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。     

海滩修复养护技术发展趋势与前景

海岸侵蚀是沿海各国面临的共同问题,海滩养护是当前砂质海岸保护的最佳手段,在全球范围内得到广泛应用。本文回顾了海滩养护技术的发展历程,总结了世界范围的海滩养护实践,分析各国海滩养护理念上存在的差异。以研究文献为基础,总结归纳了平面和横向剖面的补砂方式、辅助工程技术和海滩模型预测等方面的海滩养护技术研究进展,并在此基础上提出了海滩养护的未来发展趋势:①针对复杂海岸的海滩养护应用拓展;②基于沉积物管理的海滩养护修复;③从地貌系统到生态系统全面考虑的海滩养护技术;④全球砂源赤字条件下的海滩保护和修复思路。     

海洋生态修复研究进展与热点分析

海洋生态修复是遏制海洋生态系统退化的重要途径,受到全球越来越多学者的关注。本研究以科学引文索引(Science Citation Index Expanded,SCIE)数据库为数据源,采用文献计量统计分析方法,结合VOSviewer知识图谱可视化分析软件,定量分析了1980—2019年国际上在海洋生态修复领域发表的相关文献,梳理了近40年来该领域研究的发展脉络、前沿热点和未来方向。结果表明,近40年间,海洋生态修复领域的发文数量随时间呈上升趋势,尤其2000年后增长速度加快,以北美洲、大洋洲、欧洲国家居多,其中美国占绝对领先地位。海洋生态修复领域涉及的学科主要有环境科学、生态学、海洋及淡水生物学等,Journal of Coastal Research、Restoration Ecology、Ecological Engineering和Estuarine,Coastal and Shelf Science是该领域的主要发文期刊。当前海洋生态修复研究热点主要包括植被恢复、海洋生物种群恢复、滨海湿地修复与生物地球化学、气候变化与生态系统管理等主题,其中关于缓解和适应气候变化、生态系统的自然恢复途径、生态系统服务功能提升等方面的研究愈来愈受到关注,是未来一段时间内海洋生态修复领域的研究热点。随着我国《国民经济和社会发展第十四个五年规划》拉开序幕以及海洋生态文明建设不断深化,我国海洋生态修复研究将驶入快车道,建议在应对气候变化的海洋生态修复、区域性海洋生态系统修复规划、海洋生态退化机理与修复关键技术、适应性管理等方面加强研究和探索。     

辽河口海岸带沉积物中137Cs的分布特征及来源

选取辽河口海岸带沉积物作为研究对象,通过测定沉积物中~(137)Cs比活度,来分析沉积物中~(137)Cs比活度、蓄积总量的分布特征及影响因素,并基于~(137)Cs的测年原理估算该区域的沉积速率。结果表明:辽河口海岸带表层沉积物中~(137)Cs比活度的变化范围为(1.03±1.01)～(15.68±1.13)Bq/kg,平均值为5.09±0.34Bq/kg(n=17),变化幅度较大;在空间上呈现出由陆地向潮滩、由西向东逐渐降低的趋势。该区域沉积物柱样中~(137)Cs比活度的垂直分布主要呈现出单峰型、双峰型和不规则曲线的分布态势。采用~(137)Cs起始层位法与最大峰值法计算辽河口海岸带沉积物的沉积速率,均发现辽河口海岸带沉积物的沉积速率呈现出从北到南(从陆地到海洋)逐渐增大的趋势。沉积物中~(137)Cs蓄积总量范围为(980±46)～(6094±92)Bq/m2,平均值为2278±42Bq/m2,高于研究区~(137)Cs的全球大气沉降通量值1310Bq/m2(衰变校正到2015年);全球大气沉降的~(137)Cs约占该区域~(137)Cs蓄积总量约57.5%,表明该区域沉积物中~(137)Cs的主要来源是全球大气直接沉降。     

