目錄
第一篇海洋生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學研究
第1章論新時代海洋人工生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學:指導思想、熱點聚焦與學術前沿3
1.1引言
1.2海洋生態(tài)環(huán)境研究的指導思想3
1.3目前海洋生態(tài)環(huán)境實踐的熱點聚焦4
1.4海洋生態(tài)環(huán)境學科的學術前沿——以海洋牧場為例5
參考文獻13
第2章海洋生態(tài)管理科學研究進展14
2.1引言14
2.2海洋生態(tài)監(jiān)測14
2.3海洋生態(tài)評價17
2.4海洋空間規(guī)劃和海洋生態(tài)區(qū)劃20
2.5基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理24
2.6結(jié)語28
參考文獻28
第3章新時代海岸帶生態(tài)學研究與管理的三點思考33
3.1引言33
3.2新時代海岸帶生態(tài)學研究與管理面臨的三大新形勢33
3.3海岸帶生態(tài)屏障建設:“三屏三帶”與生命共同體構(gòu)建36
3.4海岸帶生態(tài)修復:新時代生態(tài)文明建設的重要使命39
3.5新時代海岸帶生態(tài)工程:生命共同體的可持續(xù)設計41
參考文獻43
第4章人工生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學視野下的海岸帶利用規(guī)劃研究45
4.1引言45
4.2國內(nèi)外海岸帶研究進展46
4.3海岸帶與人工生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學48
4.4AEE視野下的海岸帶利用規(guī)劃策略51
4.5海岸帶保護利用規(guī)劃展望55
參考文獻55
第5章氣候變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響機制58
5.1引言58
5.2IPCC:人類活動是全球氣候變暖的主要原因58
5.3海洋生態(tài)系統(tǒng)的響應機制61
5.4應對氣候變化的科學研究及管理對策70
參考文獻77
第二篇海洋自然生態(tài)系統(tǒng)保護
第6章海岸線生態(tài)空間完整性評價85
6.1引言85
6.2研究區(qū)概況86
6.3海岸線生態(tài)化度量方法86
6.4營口市海岸線生態(tài)空間監(jiān)測88
6.5營口市海岸線潮間帶生態(tài)空間完整性與生態(tài)化狀態(tài)分析89
6.6關于自然岸線保有率91
6.7結(jié)語91參考文獻92
第7章珊瑚礁生態(tài)修復適應性管理初探93
7.1引言93
7.2珊瑚礁生態(tài)修復工藝流程設計94
7.3珊瑚礁生態(tài)修復適應性管理框架96
7.4珊瑚礁生態(tài)修復適應性管理模式97
7.5結(jié)語101參考文獻102
第8章附著生物在近海生態(tài)系統(tǒng)中的作用104
8.1引言104
8.2附著生物的生態(tài)效應104
8.3生物附著的影響因子108
8.4附著生物在未來的發(fā)展與利用108
參考文獻108
第9章圍填海對濱海濕地生態(tài)功能的影響評估——以長江三角洲和黃河三角洲為例113
9.1引言113
9.2生態(tài)服務功能值的評估體系和方法114
9.3生態(tài)服務功能貨幣化價值評估方法117
9.4生態(tài)服務功能值比較118
9.5圍填海作用下長江三角洲和黃河三角洲生態(tài)服務功能值變化119
9.6圍填海作用下長江三角洲和黃河三角洲生態(tài)服務功能貨幣化價值評估120
9.7結(jié)語122
參考文獻124
第10章基于自組織理論的海岸帶生態(tài)系統(tǒng)研究進展126
10.1引言126
