封閉海灣營養(yǎng)鹽削減最優(yōu)方案：福建省三沙灣案例研究.pdf

1、由于污染物過度排放導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降和生境退化是目前全球很多海灣面臨的重要挑戰(zhàn)，而總氮、總磷等營養(yǎng)鹽是造成海灣水體污染和生境退化的主要原因之一。營養(yǎng)鹽削減，特別是通過海岸帶濕地修復(fù)進行營養(yǎng)鹽削減不僅可以緩解水體富營養(yǎng)化改善水質(zhì)，還可以達到改善海灣生境的質(zhì)量的目的。由于來源的多樣性和復(fù)雜性，營養(yǎng)鹽削減需要大量的成本。在需要解決的環(huán)境問題日益增多而預(yù)算有限的約束下，研究達到預(yù)定的環(huán)境目標、成本最低的營養(yǎng)鹽削減方案是當務(wù)之急。不同地區(qū)、不同營養(yǎng)

2、鹽削減措施的成本不同，同時，不同地區(qū)、不同營養(yǎng)鹽削減措施對水體污染負荷影響的效果不一樣。這為我們研究成本最低的營養(yǎng)鹽削減方案提供了機會。本論文綜合利用環(huán)境經(jīng)濟學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理信息系統(tǒng)、非線性規(guī)劃的理論和方法，對封閉海灣成本最低的營養(yǎng)鹽削減最優(yōu)方案進行了研究，為我國封閉海灣制定環(huán)境質(zhì)量改善和生境修復(fù)策略提供科技支撐。論文取得了如下研究成果:
　　1)考慮到海洋生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)的緊密聯(lián)系，以及陸地人類活動對海洋環(huán)境與生

3、態(tài)系統(tǒng)的強烈影響，論文提出了基于陸海統(tǒng)籌的海灣營養(yǎng)鹽削減的思路。即在制定海灣營養(yǎng)鹽削減的規(guī)劃時，不僅要考慮海上排放源對海灣的影響，還要考慮陸地人類活動對海灣的影響;把海灣和影響海灣的流域作為一個生態(tài)系統(tǒng)，在生態(tài)系統(tǒng)的尺度進行海灣營養(yǎng)鹽削減的規(guī)劃。
　　2)論文在研究流域-海灣營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、營養(yǎng)鹽削減成本函數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟學(xué)等邊際原理(Equimarginal Principle)，建立了中小尺度流域-海灣成本最低的營養(yǎng)鹽

4、削減方案模擬模型，即達到預(yù)定營養(yǎng)鹽削減目標，不同地區(qū)、不同削減方式及其規(guī)模的最優(yōu)組合的研究模型。
　　3)論文對三沙灣營養(yǎng)鹽進行了溯源研究。結(jié)果顯示，三沙灣流域總氮排放量為21932 t，其中陸源總氮排放量占總氮排放量的72.64％，對三沙灣海域營養(yǎng)鹽負荷的貢獻達到63.45％;從具體排放源看，排放量最大的為海水魚蝦蟹養(yǎng)殖，比例達到27.36％，其次是農(nóng)田徑流，比例為26.13％。這兩個排放源也是海域污染負荷最大的貢獻者，分別達到

5、36.55％和23.08％;從區(qū)域看，福安市是營養(yǎng)鹽主要排放區(qū)域和目標水體營養(yǎng)鹽負荷的主要貢獻者，占排放量和目標水體污染負荷比重分別達到39.65％和40.18％;
　　4)論文利用建立的模型得到三沙灣營養(yǎng)鹽削減最優(yōu)方案。結(jié)果顯示，總排放量削減28.57％(6265.59 t)，可以達到三沙灣海域營養(yǎng)鹽負荷削減30％的目標，總削減成本為1.60億元/yr。從削減措施的分布看，減少化肥施用、減少海水養(yǎng)殖、建設(shè)濕地、減少畜禽養(yǎng)殖為四種

6、主要的削減措施，其削減量占總削減量的比例分別為25.54％、19.15％、18.96％、17.79％。其他措施由于成本高或者削減規(guī)模的限制，所占比例較少;從區(qū)域分布看，福安削減量最大，占總削減量的比例為40.40％，其次是蕉城，為35.58％。由于各地方最優(yōu)的削減措施不同，削減成本所占比例與削減量所占比例不一樣。霞浦的削減措施主要為高成本的減少海水養(yǎng)殖和紅樹林增植，盡管其削減量的比例最小，但是其削減成本所占比例達到34.90％;而福安削