基于PSR模型评价天津滨海湿地生态系统健康

以天津滨海湿地中的宁河七里海湿地为例,以＂压力-状态-响应（Pressure-State-Response,PSR）＂模型作为评价的基础框架,使用T L Saaty的标度法,构建了天津滨海湿地生态系统健康评价体系,该体系由15个评价指标构成,将健康等级分为很健康、健康、较健康、一般病态和疾病等级。利用已有相关成果的数据和资料,评价出天津滨海湿地生态系统处于较健康水平,并通过实际验证,证明该评价体系能够客观地反映出滨海湿地生态系统健康水平,可为环境管理部门的科学决策以及滨海湿地的可持续发展提供依据,也可供其他滨海地区湿地评价时参考。     

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.     

基于PSR模型的石化园区海洋环境影响后评估指标体系研究

我国将建成七大国家级石化产业园区,这些石化园区无一例外的位于沿海地区或海岛上,为此加强石化园区运营期海洋环境保护意义重大.环境影响后评估是运营期检验园区环境管理水平、查找园区环境问题的重要手段之一.目前,石化园区环境影响后评估主要以环境要素逐一分析法最为常见,而将石化园区作为一个整体从资源、环境、管理等角度综合评估的方法尚不多见.本研究在阐述我国海洋环境后评估和深入分析石化园区用海特点的基础上,结合PSR框架模型加以总结,提出了石化园区海洋环境影响后评估框架与指标体系,分为框架层、方案层和指标层,共25项考核指标,以期为今后沿海石化园区海洋环境管理研究提供思路.同时,本研究明确了各类评估指标赋值和权重等计算方案,并以大连某石化园区为案例进行了评估效果验证.     

珊瑚礁生态系统功能产生机制及评价方法

生态系统功能是指生态系统维持自身或其他生态系统健康,并直接或间接为人类提供产品和服务的能力。客观评价珊瑚礁生态系统功能对实现珊瑚礁资源有效保护和可持续利用有重要意义。本研究梳理归纳了生态系统功能的概念内涵,分析了珊瑚礁生态系统功能的产生机制;初步构建了基于珊瑚礁生态系统功能指数(coral reef ecosystem function index, CREFI)的珊瑚礁生态系统功能评价方法;并以徐闻国家级珊瑚礁自然保护区为例,利用2006年和2016年调查数据对珊瑚礁生态系统功能进行定量评价。结果显示,徐闻国家级珊瑚礁自然保护区2016年的CREFI高于2006年,主要是由于珊瑚礁的死亡率有所降低和食草性鱼类种数明显增加;CREFI具有清晰的应用目标和理论框架,评价结果能清晰地反映珊瑚礁生态系统功能的时空差异,较好地评价珊瑚礁生态系统的功能稳定性和健康状况,可作为一种珊瑚礁生态系统功能定量评价模型,为珊瑚礁生态系统管理和决策提供参考。     

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模型的中国海洋生态安全评价研究

海洋生态安全是国家生态安全的重要组成部分,科学评价海洋生态是否安全是准确把握海洋开发程度的重要保证。本研究剖析了海洋生态安全的内涵和特征,在此基础上构建了基于PSR模型的海洋生态安全评价的指标体系和评价模型,同时利用层次分析法结合熵权法选取指标及确定权重,对于2001-2010年的海洋生态安全总体能力进行综合评价。结果显示:中国海洋生态安全综合指数总体上呈现出在曲折中上升,但在2003年和2009-2010年又略有下降,中国海洋生态安全目前处于一般状态。     

海水养殖区生态系统健康评价指标体系与模型研究

文章充分考虑了养殖区养殖产品品质及其对环境压力的响应关系,按照生态系统管理的思路,基于压力-状态-响应技术框架,初步构建海水养殖区生态系统健康评价指标体系和模型,为海水养殖区环境管理提供重要支撑技术。     

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...     

基于PSR模型的渤海海洋生态红线区管控评价研究

为客观评价我国海洋生态红线区管控效果,本文通过建立海洋生态红线区管控评价体系,运用PSR模型对渤海区域及三省一市(山东省、辽宁省、河北省和天津市)海洋生态红线区管控效果进行评价。结果表明渤海区域海洋生态红线区的管控情况总体上持续改善,压力层稳定性较差,状态层不断优化,响应层受政策影响较大。其中渤海区域压力层主要受山东省人口、工业影响,状态层的变化主要来自辽宁省丰富自然资源的作用,响应层的改变主要来自山东省对于生态安全做出的努力。最后根据各省市海洋生态环境现状从海洋保护区管控、海洋保护区限制开发等方面提出了管理建议。     

