在可持续发展观的推动下,水域生态系统健康问题已引起各界的广泛重视.其中,河流、湖泊等水域的健康评价已开展很多,但对近海生态系统健康的研究还处于探讨阶段.本文在调研国内外大量文献的基础上,对近海生态系统健康的概念进行辨析,总结了近海生态系统健康状况评价的方法、指标筛选原则和研究思路等,并系统地列举了近海生态系统状况健康评价的一些相关量化指标.最后,针对目前近海生态系统健康研究领域存在的主要问题,提出了近海生态系统健康研究的发展方向,认为今后开展近海生态系统健康状况评价研究还需在概念及内涵剖析、评价指标筛选、评价尺度选取和评价方法集成等方面进一步加强.
全 文 :近海生态系统健康状况评价的研究进展*
戴本林1,2**摇 华祖林3 摇 穆飞虎1,2 摇 徐摇 宁1,2 摇 贺玉龙4
( 1淮阴师范学院江苏省生物质能与酶技术重点实验室, 江苏淮安 223300; 2淮阴师范学院化学化工学院, 江苏淮安 223300;
3河海大学教育部浅水湖泊综合治理与资源开发重点实验室, 南京 210098; 4西南交通大学地球科学与环境工程学院, 成都
610031)
摘摇 要摇 在可持续发展观的推动下,水域生态系统健康问题已引起各界的广泛重视.其中,河
流、湖泊等水域的健康评价已开展很多,但对近海生态系统健康的研究还处于探讨阶段.本文
在调研国内外大量文献的基础上,对近海生态系统健康的概念进行辨析,总结了近海生态系
统健康状况评价的方法、指标筛选原则和研究思路等,并系统地列举了近海生态系统状况健
康评价的一些相关量化指标.最后,针对目前近海生态系统健康研究领域存在的主要问题,提
出了近海生态系统健康研究的发展方向,认为今后开展近海生态系统健康状况评价研究还需
在概念及内涵剖析、评价指标筛选、评价尺度选取和评价方法集成等方面进一步加强.
关键词摇 近海生态系统健康摇 评价指标摇 评价方法
文章编号摇 1001-9332(2013)04-1169-08摇 中图分类号摇 X171. 1摇 文献标识码摇 A
Offshore ecosystem health status assessment: A review. DAI Ben鄄lin1,2, HUA Zu鄄lin3, MU
Fei鄄hu1,2, XU Ning1,2, HE Yu鄄long4 ( 1 Jiangsu Province Key Laboratory for Biomass鄄based Energy
and Enzyme Technology, Huaiyin Normal University, Huaian 223300, Jiangsu, China; 2School of
Chemistry and Chemical Engineering, Huaiyin Normal University, Huaian 223300, Jiangsu, Chi鄄
na; 3Ministry of Education Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on
Shallow Lake, Hohai University, Nanjing 210098, China; 4Faculty of Geosciences and Environmen鄄
tal Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,
2013,24(4): 1169-1176.
Abstract: With the promotion of the concept of sustainable development, the issues of aquatic eco鄄
system health attract substantial attention, and considerable work has been carried out on the health
assessment of waters, e. g. , rivers and lakes. However, the health assessment of offshore ecosystem
is still at its exploratory stage. Based on the investigations on the related references at home and
abroad, this paper analyzed the concepts of offshore ecosystem health assessment, summarized the
main methods for the assessment, the principles for screening related indicators, and the research
philosophy, and systematically listed the quantitative indices for the assessment. Aiming at the main
existing issues in the researches of offshore ecosystem health, the future research directions about
the offshore ecosystem health were suggested. It was considered that the concept and connotation
analyses, the screening of assessment indicators, the choice of assessment scale, and the integration
of assessment methods should be further strengthened to improve the assessment of offshore ecosys鄄
tem health.
Key words: offshore ecosystem health; assessment index; assessment method.
*国家重点基础研究发展计划项目(2008CB418202)、国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07106鄄006)、国家科技支撑计划项目
(2006BAA01A24)、国家自然科学基金项目(50679019,50009001)、江苏省社会发展科技计划项目(BS2006095)、江苏“908冶专项基金项目( JS鄄
908鄄02鄄06)、江苏省六大人才高峰计划项目(08鄄C)和江苏省生物质能与酶技术重点实验室开放课题(JSBEET1216)资助.