湿地土壤和沉积物异化铁还原过程研究进展

异化铁还原是湿地土壤和沉积物中重要的生物地球化学过程,也是有机质矿化的主要途径之一。湿地干湿交替等过程会使土壤的氧化还原状态发生改变,影响铁元素及与其相关的元素的迁移和转化。总结了湿地土壤和沉积物中异化铁还原过程及其与碳、磷、硫等元素在生物地球化学循环关键过程中的相互作用,阐述了湿地土壤和沉积物中异化铁还原过程对微量金属元素迁移和转化的影响,分析了影响湿地土壤和沉积物异化铁还原过程的主要环境因子。未来相关研究应集中于湿地土壤和沉积物中异化铁还原微生物分析和纯化、不同有机质形式对异化铁还原过程的影响以及异化铁还原对土壤有机质矿化的贡献。     

冲绳海槽岩心沉积物稀土元素特征及物源指示

通过对比研究了冲绳海槽南部、中部、北部岩心沉积物的稀土元素(REEs)组成和分异特征,揭示了冲绳海槽不同区域的物源差异。由于火山物质和周围河流携带的陆源物质贡献程度不同,各岩心沉积物REE组成存在显著差异。∑REE、∑LREE具由南至北递减的趋势,北部具相对更高的∑HREE,南部次之。LREEs与HREEs间的分馏程度,LREEs、HREEs内部分馏程度均由南至北依次减小。从粒度、微量元素和稀土特征参数的垂向变化来看,岩心S3物源相对单一,沉积环境随时间变化较小,主要受长江和台湾河流沉积物控制。岩心S10、S9沉积物来源更为复杂多样(特别是S9),沉积环境在时间尺度上发生了较大的变迁。岩心S10层位1主要受黄河和长江沉积物控制,层位2具黄河沉积物和火山物质混合的特征,岩心S9层位1是黄河沉积物和火山物质混合的结果,层位2主要受黄河沉积物控制。     

南昌市厚田沙地蔓荆灌丛沙堆的形态与沉积特征

为探究亚热带湿润地区河湖周边发育的灌丛沙堆形态与沉积特征,以南昌市厚田沙地为研究区,对其优势种蔓荆（Vitex trifolia）所形成的灌丛沙堆开展野外调查,通过对不同部位的沉积物进行采样与分析,研究沙堆形态、沉积特征及其与植被特性之间的关系。结果表明：蔓荆灌丛沙堆形态大多为盾形,水平尺度大,高度矮,坡度缓。沙堆沉积物以中沙为主,分选性较差,呈正偏和窄峰态分布,沙源来自附近平沙地和丘间地,为近源沉积。平均粒径从迎风坡底部至背风坡底部呈现为先变细后变粗的趋势,体现了灌丛沙堆的防风滞沙功能和对沙粒的重新分选作用。灌丛与沙堆的各形态参数（灌丛高度除外）均存在高度的正相关性（P＜0.01）,说明各形态参数在沙堆发育过程中得以协调发展。受植被类型和区域环境的影响,与干旱-半干旱地区直立生长且分支少的灌丛形成的椭球形或圆锥形沙堆形态不同,蔓荆匍匐生长且高度较矮的形态常形成低矮且范围较大的灌丛沙堆。亚热带湿润地区风力资源不丰富及厚田沙地沙源不足使沉积物主要来源于附近平沙地与丘间地,但不同坡位沉积规律与干旱-半干旱地区相同。     

南太行生态修复筑牢沿黄绿色屏障

济源作为南太行脚下的主要城市之一,沿黄区域生态环境脆弱,部分山体被挖空,植被遭破坏,对生态环境造成了一定影响。为此,我局认真贯彻落实习近平生态文明思想,紧紧围绕“中原经济区南太行、沿黄生态屏障区”的发展定位,以“把济源建成又富又美的区域性中心城市”为奋斗目标,加快实施南太行济源段山水林田湖草生态保护修复项目,筑牢沿黄绿色屏障,全力推进黄河流域生态保护和高质量发展。