前言:中文期刊网精心挑选了海洋生态系统的作用范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
海洋生态系统的作用范文1
近海是全球海洋中最为敏感也最受关注的区域,为人类社会的存在和发展提供了重要的物质资源支撑和空间环境保障。随着对近海生态系统功能、服务和价值的认识不断深入,以及近期人类活动与气候变化等多重因素胁迫下近海生态系统的显著变化,近海生态系统健康和生态安全问题开始受到高度关注。但是,目前对近海生态安全问题的认识仍不够充分,也缺少系统的评估工作,需要着手发展海洋生态系统的长期观测与信息获取能力,开展近海生态系统健康评估与变化预测,为推进基于海洋生态系统的管理提供科学支撑。
关键词
近海,生态安全,海洋生态系统评估,管理
海洋为人类社会的存在和发展提供了极为重要的物质资源支撑和空间环境保障。目前,全球一半以上的人口生活在沿海地区,近海资源、环境和空间已成为支撑人类社会持续发展的重要物质基础。同时,近海又是地球表面不同圈层的交汇区,具有生产力高、生物和生境多样性丰富等特征,但也承受着人类活动和气候变化等诸多因素影响,生态系统相对脆弱,是全球海洋中最为敏感、最受关注的区域[1]。近年来,近海生态系统出现显著变化,造成生态系统结构改变和功能退化,危及近海生态安全,也损害了近海生态系统所提供的服务及其对人类的福祉。中国是一个海洋大国,拥有18000多公里海岸线和300多万平方公里管辖海域,有世界上最为典型的宽阔陆架海区和具有巨大输水输沙量的大河河口海域。中国政府重视海洋资源开发、海洋环境保护和海洋权益维护,大力开发海岸线资源、海岛资源、港口资源、滨海湿地资源、海洋生物资源、浅海油气资源等,在沿海一线和近海海域建设了核电站,港口、人工岛、海上石油平台、海上风力发电站等大型海洋工程项目以及“海洋牧场”“人工鱼礁”等各类渔业工程项目。沿海社会经济的快速发展对于海岸带有限的空间资源提出了更高的要求,而高强度的人类活动也给近海生态系统带来了更大的压力,出现了近海环境恶化、生态灾害多发、渔业资源衰退等问题,严重影响社会经济的可持续发展,生态安全堪忧,需要采取适宜的管理对策[2]。
1近海生态安全
生态安全是近期形成的新认识,与可持续发展紧密相关,是对可持续发展概念的补充和完善。广义上的生态安全是指生态系统在保障人类生活、健康、福祉、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态;狭义上的生态安全则是指生态系统自身的完整性和健康状况[3]。在我国,近20年来生态安全方面的研究受到密切关注,许多学者对生态安全概念进行了解析和发展[4,5],并围绕生态安全理论、生态安全评估和预警方法,以及区域生态安全等问题开展了系统研究。近海生态安全是生态安全的重要组成部分,对近海生态安全的关注首先源于对近海生态系统功能、服务和价值的深入认识[6]。近海海域拥有多样化的生境和丰富的生物多样性,通过不同生物种类之间以及生物与环境之间复杂的相互作用,使近海生态系统具有重要的功能(如碳、氮、磷等生源要素的物质循环、有机质合成和能量传递等),并为人类社会发展提供了供给、支持、调节和文化等多样化的生态系统服务。基于对大量相关文献的分析,Liquete等人[7]将近海生态系统提供的服务梳理为三大类14种,涵盖了食物生产、水体调控、生物材料、水质净化、大气质量调控、海岸带保护、气候与天气调节、营养物质循环、生物调控、旅游景观等诸多方面,这些服务高度依赖近海生态系统结构和功能的稳定性。然而,近海生态系统面临陆源污染、气候变化、富营养化、过度捕捞、生境丧失、无序养殖和物种入侵等多重胁迫,而且许多影响因素的作用仍在不断加强。过去100年里,全球人口数量、工农业生产和渔业捕捞活动的快速增长对近海生态系统稳定性造成了巨大压力,其影响前所未有。以碳、氮、磷等生源要素的生物地球化学循环过程的改变为例,大量化石燃料燃烧造成了大气CO2浓度的快速上升,不仅导致海水温度上升,还加剧了海洋酸化问题,并引起了海平面上升、海流改变、水体层化加强和溶解氧浓度下降等间接效应。1980—2011年,大气中CO2含量平均每年上升1.7ppm,从2001年开始,这一速率开始上升到每年2.0ppm[8]。可以预期,大气CO2含量上升对海水温度和海洋酸化的影响短期内仍会持续加剧。出于化肥生产需求,从19世纪末至今,进入地球生态系统中的活性氮增加了约20倍。20世纪90年代,通过化肥施用和化石燃料燃烧等过程进入环境中的氮达到1.6亿吨,远远超过陆地生物固氮量(1.1亿吨)和海洋生物固氮量(1.4亿吨)[9]。据估算,从19世纪末至今,全球活性氮入海通量增幅接近80%;到2030年,全球近海生态系统的氮通量还会再增加10%—20%。磷的生物地球化学过程也受到化肥施用、污水排放等人类生产生活活动的影响,每年经由河流从陆地输入海洋中的溶解态磷约有400万—600万吨,是自然状态下的2倍[10]。过量输入的氮、磷营养物质加剧了近海富营养化问题,也对海洋生态系统造成了巨大的压力。在人类活动和气候变化等因素影响下,近百年来近海生态系统发生了许多显著变化,许多重要生境丧失,海水温度上升,缺氧、酸化等问题开始显现。目前,全球50%的盐沼湿地、35%的红树林、30%的珊瑚礁和29%的海草床因破坏而丧失。受全球变暖影响,海水表层水温持续上升,加剧了水体层化现象,这会减弱营养物质交换,又可能导致中、低纬度海域初级生产力水平的下降。在近海许多海域,因富营养化导致的底层水体缺氧现象已非常普遍,对许多海洋生物,尤其是底栖经济动物造成巨大的胁迫,甚至影响到渔业资源。海洋酸化问题则会影响到颗石藻等初级生产者以及珊瑚礁和牡蛎礁等重要生境,甚至导致食物网结构的改变。除上述变化外,更令人关注的是近海生态系统发生突发性生态灾害事件的风险也在不断增加。通常情况下,生态系统是逐渐变化的,但一旦环境因素的影响超越生态系统的承受能力,生态系统可能会突发变化,有时甚至会出现生态格局的更替现象(regimeshift),危及生态安全。在近海,与富营养化密切相关的有害藻华问题、缺氧问题,以及渔业资源的崩溃,都是生态系统的异常变化。这种大幅度、非线性的生态系统变化,一方面会造成巨大的经济损失,另一方面也使得生态恢复的难度增加,甚至无法恢复。在我国,近海生态安全的形势十分严峻[11]。大部分近海河口和海湾区域面临着严重的富营养化问题,在渤海、南黄海、长江口邻近海域、东南沿海、北部湾等海域,不同类型的有害藻华问题突出;长江口邻近海域和黄、渤海部分近岸海区底层水体缺氧问题逐渐显现;近海亚健康和不健康海域面积不断增加,天然岸线不断缩减,珊瑚礁、红树林以及河口区等重要资源生物的生存生境丧失。这些问题对沿海地区社会经济发展和近海生态系统健康构成了严重威胁。但是,目前对近海生态安全问题的认识仍不够充分,也缺少系统的评估工作,需要着手发展海洋生态系统的长期观测与信息获取能力,开展近海生态系统健康评估与变化预测,推进基于海洋生态系统的管理。