**通讯作者. E鄄mail: benlindai@ 163. com
2012鄄07鄄20 收稿,2012鄄12鄄22 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 4 月摇 第 24 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2013,24(4): 1169-1176
摇 摇 海洋孕育了生命,但人类在进化发展的过程中
却对海洋造成了极大伤害. 作为能为人类的生产和
生活直接提供多种资源和生态、环境服务功能的近
海,就目前而言远比深海的开发利用价值高.但长期
以来,由于受到自然和人类非理性活动的影响[1],
使得近海生态系统与人类社会的需求难以保障,近
海海域本身的循环与自净也不能得到保证,造成水
体富营养化及营养盐失衡,生物栖息地变更,生物群
落结构异常,赤潮,海岸、堤坝的侵蚀、倒塌[2-5]等危
害,频繁发生的重大海域污染和自然灾害等各种近
海生态系统健康问题,造成了生命、财产的巨大损
失,成为了经济发展的障碍[6] . 可见,近海生态系统
健康问题已成为社会经济可持续发展过程中一个亟
待解决的重要问题.
中国海洋质量公报[7]显示,2011 年,我国近岸
海域水质劣于第四类海水水质标准的面积约 4. 38伊
104 km2,呈富营养化状态的海域面积约 7. 4 伊
104 km2,虽较 2010 年有所好转,但总体形势依然严
峻.近岸典型海洋生态系统总体仍处于健康或亚健
康状态,其健康状况恶化的趋势仍未得到有效缓解.
由此可见,我国近岸海域生态系统的健康状况不容
乐观,迫切需要一套完整的评估体系以及时准确地
监测其生态系统的健康状况. 本文从概念、特征、指
标和方法等方面总结并述评了近海生态系统健康相
关研究的最新进展,并在此基础上提出了今后需进
一步研究的方向,以期为近海生态系统健康的研究
工作提供一定参考.
1摇 近海生态系统健康的相关概念
水域生态系统健康研究至今已有 20 年. 在河
流、湖泊(水库)等健康理论研究和评价实践的推动
下,近海生态系统健康的相关研究近年来得到了较
快的发展.美国、澳大利亚、日本、中国等国政府和学
者相继开展了近海生态系统健康的相关基础与应用
研究,并初步形成了一些评价指标和方法,在此过程
中相关研究人员就近海生态系统健康的相关概念以
及内涵进行了一些探讨(表 1).
关于近海生态系统健康内涵的剖析,主要体现
在以下几方面:一部分学者以生态系统为研究对象,
从强调本身结构和功能的完整性角度出发,对其进
行定义,如 Costanza 等[8-9];近年来,更多研究者强
调在近海健康的相关概念上体现人类价值观或其服
务功能的作用,如 Boesch 和 Paul[14]、冷悦山[19];还
有研究者从管理角度对近海健康的相关概念进行界
表 1摇 近海生态系统健康相关概念及内涵
Table 1摇 Relational concept and implication of offshore eco鄄
system health
相关概念和内涵
Relational concept and implication
文献
Reference
一个健康的、可持续利用的近海生态系统应保持自身
新陈代谢活动水平以及内部结构和组织的完整性,还
需有抵御外界压力的能力
[8-9]
能反映人类活动特别是人为排放污染物的迁移转化
对海洋环境产生不利影响的程度. “海洋健康冶这个
术语经常被定义为海洋抵御人类活动所带来压力的
能力,特别是在污染物作用条件下造成的海洋环境的
恶劣状况.这些条件指当时海洋的状态和主要的变化
趋势以及对其水质的改进或恶化的预测
[10-11]
近海生态系统管理的总体目标应保证鱼类、海草床和
石油等近海生态系统自然资源以及功能需满足下一
代的可持续利用
[12]
根据可度量的特征,认为健康的河口 /海湾生态系统
应具有如下特征:1)维持生态系统稳定、可持续发展
的关键过程运行良好;2)受人类活动影响的区域未
扩展,或环境质量未继续恶化(如随污水排海的氮扩
散范围未继续增大等);3)重要的栖息地(如海草床)
保持完整
[13]
生态系统健康应体现在其结构和功能完整性上,定义
生态系统健康应从其活力、组织结构和恢复力出发,
故近海环境健康意味着其生态系统能持续产生宝贵
生物资源(如渔业),提供清洁的水,物种丰富,组织
结构完整,并且面对外界压力时具有保持其结构和功
