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   湿地生态系统是地球三大生态系统(海洋、森林、湿地)之一,被誉为“地球之肾”。随着我国沿海地区城市化和工业化进程的加快,围填海活动、陆源污染输入等人类活动对滨海湿地的影响也愈来愈明显。随着我国沿海地区城市化和工业化进程的加快,围填海活动、陆源污染输入等人类活动对滨海湿地的影响也愈来愈明显。以围填海为例,根据自然资源部《海域使用管理公报》显示,1993~2010年,全国累计确权填海造地面积9.84×104 hm2,其中“十一五”期间,累计围填海面积6.72×104 hm2,年均围填海造地面积1.30×104 hm2。大规模围填海活动在产生巨大社会经济效益的同时也使得滨海湿地面积不断减少。据统计,全国大规模围填海造地使滨海滩涂湿地累计损失约219×104 hm2,相当于沿海湿地面积的50%。高强度的人类活动已经对湿地结构与生态功能产生了不可逆的影响,给湿地生态环境造成潜在威胁。我国滨海湿地脆弱性监测与评估迫在眉睫。建立滨海湿地脆弱性评估,将为滨海湿地保护、管理和科学研究提供及时、准确的科学依据,为合理利用水生生物资源、改善湿地水生生态环境提供科学的决策依据。

   海岛是海洋生态系统的重要组成部分,每个海岛都是一个独立而完整的生态环境地域系统,包括岛陆、岛滩、岛基和环岛浅海四个小生态环境。这四个部分彼此间有着密切、复杂的物流和能流关系,构成海岛独特的生态系统。由于海岛是全球变化和陆海各种动力作用最迅速最敏感的界面之一,敏感性大,稳定性小,所以在当前人类活动和频繁的自然灾害等各种动力耦合的作用下,其生态环境的脆弱性表现出复杂性和多样性的特征我国海岛多数为基岩岛,面积较小,地点偏远,土壤贫瘠,植被覆盖少,缺乏淡水,生境恶劣,与大陆相比,生物多样性较低,因此生态环境十分脆弱,自我恢复能力差,极易受到人为干扰破坏。由于国家没有制定专门的规范海岛利用活动的法律,管理体制相对滞后,再加上人们对海岛资源的保护意识不强,重开发,轻保护,致使一些沿海地带在无序无度无偿状态下开发海岛,比如炸岛、炸礁、炸山取石等,严重改变了海岛地貌和形态,破坏了海岛的生态系统,已造成较为严重的后果。海岛兼具海陆二重属性,属于典型的脆弱生态系统,也是保护与利用海洋的战略支点。人类在认识与开发海岛的过程中,发现海岛生态系统具有明显的独特性,对干扰响应灵敏,一旦遭到破坏很难得到恢复。当前,一些不当的人类活动已对近岸海岛的生态环境和社会经济发展构成严重威胁,海岛生态系统的脆弱性即海岛生态脆弱性评估及调控研究逐渐引起关注。

   脆弱及脆弱性常用来描述相关系统及组成要素易于受到影响和破坏,并缺乏抗拒干扰、恢复初始状态的能力。随着世界各国对自然、社会和经济协调发展的重视,越来越多的学者开始对自然发展中的人类活动与环境间的关系进行深入的研究。在研究过程中,认识到在人类活动不断加大的作用下,自然环境表现出脆弱性的特征,并产生了脆弱生态区,使对环境与生态脆弱性的研究日益成为不同领域学者关注的焦点。生态系统受各种自然或人为因素的干扰,当这些干扰超过一定的限度,即系统本身的适应能力,必然会在某些方面表现出不可逆转的损伤或退化,其表现形式包括系统退化、生产力下降、生物多样性减少、对环境的调节能力下降等诸多方面。所以说生态环境脆弱性是生态系统在特定时空尺度相对于外界干扰所具有的敏感反应和自恢复能力,是自然属性和人类经济行为共同作用的结果。