2未来海洋生态系统管理
2.1加强近海生态系统长期观测与信息获取能力
对近海生态系统的长期观测和信息获取是开展近海生态系统管理的基石。当前,我国在近海生态系统的观测与能力建设方面已初具规模,海洋信息化水平也得到显著提升。然而,与其他国家相比还存在相当大的提升空间。要加强近海生态系统长期观测与信息获取能力,需要系统部署,提升对重点海域的长期观测、原位观测和实时观测能力,同时在机制与体制上解决海洋观测数据共享共用的问题。近海生态安全及生态灾害问题的出现是海洋生态系统结构与功能变动的体现。生态系统中的因果关系常具有滞后效应,短期研究难以揭示数年或几十年的变化趋势,也不能解释这些变化的因果关系[12]。因此,获得近海生态系统长期变化的信息对于揭示近海生态灾害成因、解决近海生态安全问题极为重要。其中,甄别气候变化与人类活动、甄别长期压力与短期波动、甄别可调控因素与不可调控因素非常关键,这也属于长期生态学的研究范畴。目前国际上知名的长期观测网络,如国际长期生态研究网络(ILTER)、美国长期生态研究网络(US-LTER)、英国环境变化监测网络(ECN)、中国生态系统研究网络(CERN)等,在生态系统长期变化与示范服务方面取得很多重要成果[13-15]。但是,长期生态研究网络中与海洋相关的部分难以满足国家解决海洋问题的需求,需要在此基础上进一步设立国家长期观测断面,并开展相应的长期研究工作,这一方面日本的国家断面、欧洲的大西洋观测断面、英国哈迪基金会的浮游生物连续记录仪长期观测等都提供了很好的先例。我国在中国生态系统研究网络中只设有胶州湾、大亚湾、三亚湾3个海洋长期观测站。虽然不同的部门与项目也设立有近海观测系统,但远不能满足近海生态系统长期观测和研究的需求。随着近海生态问题的日益突出,需要基于已有观测系统,针对近海生态安全、生态灾害、近海生态系统评估等问题设立我国的国家级长期科学观测断面与观测网,优选观测指标和分析方法,并进行数据质控标准化。通过长期观测揭示影响我国近海生态系统变动的关键过程,构建近海生态系统评估方法体系,提出近海生态灾害防控、退化生态系统修复的措施与对策。近海生态安全问题的预警、预报具有时效性,需要在部署长期科学观测网的基础上,从科学和技术2个方面着力提升针对近海生态系统的实时、原位观测能力,包括针对海洋生态系统的不同要素进行原位传感器的研发,提升观测精度和实时数据传输能力,以及对实时观测数据的分析能力。目前针对物理海洋学要素的传感器技术相对来说较为成熟,但是化学海洋学,特别是生物海洋学传感器仍然存在技术瓶颈,无法满足对海洋生态安全预警预报的需求。如何突破这些技术瓶颈,构建和完善多学科耦合的近海观测网,对于我国近海生态安全与生态系统的管理至关重要。数据获取和数据共享是所有学科领域共同面临和关心的问题。由于海洋观测的特殊性,数据的共享显得尤为重要。美国的长期生态研究网络采取开放的数据政策,明确地提出了如何、获取和使用长期观测数据,以及对数据用户和数据提供者的要求。对于我国的海洋观测,如何进一步优化数据管理,并提供体制与机制上的保障,确保海洋观测数据共享共用,是需要从国家和各部门层面重点考虑的问题。综上所述,在我国近海信息获取方面,需要开展全局性、战略性顶层设计,统一海洋数据标准,建立有效的海洋数据共享机制;加强立体观测手段,开展重点区域加密观测,传感器网格化系统集成;建立海洋环境实时在线监测体系,实施典型生态系统的实时监测与灾害预警。
2.2开展近海生态系统健康评估与预测研究
近海生态系统健康评估是海洋管理和开发利用的重要途径。它以“生态系统途径”为指导原则,通过科学认知,了解和掌握海洋环境的健康状况,分析人类活动等压力给海洋环境造成的影响,为海洋管理和决策者提供科学依据,为平衡海洋生态系统保护和海洋经济发展之间的关系,实现对海洋环境的保护和恢复、促进海洋经济的可持续发展提供量化的科学标准。生态系统健康研究始于20世纪70年代,近年来在河口、海湾等近海生态系统的评估中也得到了广泛应用。围绕近海生态系统健康评估的核心问题,如近海生态系统健康概念的定义、评估方法、评估指标以及标准等[16,17],各国政府和学者进行了理论和方法上的探索,开展了大量研究工作。相比其他生态系统,海洋生态系统边界具有开放性,结构功能也更为复杂,不同海域的生态系统又具有特异性,加之对生态系统健康的认知差异,海洋生态系统健康定义以及评估面临着种种困难与挑战。近年来,近海生态系统健康研究已从单一的生态系统自身结构和功能特征[18],逐步发展成为涵盖生态、社会、经济、人类健康等诸多方面,以及强调海洋生态系统服务功能的多学科综合研究[19,20]。目前,在海洋生态系统健康的评估研究和应用中,最为常用的方法有2种:指示物种法和指标体系法。指示物种法通过对海洋生态系统中一个或多个指示物种及其生理生态指标和结构功能指标的监测,对物种健康状况进行分析,进而对整个海洋生态系统的健康状况进行监测和评估[21]。指示物种法相对简单,对数据量需求较低,因此在生态系统健康评估研究中较早得到应用。常用指标有生物完整性指数(IndexofBiologicalIntegrity,IBI)、Shannon-Wean-er多样性指数、海洋生物性指数(AMarineBioticIndex,AMBI)和底栖生物指数等。但是,指示物种法也存在指示物种筛选标准不统一、对生态系统变化的指示作用不明确等问题,难以对复杂的近海生态系统健康状态进行全面、综合的评估。指标体系法通过对海洋生态系统不同组织水平、层面、尺度的指标进行筛选和提取,建立评估指标体系,能够综合反映海洋生态系统的整体健康状况。随着海洋生态系统健康研究的不断深入,社会经济、人类活动、人类健康等指标也被纳入指标体系,结合海洋生态系统自身的指标,从生态系统的结构、功能、服务等不同角度出发,对海洋生态系统的健康水平和演变趋势进行全面、综合的评估。指标体系法在物理学、化学、生物学、生态学和毒理学等方法基础上,利用计算机数学模拟等新技术,已成为目前海洋生态系统健康研究工作中最常用的评估方法。目前,广泛应用于指标体系建立的主要模型方法有海洋健康指数(OceanHealthIndex,OHI),压力-状态-响应(Pres-sure-State-Response,PSR)概念框架及其改进框架,以及赫尔辛基委员会生态系统健康评估方法(HELCOMEco-systemHealthAssessmentTool,HOLAS)等[22-25]。近海生态系统健康评估研究在国外已有一系列成功的项目和计划,特别是在北美、欧洲和澳大利亚有许多成功的应用案例:加拿大自20世纪90年代以来,对五大湖区生态系统健康开展了系列评估研究[26];美国环境保护署《全国近岸状况报告》[27],对其近岸水体状况进行评估;澳大利亚自建立河口与海洋生态环境质量评估指标系统后,又开展了“生态健康监测计划”[28],并对大堡礁海域水质和生态系统健康进行了评估研究。