10.2海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的自組織過程130
10.3自組織的生態(tài)系統(tǒng)功能136
10.4生態(tài)系統(tǒng)自組織機制的實驗證據(jù)141
10.5前沿開放問題142參考文獻145
第11章基于植物功能性狀的中國東部海島植被區(qū)劃154
11.1引言154
11.2研究區(qū)域與研究方法155
11.3數(shù)據(jù)分析157
11.4中國東部海島植被區(qū)劃158
11.5展望163參考文獻164
第12章論大灣區(qū)建設:基于生態(tài)系統(tǒng)視角的戰(zhàn)略思考166
12.1引言166
12.2生態(tài)學發(fā)展歷程:生態(tài)學—生態(tài)系統(tǒng)—系統(tǒng)生態(tài)學167
12.3大灣區(qū)——結(jié)構(gòu)完整、功能協(xié)調(diào)的復合型海洋生態(tài)系統(tǒng)168
12.4大灣區(qū)建設:從生態(tài)系統(tǒng)角度關注四大方面168
12.5展望:深度融合實現(xiàn)大灣區(qū)建設的生態(tài)系統(tǒng)化172
參考文獻172
第三篇人工生態(tài)系統(tǒng)——海洋牧場構(gòu)建
第13章海洋牧場系統(tǒng)工程與科技應對177
13.1引言177
13.2海洋牧場系統(tǒng)工程建設178
13.3海洋牧場建設面臨的挑戰(zhàn)與問題179
13.4海洋牧場建設關鍵技術突破180
參考文獻181
第14章關于人工生態(tài)系統(tǒng)——近海養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境壓力及綜合養(yǎng)殖模式發(fā)展的思考183
14.1引言183
14.2近海養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的特點和養(yǎng)殖對環(huán)境的影響185
14.3近海綜合養(yǎng)殖模式構(gòu)建的理論基礎和實踐體系187
14.4存在的問題與展望189
參考文獻190
第15章海洋生態(tài)系統(tǒng)微要素——個體優(yōu)勢與群體應激192
15.1引言192
15.2群居優(yōu)勢和群體等級193
15.3群體應激與應對策略194
15.4群體從屬的生理效應195
15.5動物個性和應激應對方式197
15.6展望199參考文獻200
第16章生物被膜在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的功能作用205
16.1引言205
16.2生物被膜的概念205
16.3生物地球化學循環(huán)206
16.4附著基207
16.5生物被膜對海洋底棲無脊椎動物的作用208
16.6附著基質(zhì)、生物被膜和海洋無脊椎動物間的相互作用關系213
16.7海洋人工生態(tài)系統(tǒng)214
16.8展望215參考文獻215
第17章大規(guī)模海水增養(yǎng)殖活動對海域生態(tài)環(huán)境的影響220
17.1引言220
17.2影響增養(yǎng)殖活動的環(huán)境因子221
17.3海水增養(yǎng)殖活動對水動力條件的影響222
17.4海水增養(yǎng)殖活動對生態(tài)環(huán)境的影響225
17.5展望227參考文獻228
第18章氣候變化對海洋漁業(yè)資源的重大影響231
18.1引言231
18.2氣候變化對表層小型魚類資源的影響232
18.3氣候變化對底層魚類資源的影響234
18.4氣候變化對軟體動物資源的影響235
18.5氣候變化對甲殼類資源的影響237
18.6氣候變化對大洋性魚類資源的影響239
18.7氣候變化對洄游性魚類資源的影響240
18.8氣候變化對極地漁業(yè)資源的影響240
參考文獻241
