海灣生境退化診斷與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——功能關(guān)系初步研究.pdf

1、近年來(lái)，在自然變化和人類活動(dòng)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(dòng)影響明顯的海灣表現(xiàn)尤為突出。生境退化程度的準(zhǔn)確診斷是進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)與重建的基礎(chǔ)和前提。針對(duì)封閉海灣而言，生境退化原因復(fù)雜多樣，至今為止尚未見到專門針對(duì)封閉海灣生境退化診斷的成熟技術(shù)體系與方法，亟需開展相關(guān)研究加以解決。此外，生境退化屬于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)退化的范疇，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)退化則存在著更為復(fù)雜的功能退化及結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系的改變?？梢?，為了準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)海

2、洋生態(tài)系統(tǒng)演變，不僅要建立相應(yīng)的生境退化診斷體系，還應(yīng)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系變化特征及機(jī)理進(jìn)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(gòu)建封閉海灣生境退化診斷模型。運(yùn)用該模型對(duì)我國(guó)典型封閉型海灣—福建三沙灣生境退化狀況進(jìn)行分時(shí)段(1991～2006年和2006～2012年)診斷，并甄別導(dǎo)致生境退化的主要控制因素。研究結(jié)果如下:
　　(1)1991年

3、三沙灣處于末大規(guī)模開發(fā)時(shí)期，生境質(zhì)量?jī)?yōu)秀;2006年三沙灣生境質(zhì)量一般，比1991年下降二個(gè)等級(jí)，海水中營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)（無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷）過剩以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展（人均GDP增長(zhǎng)）是導(dǎo)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(shì)，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(gè)等級(jí)，屬中度退化，診斷體系中導(dǎo)致退化的主要控制因素則是無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷和COD等指標(biāo)。
　　(2)人為破壞和干擾活動(dòng)導(dǎo)致

4、的診斷體系中指標(biāo)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(shì)與當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)的分布呈現(xiàn)更加顯著的相關(guān)性。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，如果想從根本上控制三沙灣的生境退化進(jìn)程，就必須有效控制沿岸主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模，使其在獲取經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，兼顧社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
　　(3)水動(dòng)力條件、底質(zhì)特征和養(yǎng)殖方式是營(yíng)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(chǔ)上，為達(dá)到灣內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽收支平衡的目標(biāo)

5、，針對(duì)各次級(jí)海區(qū)的水動(dòng)力條件和底質(zhì)特征，本文制定了分區(qū)式修復(fù)策略，合理調(diào)整和布局各次級(jí)海區(qū)的的養(yǎng)殖種類及規(guī)模，為三沙灣的生境修復(fù)和管理提供一定的理論依據(jù)。
　　2.海灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系研究
　　本文采用系統(tǒng)整體性方法，從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能的角度構(gòu)建海灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)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(guān)系，定量認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系長(zhǎng)期變化特征與規(guī)律及其與生態(tài)健康變化的關(guān)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(chǔ)展開研究。研究結(jié)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(biāo)狀態(tài)退化導(dǎo)致變化度指數(shù)下降，以及退化程度不一致性所導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度下降，均對(duì)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(guān)性。
　　(2)考慮外界驅(qū)動(dòng)力—?dú)夂蜃兓腿祟惛蓴_對(duì)海灣生態(tài)系統(tǒng)的影響，用關(guān)聯(lián)度法進(jìn)行膠州灣

7、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系變化機(jī)理分析。結(jié)果表明，2000年之前，膠州灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能協(xié)調(diào)度變化同氣候條件變化的關(guān)聯(lián)度高于社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，而2000年之后，社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件更容易導(dǎo)致系統(tǒng)協(xié)調(diào)度改變。
　　(3)量化了生物結(jié)構(gòu)、生境結(jié)構(gòu)、支持服務(wù)、供應(yīng)服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)對(duì)系統(tǒng)不協(xié)調(diào)的貢獻(xiàn)。在本次研究中，量化后的生境結(jié)構(gòu)、文化服務(wù)對(duì)膠州灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系協(xié)調(diào)度的貢獻(xiàn)率為正值、起到促進(jìn)作用，調(diào)節(jié)服務(wù)無(wú)明顯影響;生物結(jié)構(gòu)、支持服務(wù)對(duì)