欧盟的《水框架指令》提出了较完整的海洋环境评估技术指标[29],并进一步制定了《海洋战略框架指令》,将定期海洋环境监测及评估纳入动态管理进程。国内对于海洋生态系统健康评估也给予了越来越多的关注,相继开展了一些相关的研究,并在近海多个河口、海湾等开展了生态系统健康状况评估工作。然而国内目前近海生态系统健康评估研究中所使用的指标体系,大多是对国外已有指标体系的借鉴和引用,以及针对应用对象的适应性改造。针对我国近海生态系统特征的本土化指标体系的建设仍在探索阶段,海洋生态系统健康评估的理论、方法和验证研究仍需要进一步完善和发展。近海生态系统健康研究需要进一步深入地了解人类压力、全球变化与海洋生态系统结构与功能演变之间的关系,建立更综合、全面的海洋生态系统健康评估体制,利用更有效的生态系统评估、预测模型来支持更有效的管理决策,了解恢复生态结构功能的重建机制和方法,并通过有效的保护政策来保证海洋生态系统的服务功能。
2.3推行基于生态系统的海洋管理
基于生态系统的管理(EBM)最早于20世纪60年代提出,其基本理念是从生态、系统和平衡的角度思考解决环境资源问题。这一理念的提出是科学家对全球规模的生态、环境和资源危机的一种响应,作为生态学、环境科学和资源科学的复合领域,自然科学、人文科学和技术科学的新型交叉学科,不仅具有丰富的科学内涵,更具有迫切的社会需求和广阔的应用前景[12]。20世纪80年代,基于生态系统的管理在基础理论和应用实践方面都得到了一定发展,逐渐形成了完整的理论-方法-模式体系[30,31]。在此基础上,1992年的里约热内卢联合国环境与发展大会(UNCED)提出要从整个生态系统来管理海洋资源和人类的海洋开发活动,促进沿岸和近海环境综合管理及持续利用,形成了基于生态系统的海洋管理理念。Long等人[32]对基于生态系统的海洋管理的发展简史予以了概括,并提出了基于生态系统的海洋管理的15个原则。综合上述理念,基于生态系统的海洋管理的基本内涵是充分考虑海洋生态系统的整体性与内在关联性,在科学认知海洋生态系统结构与功能的基础上,对海洋开发活动、海域使用进行全面管理,以保护海洋健康和维持其生态系统服务功能,实现海洋资源的可持续利用和海洋经济的可持续发展。20余年来,基于生态系统的海洋管理逐渐被世界各国普遍接受并得以迅速发展。国际上已有不少成功案例可以借鉴。澳大利亚于1998年出台了《澳大利亚海洋政策》,成为基于生态系统的海洋管理的典范[33]。美国的一系列国家海洋政策报告都高度重视基于生态系统的海洋管理,相关的政策文件如《21世纪海洋蓝图》《美国海洋行动计划》等[34]。与此同时,一系列的基于生态系统的海洋管理研究得以开展,这些研究涵盖了不同的国家、海域、学科领域,在海洋生态系统健康评估、模式的研发、政策的制定方面给予了重要支撑。其中,基于生态系统的渔业管理[35-38]、基于生态系统的海岸带管理[39,40]、海洋空间规划[41-43]等方面研究进展尤为突出,为我国实施基于生态系统的海洋管理提供了很好的借鉴。生态系统的结构与功能相互依存、相互制约。任何特定生态系统的管理都要与特定的生态系统特点相一致,全球性的评估并不能满足国家和亚区域尺度决策者的需要[12],一个国家的评估结果也无法用于其他国家的政府决策。因此,要综合管控我国近海生态系统,必须发展基于我国近海的生态系统管理策略。我国已经高度认识加强海洋生态系统的保护和修复对于维持海洋资源的可持续开发利用的重要性。在国务院的《全国海洋主体功能区规划》中,针对我国海域资源开发利用存在的五大问题,明确提出要尊重自然,树立敬畏海洋、保护海洋的理念,把开发活动严格限制在海洋资源环境承载能力的范围之内,坚持点上开发、面上保护,确保海洋生态系统健康状况得到改善,海洋生态服务功能得到增强,沿海岸线受损生态得到修复与整治[44]。与此相适应,我国学者近年来对基于生态系统的海洋管理也开展了理念的推广与科学研究。研究海域涉及到天津近海、胶州湾、莱州湾、江苏近海、黄海、东海等区域[45-48],主要侧重于围垦和渔业的影响以及基于上述问题的海洋生态系统管理。这表明我国对于基于生态系统的海洋管理开始得到重视,但总体上看,我国尚未建立基于生态系统的海洋管理体系。
鉴于此,针对当前我国近海迫切需要解决的生态安全与生态灾害问题,需要在观测、研究、评估的基础上,选取典型海域,构建近海生物(渔业)资源可持续发展与管理示范工程,沿岸重大工程设施的海洋安全示范工程,近海生态灾害预测、预报与防控示范工程,提高重大海洋事务决策的科学性、精准性和时效性。在示范工程的基础上,进一步推进整个近海生态系统风险评估智能专家系统的构建与应用,基于海洋大数据服务基础平台的建设,建立一套适用于中国近海生态系统健康评估的模式,针对生物资源以及有害藻华、低氧、水母暴发等生态灾害,形成高效、智能的观测、预警系统,与沿海地区政府部门和大型企业密切合作,推进观测资料和模拟结果的实时共享,支撑高效、智能的海洋生态安全管理系统,提升我国近海资源开发利用、近海生态环境保护、基于海洋生态系统管理的综合能力。
作者:孙晓霞 于仁成 胡仔园 单位:中国科学院海洋研究所 中国科学院大学
参考文献
1中国科学院.海岸海洋科学.北京:科学出版社,2016.
2苏纪兰.海洋生态安全的重要性.科技导报,2013,31(16):3.
3肖笃宁,陈文波,郭福良.论生态安全的基本概念和研究方法.应用生态学报,2002,13(3):354-358.
4余谋昌.论生态安全的概念及其主要特点.清华大学学报(哲学社会科学版),2004,19(2):29-35.
5马克明,傅伯杰,黎晓亚,等.区域生态安全格局:概念与理论基础.生态学报,2004,24(4):761-767.
11中国海洋可持续发展的生态环境问题与政策研究课题组.中国海洋可持续发展的生态环境问题与政策研究.北京:中国环境出版社,2013.
12傅伯杰,刘世梁.长期生态研究中的若干重要问题及趋势.应用生态学报,2002,13(4):476-480.
13牛栋,杨萍,何洪林.美国长期生态学研究网络(LTER)信息化基础设施现状、挑战与未来发展趋势——LTER信息化基础设施战略规划介绍(I).地球科学进展,2008,23(2):201-205.
14于秀波,付超.美国长期生态学研究网络的战略规划——走向综合科学的未来.地球科学进展,2007,22(10):1087-1093.
15李文华,张彪,谢高地.中国生态系统服务研究的回顾与展望.自然资源学报,2009,24(1):1-10.
20张朝晖,石洪华,姜振波,等.海洋生态系统的服务功能来源与实现.生态学杂志,2006,25(12):1574-1579.
30褚晓琳.基于生态系统的东海渔业管理研究.资源科学,2010,32(4):606-611.