第四篇近海生態(tài)修復與保護
第19章生物操縱與近海生物資源恢復247
19.1引言247
19.2生物操縱248
19.3多營養(yǎng)層次綜合養(yǎng)殖與海洋牧場255
xii中國近岸海洋生態(tài)學研究與管理
19.4棲息地修復與重建258
19.5近海生物資源恢復的研究方法與工具259
19.6結(jié)語262參考文獻262
第20章大型海藻生態(tài)修復及其機制268
20.1引言268
20.2利用大型海藻進行生態(tài)修復的技術研究與實踐269
20.3大型海藻對碳源的吸收利用及其調(diào)控機制270
20.4大型海藻對氮源和磷源的吸收利用及其調(diào)控機制273
20.5大型海藻對重金屬的去除作用及其機制275
20.6大型海藻生態(tài)修復過程藻菌共生關系及其生態(tài)過程278
參考文獻281
第21章江蘇紫菜養(yǎng)殖生態(tài)修復效益研究286
21.1引言286
21.2江蘇條斑紫菜與壇紫菜養(yǎng)殖生態(tài)修復時空布局288
21.3江蘇輻射沙洲淺海條斑紫菜大規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)修復效益研究290
21.4江蘇2000~2018年條斑紫菜養(yǎng)殖生態(tài)修復效益研究297
21.5大型海藻養(yǎng)殖模式發(fā)展與生態(tài)修復經(jīng)濟效益研究300
參考文獻301
第22章長江口海三棱藨草濕地的生態(tài)修復:機制與效應304
22.1引言304
22.2研究區(qū)域及研究方法305
22.3海三棱藨草植被擴張過程及影響因子分析308
22.4底棲生物群落結(jié)構(gòu)分析及影響因素312
參考文獻317
第23章旋流自轉(zhuǎn)技術在海洋生態(tài)保護中的應用320
23.1引言320
23.2旋流強化技術中的顆粒作用原理321
23.3旋流場內(nèi)強剪切力引起的污染物剝離與去除324
23.4旋流場非結(jié)構(gòu)及非線性流場特性對污染物的去除強化作用325
23.5旋流器微型化增強污染物去除及微旋流器并聯(lián)放大理論326
參考文獻327
第24章海洋油氣平臺生產(chǎn)廢水處理及生態(tài)保護329
24.1引言329
24.2海洋油氣資源開發(fā)歷程330
24.3生產(chǎn)水對海洋生態(tài)的影響331
24.4生產(chǎn)水處理現(xiàn)狀333
24.5新型生產(chǎn)水處理工藝336
參考文獻340
第25章海洋假單胞菌PF-6胞外多糖對Pb2+、Cu2+和Cr6+的吸附研究343
25.1引言343
25.2研究材料和研究方法344
25.3多糖的制備及多糖對金屬離子吸附性的影響因素研究345
參考文獻350
第26章論海洋生態(tài)修復中生態(tài)文化建設的重要性352
26.1引言352
26.2生態(tài)、文化和生態(tài)文化352
26.3生態(tài)文化與生態(tài)文明354
26.4海洋生態(tài)修復是生態(tài)文明建設的重要內(nèi)容355
26.5海洋生態(tài)修復中的生態(tài)文化建設內(nèi)容356
26.6加強生態(tài)文化建設對海洋生態(tài)修復意義重大358
參考文獻359
第五篇近海生態(tài)災害暴發(fā)機制與防控
第27章我國近海的有害藻華363
27.1引言363
27.2我國有害藻華的危害364
27.3我國近海有害藻華發(fā)生的區(qū)域特征365
27.4我國近海代表性有害藻華365
參考文獻373
第28章黃海、東海大型水母暴發(fā)機制研究進展378
28.1引言378
28.2神秘的水母379
28.3水母研究中的困難性與復雜性380
28.4關鍵科學問題與研究策略381
28.5研究進展382參考文獻387
第29章黃海綠潮暴發(fā)機制及預警、防控研究進展389
29.1引言389
29.2黃海綠潮暴發(fā)機制研究392
