大辽河流域水生态系统功能区划研究

为了明确大辽河流域范围内主要的生态环境问题、生态环境脆弱区和对流域生态安全非常重要的区域,根据流域湿地景观格局的变化及驱动机制分析、流域生态环境敏感性评价和水生态系统服务功能重要性评价,运用定性分区与定量分区相结合的方法和自下而上的划分方法得到大辽河流域水生态系统功能分区图,将大辽河流域划分成5个一级区和13个生态亚区。按照"水体类型+干扰类型+功能类型"对每个生态功能区进行命名,明确了每一个生态功能区的特征,为大辽河流域产业布局、生态环境保护与规划建设提供了科学依据。     

大辽河地区生态环境敏感性评价

为了防止大辽河地区湿地生态功能减退,促进大辽河地区的河流及湿地生态环境保护,本研究以盘锦和营口地区为研究区域,建立了大辽河地区生态环境敏感性评价的指标体系,结合GIS技术,利用层次分析法和模糊评判模型计算出研究区域的敏感性等级及空间分布。评价结果表明,大辽河地区生态敏感性在空间分布上呈现显著差异性;中度敏感区主要分布在盘山县区以及盖州东南部分地区,土地面积为2 607.42km2,占总土地面积的30.38%;高度敏感区占整个研究区域的大部分,覆盖了盘锦市、大洼县、营口市、大石桥市以及盖州市大部分地区,土地面积为5 975.55km2,占总土地面积的69.62%。中度敏感区要适度开发,避免生态环境破坏;高度敏感区要恢复与保护原生植被,提高生态系统的多样性与稳定性,实现可持续发展。     

辽河河口生态系统健康评价初步研究

河口生态系统是融淡水生态系统、海水生态系统、咸淡水混合生态系统、潮滩湿地生态系统、河口岛屿和沙洲湿地生态系统为一体的混合生态系统.由于河口复杂的地貌、水文、物理化学条件,各个河口都具有其独特性,各河口的界定视具体情况而定.河口生态系统主要受物理因素影响,物理过程和生物过程紧密相连.本研究以改进的DPSRC因果关系模型为研究方法,根据河口生态的特征,建立符合生态系统健康评价的一套指标体系,对辽河河口生态系统健康状况进行评价.通过对因果关系模型的各个方面进行分析,得出了河口生态系统的("驱动力"、"压力"、"状态"、"系统响应"、"控制")指标,并对这些指标进行评价,从而对河口生态系统的健康状况进行评价研究.通过研究得到辽河河口主要污染物是重金属、无机氮和石油类,主要污染源是双台子河、辽河及大凌河的陆源污染.最后提出了今后河口生态研究的重点和方向.     

基于目标框架法的辽河口湿地生态脆弱性评估

河口滨海湿地生态服务功能突出,生境脆弱易损,研究其生态脆弱性对滨海湿地生态环境保护与管理具有重要意义。本文以辽河口滨海湿地为例,基于“干扰-敏感-恢复”评估框架,选取17个指标,构建滨海湿地生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,综合运用插值法、综合指数法,探究辽河口滨海湿地生态脆弱性空间分布特征,分析生态脆弱性变化的影响因素。结果表明:入海河口污染、河口地区人类开发活动和自然淤涨对河口滨海湿地生态脆弱性的影响较为突出;2014年辽河口滨海湿地生态脆弱性总体态势良好,区域生态脆弱性指数为1.67,整体处于不脆弱状态;空间上,辽河口滨海湿地生态脆弱性表现为中部高于四周,由入海河口向外逐步减弱的格局特征。     