海洋生态系统的作用范文2
关键词:潮间带;潮间带生态系统;滩涂养殖;渤海湾;生态浮岛
中图分类号:P901 文献标识码:A
在地球表面,海洋的覆盖面积达到了70.8%。海洋是生命的摇篮,它为生命的诞生进化与繁衍提供了条件;海洋是风雨的故乡,它在控制和调节全球气候方面发挥有重要的作用。海洋是众多生命体共同的家园,这些生命体构共同构成了稳定的海洋生态系统。但随着人类科学技术的不断发展,人类对各种资源和空间的占有达到了空前的地步,对海洋的破坏与日俱增。因此,更好的保护海洋环境是人类共同的使命。
一、海陆边缘环境
(一)从传统的滩涂到潮间带
滩涂自古便是人类向海洋索取的重要媒介,它是把海洋与人类紧密连接的纽带,同时也是整个海洋生态系统中最为敏感和脆弱的部分。滩涂在地貌学上被称为潮间带,潮间带即是指大潮期的最位和大潮期的最低潮位间的海岸,也就是海水涨至最高时所淹没的地方开始至潮水退到最低时露出水面的范围。潮间带以上,海浪的水滴可以达到的海岸,称为潮上带。潮间带以下,向海延伸至约三十公尺深的地带,称其为亚潮带。
(二) 潮间带生态系统
潮间带生态系统,即最低潮线与最大线间的海陆交互地带与其间生存的生物组成的生态系统。潮间带时而被水淹没,时而又暴露出地表,环境变化大,水动力强。受这种特殊环境条件的影响,潮间带生物稀少。潮间带生态系统有着其敏感和脆弱的特点。
2.渤海湾海洋环境破坏的影响
(1) 渤海湾自然环境
渤海湾是中国三大海湾之一,位于渤海西部。北起河北省乐亭县大清河口,南到山东省黄河口,有蓟运河、海河等河流注入。海底地形大致自南向北,自岸向海倾斜,沉积物主要为细颗粒的粉砂与淤泥。渤海湾中有丰富的石油储藏。其北部是著名的旅游和度假区,西部塘沽是重要港口。渤海湾滩涂广阔,潮间带宽达3~7.3公里,淤泥滩蓄水条件好,利于盐业开发。长芦盐区是中国最大盐场,盐产量占全国的1/3弱。另外,渤海湾,尤其在河口附近,浮游生物和底栖生物多,为鱼虾洄游、索饵、产卵的良好场所,出产多种鱼、虾、蟹、贝。
(2)渤海湾突出环境问题
当下渤海湾潮间带主要存在以下几个问题:第一,滩涂养殖盛行,大面积的密集养殖对海洋生态系统造成了破坏;第二,密集的滩涂养殖在用地上与传统的晒盐行业形成了冲用地突,大量依赖滩涂生存的水鸟没有栖息空间;第三,大量的海产垃圾(以牡蛎壳和各种贝壳为主)对海岸环境和居民生活造成影响;第四,严重的石油泄漏对渤海湾造成严重的污染,经大量渔民证实,油污扩散范围到达滩涂。
其次,滩涂养殖指利用潮间带和低潮线以内的水域,直接或经整治、改造后从事海水养殖、增殖和护养、管养、栽培。近几年来,随着沿海滩涂圈海围池养殖增多,滩涂圈养池是一种常见的养殖方法。圈养池一般为矩形混凝土结构,其内部用铲车铲除池底淤泥,以便在退潮后能保证池内有足够的水深。这种围堰建设会极大的改变原来的环境,可能对沿岸潮间带生态系统构成巨大的压力。对当地原有的生物群落和生态系统稳定性造成极大的威胁。
另外, 石油泄漏对海洋生态环境的危害较大。2011年中海油渤海湾漏油事件的发生震惊全国。渤海湾是中海油的主产区,漏油事件发生在蓬莱19-3油田,漏油致840平方公里海域水质污染,对周边海域造成了严重污染,对海洋生态系统造成了严重的污染和破坏。
潮间带景观规划设计改善海洋环境
(1)海上渔村缓解滩涂用地冲突
在中国南方的某些沿海海湾,分布着一些在近海上漂浮的渔村,被称为海上渔村。海上渔村是由许多漂浮的房屋和构架连接在一起构成的,这样的渔村上面可供渔民日常生活习作,水下部分则可以建立立体的多层次的水产养殖。这样的养殖方式解放了滩涂用地限制,不会对滩涂造成破坏,还可以充分利用纵向的海洋空间。
(2) 生态浮岛对于改善海洋环境的原理和效果
人工浮岛是人工岛的一种,可以漂浮于水面或者海洋表面,提供拓展空间。生态浮岛是专门为改善生态环境设计的。浮岛植物不仅营造了水面的景观,而且在进行光合作用的同时,吸收二氧化碳并释放氧气,同时可以净化空气;植物在生的长过程中有蒸腾作用,蒸腾作用通过植物的气孔蒸发水分,调节环境温度。因此,生态浮岛植物的光合作用与蒸腾作用能够调节水面的微气候,这种良好的微气候非常适宜于鸟类等的栖息。生态浮岛将高等水生植物栽植到富营养化水域中,并通过植物的根的系吸收或吸附作用,削减水体中的氮、磷及有机污染物质等,从而净化水质。同时,通过收获植物的方法,将水体中的富营养物质搬离水体,改善水质,创造良好的水环境。利用生态浮岛的这种特性,可以缓解密集滩涂养殖带来的赤潮问题。
(3) 牡蛎对改善海洋环境的作用
牡蛎在水体食物链中,既是凤尾鱼、刀鱼等经济鱼类的天然饵料,又是藻类等浮游生物的捕食者,将它们置身于富营养化的海水中,净化水质、防止赤潮,一举两得。澳洲科学家最新的研究成果表明,牡蛎的外壳能够为牡蛎幼体的生长提供了理想环境,也是藻类与浮游生物生长繁衍理想的港湾。对于牡蛎的繁衍而言,牡蛎的外壳是最理想的载体。这样就可以将难以处理的贝壳垃圾变废为宝,把牡蛎壳回收利用,制作成天然的牡蛎礁。牡蛎礁沉入海底后,随着牡蛎的繁衍生长,牡蛎礁不断被加固,扩充,逐渐形成海底森林,改善、恢复海洋生态环境。
(4)潮间带景观设想
受到海上渔村和生态浮岛形式的启发,对潮间带的景观规划提出了设想。可以在潮间带亚潮带按科学的海产养殖分布范围,设置一些生态浮岛。这些生态浮岛一来有效地改善海水富营养问题,再者为水鸟提供栖息场所。由于潮间带的风速较大,初步估算海面风俗可达到6-7米/秒,这样就对生态浮岛的固定提出了要求。利用高密度轻量化的材质随即设计成不规则的模块,这种模块质量轻,漂浮力强,在强力作用下不会对人体造成严重伤害。把这些模块编组并连接起来,分布在生态浮岛的周围,对生态浮岛间起连接的作用。效仿海上渔村的做法,浮岛连成片,来抵御风浪。
将加工好的牡蛎礁沉到海底,由牡蛎的繁衍生长不断被加固,被扩大,发挥改善海洋环境的功效。渤海湾洋流特征是表层水向内流动,底层水向外流动。这样底层洋流就带着鱼类需要的浮游生物和牡蛎幼体涌向海湾外,从而吸引鱼类游向海湾。同时,大量的藻类与浮游生物也为人工渔业提供了天然养分。海底、海面的景观效果同样重要。在这些浮岛水下部分,可进行立体化多层次水产养殖。
潮间带景观设计在当前人类社会大发展下,更好的衔接海洋和陆地,目的是想改善并逐步恢复海洋生态系统。这样的设计对于突发的自然灾害也有抵御救援的作用,当灾害(台风,海啸)来袭时,在强大的外力作用下,群组被打碎为一个个的各具功能性的单体。这些连接固定生态浮岛的轻量化模块漂浮力强,弹性韧性好,在强大外力作用下不会造成大的冲击伤害。在强大的自然力作用下,灾害洋流方向是有海洋向陆地流动的,海水会载着这些模块冲向陆地,充当究生平台。受灾的居民可以抓住模块,等待救援。
参考文献:
郭忠玲,赵秀海.保护生物学概论[M].北京:中国林业出版社,2003.
《中国海岸带生物》编写组.中国海岸带生物[M].北京:海洋出版社,1996.