29.3黃海綠潮主要預警方式研究394
29.4黃海綠潮防控措施探究396
29.5展望400參考文獻402
第30章我國金潮發(fā)生概況及其生態(tài)效應405
30.1引言405
30.2我國金潮溯源與發(fā)生過程406
30.3我國金潮暴發(fā)機制探索408
30.4金潮生態(tài)效應410
30.5結(jié)語411參考文獻411
第31章典型海洋甲藻藻毒素:結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)、毒性及其檢測技術413
31.1引言413
31.2麻痹性貝毒(PSP)413
31.3神經(jīng)性貝毒(NSP)418
31.4記憶缺失性貝毒(ASP)420
31.5腹瀉性貝毒(DSP)422
31.6西加毒素(CTX)425
31.7蝦夷扇貝毒素(YTX)427
31.8原多甲藻酸貝類毒素(AZA)429
參考文獻431
圖版
第一篇海洋生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學研究
第1章論新時代海洋人工生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學:指導思想、熱點聚焦與學術前沿①
1.1引言
眾所周知,我國目前已進入中國特色社會主義生態(tài)文明新時代。新時代進一步要求生態(tài)文明思想在海洋領域的實踐要有新氣象、新思維、新作為。2019年4月22日為慶祝國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心成立60周年而舉辦的“新時代海洋生態(tài)環(huán)境治理形勢與對策學術研討會,就新時代海洋生態(tài)環(huán)境研究問題做了探討,關于現(xiàn)代海洋生態(tài)學學科建設問題,介紹了有關人工生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學的建設問題。本章擬以海洋牧場為例,進一步系統(tǒng)探討人工生態(tài)系統(tǒng)的學科建設問題,主要闡明三個問題:一是海洋生態(tài)環(huán)境研究的指導思想,二是目前海洋生態(tài)環(huán)境實踐的熱點聚焦,三是以海洋牧場為例,闡述海洋生態(tài)環(huán)境學科的學術前沿。
1.2海洋生態(tài)環(huán)境研究的指導思想
1.2.1新時代期待構(gòu)建中國特色海洋生態(tài)學
優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境是財富,是生產(chǎn)力,也是人民的希望、社會進步的反映。生態(tài)文明是中國的創(chuàng)造,中國是世界上率先建設生態(tài)文明的國家。海洋生態(tài)環(huán)境理論與實踐是生態(tài)文明建設的科技與工程支撐,海洋生態(tài)環(huán)境研究也更需要馬克思主義思想來指導,所以新時代我們期待能夠構(gòu)建出中國特色海洋生態(tài)學。
1.2.2新時代生態(tài)文明建設要求海洋生態(tài)學研究理念創(chuàng)新與變革
第一,關于生態(tài)學科建設的指導思想。如何理解生態(tài)馬克思主義,或者說中國化的馬克思主義?21世紀的馬克思主義生態(tài)學的幾種表現(xiàn),*主要的是關于生命共同體、命運共同體、海洋命運共同體、金山銀山理論、生態(tài)文明思想和海洋強國的論斷,這應該是我們構(gòu)建生態(tài)學科*主要的思想,因為它們是當代*集中體現(xiàn)生態(tài)馬克思主義的指導思想。
第二,生態(tài)文明建設的新內(nèi)容。2019年3月5日召開的十三屆全國人大二次會議強調(diào),要保持加強生態(tài)文明建設的戰(zhàn)略定力,探索以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導向的高質(zhì)量發(fā)展新路子,加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度,打好污染防治攻堅戰(zhàn),守護好祖國北疆這道亮麗風景線。這四句話概括了當前生態(tài)文明建設的新內(nèi)容。
