珊瑚礁生态系统恢复的可行性。     

海南铜鼓岭国家级自然保护区海域珊瑚的分布及其健康状况评价

沿铜鼓岭国家级自然保护区海岸南北两侧沿岸布设8个站位,采用断面监测法调查了珊瑚的种类多样性、覆盖率、死亡率和补充量等指标,并利用健康指数（CI）评估了铜鼓岭珊瑚礁生态系统的健康状况和遭受环境压力的程度.本次调查共发现铜鼓岭造礁石珊瑚11科23属40种,软珊瑚8种,造礁石珊瑚和软珊瑚覆盖率分别为13.8%和19.4%,该海域珊瑚礁生态系统保存较为完好和健康.铜鼓岭珊瑚的覆盖率呈现明显的空间分布特征,北侧珊瑚覆盖率为0.1%～9.8%之间,远低于南侧的水平（8.1%～66.1%）.从珊瑚补充量来看,铜鼓岭北侧珊瑚的恢复能力基本为零,而铜鼓岭以南的区域可以有0.4个/m^2珊瑚新个体.通过比较2006年以来珊瑚种类、覆盖率、死亡率、补充量、健康指数等方面的调查数据,认为铜鼓岭保护区的珊瑚礁生态系统得到有效保护,珊瑚礁生态系统处于健康状态.     

福建罗源湾海湾生态系统脆弱性评价

本研究以"暴露程度-敏感性-适应能力"为框架,构建了罗源湾海湾生态系统脆弱性评价指标体系,并运用模糊综合评价法对罗源湾海湾生态系统在1986~1990、2004~2006、2010~2012年三个阶段的脆弱性状况开展了定量评价,结果显示,罗源湾海湾生态系统在三个阶段均处于"中度脆弱"水平,综合评价得分逐年上升,呈现渐脆弱趋势.三个子系统的模糊评价结果表明,罗源湾海湾生态系统面临的暴露程度不断增大,其主要人为胁迫因子为滩涂围垦面积、临港工业发展和海水养殖密度;其次,罗源湾海湾生态系统的敏感性也越来越强,主要的敏感因子有海洋生物质量综合指数、浮游动物和潮间带底栖生物多样性指数和鱼卵仔稚鱼种类与密度;与此同时,适应能力则呈较好态势.研究结果可为相似区域海湾生态系统脆弱性评价提供参考.     

海洋生态系统服务非市场价值评估框架:内涵、技术与准则

海洋生态系统服务非市场价值评估是将生态系统服务的效用价值量化为货币价值的过程。通过将无形的生态系统效益转化为有形的经济价值,非市场价值评估有利于提高海洋生态系统管理决策的科学性和有效性。然而现有研究对于评估对象的界定以及评估技术的使用缺乏统一的标准,导致评估结果不具有可比性。本文从内涵、技术与准则三个层面构建了海洋生态系统服务非市场价值评估框架:首先,系统分析了生态系统功能、生态系统服务以及生态效益的区别和联系,明确了非市场价值从生态系统到社会经济系统的转化路径;其次,对比阐释了非市场价值评估技术的差异性与适用性,识别出不同评估方法的技术特征;最后,提出了非市场价值评估的应用准则,确保评估过程的有效性和评估结果的可靠性。     

虾池生态系浮游生物亚模型

利用ＳＴＥＬＬＡＩＩ建立虾池生态系浮游生物亚模型,模拟虾池生态系中浮游生物之间的相互作用及生物量变化。模型中的生物状态变量是浮游植物和浮游动物,表达为能量单位ｋＪ／ｍ２。光和温度为强制函数。该模型模拟在一定的光照和温度下,浮游植物、浮游动物和ＤＩＰ在６月份到９月份４个月的变化,模拟结果与实测结果变化趋势非常一致。     