海洋生态系统的作用范文3
关键词:生态学;生态系统;实验
课题研究的目的为在有限封闭水体内形成较稳定且较具观赏性的海洋生态系统,并在人工调节非生物因素的情况下保持其稳定性。稳定性方面形成多条食物链以构成食物网,保证形成的生态系统不至于太过脆弱;持续性方面在人工干预非生物因素的条件下,形成的生态系统可持续正常运转至少一月;观赏性方面成型的生态系统有较强的观赏性。研究背景为:2011年我校设立了一个大型海洋水族箱,但因缺乏管理而逐渐荒废,全世界水族爱好者都在探寻人工模拟小型海洋生态系统的方法。
一、研究思路
1.发现问题
学校现有大型水族箱因无人管理已经荒废。
2.课题化
将实际问题(水族箱荒废)转化为课题(人工模拟小型海洋生态系统)。
3.制订计划
第一阶段:收集资料;
第二阶段:制定计划;
第三阶段:实施计划;
第四阶段:分析总结。
4.解决问题
经过综合治理,水族箱已形成较稳定的小型生态系统。
二、生态系统各部分组成
1.非生物因素
(1)温度
水族箱中确定的大部分生物适应温度处于20摄氏度至24摄氏度之间,因此在青岛地区无需考虑制冷问题。通过加装1000瓦特功率的加热棒,并配合使用微电脑智能温度控制系统,可将水体温度稳定控制在22摄氏度至24摄氏度之间。
(2)盐度
水族箱内生物为海水生物,所需盐度为1.024,通过换水,添加海水素等方式逐步调节盐度,使之达到预期值。
(3)酸碱度
通过加入水质稳定剂,有效稳定水体酸碱度,pH值由弱酸性改变至中性。
2.生物因素
(1)生产者――红泥藻
红泥藻在生物分类中属于原核生物界中的蓝绿藻门,在地球上已经存在超过35亿年,遍布地球上任何角落。养分的多寡、光线的强弱及光谱等均为影响颜色的因素。从另一个角度来看,蓝绿藻中有叶绿素、藻蓝素、藻红素等,会影响其颜色呈现的主要就是藻红素的多寡。蓝绿藻所能吸收利用的食物种类很广,所有无机盐(PO4,NO3,NH4等)及有机物都能被其吸收转换成能源。但是这种生物在藻类及植物出现后,生存竞争下通常只会出现在有机溶解物(DOM)高的水域,因为藻类及植物对无机盐的吸收更有效率,相反的蓝绿藻通常会在有机溶解物过剩的水中大量繁殖,蓝绿藻通常也是用来判断水中有机污染的指标生物,有机污染物多时,藻类与植物也会无法存活,因为水中的毒性太强了。蓝绿藻的这种特性很像异营菌类,能将有机物分解转换成无机盐类。菌类无法再使用无机盐类,但是这种生物可以继续利用。因此,当水中有机溶解物已经短缺时,这种生物还能活上很久,直到养分被其他生物吸收完毕为止(蓝绿藻不是直接进食有机物,而是将其分解成无机物后再吸收利用)。而当水中缺乏氮素时,蓝绿藻还可以将水中溶解的氮气(N2)转换成NH4(固氮作用),以形成其快速繁殖所需的养分。当蓝绿藻缺乏某些元素时都有能力寻找其他替代元素,因此生存能力、环境适应力与繁殖力极强。光照的长短、波长都会影响蓝绿藻的生存,强光下一般都会被藻类等生物所占据,因此弱光中较容易看到这类生物。而影响最大的首推波长的影响。一般来说,在波长560nm以下的蓝光、绿光、紫光对其光合作用没有助益,560nm~700nm之间的光照只要一点点就足以让这类生物暴增,长光照对蓝绿藻的生命周期延续有很大的影响,24h的光照下生长最旺,蓝绿藻每20分钟分裂一次,24小时后就会有2^72(2的72次方)个个体,大概是4.7*10^21个,这种分裂速度实在太恐怖了!在每日只有8~10小时的光照下较不会形成其生长优势,较能维持缸中的生态平衡。
红泥藻绝大多数的情形下只会出现在水流缓慢的地方。其实在水流强的地方依旧能生长,水流缓慢的地区代表该处容易形成有机物沉积区,这些沉积区提供红泥藻源源不绝的食物来源,因此红泥藻特别喜欢长在水流差的地方。水流还会影响其抗紫外线的能力,因为水流会带走其上方的气泡,这些气泡是帮助其抗紫外线或强光的屏障,不过某些种类却又不受影响。
(2)消费者
①条石鲷。条石鲷主要分布在我国福建、广东、浙江等海水较深的清水、太平洋和印度洋沿岸,大部分栖息在温带、亚热带水域。温热带沿近海鱼类,栖于岩礁区。肉食性,齿锐利,可咬碎贝类或海胆等坚硬的外壳。产下的卵一日半即孵化,幼鱼在大洋中成长,随着海藻漂移。长大后则在海岸边生活,分布于太平洋区。条石鲷体延长而呈长卵圆形,侧扁而高。头小,前端钝尖。吻短,眼大,侧位,上颌达眼之前缘下方。颌齿愈合成鹦鹉喙嘴状,锄骨无齿。前鳃盖骨后缘具锯齿;鳃盖骨上具1扁小棘。体被细小栉鳞,吻部无鳞,颊部具鳞,各鳍基底均被小鳞;背鳍及臀鳍基底均具鳞鞘;侧线完全,与背缘平行。背鳍单一,硬棘部和软条部间具缺刻,硬棘XII,软条数16;臀鳍硬棘III,软条数13;尾鳍内凹形。体黄褐色,含体侧及头部眼带,共有7条黑色横带。胸鳍、腹鳍黑色;余鳍较淡而有黑缘。
②细刺鱼。细刺鱼分布于太平洋区,该物种的模式产地在日本。细刺鱼体呈卵圆形,侧扁。头甚小而眼较大。体金黄色,体侧有4~6条较宽的黑褐色纵带,形成黄黑相间的明显对比。体被小型弱栉鳞,背鳍和臀鳍基部亦被小鳞所形成的鳞鞘。齿刷毛状,尖锐,腭骨一般有齿。鳃膜连合,跨越喉峡部。背鳍硬棘10~11枚、软条17~18枚;臀鳍硬棘3枚、软条14~16枚。侧线鳞片数56至60枚。体长可达16厘米。细刺鱼常三五成群在低潮线下之浅水岩礁或珊瑚礁觅食,一般生活在水深0~10米的水域,很少离岸太远,潮池也可发现其幼鱼。幼鱼以浮游生物为食,成鱼以底栖生物为食,属于近海暖温性鱼类。
③多齿新米虾。多齿新米虾(学名:Neocaridina denticulate),是指虾科新米虾属的一个品种,与其他多种虾类同被称为“黑壳虾”,属于淡水虾,生活在干净的溪流里。常用来被当作清除藻类的虾类,但清藻功力不敌大和藻虾。
(3)分解者
①硝化细菌。硝化细菌属于自养性细菌,包括两种完全不同的代谢群:亚硝酸菌属(nitrosomonas)及硝酸菌属(nitrobacter),它们包括形态互异的杆菌、球菌和螺旋菌。亚硝酸菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝酸菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。两类菌均为专性好气菌,在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型,不能在有机培养基上生长,例如亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌(Ni-trosospira)、亚硝化球菌(Nitrosococcus)、亚硝化叶菌(Ni-trosolobus)、硝化刺菌(Nitrospina)、硝化球菌(Nitrococcus)等。只有少数为兼性自养型,也能在某些有机培养基上生长,例如维氏硝化杆菌(Nitrobacterwinogradskyi)的一些品系。从形态上看,也有多样,如球形、杆状、螺旋形等,但均为无芽孢的革兰氏阴性菌;有些有鞭毛能运动,如亚硝化叶菌,借周身鞭毛运动;有些无鞭毛不能运动,如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中,有些菌仅发现于海水中,例如硝化球菌、硝化刺菌。
②亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸。反应式:2NH3+3O22HNO2+2H2O+158kcal(660kJ)。硝酸细菌(又称亚硝酸氧化菌),将亚硝酸氧化成硝酸。反应式:HNO2+1/2O2= HNO3,-G=18kcal。这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量,但其能量利用率不高,故生长较缓慢,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。这两类菌通常生活在一起,避免了亚硝酸盐在土壤中的积累,有利于机体正常生长。土壤中的氨或铵盐必须在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐,从而增加植物可利用的氮素营养。时至今日,人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸,所以说,硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。我们知道,亚硝酸对于人体来说是有害的,这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐,而亚硝酸盐又可以和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而,土壤中的亚硝酸转变成硝酸后,很容易形成硝酸盐,从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。在硝化细菌的作用下,土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性,可以防治马铃薯疮痂病等植物病害,甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。所以说,硝化细菌与人类的关系十分密切。农业上可通过深耕、松土提高细菌活力,从而增加土壤肥力。但硝酸盐也极易通过土壤渗漏进入地下水,成为一种潜在的污染源,造成对人类健康的威胁。因此农业上既可采用深耕、松土的方法提高细菌活力,亦可通过用施入氮肥增效剂(即硝化抑制剂),以降低土壤硝化细菌的活动,减低土壤氮肥的损失和对环境的污染。
海洋生态系统的作用范文4
鲨鱼和我们平时吃的鱼类是一样的吗?
