胶州湾海岸带生态系统健康评价与预测研究

胶州湾海岸带生态系统健康评价与预测研究

论文摘要

胶州湾是具有港口、旅游、外贸、轻纺、海洋科研等多种开发功能的天然海湾,对青岛市的经济发展有着举足轻重的地位。然而,在强烈的人类胁迫活动下,胶州湾面积不断缩小,环境质量日益下降,生物资源锐减,如不及时妥善解决这些问题,终将危及到整个青岛地区的可持续发展。国外案例研究发现,海岸带作为自然、社会、经济的复合生态系统,拥有庞大的组织结构、能量流及动态流,以往单一的环境管理方法已不足以解决目前海岸带所面临的问题,急需一种综合环境、生态、经济、社会等多门学科的新式管理手段。本论文从海岸带生态系统健康角度探索保护胶州湾海岸带的新方法。研究胶州湾海岸带压力与生态系统作用机理以完善海岸带生态系统健康理论研究;构筑胶州湾海岸带生态系统压力评价体系、健康评价体系以丰富海岸带生态系统健康实践研究;构筑胶州湾海岸带生态系统健康预测体系以实现海岸带生态系统健康的定量预测;探索生态系统健康研究与海岸带综合管理的对接方法,提出胶州湾海岸带生态系统管理的调控措施,为政府海岸带综合管理提供决策支持。论文的研究内容及成果有:1.分析单因子胁迫、多因子胁迫与胶州湾海岸带生态系统作用关系,识别胶州湾海岸带生态系统主要压力因子及与之对应的压力作用因子;2.基于胶州湾海岸带生态系统的压力因子识别结果,构造了包括经济压力、人口压力、人类活动压力(捕捞压力、陆源排污压力、温排水压力、围海造地压力、事故溢油压力、大气污染压力、海岸带旅游压力)的胶州湾海岸带生态系统压力评价体系,并利用该体系计算了1990~2005年胶州湾海岸带生态系统压力指数。结果表明:(1)1990~1996年胶州湾海岸带生态系统压力指数呈波动上升趋势;1997~2005年压力指数呈现不断增长趋势;由于经济压力由正压力项变为负压力项,2003年起指数增长速度有所减缓;(2)胶州湾海岸带生态系统最主要的人类活动压力为环境污染压力,基本呈持续增长态势;其次为捕捞压力,于1999年达到最大值,此后呈减小趋势。3.基于压力作用因子识别结果,构造了与压力因子相对应的胶州湾海岸带生态系统健康评价体系,体系分为近岸陆域、近岸海域、社会经济3个子系统,共包括24个指标,从近岸陆域景观质量、栖息地特征、海洋污染状态、环境调节功能、环境纳污能力、环境交换能力、生物群落结构、生物质量、生物资源承载力、社区居住环境、经济发展水平、社会进步情况等方面评价了胶州湾海岸带生态系统健康状态。利用该体系对1988年、1997年、2005年胶州湾海岸带生态系统健康状况进行了评价。评价结果表明:(1) 1988年胶州湾海岸带生态系统呈健康状态;1997年系统健康状况急剧下降至亚健康状态;2005年系统仍处于亚健康状态,健康状况仍在下降,但下降速率已大大减缓;(2)社会经济子系统一直向健康方向发展;近岸陆域子系统健康状态由恶化趋势转为康复;海洋子系统健康状态一直呈恶化趋势。4.构造了包括马尔科夫链模型、海洋环境数值模型、EwE生态模型以及灰色预测模型的胶州湾海岸带生态系统健康预测体系,实现了海岸带生态系统健康的定量化预测;提出健康主导因子及健康亏损指标的概念以实现海岸带生态系统健康研究与海岸带综合管理的对接。结果表明:(1)2010年胶州湾海岸带生态系统仍处于亚健康状态,但已较2005年有所好转;(2)2005~2010年胶州湾海岸带生态系统康复主导因子为近岸土地利用优化、社会经济发展和捕捞强度减小;恶化主导因子为围海造地活动、海洋环境污染和人口持续增长;(3)2010~2020年康复主导因子及恶化主导因子将继续作用于胶州湾海岸带生态系统,未来左右胶州湾海岸带生态系统健康发展方向的主导因子为海洋环境污染;(4)1980~2010年胶州湾海岸带生态系统健康演化过程表现为健康—急剧恶化—恶化减缓—恢复四个阶段。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 选题背景
  • 1.1.1 海岸带的界定
  • 1.1.2 海岸带地区特征
  • 1.1.3 海岸带生态系统健康的研究意义
  • 1.1.4 选择胶州湾为研究区域的考虑
  • 1.2 海岸带生态系统健康研究现状
  • 1.2.1 海岸带生态系统健康理论研究进展
  • 1.2.2 海岸带生态系统健康技术方法研究进展
  • 1.2.3 各国重大实践研究
  • 1.2.4 海岸带生态系统健康研究中的问题与缺陷
  • 1.3 研究目的与研究内容