辽河口沉积物中参与主要生物地化循环的微生物功能基因分析

辽河口区域丰富的生物多样性在生物地球化学循环和维持生态系统功能等方面发挥着极其重要的作用。研究辽河口表层沉积物中参与常见地球化学循环的功能基因及其关键影响因子,对揭示和预测辽河口沉积物微生物的功能代谢潜力和受环境变化的影响具有重要意义。应用功能基因芯片(GeoChip 4.0)技术开展微生物功能基因多样性研究。结果表明:在6个沉积物样品中,检测到各类型功能基因48742个,反映了9个微生物介导的关键生物过程。其中,碳循环相关功能基因最多,其次是氮循环和硫循环,而磷循环相关功能基因较少。各站位生物过程相关的功能基因数量和荧光信号值整体呈由远海到近海上升的趋势,即河相区的微生物功能基因较海相区与混合区普遍丰富。碳循环中参与碳固定的基因荧光信号值最高。氮循环中反硝化功能基因荧光信号值最高。总磷与硝酸盐是影响微生物功能基因多样性分布格局的重要因素。该研究有助于了解环境变化对辽河口沉积物生态系统结构和功能的影响,为研究辽河口表层沉积物微生物介导的生物地球化学循环提供科学依据。     

辽河口沉积物反硝化过程研究

近年来，辽河口沿岸人类活动频繁，工农业活动发达，大量的氮、磷等营养物质输入至感潮河段继而排放入海，导致辽河口水体富营养化程度加剧。沉积物区域是反硝化作用的重要发生地和微生物富集地。微生物能够将沉积物中的硝酸盐及亚硝酸盐还原为N₂O和N₂释放到大气中，进而减轻河口生态系统氮负荷。本文中的实验采用定量PCR技术测定辽河口表层沉积物反硝化过程功能基因narG、nirK、norB、nosZ的基因丰度，结果表明，主导硝酸盐还原的narG功能基因丰度最高。使用高通量测序技术对nirK型功能基因进行测序，结果显示，在辽河口反硝化细菌中Devosia、Phaeobacter、Alcaligenes、Pseudomonas菌属丰度较高。反硝化功能基因的丰度主要受到沉积物粒径的影响，norB基因丰度与多个环境因子显著相关。nirK型反硝化细菌的群落结构和多样性主要受盐度、pH、溶解氧以及NO₂?的影响。研究分析了反硝化功能基因丰度和细菌群落结构及其主要影响因子，其结果为辽河口水体富营养化中氮元素归趋的认知提供理论依据。     

渤海生态红线划定的指标体系 与技术方法研究

在分析渤海生态环境特征基础上,依据生态红线划定目标,从“生态功能重要性、生态环境敏感性、环境灾害危险 性”三方面建立了渤海生态红线划定指标体系,并研究确定了生态红线划定的技术方法。在ArcGIS支持下,创建了渤海网 格空间属性数据库,采用层次分析法确定指标权重,运用叠加分析、空间分析等技术方法最终完成渤海生态红线划定,将渤 海划分为红线区、黄线区和绿线区,并进一步明确红线区内的生态保护重点与方向。结果表明：红线区占整个区域的18 %, 主要分布在大连市西北部海域、辽河口、黄河口等典型河口附近海域、滨州东北部海域及莱州湾、渤海西部沿岸、庙岛群岛 等地,这些区域主导生态功能和生态特征为珍稀濒危生物保护、湿地生态涵养及自然岸线灾害防护等。黄线区占整个区域的 14.7 %,主要分布在辽河三角洲外围海域、葫芦岛-秦皇岛-唐山沿岸海域及沧州东北部海域,其保护与管理方向为海洋环境 灾害防护及生态恢复与治理。绿线区占整个区域的67.3 %,分布在红线区、黄线区的外围。     

基于集对分析模型评价大辽河口生态系统健康

根据2010年丰水期和平水期的大辽河口区水质、沉积物、浮游生物以及底栖生物的调查结果,采用层析分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)建立评价指标体系并确定各指标权重值;依据集对分析理论(Set Pair Analysis,SPA),建立集对分析模型(Set Pair Analysis Model,SPAM);应用SPAM对调查数据进行计算和分析,确定河口区生态健康等级分级标准并对大辽河口生态系统的健康状况进行评价。评价结果表明:在丰水期研究区20个调查站位中,生态系统健康(Ⅱ级)及亚健康(Ⅲ级)的站位数分别为7个和11个,不健康(Ⅳ级)的站位数为2个;在平水期,14个站位为亚健康状态(Ⅲ级),6个站位为不健康状态(Ⅳ级)。总体上,大辽河口生态状况为亚健康。本研究首次提出应用集对理论对大辽河口生态健康状况进行评价,将定性认识与定量描述相结合,确保了评价结果的客观合理性。     