鱼类可以分为两大类――软骨鱼类和硬骨鱼类,鲨鱼是属于软骨鱼类。鲨鱼体内是没有硬骨的,这说明它在进化史中属于比较古老的物种,而进化史比较靠近现代物种的体内都是硬骨。像我们人类,大部分骨骼是硬骨,但是我们有一些软骨的残留,比如膝盖,很多人到老年的时候会有关节痛的问题,这就是因为一些软骨被剧烈地磨损以后,硬骨和硬骨发生了直接的接触,会产生摩擦,导致身体关节的疼痛。但是软骨是有弹性的,能够承受一定的压力,同时具有一定的支持和保护作用。
鲨鱼的历史非常久远,比恐龙要远得多的多,恐龙当它曾曾曾孙子都不够。鲨鱼最早出现是4.08亿年前的上泥盆纪,代表物种是裂口鲨。到泥盆纪末期,其他的鲨鱼开始出现,而且那个时候的鲨鱼跟现在的鲨鱼已经长得非常相似。一直在人类出现之前,它们还是生活得蛮好的。
鲨鱼身体坚硬,肌肉很发达,所以很多人不愿意吃鲨鱼肉,但在我们这个地方还是有吃鲨鱼肉的饮食习惯,比如福建省,咱们知道福建省的人特别爱吃鱼丸,他们拿鲨鱼肉做鱼丸汤或者鱼丸粥,因为鲨鱼的肌肉特质用来做鱼丸非常有弹性,口感非常好。鲨鱼大部分体型呈纺锤形,所以游泳速度相对快一点。口鼻部分因种类有所不同,有尖型的口鼻,如灰鲭鲨和大白鲨前面是尖型,也有大而圆的,例如虎纹鲨的头呈扁平状,这是头的形状。鲨鱼有垂直向上的尾鳍,刚才讲过软骨鱼类、硬骨鱼类的区别,其中尾鳍是一个区别。大部分种类的尾鳍,上部远远大于下部,就是上面大,下面小,而且鲨鱼全身是由软骨鱼类构成的脊柱,一直延伸到尾部,这是鲨鱼的体型特征。
很多人以前都吃过鱼肝油,鱼肝油最早是从鲨鱼的肝里提炼出来的。鲨鱼有非常大的肝。为什么会这么大?因为它需要在海洋中保持浮力,肝可以使它在海洋当中保持相对的平衡。鲨鱼的肝脏含有很多油脂,而油脂可以保持鲨鱼在水中的浮力,鲨鱼的肝脏占整条鲨鱼体重的1/5以上。
鲨鱼吃什么呢?只吃肉吗?鲨鱼吃的东西还是挺多的,不同的鲨鱼吃的食物差距很大,有的吃一些小虾等浮游动物,比如鲸鲨和能鲨是吃浮游生物。越是大的鲨鱼经常吃的东西越小,就跟我们陆生动物很像,比如说大象,大象反而吃草,不吃一些肉食性的食物。当然多数的鲨鱼是吃鱼类的,有些鲨鱼也猎食各种海洋哺乳动物,会吃一些海狮、海豹,这类海洋哺乳动物,有时候还吃鲸鱼。
鲨鱼处在海洋食物链的最顶层,对调节海洋生态系统起着重要作用
下面重点介绍一下鲸鲨。鲸鲨是海洋当中最大的鱼类,甚至可以说是最大的动物,鲸类最多长到20米,鲸鲨可以长到20米,它俗名叫豆腐鲨、大憨鲨,主要分布于温带及热带海域沿岸或海洋,主要在表层巡游,以动物性的浮游生物、甲壳类和乌贼等为食,很多人到澳大利亚、马尔代夫去跟鲸鲨一起游泳,因为它很温顺。这种鲨鱼被认为出现在约6000万年前,生活在热带和亚热带海域,大约的寿命是70-100年,算长寿的了,但我认为大部分鲸鲨活不到那么久,因为还没活到70岁就被人类捕杀掉了。
随着近年来渔业捕捞技术的进步,人类在海上的活动能力大大加强,鲸鲨的种群数量呈大幅减少的趋势。2002年,鲸鲨被列入世界自然保护的红色名录,同年被列为濒危野生动植物种贸易国际公约的附录二。我国的鲸鲨也面临严重的威胁,我们做过调查,一年大概有1000头鲸鲨遭到非法捕杀。尤其是最近几年捕杀的数量上升得很快。为什么会这样?原来台湾捕杀过很多鲸鲨,从2005年开始台湾禁止捕杀鲸鲨,漏网的鲸鲨虽然逃脱了台湾渔民的黑手,又落入了内地渔民的白手。我们大陆的渔民太厉害了,天网恢恢疏而不漏,所有的海洋生物到了他们手里很难幸免。
下面讲一下大白鲨,这个大家印象非常深,因为它的牙齿非常锋利,看起来非常吓人,又叫食人鲨,又叫白死鲨,大型进攻性鲨鱼,分布于各大洋热带及温带区。它的食物非常多,包括鱼类包括海鸟海狮,但是它是不吃人类的,除了个别时候对人类产生好奇心的时候,亲密接触的时候,对我们造成一些不必要的伤害。
白鲨以好奇心闻名,它很好奇,经常要学习,通过啃咬的方式去探索不熟悉的目标,比方它不会拿手去摸你一下,它通过嘴跟你进行亲密的接触,咬一咬是什么东西。由于它长着恐怖的锋利的牙齿,善意的一口,对你来说可能就是致命的一吻,可以轻易导致人类的死亡。它游泳速度很快,可达到接近70公里每小时,它喜欢吃的一些食物有海豹、海狮,偶尔也吃一些海豚,因为海豹、海狮脂肪含量非常高很有营养,所以它们特别喜欢吃海豹、海狮。
2002年,大白鲨也被列入红色名录,在澳大利亚它被当作二级动物来保护,所以也是一种濒危的状态。
鲨鱼正面临全球性的资源衰退,有30%濒临灭绝,最严重的是西北大西洋的锤头双髻鲨数量已经下降80%-90%,大白鲨下降79%,这是由于对鲨鱼鳍、鲨鱼肉、鲨鱼软骨的需求量迅速增长。从20世纪80年代开始,世界各地的鲨鱼都存在了过度捕捞的问题。
鲨鱼对海洋生态系统有着至关重要的作用,一般的鲨鱼生长慢、寿命长,到达性成熟的时间很晚,产生下一代的数量也很少。而且,多数鲨鱼处在海洋生态系统食物链的最顶层,进化得很好,我们人类可以假设自己处在最顶层,但是人类出现的历史是很短暂的,在整个生物史当中是一个非常短暂的过客,而鲨鱼会一直存在下去。当然人类希望自己生存得更长久一些,这就是我们做动物保护,做环境保护的目的之一。鲨鱼因为处在食物链的最顶层,对调节位于下层物种的种群规模起着重要作用,一旦鲨鱼被消灭或者数量锐减,整个海洋生态系统的生态结构会发生改变,食物链的结构也会发生改变,海洋生态系统将会受到严重破坏。
鱼翅交易年杀数亿鲨鱼,养护资源势在必行
鲨鱼的作用受到限制,主要是因为鱼翅贸易,全球每年大概大约捕杀2.6-7.3亿头鲨鱼进行鱼翅贸易,每年贸易量121-229万吨。在我们国家鲨鱼的鱼翅贸易通过香港转口贸易多一点,最近几年内地的贸易也多了起来,香港一年的贸易量达到3000吨左右,而全中国鱼翅贸易的数量,每年达4-7千吨,产值是每年4-5个亿美元,所以说中国有着一个非常宏大的鲨鱼加工业。
鱼翅贸易需求的扩大,导致鲨鱼资源过度的捕捞。实际上,鱼翅贸易是一种浪费型渔业,因为鲨鱼肉卖不出高价,大部分渔民把鲨鱼肉扔掉,只留鲨鱼翅。联合国提倡鲨鱼的全部利用,鱼肉鱼翅都要加以利用,尤其鱼翅是宝贵的蛋白质应该适度地利用,在保护资源的前提下,适度利用鲨鱼的鱼肉资源。
其实其他方式同样可以为鲨鱼业带来利润,比如鲨鱼的观赏业,这已经成为许多国家的收入来源。在马尔代夫,骑鲨鱼潜水的方式可以带来每条3万美元的收入,而捕杀一条鲨鱼只能卖32美元,澳大利亚的海洋公园效仿该做法,每年多了1000万美元的收入。
怎么做,才能保护鲨鱼?我认为:
海洋生态系统的作用范文5
关键词:生态系统健康;生态恢复;生态修复;生态重建;生态工程
中图分类号:F205文献标识码: A
1生态系统健康及其诊断
1.1 生态系统健康的提出及涵义
从生态系统观点出发,一个健康的生态系统是稳定和可持续的,能够维持其组织机构、自给及对胁迫的恢复力;从人类需求考虑,健康的生态系统能提供维持生态系统服务能力等。所以,,健康的生态系统不仅在生态学意义上是健康的,而且有利于社会经济的发展,并能维持人类群体的健康。
1.2 生态系统健康的类型
1.2.1 生态系统健康为一级区