第三,十八大以來生態(tài)文明思想新診斷。十八大以來,生態(tài)文明思想不斷豐富和完善。*近,中國社會科學院將十八大以來的生態(tài)文明思想新論斷總結(jié)為:第一是在“五位一體總體布局中的生態(tài)文明建設,第二是新時代堅持和發(fā)展中國特色社會主義的基本方略中的堅持人與自然和諧共生,第三是新發(fā)展理念中的綠色發(fā)展觀,第四是三大攻堅戰(zhàn)中的污染防治。
此外,新時代我國生態(tài)環(huán)境保護方面的法律法規(guī)逐步完善。在生態(tài)治理方面,*近國家就逐步完善生態(tài)立法提出了三項指示:第一是完善生態(tài)治理的法律體系,第二是完善社會力量的參與機制,第三是完善生態(tài)治理的監(jiān)督問責機制。
在上述思想指引下,生態(tài)環(huán)境理論的研究,特別是關于所謂的范式的改變,應該提到議事日程上來。所以,我們應該將整體有機的自然觀、復雜適應演化的技術觀、跨學科的融合方法論、生態(tài)技術工程觀、社會經(jīng)濟文化價值觀,作為新時代生態(tài)學研究的指導理念。
1.3目前海洋生態(tài)環(huán)境實踐的熱點聚焦
1.3.1中國走進了海洋生態(tài)文明新時代
在海洋強國戰(zhàn)略和生態(tài)文明思想的指引下,中國走進了海洋生態(tài)文明新時代。中國總體的生態(tài)環(huán)境建設包括認知、順應、保護、管理、利用、開發(fā)、改造和建設,加在一起稱為“新時代的雙向運動。這個稱為中國總體的生態(tài)環(huán)境運動,在理念與實踐上,均發(fā)生了翻天覆地的變化:①中國的生態(tài)環(huán)境由局部的要素、類型、點式防控向綜合控制再向頂層(區(qū)域、時序)設計防控發(fā)展;②由被動承受到主動治理再到政府引導、全民參與的攻堅治理行動;③由單一的環(huán)境問題到復合的環(huán)境問題再到資源-環(huán)境-生態(tài)和人類活動“四位一體的問題,簡單地講,就是資源養(yǎng)護、環(huán)境保護、生態(tài)健康、產(chǎn)業(yè)發(fā)展;④由解決環(huán)境的外部經(jīng)濟問題到經(jīng)濟環(huán)境雙贏問題再到自然社會整體和諧問題。
這些理念,成了中國的生態(tài)文明建設和生態(tài)環(huán)境運動里*劇烈的、顛覆性的變化。這些變革,彰顯了生態(tài)馬克思主義在中國的創(chuàng)舉,打破了庫茲涅茨倒“U形曲線的魔咒,用事實批駁了布朗關于中國環(huán)境的謬論,現(xiàn)在可以說是終結(jié)了“先污染、后治理的發(fā)展模式,走出了一條生產(chǎn)、生活、生態(tài)“三生協(xié)調(diào)的新路子,對世界環(huán)境保護也做出了新的貢獻,貢獻了新的智慧。所以,我們應該更好地理解當前中國的生態(tài)文明建設、中國的生態(tài)環(huán)境運動,更急需中國海洋生態(tài)學、海洋生態(tài)科技、海洋生態(tài)管理支撐。應該更加努力地使它們跟上新時代的要求,更好地作為生態(tài)文明建設的堅強科技支撐。
1.3.2當前海洋生態(tài)環(huán)境保護建設熱點工作
在當前來講,生態(tài)環(huán)境保護特別是在海洋領域的聚焦熱點工作主要有8項,包括海岸帶4項和大海洋4項。
海岸帶生態(tài)的4項熱點聚焦如下。
(1)海域綜合整治,以渤海綜合整治為代表。
(2)流域-河口生態(tài)建設(現(xiàn)在國家正在醞釀),如長江流域經(jīng)濟帶建設和以長江口兩翼一體化為核心的生態(tài)建設。
(3)海岸帶(線)生態(tài)屏障建設,以(粵港澳)大灣區(qū)、海南省、長江三角洲為代表。