能完整性的能力
[14]
海洋生态系统健康就是需维持其代谢活动水平、内部
结构和组织是健康和可持续的,在一定的时间和空间
范围内具有抵御外界压力的能力
[15]
海洋生态健康指生态系统保护其自然属性、维护生物
多样性和关键生态过程稳定并持续发挥其功能的能力
[16-17]
海洋生态健康应理解为海洋生态系统保持其生物多
样性及生态系统完整性的能力.健康的生态系统应具
有抵御变化的能力,在时间尺度上具有稳定性.健康
的生态系统的衡量标准是:关键生态过程能保证生态
系统的稳定持久;人为活动区域的环境不再继续恶
化;重要生境保持完整
[18]
海洋生态系统健康的内涵可以从 2 个方面来理解:海
洋生态系统健康以自然的生态系统为核心,主要是强
调系统的组成结构、生态功能(物流、能流)的变化;
以生态系统对人类的满足为评估核心,即人类中心主
义的健康观点
[19]
海岸带生态系统健康可总结为:海岸带生态系统作为
一个由陆地环境、海洋环境和人类活动相互作用所形
成的自然鄄经济鄄社会复合生态系统是稳定的、可持续
的,对自然或人为干扰能保持弹性和稳定性,一方面
能够维持自身可持续发展的能力和状态,维持系统内
物质流和能量流平衡,另一方面能够满足合理的人类
需求和社会经济发展的要求
[20]
定,如美国生态学会(ESA) [21] .
上述研究虽从生态系统结构和功能等完整性、
体现人类价值观或服务功能以及管理角度等不同方
面阐述了近海健康的相关含义,但由于研究对象、研
究目的和研究背景的差异,使近海健康的概念仍较
为模糊、理解也不全面,以至于还不足以清晰揭示近
海健康所应符合的标准、尺度和原则.什么是近海健
康? 怎么描述、评价和诊断近海健康? 近海健康能
0711 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
对近海的管理提供些什么? 这些都是政府管理者、
科研工作者和公众迫切关心和亟待解决的问题. 针
对以上问题,结合前人的相关研究,本文尝试识别近
海健康概念中所蕴含的特征,并对其概念进行重新
定义与构架,以期能为近海生态系统健康研究的深
入展开提供参考.
目前,对近海生态系统健康涵义还有待于进一
步完善和拓展.对近海生态系统健康涵义的剖析,国
外更关注近海自身生态系统功能的完整性,而国内
观点主要是在对国外近年相关研究总结和分析的基
础上形成,基本涵盖了生态系统完整性、抗干扰能
力、可持续利用等方面. 相比国外,国内对人水关系
的关注更显重视,如更注重在平衡生态系统自身完
整性与人类利用之间的利益冲突、满足人类社会需
求和社会经济发展等方面的要求.与河流、湖泊(水
库)等健康涵义相比,近海生态系统健康也应突出
其物理因素的特殊性,如赤潮、风暴潮发生的频率、
潮流与波浪的动力作用等.综合国内外的相关研究,
近海生态系统健康应包含以下几方面内涵:1)自身
形态结构的完整性;2)维持正常的服务功能;3)抵
御外界压力的能力;4)生态系统功能的完善(图 1).
摇 摇 结合对以往近海生态系统健康内涵的剖析,以
近海生态系统为研究对象,本文将近海生态系统健
康定义为:近海生态系统的自然形态结构与功能处
于良好状态,即近海生态系统的结构合理、功能健
全,在面对自然和人类合理干扰的外界压力时,具有
一定的抵抗力和恢复力,可正常发挥其各项自然生
图 1摇 近海生态系统健康概念示意
Fig. 1摇 Schematic representation for the concept of offshore eco鄄
system health.
态和社会服务功能,并能满足人类社会合理需要、经
济发展和福利要求,最终保证近海资源可持续利用
的实现.
2摇 近海生态系统健康的特征
近海的健康主要表现为近海生态系统结构与功
能的健康,其特征应能体现近海健康在近海生态系
统结构和功能方面特有的规律性. 近海生态系统健
康特征可归纳如下[22-26]:1)具有恢复力,能从自然
的或人为的正常干扰中恢复过来;2)没有严重的生
态胁迫症状;3)协调性,即近海生态系统的各项功
能之间应协调统一发展;4)在没有或几乎没有投入
的情况下,具有自我维持能力;5)关联性,即近海生
态系统与周边的关系,健康的近海不会对周边系统
造成压力,反之则会有;6)时变性和空间变异性,即
近海生态系统在不同区域、不同自然条件、不同历史
时期和不同的人文社会环境下,其评价尺度和标准
会存在差异性;7)可维持人类和其他有机群落的
健康.