生态组织结构十分完整合理,系统活力极强,外界压力小,无生态异常出现,生态系统的生态功能极其完善,系统极其稳定,处于可持续状态。
1.2.2 生态系统较健康为二级区
生态组织结构合理,系统活力较强,外界压力较小,无生态异常,生态系统的生态功能较完善,系统尚稳定,处于可持续状态。
1.2.3 生态系统亚健康为三级区
生态组织结构完整,具有一定的生态系统活力,外界压力较大,接近生态阈值,系统尚稳定,但敏感地带多,已有少量的生态异常出现,可发挥基本的生态功能,生态系统尚可维持。
1.2.4 生态系统不健康为四级区
生态组织结构出现缺陷,系统活力较低,外界压力大,生态异常较多,生态功能已经不能满足维持生态需要,生态系统已经退化。
1.2.5 生态系统患病为五级区
生态组织结构极不完整合理,自然植被被斑块破碎化严重,活力极低,出现大面积的生态异常区,生态系统已经恶化。
2生态恢复及其类型与相应的生态工程
2.1 生态恢复的含义
国际恢复生态学会提出以下三个定义:①生态恢复是修复被人类损坏的原生生态系统的多样性的动态过程;②生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程;③生态恢复是帮助生态整合的恢复和管理过程的科学,生态系统整合性包括生物多样性、生态过程的结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围。
2.2 生态恢复的类型与相应的生态工程
2.2.1 生态预防和自然保护区
生态良好区域及重要生态功能区采取生态预防,要充分保护和利用生态系统的抵抗力,建立自己自然保护区是最有效的保护形式。
2.2.2 自然恢复与封育
自然生态系统的进化具有可持续性,就是因为其具有一定的依靠自身力量实现生态自我恢复的能力。天然的生态系统已受到人为干扰影响,但其受害只要是不超负荷的,压力和干扰被解除后,就可以逐步恢复其结构和功能。对此区域,要重视自然封育,充分利用生态系统的天然恢复能力。因此,“自然恢复”就是依靠自然演替来恢复已退化的生态系统。
2.2.3 生态修复与补播、放流
如果生态系统的受害是超负荷的,在解除干扰或减轻干扰的情况下,只依靠自然过程并不能使系统恢复到初始状态,这就必须采取人为的措施帮助恢复其组织机构和功能。自然生态系统生态修复的主要措施是施以人工更新或人工促进更新,如草场的补播改良;在更新能力缺乏的林地应用飞播补植一些树种;在沿海及江湖实施人工放流生物幼苗等。
2.2.4 生态重建与人工生态工程
生态恢复最本质的目的就是恢复生态系统的必要功能并达到系统自己能够维持的状态。当自然生态系统的组织机构和功能受到严重干扰和破坏,依靠自然演替恢复或生态修复都不可能使生态系统恢复到原始状态时,对这样的区域就必须进行人工生态设计,实行生态重建。如对严重退化的草场,可以引进适合当地气候的草种,通过建设人工草场增加地面的植被覆盖,在此基础上在进行更进一步的改良;在宜林荒山、荒坡、荒滩、则可营造人工林,增加森林覆盖率,改善生态环境;
3生态系统健康与生态恢复及工程的相应关系
3.1 生态系统健康采取生态预防、建立自然保护区等措施
自然生态系统处于健康状态,应当充分利用和保护其抵抗力,采取生态预防的对策,如建立自然保护区、森林公园、湿地公园或重要生态功能保护区等。
3.2生态系统较健康采取自然恢复、实施封育措施
自然生态系统处于较健康的状态,应当充分发挥、利用和保护其恢复力,采取自然恢复的对策,实施封育措施;森林生态系统处于较健康状态,应当采取封山育林的措施;草原生态系统处于较健康状态,应当采取草原封育的措施;荒漠生态系统处于较健康状态,也应当采取封育的措施;海洋和海岸生态系统及陆地水生生态系统处于较健康状态,则应采取禁渔或季节性禁渔的措施;湿地生态系统处于较健康状态时也应采取相应的封育措施。
3.3生态系统亚健康状态采取生态修复,实施补播、放流等措施
自然生态系统处于亚健康状态,应当采取生态修复,实施补播、放流等措施。森林生态系统处于亚健康状态,应采取飞播造林措施;草原生态系统处于亚健康状态,应采取补播、飞播牧草等措施;海洋生态系统和陆地水生生态系统处于亚健康状态,则采取放流的措施。近年来我国在沿海和一些河流、湖泊都采取了放流措施。
3.4生态系统不健康或患病,采取生态重建方式
自然生态系统处于不健康状态或患病状态,其恢复力已很弱或没有,因此必须依靠人为的作用使生态系统重建,就是说要采取生态重建的对策,采取建设人工林、人工草场、人工湿地、人工绿洲等工程措施。
4结论
4.1 各种生态系统的健康与生态恢复及工程的关系不尽相同
各种生态系统的健康与生态恢复及工程的关系大同小异,又不尽相同。如荒漠生态系统处于不健康或患病状态,不同于森林、草原生态系统采取生态重建对策和建设人工林、人工草原的措施,而是采取自然恢复与封育的措施即可;海洋生态系统和陆地水生生态系统处于不健康或患病的情况下也很难采取生态重建及建设人工生态系统的对策,而往往采取自然恢复和生态修复的对策及休渔与放流的措施。
4.2生态监测与调查是基础,生态系统健康评价是关键
只有通过生态监测与调查才能获得大量必要的信息与资料,并对此进一步分析与评价,但自然生态系统类型很多,若采取不同的评价体系和方法,势必难以取得可比性,难以决定相应的对策与措施。生态系统健康的理论和方法,为将不同生态系统的状况统一标准进行评价提供了可能。
4.3根据“诊断”,采取相应生态恢复对策及工程措施
根据对生态系统健康状态的“诊断”,对症施医,采取相应的生态恢复对策及工程措施,是生态保护的总体思路。
参考文献:
[1]肖风劲,欧阳华。生态系统健康及其评价指标和方法[J]。自然资源学报。2002,17(2):203~209
[2]沈文君,沈佐锐,王小艺。生态系统健康理论与评价方法探析[J]。中国生态农业学报,2004,12(1):159~161
[3]宋轩,杜丽平,李树人。生态系统健康的概念、影响因素及其评价的研究进展[J]。河南农业大学学报,2004,37(4):375~379
[4]师尚礼。生态恢复理论与技术研究现状及浅评[J]。草业科学,2004,21(5):1~5
[5]杨京平,卢剑波。生态恢复工程技术[M]。北京:化学工业出版社,2002
[6]彭少麟。退化生态系统恢复与恢复生态学[J]。中国基础科学,2001,(3):18~24
海洋生态系统的作用范文6
生态旅游景区是一系列生态旅游点组合而成的、具有生态美学特征的、具有较为明确的主题和功能的一个旅游地域系统[(杨桂华,2004)。按照现阶段人们开展海洋旅游活动的区域,海洋旅游基本可以分为海岸带旅游(coastaltourism)、海岛旅游(island tom'ism)、远海和深海旅游(oceantourism)(潘海颖,2007)。海洋生态旅游景区可以定义为:以海岸带、海岛、远海和深海等海洋空间区域为依托,具有鲜明生态特征,注重亲近自然、保护自然,具有一定景观和界域的旅游地域系统。其中包含具有观赏和保护价值的海洋动植物、海洋地质构造、海域等自然资源,也包括一些相关的人工要素。