   湿地脆弱性监测与评估是研究、开发和可持续利用滨海湿地的基础。从20世纪80年代起, 美国和加拿大的科学家就开始探索建立大湖湿地生态系统生物多样性监测网络, 目前已形成相对成熟的湿地生物多样性监测方案。欧洲许多国家实施了湿地的生物性监测, 如西班牙在加泰罗尼亚地区选取具有代表性的浅水湿地作为监测样点, 以甲壳纲动物和昆虫作为指示类群, 定期采样调查。目前的湿地脆弱性评估方法大体分为两类。一是单因子评价法,利用质量分指数模式进行潜在生态风险的单因子评价。二是综合指数法,比较常用的是地累积指数(Igeo)法和潜在生态危害指数(RI)法。1979 年,德国学者 Müller提出了地累积指数,该方法通过将元素实测值与选取的背景值相比较,计算出实测值与背景值之商,辅以 2 为底取对数,计算出的值即是该元素的地累积指数,再对照已给出的分级列表就可确定该处这种元素的污染级别。这种方法不仅在欧洲广泛采用,我国学者也经常运用。1980 年,瑞典科学家 Hakanson提出了潜在生态危害指数法,这是一种基于应用沉积学原理评价重金属污染状况和对生态危害程度的方法。Charlie Stratford等建立了用于评估喜马拉雅地区湿地生态脆弱性的方法,并在尼泊尔费瓦湖脆弱性评估中具体运用到此方法。Catherine E Lovelock和Joanna Ellison分析了气候变化将对滨海湿地产生的影响,并具体评估了大堡礁的红树林和潮间湿地面对气候变化的脆弱性。秦磊等基于PSR模型对七里海湿地生态脆弱性评价进行了研究;崔利芳等对海平面上升影响下长江口滨海湿地脆弱性进行了评价;近几年来,一些结合数学理论的评价得到了应用,主要有层次分析法、指数评价法、模糊评价法、人工神经网络评价法、质量评分分级法、主成分分析法等。 国内外关于湿地评价研究工作已取得了诸多进展,人们正试图从不同角度对湿地的结构、功能、过程、动态等各个方面进行更深入的了解和认识。但总体看来,涉及湿地功能性、生态特征和社会效益的内容较多,对湿地环境质量监测与评价的研究较少,且尚未建立起一套适合我国的湿地生态脆弱性风险评估技术体系。

   人类很早就认识到脆弱性的含义及现象,但对其进行学术研究则于20世纪60年代开始在生态学领域展开,国外的国际生物学计划(IBP,20世纪60年代)、人与生物圈计划(MAB,20世纪70年代)以及之后的地圈-生物圈计划(IGBP,20世纪80年代开始)等都把生态脆弱性作为重要的研究课题,1988年在布达佩斯举办的第七届SCOPE大会明确了Ecotone的含义,丰富了生态脆弱性的理论和实证研究。国外研究前期多以自然生态系统为研究对象,其中特别注重气候变化和自然灾害下的生态脆弱性研究,20世纪90年代脆弱性开始应用于社会经济领域,探讨不同社会经济系统对内外扰动的敏感性和应对能力。21世纪以来,自然-社会综合系统脆弱性成为研究热点,融合自然、社会、经济、人文和环境、组织和机构等特征的人地耦合系统脆弱性概念被提出,多因素、多维度耦合系统分析成为国外脆弱性研究的发展趋势。国内脆弱性研究相对较晚,最早始于牛文元1989年从Ecotone的角度识别生态脆弱区域,20世纪90年代的国家“八五”重点科技攻关项目“生态环境综合整治和恢复技术研究”,对脆弱性生态环境进行了较为系统的研究。之后,众多学者针对不同生态脆弱区进行了丰富的理论与实证研究,并尝试在不同尺度上对人地耦合系统的脆弱性及适应能力和策略展开探讨。但总体来看,我国脆弱性理论研究还相对落后,实证研究也缺乏统一标准,且自然-经济-社会综合系统的定量研究也有待进一步开展。我国近年来也开展了相关研究,对海岛脆弱性的内涵、驱动机制、评价方法和调控对策进行了探讨和实证研究,但在理论、方法和实践上仍处于初步阶段,尤其是缺乏科学统一的海岛生态脆弱性概念体系,难以对海岛脆弱性的深入研究和科学调控提供有力的支撑。

    目前,已有的生态脆弱性评价方法主要包括综合指数法、函数模型法、图层叠置法、情景分析法和系统动力学等,但缺乏人类活动影响的系统分析。迄今为止, 我国尚未形成一套公认的且具有普适性的评估方法, 评估指标体系也各不相同;而在滨海湿地、海岛生态脆弱性的研究则更少。本项目综合考虑山东典型滨海湿地、海岛生境特征以及主要人为压力,从典型海洋生态系统的不同空间尺度出发,充分考虑自然-人文影响因子及其空间异质性特征,构建了山东滨海湿地、海岛生态脆弱性综合评估模型,为山东海洋生态文明建设和新旧动能转化提供技术支撑。

    主要参考文献

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