3摇 近海生态系统健康评价方法
近海生态系统健康状况评价的方法主要有两
种:指示物种法和多指标体系法.
3郾 1摇 指示物种法
指示物种法主要依据生态系统的关键物种和特
有物种等的数量、生产力、多样性和一些生理生态指
标来描述生态系统的健康状况[27] . 德国学者 Wil鄄
helmi首先提出用小头虫指示海洋污染,开辟了利用
生物评估海洋污染的研究领域. 随后用于评估近海
生态系统健康的指示物种法得到了广泛发展,指示
物种也较多元[28],如底栖生物[29-30]、太平洋瓶鼻海
豚[31]、海牛[32]、海龟[33]、南方海獭[34]和海鸟[35]等.
这种方法用于评价近海生态系统健康状况也存
在着一些缺陷:1)指示物种的筛选标准不明确,有
些采用了不合适的类群,对于复杂的近海来说,很难
选择到合适的类群来表征其状态;2)指示物种的一
些监测参数选择不恰当[36] . 鉴于近海自身的特点,
很难选择合适的监测参数.可见,在近海生态系统健
康研究中,指示物种的选择需慎重,要综合考虑到它
们的敏感性和可靠性,即要明确它们对近海生态系
统健康状况指示作用的强弱.
3郾 2摇 多指标体系法
多指标体系法是在选择不同组织水平的类群和
考虑不同尺度的前提下,对生态系统各个组织水平
17114 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 戴本林等: 近海生态系统健康状况评价的研究进展摇 摇 摇 摇 摇 摇
的各类信息进行综合评价[26] .指示物种法虽然简单
易行,但存在一些问题,主要有两点[36]:1)应该选择
不同组织水平的类群;2)应该考虑到不同的尺度.
与指示物种法相比,指标体系法不仅考虑了不同组
织水平之间的相互作用以及同一组织水平上不同物
种间的相互作用,也考虑了不同尺度转换时监测指标
的变化.鉴于近海系统的复杂性,作者认为建立指标
体系对近海大量的复杂信息进行综合评价更科学.
以往使用的生态健康状况评价指标体系可分为
两类[27]:1)仅考虑生态系统自身特点的指标体系;
2)考虑人类活动的指标体系.该类指标体系又可分
为物理化学指标、生态学指标和社会、经济指标等.
指标体系法综合了生态系统的多项指标,反映了生
态系统的过程,其从生态系统的结构、功能演替过
程、以及生态服务和产品服务的角度来度量生态系
统健康,反映了生态系统在不同尺度下的健康评价
转换.
指标体系法通过从不同角度刻画的生态系统特
征,反映了生态系统的健康状况,其评价技术结合了
物理、化学和生物方法,借鉴了一些常规的湖沼学、
生理学、生态学和毒理学手段,同时,也发展了创新
性的、敏感的、自动化程度较高的和节省费用的方
法,包括采用计算机辅助技术等[26] . 这种方法适用
于大多类型的生态系统,也是目前最常用的健康评
价方法.相对于指示物种法,该方法具有指标体系选
取复杂、监测项目多、数据获取困难等缺点.
3郾 2郾 1 评价指标的筛选原则摇 正确地确定评价因子
及其指标体系,是构建近海生态系统健康状况评价
模型的关键.鉴于其涉及内容丰富,不可能也没必要
对所有的近海生态系统健康特征进行评价,因此有
必要从众多复杂的信息中筛选出与近海生态系统内
涵和评价目标相一致的指标. 其指标的构建与选取
应围绕以下几方面目标[37-38]:1)指标体系应完整、
准确地表征近海状况,必须全面、系统地反映近海的
自身生态利益;2)指标体系既要客观、科学、充分地
体现近海生态系统健康特征,又要考虑现有的技术
水平和数据的易得性等;3)指标体系能同时体现出
自然、人类对近海的胁迫和干扰,并探求导致近海状
态衰退的关键影响因素;4)定期为政府决策、科研
和公众要求等提供近海生态系统健康现状、变化及
趋势的统计总结和研究报告.