开发是一个经济学的概念,其本质是将资源转变为产业的社会劳动过程。旅游开发往往强调因地制宜,有着鲜明的地域性。海洋生态旅游景区开发既是海洋生态旅游资源的开发,又是海洋生态旅游市场的开发,资源是推力,市场是拉力;调查、规划、建设、经营、评估贯穿着开发的始终。
二、生态旅游景区开发研究回顾
国内外最早和最为系统的生态旅游景区是通过自然保护区或国家公园来开发的。生态景区的理论研究晚于实际生态景区的开发。
20世纪90年代以来,国外对海洋生态旅游景区的研究较多。岛屿以及小岛国最具代表意义的3s度假胜地受到较大关注,研究方向有物种特有性、生态系统独特性、地方人文感觉(sense nfplace)、旅游业依赖性、近海珊瑚礁开发、岛屿脆弱性等(David Weaver,2001)。
瑞士学者以西班牙东部巴利阿里群岛(BalembicIslands)等4个地中海岛屿的生态开发为研究对象,在生态旅游需求量、旅游者结构、当地居民生存方式,生态措施(当地政府政策保证、ISOl4000论证、生态标签)等方面做了详尽分析,提出了海洋旅游生态景区的九项评估指标(Dimitrios Diamantis,2000)。在《海洋生态旅游:议题与实践》专著中,作者一方面概括了海滩、海面、海岸带的生态旅游规划、管理和调控理论;另一方面,用6个案例来考察海洋生态旅游景区的实践,比如马来西亚Sipadan小岛的潜水旅游、爱尔兰Shannon Estuary海滨的观鲸活动等(B.Garrod,B.Wilson and J.Wilson,2003)。
在我国,针对区域海洋旅游开发的研究,大多提到开发中的环境保护和生态原则。2002年,朱龙研究了蓬莱旅游度假区的再开发,提出蓬莱、长岛的生态旅游开发;周国忠等在2004年度浙江省哲学社会科学规划课题中,发表了系列论文,如《海洋旅游产品调整优化研究――以浙江为例》(2006)等。但涉及具体海洋生态旅游景区开发的论著,较为鲜见。
三、海洋生态旅游景区开发范式
海洋生态旅游景区开发中需要贯彻的核心思想是:旅游景区开发原理与区域环境影响评价技术的结合,在旅游景区开发中注重事前预防、超前定位、动态监控、系统管理,其实质是合理开发海洋旅游资源,将其转化为经济优势,同时避免旅游资源开发导致环境恶化。
(一)景区开发条件分析阶段
在海洋生态旅游景区的开发中,除了旅游资源分析和市场分析(本文对此两项分析,不再展开)以外,首先要考虑景区环境质量,其直接影响景区的开发和可持续发展。景区开发项目的环境调查范围至少应是景区半径的1.2~1.5倍,通常需要确定景区环境调查的指标体系。
第一,景区生态环境调查。完整的景区生态环境调查包括社会、自然、经济三个亚系统,其中自然亚系统是环境调查的重点;既包括现状调查,也包括历史变迁的调查。主要的调查内容有:海岸带和海岛地理地质、海水、动植物、气候、土壤及土地资源、区域生态环境问题(自然灾害、污染危害)等等,重点是海岸与海洋资源状况、利用状况与利用潜力,特殊环境(如:河口、海湾、盐沼、红树林、珊瑚礁、海藻床等)环境特点与问题。
第二,景区生态系统分析与评价。包括景区生态系统分析、资源态势分析和综合分析。景区生态系统分析着重景区生态结构分析(即生态系统类型、空间分布、各生态系统的组成及特点)、过程分析(分析生态运行过程,各系统间的相互联系与相互作用,景区内外生态系统相互关联和作用)和功能分析(分析景区生态系统的资源生产功能和环境服务功能,分析生态环境功能需求以及评价生态系统对这种需求的满足程度)。资源态势分析着重景区的资源种类分析和资源利用合理性分析等,尤其是要分析景区特有的旅游资源和海洋资源优势;考虑资源的稀有性和特殊用途,保护稀缺资源,做到用养结合、采补平衡。综合分析的重点是景区生态环境承载力分析,如淡水资源的供应量和利用量,海洋物种的保有量,海水污染承载能力;其次是生态环境与资源的相关性分析:明确景区生态系统特点和可以利用的生态资源,分析景观资源开发对环境保护的依赖程度和保护要求。
(二)景区生态功能区划阶段
在景区生态调查和分析的基础上,需要提炼出景区生态特征、确立景区的生态保护原则、明确景区生态保护对象。具体海洋生态旅游景区的生态特征和保护对象各不相同。比如河北昌黎黄金海岸自然保护区,沙质海岸分布有40余列沙丘,最高处达44米,为我国海岸沙丘的最高峰,构成了国内独有的海洋大漠风光;其主要保护对象为:沙丘、沙堤、泻湖、林带和海洋生物等构成的沙质海岸自然景观及所在海区生态环境和自然资源。浙江南麂列岛海洋自然保护区是我国海域重要的贝藻类基因库,是我国建立的第一个海岛海域生态自然保护区;其保护对象是岛屿及海域生态系统、贝藻类。
景区功能区划分一般以土地合理利用为最终表达形式。海洋是景区开发的主体资源,海水是起决定性作用的生态因子,旅游是其主体产业。常见的海洋旅游景区的功能区有:自然保护区、特殊环境、风景旅游区、公园、特殊保护地、特产地、居住区等。生态功能区有明确的界域和明确的功能目标或指标。景区总是处在不断发展与变动之中,其功能区划也必须具有一定的可调整性,以适应不断发生的变化。
(三)景区市场运作阶段
虽然海洋是生物圈中最庞大的生态系统,但现阶段,海洋生态旅游景区往往依托于一些海洋保护区和珊瑚礁生境。在坚持景区生态可持续发展的前提下,经济、社会的可持续也能有效地实现生态环境的总体平衡。遵循旅游开发的原理,进行景区的合理定位、设计和建设,进行品牌建设,有助于实现保护与发展的平衡。广东省南澳岛于2005年成为中国首个国家4A级海岛生态旅游景区。该岛海上生态游、渔区风情游、风车阵浏览、国际候鸟天堂岛屿观鸟游、搜猎海洋奇观、观看南粤第一道曙光等20多项海上生态游乐项目备受游客青睐,形成独特的南国海岛生态旅游品牌。
2005年,浙江省普陀山风景区以优秀的生态资源、优越的人居环境被联合国国际交流与合作委员会(CCC/UN)授予了“全球优秀生态旅游景区”光荣称号,结合宗教旅游资源优势,推进“世界佛教圣地、国际旅游胜地”的建设。
(四)景区动态生态环境影响评价阶段
景区环境影响评价的基本内容包括景区水环境影响评价、景区空气环境影响评价、景区土壤环境影响评价、景区动植物影响评价、景区景观环境影响评价(石强等,2007)。而海洋生态旅游景区所依托的海洋生态系统,是一个可以称谓而又很难准确描述的术语。根据海洋生态系统的环境特点,除潮间带外,一般可以分为浅海带或叫沿岸带和外海带两类生态系统(毛永文,2003)。在现阶段,海洋生态旅游景区多位于浅海带生态系统,即自海岸线起到水深200米以内的全部大陆架,其湾、红树林、沼泽地带等区域较为重要;一些海洋生物的观赏,比如观鲸,需要考虑到远洋海区的生态状况。
第一,景区水体影响评价。其指导依据主要有海水水质标准GB309q、《中国人民共和国海洋环境保护法》,以及海洋监测规范HY003.1-HY/T003.10等。
第二,景区物种影响评价。主要关注海洋动物习性改变、生境变化、物种迁移和繁殖能力变化等方面,主要指标有物种数量、多度、性比、年龄比。
第三,景区景观影响评价。斑块、廊道和基质是其主要对象,景区开发项目与风景资源背景之间景观相融性可以用来进行景观影响评价。主要有形态、线形、色彩和质感等。
四、结论