渤海3个河口区底栖硅藻群落的时空变化特征

底栖硅藻是河口泥滩系统中的重要初级生产者，其群落结构的时空变化可显著影响到河口底栖动物生产力。本研究选取渤海区域的大辽河口、汉沽河口和黄河口为研究对象，分析了泥滩中底栖硅藻群落结构的季节变化特征(2014?2016年)与空间差异，并探讨了环境因素的影响作用。结果表明，3个河口区底栖硅藻多样性和生物量高峰均出现在秋季，优势种存在显著季节演替特征；在空间上，大辽河口和汉沽河口的底栖硅藻生物量显著高于黄河口。底栖硅藻群落结构与多种环境因子的相关性分析表明，温度和营养盐浓度变化对底栖硅藻群落的季节性特征影响显著；河口沉积物的粒径、潮差与径流量可能是造成底栖硅藻群落空间差异的重要因素，黄河口较低的底栖硅藻生物量显著受限于较粗的沉积物粒径和显著的磷限制。     

基于水生态系统服务价值分析的舟山市海绵城市建设研究

为科学开发利用和保护舟山市水资源,进一步促进舟山市海绵城市建设,文章通过建立评价指标体系,从社会经济服务和自然生态服务2个方面,计算2000-2017年舟山市水生态系统服务价值;综合运用Pearson相关性分析法和灰色关联分析法,研究舟山市水生态系统服务价值的影响因素;在此基础上,提出发展建议。研究结果表明：舟山市水生态系统服务价值的平均值为102.81亿元,呈现波动增长趋势,其中社会经济服务价值逐年递增;水生态系统服务价值以地表水调蓄价值和文化服务价值为主,其中文化服务价值的增长趋势最显著且增幅最大;水生态系统服务价值与城镇化率、废水排放量、供水量、年降水量、产水系数以及水利、环境和公共设施投资额呈显著正相关,与地面硬化率呈显著负相关,与年均温度的相关关系不强;未来应进一步发挥水生态系统文化服务的作用,加强对水生态系统服务新类型的认知和开发,同时以主要影响因素为重点关注领域,精准做好海绵城市建设工作,改善区域水生态环境整体状况。     

霞浦核电基地海洋生物放射性本底水平及辐射剂量评价

为掌握霞浦核电基地海洋生物的放射性本底水平,在其周边50 km范围内采集5类9种海洋生物样品,测量其中的天然放射性核素238U、232Th、226Ra、40K,以及人工放射性核素137Cs、134Cs、90Sr、58Co、60Co、54Mn、110mAg、65Zn的活度浓度并进行辐射剂量评价。结果显示,所有样品中134Cs、58Co、60Co、54Mn、110mAg、65Zn的活度浓度均低于最小可探测活度浓度,238U、232Th、226Ra、40K、137Cs和90Sr的平均活度浓度分别为(0.48±0.48)、(0.86±1.20)、(0.27±0.34)、(74.3±43.0)、(0.023±0.019)、(0.242±0.167) Bq/kg,处于我国食品天然放射性本底水平内。当地公众由于食入海产品所致年有效剂量为55.1 μSv/a,其中137Cs、90Sr所致剂量分别为0.021、0.49 μSv/a;海洋生物所受辐射剂量为0.048~0.276 μSv/h。〖JP2〗当地公众及海洋生物所受辐射剂量均远低于国家标准限值或国际推荐控制值。本次调查为霞浦核电厂运行前海洋生物放射性本底建立了基线数据,并提出了今后海洋生物监测的重点核素,除137Cs、134Cs、90Sr、58Co、60Co、54Mn、110mAg、65Zn,还应增加对3H、14C、131I的监测。     

Study of coastal water zone ecosystem health in Zhejiang Province based on remote sensing data and GIS