指标的筛选应遵循以下原则[39-41]:1)整体性.
近海生态系统受自然因素和社会因素的综合影响,
其内部与各因素之间相互联系、相互影响,而不是孤
立存在的.因此,其评价指标体系不仅应包括反映近
海自身自然状况的物理、化学、生物和景观等诸多方
面,也应包括体现近海功能的内容. 2)时空尺度.时
间尺度涉及到近海生态系统的时间变化,指标的选
择可能几个月到几年不等. 空间尺度涉及特定范围
内的地区或近海生态系统的空间大小,指标的选择
尺度可为全球、大陆、国家、区域或地方尺度.对于近
海生态系统来说,选择合适的时空尺度十分关键.
3)代表性和可行性.指标应选择能表征近海生态系
统健康本质特征的最主要变量,每个指标应能从不
同角度来表征近海生态系统健康特征. 指标的确定
并不是越复杂越好,应具有普遍代表性. 另外,所选
指标的物理意义必须明确,易于理解,数据便于采集
和测定,并采用便于理解和应用的方法表示. 4)规
范性.近海生态系统健康评价是一项长期而复杂的
工作,所获取的数据和资料无论在时间还是空间上,
都应具有可比性.因此,所采用的指标和方法需尽量
做到统一和规范,不仅能对某一尺度上的近海生态
系统进行评价,还要适合于不同类型、不同地域近海
生态系统间的比较,确保其具有一定的科学性. 5)
临界性.近海作为一种环境资源,具有可更新性和可
耗竭性,其开发程度存在“一定限度冶,当超限度开
发时,近海资源将受到破坏,其破坏程度可能会不可
逆转,此时,近海生态系统健康将不复存在. 在选择
指标时,应充分考虑某些指标的“临界度冶.
3郾 2郾 2 评价指标体系构建的技术框架摇 近海生态系
统健康状况评价指标体系构建的技术框架由 5 部分
组成:1)查阅关于近海、海洋及其他领域健康评价
的相关文献,强调考虑生态价值和人类价值的相关
指标;2)确定研究的尺度和指标筛选的标准;3)选
择有关指标的方法学和概念框架;4)评价指标体系
模型的建立;5)用近海调查数据对模型进行验证和
优化[42-43] .
3郾 2郾 3 评价指标体系摇 近年来,随着多指标体系法
在近海生态系统中的广泛应用,所用评价指标及方
法也较多元. 如 Epstein 等[44]通过海洋流行病学的
方法,利用 8 种干扰类型指标来判断芬地湾生态系
统的相对健康程度. Boesch和 Paul[14]构建了包括水
质、栖息地、外来物种、生物、渔业捕捞、气候变化等
的近海生态系统健康评价指标体系. Vander鄄
meulen[24]认为,海洋生态系统健康评价指标应包括
污染物、生物毒素、病原体和疾病、物种多样性、初级
生产力和营养物以及结构或功能的不稳定性. Sher鄄
man[45]基于大海洋生态系统 ( large marine ecosys鄄
2711 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
tem,LME)的理论,使用一系列评价指标和底栖无脊
椎动物、鱼类等指示物种,对 Marine Gulf 进行健康
分析. Hatcher等[46]收集大量数据研究了珊瑚礁生
态系统与人类健康的关系,结果表明,人类也是珊瑚
礁生态系统的组成部分,表征人类活动的指标应包
含于珊瑚礁生态系统健康评价指标体系中. Xu
等[47-49]收集了 1970—1990 年的数据,从人类活动
对生态系统的胁迫以及生态系统对人类活动的响应
两方面建立评价指标体系,用结构功能指标法对 20
世纪 70—90 年代香港吐露港(Tolo Harbour)生态系
统健康的变化趋势进行了分析. Sandin 和 Sala[50]从
人类扰动对海洋生物的影响角度出发,利用演替理
论(successional theory)评估了海洋生态系统的健康
状况.美国“河口营养状况评价综合法冶 (ASSETS)
和奥斯陆鄄巴黎协议(Oslo鄄Paris Convention,OSPAR)
东北大西洋海洋环境保护计划中的“综合评价法冶
(OSPAR鄄COMPP)都基于压力( P)鄄状态( S)鄄响应
(R)框架,建立了包括水体、沉积物、生物和大气污
染物沉降等众多参数的评价指标体系[51],其评价结
果较客观,能较科学地反映水体健康状况. 2005 年,
美国环境保护署发布了《全国近岸状况报告域》 [52],
该报告使用“全国近岸评价计划冶中的资料和其他
监测数据,依据水质、沉积物质量、底栖生物近岸栖
息地、鱼 /贝类体内污染物等指标,对美国当前的近
岸水体状况进行了剖析.澳大利亚于 1998 年公布了
包括生物物种、栖息地范围、栖息地质量、可恢复的
产品、不可恢复的产品、水 /沉积物质量、综合管理和
生态过程 8 个类别共 61 个指标的河口与海洋生态
系环境质量评价指标系统[53];此后,澳大利亚又开
展了主要针对国内 18 个主要流域、18 个河口及莫
顿湾的生态健康监测计划(ecosystem health monito鄄
ring program,EHMP),监测指标主要包括水质理化
和生物参数两部分[13] . 欧盟水框架指令(EU water
framework directive,WFD)下的“河口与近岸水体监
测与评价冶将水体状态分为优良、良好和中等 3 个
级别,选取生物、水文形态和物理化学参数 3 类指标
对河口与近岸水体进行评价[54] .