  • 1.3.1 研究目的
  • 1.3.2 研究内容
  • 2 胶州湾海岸带概况与生态系统危机
  • 2.1 胶州湾及邻近地区概况
  • 2.1.1 自然环境概况
  • 2.1.2 社会经济概况
  • 2.2 胶州湾海岸带生态系统危机
  • 2.2.1 海湾面积缩小
  • 2.2.2 环境质量下降
  • 2.2.3 湿地生境退化
  • 2.2.4 渔业资源衰退
  • 3 胶州湾海岸带生态系统压力分析
  • 3.1 胶州湾海岸带生态系统主要压力
  • 3.1.1 人口压力
  • 3.1.2 经济压力
  • 3.1.3 人类近岸活动压力
  • 3.2 胶州湾海岸带主要胁迫因子识别
  • 3.2.1 单因子胁迫作用分析
  • 3.2.2 多因子胁迫作用分析
  • 3.2.3 胁迫因子识别
  • 3.3 胶州湾海岸带生态系统压力评价
  • 3.3.1 胶州湾海岸带生态系统压力评价体系构建
  • 3.3.2 胶州湾海岸带生态系统压力评价模型
  • 3.3.3 胶州湾海岸带生态系统压力评价
  • 3.3.4 结果分析
  • 4 胶州湾海岸带生态系统健康评价
  • 4.1 胶州湾海岸带生态系统健康评价体系的构建
  • 4.1.1 指标选取的原则
  • 4.1.2 子系统的划分
  • 4.1.3 指标的选择
  • 4.1.4 胶州湾海岸带生态系统健康评价指标体系
  • 4.2 健康评价指标的计算方法及归一化
  • 4.2.1 近岸陆域子系统
  • 4.2.2 近岸海域子系统
  • 4.2.3 社会经济子系统
  • 4.3 胶州湾海岸带生态系统健康评价模型
  • 4.4 胶州湾海岸带生态系统健康评价
  • 4.4.1 评价时段
  • 4.4.2 数据来源
  • 4.4.3 指标的计算及标准化
  • 4.4.4 权重的确定
  • 4.4.5 胶州湾海岸带生态系统健康评价
  • 4.4.6 结果分析
  • 5 胶州湾海岸带生态系统健康预测
  • 5.1 胶州湾海岸带生态系统健康预测体系的构建
  • 5.1.1 胶州湾海岸带生态系统健康评价指标体系的简化
  • 5.1.2 胶州湾海岸带生态系统健康预测体系
  • 5.2 胶州湾海岸带生态系统健康预测
  • 5.2.1 胶州湾近岸土地利用状况预测
  • 5.2.2 胶州湾生态系统健康预测
  • 5.2.3 胶州湾社会经济指标灰色预测
  • 5.2.4 2010 年胶州湾海岸带生态系统健康预测
  • 2010 年胶州湾海岸带生态系统健康主导因子分析'>5.2.5 20052010 年胶州湾海岸带生态系统健康主导因子分析
  • 5.2.6 2010 年胶州湾海岸带生态系统健康亏损指标分析
  • 2010 年胶州湾海岸带生态系统健康演化过程'>5.3 19802010 年胶州湾海岸带生态系统健康演化过程
  • 2020 年胶州湾海岸带生态系统健康远景分析'>5.4 20102020 年胶州湾海岸带生态系统健康远景分析
  • 6 胶州湾海岸带保护对策与建议
  • 6.1 加强胶州湾海岸带综合管理
  • 6.1.1 加强海岸带立法
  • 6.1.2 加强建设胶州湾海岸带综合管理机构及协调机制
  • 6.1.3 加大海上执法与管理力度
  • 6.1.4 加强胶州湾保护宣传教育和国际合作
  • 6.1.5 海岸带生态环境监测保障
  • 6.2 规范人类开发活动,减轻海岸带生态系统压力
  • 6.2.1 严格控制胶州湾填海造地
  • 6.2.2 进一步减缓胶州湾渔业捕捞压力
  • 6.2.3 加强滨海旅游的管理
  • 6.2.4 加强工业废气治理
  • 6.2.5 以总量控制为主线进行水环境污染防治
  • 6.3 保护重要生态敏感区与修复受损生态系统
  • 6.3.1 大沽河口湿地海洋特别保护区生态的保护
  • 6.3.2 胶州湾东北部污染防治区生态修复
  • 6.3.3 胶州湾北部池塘限养区的海域管理
  • 6.3.4 受损养殖环境修复
  • 7 结论与展望
  • 7.1 论文创新点
  • 7.2 论文主要结论
  • 7.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历
  • 发表的学术论文
  • 相关论文文献

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