海灣生境退化診斷與生態(tài)系統(tǒng)結構——功能關系初步研究.pdf

1、近年來，在自然變化和人類活動雙重影響下，全球海洋環(huán)境質(zhì)量明顯退化，在生態(tài)環(huán)境脆弱且受人類活動影響明顯的海灣表現(xiàn)尤為突出。生境退化程度的準確診斷是進行生態(tài)系統(tǒng)修復與重建的基礎和前提。針對封閉海灣而言，生境退化原因復雜多樣，至今為止尚未見到專門針對封閉海灣生境退化診斷的成熟技術體系與方法，亟需開展相關研究加以解決。此外，生境退化屬于生態(tài)系統(tǒng)結構退化的范疇，整個生態(tài)系統(tǒng)退化則存在著更為復雜的功能退化及結構-功能關系的改變?？梢?，為了準確認識海

2、洋生態(tài)系統(tǒng)演變，不僅要建立相應的生境退化診斷體系，還應對海洋生態(tài)系統(tǒng)結構-功能關系變化特征及機理進行深入研究。
　　1.封閉海灣生境退化診斷研究
　　本文基于“DPSIR”概念模型，采用多途徑綜合診斷方法，構建封閉海灣生境退化診斷模型。運用該模型對我國典型封閉型海灣—福建三沙灣生境退化狀況進行分時段(1991～2006年和2006～2012年)診斷，并甄別導致生境退化的主要控制因素。研究結果如下:
　　(1)1991年

3、三沙灣處于末大規(guī)模開發(fā)時期，生境質(zhì)量優(yōu)秀;2006年三沙灣生境質(zhì)量一般，比1991年下降二個等級，海水中營養(yǎng)鹽物質(zhì)（無機氮、無機磷）過剩以及經(jīng)濟發(fā)展（人均GDP增長）是導致退化的主要控制因素;2012年生境質(zhì)量相比2006年未出現(xiàn)明顯退化趨勢，生境質(zhì)量仍為一般，即相比大規(guī)模開發(fā)之前，2012年三沙灣生境質(zhì)量下降二個等級，屬中度退化，診斷體系中導致退化的主要控制因素則是無機氮、無機磷和COD等指標。
　　(2)人為破壞和干擾活動導致

4、的診斷體系中指標狀態(tài)下降是三沙灣生境退化的主要原因;三沙灣生境退化體現(xiàn)出明顯的空間變化特征，各海區(qū)的退化趨勢與當?shù)刂鲗Мa(chǎn)業(yè)的分布呈現(xiàn)更加顯著的相關性。從這個角度來說，如果想從根本上控制三沙灣的生境退化進程，就必須有效控制沿岸主導產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模，使其在獲取經(jīng)濟效益的同時，兼顧社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
　　(3)水動力條件、底質(zhì)特征和養(yǎng)殖方式是營養(yǎng)元素N、P呈現(xiàn)空間異質(zhì)性分布規(guī)律的內(nèi)在原因。在此基礎上，為達到灣內(nèi)營養(yǎng)鹽收支平衡的目標

5、，針對各次級海區(qū)的水動力條件和底質(zhì)特征，本文制定了分區(qū)式修復策略，合理調(diào)整和布局各次級海區(qū)的的養(yǎng)殖種類及規(guī)模，為三沙灣的生境修復和管理提供一定的理論依據(jù)。
　　2.海灣生態(tài)系統(tǒng)結構-功能關系研究
　　本文采用系統(tǒng)整體性方法，從生態(tài)系統(tǒng)結構-功能的角度構建海灣生態(tài)系統(tǒng)結構-功能關系模型，引入系統(tǒng)協(xié)調(diào)度，量化系統(tǒng)內(nèi)部相互作用、相互影響的關系，定量認識結構-功能關系長期變化特征與規(guī)律及其與生態(tài)健康變化的關系。本文以膠州灣為例，以獲

6、取的1997～2009年逐年數(shù)據(jù)為基礎展開研究。研究結果如下:
　　(1)1997～2009年，除2007、2008年膠州灣生態(tài)系統(tǒng)處于不健康狀態(tài)，其余為亞健康狀態(tài)。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)各指標狀態(tài)退化導致變化度指數(shù)下降，以及退化程度不一致性所導致的生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度下降，均對生態(tài)系統(tǒng)健康造成不利影響;生態(tài)系統(tǒng)變化度和協(xié)調(diào)度指數(shù)具有非常顯著的相關性。
　　(2)考慮外界驅(qū)動力—氣候變化和人類干擾對海灣生態(tài)系統(tǒng)的影響，用關聯(lián)度法進行膠州灣

7、生態(tài)系統(tǒng)結構-功能關系變化機理分析。結果表明，2000年之前，膠州灣生態(tài)系統(tǒng)結構-功能協(xié)調(diào)度變化同氣候條件變化的關聯(lián)度高于社會經(jīng)濟條件，而2000年之后，社會經(jīng)濟條件更容易導致系統(tǒng)協(xié)調(diào)度改變。
　　(3)量化了生物結構、生境結構、支持服務、供應服務、調(diào)節(jié)服務和文化服務對系統(tǒng)不協(xié)調(diào)的貢獻。在本次研究中，量化后的生境結構、文化服務對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)結構-功能關系協(xié)調(diào)度的貢獻率為正值、起到促進作用，調(diào)節(jié)服務無明顯影響;生物結構、支持服務對