国内关于海洋生态系统健康评价的研究虽刚刚
起步,但也引起了越来越多专家和学者的关注,主要
近海或海洋健康评价指标及方法见表 2.
目前用于评估近海或海洋生态系统健康状况的
指标已较为完善,主要涵盖了水质、沉积物、生物、社
会经济等方面,但体现近海与陆域生态系统差异性
的指标(如盐度、赤潮、风暴潮发生的频率、潮流与
波浪的动力作用等)还很少被提及,需进一步完善.
另外,目前的评价方法较单一,主要以综合指数法和
层次分析法为主,需进一步开发新的评价方法,从而
为推动近海生态系统健康研究的发展提供技术支
撑.然而迄今为止,还未有任何一种评估方法堪称完
美,可以独立地承担评估复杂生态系统(特别是近
海生态系统)健康状况的重任[66] .在实际应用中,应
根据所评估的对象,合理选择适宜的评价方法.
表 2摇 中国主要近海或海洋生态系统健康评价指标及方法
Table 2摇 Major domestic offshore or marine ecosystem health assessment indicators and methods in China
研究对象
Research object
评价指标
Assessment indicator
评价方法
Assessment method
评价结果
Assessment result
文献
Reference
莱州湾西部海域 环境表征、生物群路结构、生态系统功能 综合指数法 摇 一般 [55]
河口与海湾 水环境、沉积环境、生物残毒、栖息地、生物 综合指数法 摇 / [56]
闽东沿岸海洋生态监控区 海洋生态、海洋环境、社会经济 层次分析法 摇 亚健康 [57]
/ 海洋生态系统组织结构、活力、恢复力 层次分析法 摇 / [58]
天津滨海新区海洋 海洋生态系统组织结构、活力、恢复力 层次分析法 摇 / [59]
/ 生态学、生物化学、社会经济 / 摇 / [26]
长江河口海域 物理化学、生态学、社会经济学 综合指数法 摇 亚健康 [60]
天津近岸海域 水环境、沉积物环境、生物残毒、栖息地、海洋生物 综合指数法 摇 亚健康 [61-62]
胶州湾海域 海洋环境、海洋生物 综合指数法 摇 亚健康鄄健康 [19]
胶州湾海域 水环境、沉积环境、生物残毒、栖息地、生物 综合指数法 摇 亚健康 [63]
杭州湾海域 海洋生物 综合指数法 摇 亚健康 [64]
双台子河口海域 水环境、沉积环境、生物残毒、生物多样性 综合指数法 摇 亚健康鄄健康 [16]
双台子河口海域 生态、海洋环境、社会经济 层次分析法 摇 亚健康 [65]
渤海近海海域 水质、沉积物、生态 灰色系统法 摇 病态鄄亚健康 [66]
廉州湾海域 环境表征、生物群落、社会经济 层次分析法 摇 亚健康鄄健康 [67]
浙江近岸海域 人类胁迫、物理、化学、生物 综合指数法 摇 不健康 [68]
江苏近海海域 水质、生物残毒、生态、底质 投影寻踪法 摇 亚健康 [69]
中国近岸海域 环境、结构、功能 综合指数法 摇 / [70]
37114 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 戴本林等: 近海生态系统健康状况评价的研究进展摇 摇 摇 摇 摇 摇
4摇 存在的问题及展望
近年来,水域生态系统的健康问题已经引起越
来越广泛的重视,相应的水域生态系统健康状况评
价也逐渐成为热点. 其中,河流、湖泊等水域生态系
统的健康状况评价已开展很多,但对近海生态系统
健康概念、内涵的剖析以及评价等还处于探讨阶段,
至今尚未形成一套成熟的方法,这一学科涉及的研
究领域较宽、内容较多,制约近海发展的因素以及相
互之间的关系也较复杂,各个国家、各个区域近海所
面临的问题也不尽相同,既有共性,也有地区性的特
定问题,因而导致了近海生态系统健康状况评价研
究的复杂性、多学科综合性和多因子的系统性.基于
国内外近海生态系统健康状况评价的研究进展,今
后还需从以下几方面做进一步研究.