海洋生态系统服务的分类与计量

通过界定海洋生态系统服务的概念和内涵以及分析其组成结构、生态过程及生物多样性等服务的来源,详细描述了海洋生态系统所提供的食品供给、原材料供给、基因资源、气候调节、空气质量调节、水质净化调节、有害生物与疾病的生物调节与控制、干扰调节、精神文化服务、知识扩展服务、旅游娱乐服务、初级生产、物质循环、生物多样性和提供生境等15项服务。根据这些服务的相似作用与性质,参照千年生态系统评估的分类体系,进一步归纳为供给服务、调节服务、文化服务以及支持服务这4大基本服务类型。同时,也对各项服务的内容、表现特征和计量特征进行了描述。海洋生态系统服务不仅是海洋管理的核心内容,提高和维持海洋生态系统服务更是海洋管理的最终目标。     

海洋渔业对海洋生态系统的影响及其管理的探讨

海洋渔业对海洋生态系统的影响越来越受到人们的重视,考虑生态系统的管理已经成为海洋渔业管理的发展趋势.作者分析了海洋渔业对海洋生态系统产生的影响,包括捕捞活动对目标和非目标种产生的危害、渔业资源栖息地和环境破坏、生物多样性降低等;分析了国际上考虑生态系统的海洋渔业管理的法律框架、国际组织和有关国家的实践及其具体措施,指出了中国在此方面存在的问题:海洋生态系统的基础科学研究缺乏系统性和全面性;基于生态系统的海洋渔业管理的理论研究比较缺乏;相关的法律框架不够完善等.讨论了应用生态系统方法的海洋渔业管理与传统的海洋渔业管理间的关系,指出生态系统方法在其实践中将存在各种问题,认为生态系统方法应有选择地应用.对中国海洋渔业管理如何应用生态系统方法,建议:(1)加强海洋生态系统的基础科学研究;(2)开展基于生态系统的海洋渔业管理理论和方法研究;(3)逐步建立相关的法律和制度框架;(4)开展广泛的多部门合作和国际合作.     

胶州湾北部水层生态动力学模型与模拟 Ⅱ.胶州湾北部水层生态动力学的模拟研究

利用建立起的浅海水层生态动力学箱式模型,模拟了胶州湾北部１９９５年的浮游植物、浮游动物、无机氮、无机磷、溶解氧以及ＤＯＣ和ＰＯＣ年变化特征。结果是合理的。通过模型参数敏感性实验分析,揭示了该模型系统的一些动力学特征     

Alkaline phosphatase in a littoral Mediterranean marine ecosystem: role of the main plankton size classes

This work investigates the alkaline phosphatase activity in a littoral marine ecosystem (Toulon Bay and Le Niel Bay, France) in order to study its biochemical characteristics with respect to pH, sea water composition and phosphate sensitivity. We also characterise the active forms in sea water and determine the extent to which zooplankton generate phosphatase activity with respect to other plankton classes. In Toulon Bay, phosphatase was produced mostly by the microplankton fraction (>90 μm), accounting for more than 90% of total activity. In contrast, most of the phosphatase activity in Le Niel Bay was generated by the nanoplankton fraction (5–90 μm) and the picoplankton fraction (0.25–5 μm). The microplankton enzymes had non Michaelis-Menten kinetics suggesting the involvement of multiple enzyme processes with distinct kinetic constants. This activity is in major part secreted into the sea water and is stimulated by the ionic strength and the pH of the sea water. Cypris larvae of the genus Balanus played a special role in this release. For the nanoplankton and picoplankton, part of this activity was due to non-secreted enzymes, probably bound to membranes or occurring intracellularly. Moreover, nano and picoplankton phosphatase required higher pH than microplankton enzyme. For all plankton size classes, there was no activity at low pH, suggesting that acid phosphatases were not involved in reactions with substrates dissolved in water.     

海洋生态系统动力学研究的相关网上资源

分４部分介绍互联网上与海洋生态系统动力学研究有关的信息资源、主要网址及其主要内容：（１）海洋生态系统模拟研究;（２）海洋科学研究组织和国际研究计划;（３）网上新闻讨论组;（４）海洋生态杂志。