(4)島礁生態(tài)保護,如珊瑚礁生態(tài)修復、島礁一體化。
目前的熱點,集中體現(xiàn)在以上四大工程代表類型,包括綜合治理、河口、岸線和島礁,比過去所提內(nèi)容更加深入、更加集中。
大海洋生態(tài)的4項熱點聚焦如下。
(1)大洋生態(tài)系統(tǒng)資源養(yǎng)護。
(2)極地極端條件下生態(tài)環(huán)境研究,以解決氣候變化問題為主。
(3)冷泉生態(tài)系統(tǒng),以天然氣水合物開采環(huán)境風險防范為主。
(4)深淵生態(tài)系統(tǒng),以模擬實驗的大科學裝置及現(xiàn)場實驗為主。
目前來講,中國海洋生態(tài)環(huán)境保護熱點聚焦在以上八大類型,這些內(nèi)容都是典型的代表。所以,中國生態(tài)環(huán)境新時代、中國生態(tài)環(huán)境的運動高潮應該馬上到來,我們應該要積極地準備。
1.4海洋生態(tài)環(huán)境學科的學術前沿——以海洋牧場為例
本節(jié)重點介紹海洋生態(tài)環(huán)境學科的學術前沿問題,包括學科體系、學術體系、話語體系和教材體系。通過國家自然科學基金委員會第230期雙清論壇“現(xiàn)代化海洋牧場建設與發(fā)展(2019年3月31日至4月1日,舟山)的學習和討論,我們更加體會到,海洋牧場*能代表人工生態(tài)系統(tǒng),*能代表海洋的生態(tài)工程,也更能體現(xiàn)海洋的管理。因此,以海洋牧場為例,更能說清楚海洋生態(tài)環(huán)境學科的學術前沿問題。
作為海洋牧場規(guī)模化建設的“牧場運動可上溯至朱樹屏先生,已近半個世紀,而海洋牧場建設的初始“牧場理念形成,更可追溯到20世紀40年代,但至今關于海洋牧場建設核心的“牧場思想和“牧場理論尚未形成。
1.4.1海洋人工生態(tài)系統(tǒng)的概念范疇與邏輯體系之間的關系
如圖1.1所示,首先需要說明以下兩個問題。
圖1.1人工生態(tài)系統(tǒng)的概念范疇與邏輯體系
第一,為什么人工生態(tài)系統(tǒng)是能夠存在的,或者說,從學術理念上來講,為什么人工生態(tài)系統(tǒng)是合法的。
第二,人工生態(tài)系統(tǒng)與國際上目前流行的人類生態(tài)系統(tǒng)有什么區(qū)別。
現(xiàn)代傳統(tǒng)的生態(tài)學以自然生態(tài)學理論為基礎,人類活動為中介,也就是所謂的應用生態(tài)學,這是一個基本研究范式。世界上是這么做的,中國基本上也在這么做。它的研究范式是自然生態(tài)系統(tǒng)加上人類活動等于應用生態(tài)學。
按照目前國際上的基本潮流,生態(tài)-社會-環(huán)境加上生態(tài)管理,包括生態(tài)經(jīng)濟、生態(tài)社會、生態(tài)文化、生態(tài)法律、生態(tài)哲學,統(tǒng)統(tǒng)加在一起,稱為“人類生態(tài)系統(tǒng)。
我們現(xiàn)在提出的“人工生態(tài)系統(tǒng)概念,是以生態(tài)環(huán)境和生態(tài)工程為背景,在自然生態(tài)學的基礎上,考慮人類活動與生態(tài)系統(tǒng)兩大系統(tǒng),融合形成的新系統(tǒng)。
人工生態(tài)系統(tǒng)的建立,充分地注意到美國生態(tài)學家奧德姆(Odum)以后整個生態(tài)學發(fā)展的狀況。生態(tài)系統(tǒng)本身強調(diào)功能和對其邊界確定的困難,因為系統(tǒng)科學是形式科學,現(xiàn)在國際上流行的關于學科的說法,不是自然科學和人文社會科學,而是實體科學和形式科學。實體科學包括自然科學和社會科學;形式科學就是關于組織、形式之間的科學,也稱為橫斷科學,如系統(tǒng)科學及復雜性、協(xié)同性這類科學,專門提出各個研究領域里共性的形式問題,不具體研究實體問題。
奧德姆有一個學派將生態(tài)系統(tǒng)定義為景觀實體加上系統(tǒng)功能!吧鷳B(tài)環(huán)境