广东典型养殖海湾生态环境安全预警评价

论文摘要

近三十年来，为解决人口与海洋渔业资源之间的供需矛盾，海水养殖业迅速发展的同时，也引发了近海海湾生态环境的退化。生态系统退化是一个量变到质变的过程，及时识别和防止养殖海湾生态系统恶化，建立一套操作性、适用性广的生态安全预警评价体系具有十分重要的意义。本文通过分析比较国内外的安全预警指标体系，建立了一个以化学计量方法选取评价因子，并应用模糊逻辑综合指数法构建的养殖海湾安全预警评价体系。其主要研究结果如下：1.广东养殖海域生态环境的时空分布特征主要受亚热带季风气候和养殖活动的空间布局及其季节周期性养殖生产的共同影响。高温湿润的夏秋季，丰沛的降水和地表径流致海水盐度降低，同时又可带来大量外源营养盐，促进浮游植物的生长；低温干燥的冬春季，雨水较少，海水盐度较高，而营养盐的外源输入则相对减少。2.广东养殖海湾生态环境的时空变化与鱼类网箱养殖和贝类筏式养殖的空间布局及其各自的养殖生产季节周期性特点有密切关系。在夏秋季，养殖海湾主要表现在鱼类养殖自身污染效应引起海水DO水平降低和海水磷酸盐及沉积物硫化物的增加；而在冬春季，主要表现在贝类养殖的生物沉降作用引起沉积物有机质含量的增加。3.在养殖海湾的生态环境化学计量分析的基础上，本论文构建了基于模糊逻辑的安全预警模型，提出了8个具有海湾养殖生态环境特征的指标因子，分别是DO、DIN、PO4-P、CODMn、Chla、透明度、沉积物有机质和沉积物硫化物。在预警模型中，规则特别强调DO和沉积物硫化物在养殖海湾的生态胁迫作用。4．在广东典型养殖海湾安全预警评价案例分析中，大鹏澳和白沙湾普遍夏季呈现DO水平低，并伴有水体富营养化警情；而秋季则是水体富营养化警情；冬、春季节养殖海域环境质量略高，没有显现出明显警情，但贝藻养殖区沉积有机质略有警情出现，需要注意。本论文的研究很好揭示了养殖海湾的环境因子的时空变化特征，深入了解鱼类网箱养殖和贝藻养殖对养殖海湾生态环境的不同影响，并依据这种特征构建了模糊逻辑安全预警评价模型，为海湾养殖生态环境的可持续管理提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 海水养殖
• 1.1.2 海水养殖对海湾生态环境的影响
• 1.1.2.1 人工营养型对海湾生态环境的影响
• 1.1.2.2 自然营养型对海湾生态环境的影响
• 1.2 生态安全预警
• 1.2.1 研究方法
• 1.2.2 目前存在的问题
• 1.3 研究区域
• 1.3.1 大鹏澳海湾自然环境状况
• 1.3.2 南澳白沙湾自然环境状况
• 1.4 研究目的和技术路线
• 1.4.1 研究目的与意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 第二章 养殖海湾生态环境因子的化学计量分析
• 2.1 化学计量学
• 2.1.1 主成分分析
• 2.1.2 系统聚类分析
• 2.1.3 分类主成分分析
• 2.2 数据来源
• 2.2.1 大鹏澳养殖海湾
• 2.2.2 南澳白沙湾
• 2.3 结果
• 2.3.1 大鹏澳养殖海湾
• 2.3.1.1 主成分分析
• 2.3.1.2 生态环境要素的空间分布特征
• 2.3.1.3 生态环境要素季节变化特征
• 2.3.2 南澳白沙湾养殖海湾
• 2.3.2.1 主成分分析
• 2.3.2.2 生态环境要素的空间分布特征
• 2.3.2.3 生态环境要素季节变化特征
• 2.4 讨论
• 2.4.1 气候水文因素对养殖海湾生态环境的影响
• 2.4.2 海水养殖对海湾生态环境的影响
• 2.5 小结
• 第三章 基于模糊逻辑养殖海湾生态系统安全预警评价
• 3.1 养殖海湾生态系统安全预警评价
• 3.1.1 养殖海湾生态系统预警方法
• 3.1.2 明确警意
• 3.1.3 分析警兆
• 3.1.4 预警评价方法
• 3.1.5 模糊逻辑安全预警模型的构建
• 3.1.5.1 Step 1：预警评价等级的确定
• 3.1.5.2 Step 2:构建安全预警评价因子的隶属函数
• 3.1.5.3 Step 3: 建立安全预警模糊逻辑规则
• 3.2 案例分析
• 3.2.1 大鹏澳养殖海湾
• 3.2.1.1 大鹏澳养殖海湾评价结果
• 3.2.2 南澳白沙湾养殖海湾
• 3.2.2.1 南澳白沙湾养殖海湾评价结果
• 3.3 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 1
• 攻读硕士期间发表论文目录
• 参加会议
• 附录 2