The coastal ecosystem health assessment is a field of increasing importance. In this paper, a preliminary assessment of ecosystem health in Zhejiang coastal water zone was made, mainly based on remote sensing data and GIS technique. Its spatial and quantitative evaluation was facilitated by the progress of remote sensing and GIS technique development. Firstly, human activities, hydrology and ecosystem problems in the study area were discussed and analyzed. Secondly, from 4 aspects of human stress, physical, chemical and biological responses to anthropogenic activities and natural stress, several indicators such as water transparency (Secchi Disk Depth, SDD), suspended substance concentration, dissolved inorganic nitrogen, active phosphate, chlorophyll, harmful algae bloom, as well as distribution of sewage, sea lanes and port were employed. Thirdly, the Analytic Hierarchical Process was used for indicator weight calculation, and the ecosystem health criteria were established according to the integrative analysis of national water quality criteria, similar coastal ecosystem health research in other places or data inherent properties. The results indicated that from 2005 to 2007 the coastal water ecosystem health value in Zhejiang Province was unhealthy and needs ecological restoration by human intervention.     

基于熵权的海岛地区城市生态系统健康动态评价研究——以舟山群岛新区为例

文章将舟山群岛新区作为研究对象,以结构、功能、协调这3个基准点为视角,构建舟山群岛新区城市生态系统健康的评价指标体系;运用熵权法进行客观赋权,探讨海岛地区城市生态系统健康的主要影响因素;分析系统各主要因素间彼此的联系和相互关系,评价舟山城市生态系统健康动态,以便进一步提高舟山群岛新区城市生态系统健康水平,优化经济结构,为加强海岛地区生态与环境管理,促进海岛地区经济发展提供决策依据。研究结果表明:近年来,舟山群岛新区城市生态系统健康程度以稳中有升的趋势在不断提高;结构指数有小幅波动,功能指数波动显著,改善明显,其中,城市环境是造成结构指数波动的主要原因。城市文明率较低和可持续性持续走低是城市协调度的主要限制因素。由此,优化资源配置、改善经济结构、持续减排、提升城市环境是确保舟山群岛新区城市生态系统健康水平的关键。     

海岸带环境状况评价方法及其应用

本文以渤海为例,开展海岸带生态系统环境状况综合评价方法研究,在综合分析渤海海岸带生态环境状况与影响因子的基础上,提出适用于区域特点的评价指标与方法,建立具有实用性和综合性的环境状况评价模式,实现对渤海海岸带生态系统环境质量状况的定量评价。借鉴国内外成熟的评价方法和评价标准,以站位评价方法为基础,以点构面,构建大尺度区域多指标综合评价模式,建立由海水水质、沉积物质量、底栖生物、滨海湿地和生物体组织污染物5大类、13个参数指标构成的海岸带生态系统评价指标体系。综合评价结果显示渤海海岸带环境状况为一般到良好,与渤海环境现状基本相符,能综合与客观反映研究区域的环境状况,指标体系及其评价模式具有一定的有效性与实用性。     

江苏沿海地区生态系统生产总值核算和评价

为衡量经济发达地区的生态资产价值,文章以人-地关系日趋紧张的江苏沿海地区为研究对象,基于卫星遥感影像和统计资料,获取典型年份土地利用与覆盖变化信息,结合生态系统服务价值当量因子法开展生态系统生产总值的核算和评价研究。研究结果表明:研究期内,江苏沿海地区的湿地和光滩面积呈减少趋势,建设用地、林地和养殖水域面积呈增加趋势;江苏沿海地区的生态系统生产总值均在110亿元以上,从存量来看贡献排在前两位的生态系统类型依次是农田和养殖水域,从流量来看贡献排在前两位的生态系统服务价值依次是废弃物吸纳和水源涵养,体现巨大的生态系统服务价值潜力。研究结果可为有关部门开展生态保护工作提供参考。     