基于PSR模型的胶州湾生态安全评价研究

科学有效地评价胶州湾生态安全程度,是胶州湾地区可持续发展的前提。文章基于PSR模型建立评价指标体系,利用AHP-熵权法确立指标权重,对2007—2016年胶州湾生态安全的发展状况进行了综合评价,并从压力、状态、响应3个方面对影响胶州湾生态安全的主要因素进行系统分析。研究结果表明:胶州湾生态安全指数整体呈波动上升态势,但在2010—2013年略有下降,并在2014年有大幅度的回升直至2016年。生态安全指数在0.4～0.6间波动,整体处于"一般"的生态安全状态。最后,文章提出通过坚持控制入海污水排放量和环境污染,加强海洋生态保护修复与海洋保护区建设,进一步完善胶州湾生态安全保护相关法律制度,注重海洋科技人才培养等方式来促进胶州湾地区生态安全水平的提高。     

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。     

Dynamic simulation of tropical coral reef ecosystem being disturbed by multiple situations

In consideration of the rapid degradation of coral reef ecosystems, the establishment of models is helpful to comprehend the degradation mechanism of coral reef ecosystems and predict the development process of coral reef communities. According to the characteristics of complex ecosystem of tropical coral reefs in China, the coral reef functional group is the core level variable; combined with the multiple feedback effects of coral reef functional groups and environmental changes, the study presents a coral reef ecosystem dynamics model with hermatypic corals as the core. Based on the simulation of the assumed initial value and the internal feedback of the system, the results show that in the basic simulation(relative health conditions), the coverage area of live corals and coral reefs generally decreased first and then increased, and increased by 4.67% and 6.38% between2010 and 2050, respectively. Based on the calibration model and the current situation of the studied area, the multi-factor disturbance effects of coral reef communities were simulated and explored by setting up three scenarios involving fishing policy, terrestrial deposition, and inorganic nitrogen emissions. Among them, in the single factor disturbance, the fishing policy exerts the most direct impact on the community decline; and the succession phenomenon is obvious; the terrestrial sedimentation has a faster and more integrated effect on the community decline; the effect of inorganic nitrogen emission on the community decline is relatively slow. In the double/multi-factor disturbance, the superimposed disturbance will aggravate the multi-source feedback effect of the coral reef communities development, accelerate the community decay rate, and make its development trajectory more complicated and diverse. This method provides a scientific and feasible method for simulating the damage of long-term coral reef community and exploring the development law and adaptive management of coral reef ecosystems. In the future, it can be further studied in the ecological restoration process and decisionmaking direction of coral reefs.     

海洋生态修复项目绩效评估指标体系研究

依据海洋生态修复项目的特点和工作程序确定生态修复的管理目标,以生态修复效果为导向,运用逻辑框架法构建了项目绩效评估指标体系.该体系包括项目管理类指标和效果类指标,分别对应于逻辑层次的投入、产出、目的/作用与目标.其中,项目管理类指标包含项目实施情况、跟踪监测情况、资金使用情况和项目管理情况等4类指标;效果类指标包含海洋...     

Borehole image-based evaluation of coral reef porosity distribution characteristics

In this study, we used digital borehole image camera to obtain images of porosity distribution in coral reefs in South China Sea, and developed an effective evaluation system for such distributions. First, the original images are preprocessed, allowing the pore regions to be automatically detected. The depth and sectional functions are established to measure five parameters: pore count, pore radius, radius concentration rate, total pore area ratio, and fractal dimension count. These are used to calculate the characteristic values of porosity distributions, and their fuzzy relationships are used to build the evaluation model, determine the Hamming distances between distributions, and establish the relationships between the characteristics and coral rock classifications. Test results from applying the method on a deep borehole image segment show the results to be consistent with other methods, and the following conclusions can be reached: (1) the porosity evaluation model is a viable way to analyze porosity distribution characteristics; (2) the resulting classification method is viable; and (3) porosity distribution analysis on coral reefs has important implications.     

西沙赵述岛海域珊瑚礁生态修复效果的初步评估

珊瑚恢复是一个协助退化、受损的珊瑚礁生态系统恢复的过程.近10 a来,西沙珊瑚礁生态系统不断退化,至2009年珊瑚覆盖率已下降至不足10%.针对西沙群岛珊瑚礁生态系统的退化状况,2011年12月于西沙赵述岛海域投放人工礁基并开展珊瑚移植实验,比较了人工修复区和自然恢复区1a后的修复效果.结果显示,投放礁基且进行珊瑚移植的区域,移植珊瑚的存活率不到10%;投放礁基但未进行珊瑚移植的区域,珊瑚补充量高达6~7 ind/m2;自然恢复区其珊瑚覆盖率提高了19.4%.依据珊瑚礁生态修复效果评估方法,人工修复且进行移植珊瑚的区域的生物修复权重值为27.5,人工修复但未移植珊瑚区及自然恢复区的生物修复权重值为39.3,珊瑚修复生物指标为亚健康.我们的结果表明,在健康、有良好珊瑚幼虫补充的珊瑚礁生态系统中,珊瑚礁群落可以自行恢复,其恢复只是一个时间的问题;而在缺少珊瑚幼虫附着基底的区域,通过人为增加一些附着基底,可加速其恢复进程.