应用物质平衡模型模拟一个半封闭海湾的营养结构和能流特征

The marine ecosystem of the Jiaozhou Bay has degraded significantly in fisheries productivity and its ecological roles as spawning and nursery ground for many species of commercial importance has been declining in recent years. A mass-balanced trophic model was developed using Ecopath with Ecosim to evaluate the trophic structure of the Jiaozhou Bay for improving ecosystem management. The model were parameterized based on the fisheries survey data in the Jiaozhou Bay in 2011, including 23 species groups and one detritus group according to their ecological roles. The trophic levels of these ecological groups ranged from 1(primary producers and detritus) to4.3(large demersal fishes). The estimated total system throughput was 12 917.10 t/(km~2·a), with 74.59% and25.41% contribution of the total energy flows from phytoplankton and detritus, respectively. Network analyses showed that the overall transfer efficiency of the ecosystem was 14.4%, and the mean transfer efficiency was 14.5%for grazing food chain and 13.9% for detritus food chain. The system omnivory index(SOI), Finn's cycled index(FCI) and connectance index(CI) were relatively low in this area while the total primary production/total respiration(TPP/TR) was high, indicating an immature and unstable status of the Jiaozhou Bay ecosystem. Mixed trophic impact analysis revealed that the cultured shellfish had substantial negative impacts on most functional groups. This study contributed to ecosystem-level evaluation and management planning of the Jiaozhou Bay ecosystem.     

基于高空间分辨率卫星遥感影像的砂质海岸空间整治效果分析——以营口月亮湾为例

采用2005年采集的SPORT5卫星遥感影像和2015年采集的GF-1卫星遥感影像,分别对2006-2014年之间营口月亮湾海岸空间整治项目实施前后的海岸景观格局进行监测,在此基础上构建了沙滩面积系数、适宜游乐水域指数、主体功能度指数、景观多样性系数、景观变化指数等评估指标,评估了营口月亮湾海岸空间整治效果。结果表明:营口月亮湾沙滩养护工程实施后沙滩面积大幅增加,沙滩面积系数为2.44,适宜游泳嬉水娱乐区面积略有增加,适宜游乐区指数为1.10。海岸空间整理工程实施使月亮湾海岸游乐功能分区明显,月亮湖公园、高尔夫休闲区、山海广场区、农业生态旅游度假区和滨海嬉水观光区主体功能度指数分别达到0.89、0.76、0.68、0.65和0.77。海岸景观美化工程整体改变了海岸景观格局,使各功能分区海岸景观多样性提高,海岸景观格局更为优化,总体景观多样性系数达到1.13,景观变化指数达到0.30。     

基于生态网络功能辨识的海坛岛生态保护和修复策略

优化国土空间开发格局和生态保护修复成为推进生态文明建设的重要举措,构建区域生态网络并识别其关键生态功能区域,是开展国土空间格局优化和生态修复工作的重要切入点。选择海坛岛为研究案例,利用遥感信息源和GIS空间分析等技术方法,辨识出区域潜在的生态网络功能结构。通过景观连接度的重要值评价,揭示海坛岛生态源地和生态节点的重要性,并提出生态保护和修复策略。结果表明:①海坛岛共有生态源地30个,生态廊道219条,生态节点67个。源地、廊道和节点构成了区域潜在的生态网络。②海坛岛生态功能分区中以生态占用低值区为主,其次为中值区,高值区分布最小,三者分别占研究区面积的54.8%、25.3%、19.9%。③海坛岛景观整体连接度(dIIC)较差,生态流指数(dF)空间分布呈现自西南至东北贯穿全岛的特点,可能连接度指数(dPC)的空间分布呈现从南向北圈层梯度过渡的特点。④根据生态网络功能的辨识结果,对人类的干扰活动进行有效的引导,对处在关键地段的受破坏区域进行生态恢复,以加强研究区的景观结构和功能联系,增强生态系统安全与稳定性。     

基于指标体系法的海湾生态系统健康评价方法——以莱州湾为例

海湾生态系统在维持能量流动、物质循环、生物群落稳定和生态系统平衡等方面发挥重要作用。文章基于2011-2020年夏季监测数据,选取水环境、沉积环境、生物群落、初级生产力和生态灾害5类指标,通过层次分析法与专家咨询法相结合的方式确定指标权重,基于指标体系法构建莱州湾生态系统健康评价指标体系。评价结果表明：莱州湾近岸海域生态系统长期处于亚健康状态,主要影响指标为水环境和生物群落;生态系统健康评价结果与现行《近岸海洋生态健康评价指南》基本一致,但本方法能够识别溢油和台风等极端事件对生态系统造成的不利影响,较传统方法更为灵敏;区间型指标和环境容许值的引入可避免监测数据“劣势掩盖”“信息漏缺”以及极限监测值对评价结果的放大问题。