1)虽然目前有些学者对近海生态系统健康的
概念和内涵进行了剖析,但近海在什么状态下才健
康,健康的近海应包含哪几方面内容以及以什么为
基准来评价近海健康还存在许多争论. 今后应进一
步加强对近海生态系统健康定义的研究,提出更合
理的健康评价标准和参照系,也应明确近海生态系
统健康只是一个相对概念,具有一定的主观性,是在
近海自身生存需求与人类对近海的需求之间、在保
护近海与开发利用之间寻求平衡的概念.
2)采取何种尺度进行评价是近海生态系统健
康状况评价研究中的一个关键问题,在什么尺度上
选择何种指标对评价结果有显著作用.藻类、底栖动
物、鱼类等生物因其生命周期及生态位的差异,反映
出来的是近海在不同时空尺度上的健康状况. 考虑
其服务功能和人类价值观,则需要选取较大尺度.
3)近海生态系统健康状况评价的目的是诊断
由自然因素和人类活动所引起的近海系统的破坏或
退化程度,但在实际过程中很难判断哪些是由自然
因素引起的病症,哪些是由于人类活动引起的病症.
因此,筛选合适的指标来评价其健康状况存在一定
难度,指标的量化也存在很大难度,这方面应列入今
后近海生态系统健康状况评价的重要内容.
4)由于近海生态系统对胁迫的响应规律非常
复杂,不可能在完全理解其内在变化机制的基础上,
选择一些易测指标对其进行健康评价.今后,评价指
标的选取应重点集中在体现近海与陆域生态系统差
异性、水文、水动力条件、生态、社会经济及其服务功
能等方面.指标体系中应考虑对其功能及社会价值
的修复过程,以为管理决策提供依据.
5)几乎每种近海生态系统健康状况的评价方
法都涉及大量指标,需要收集大量资料,而取样方式
的不同、数据处理方式的不同,都会影响评价结果的
可比性和可靠性.为此,需加强遥感和地理信息系统
等辅助手段在近海生态系统健康状况评价中的应
用,以此来推动近海生态系统健康研究领域的发展.
参考文献
[1]摇 Yan D鄄H (严登华), He Y (何摇 岩), Wang H (王摇
浩), et al. Evolution of the seawater quality and the re鄄
sponse to the ecological patterns of the land near the
coast in Liaoning Province. Marine Science Bulletin (海
洋通报), 2004, 23(3): 54-60 (in Chinese)
[2]摇 Dolan AH, Taylor M, Neis B, et al. Restructuring and
health in Canadian coastal communities. EcoHealth,
2005, 2: 195-208
[3]摇 Siboni N, Fine M, Bresler V, et al. Coastal coal pollu鄄
tion increases Cd concentrations in the predatory gastro鄄
pod Hexaplex trunculus and is detrimental to its health.
Marine Pollution Bulletin, 2004, 49: 111-118
[4]摇 Xu S鄄N (徐姗楠), Chen Z鄄Z (陈作志), He P鄄M (何
培民). Influencing analysis of human activities on fre鄄
quency of red tides (HABs) in Zhejiang sea areas. Ma鄄
rine Environmental Science (海洋环境科学), 2007, 26
(3): 232-236 (in Chinese)
[5]摇 Zhang F (张摇 福), Wang S鄄S (王思思). The degen鄄
eration and restoration of water ecosystem in our coastal
sea. Journal of Salt and Chemical Industry (盐业与化
工), 2006, 35(6): 47-50 (in Chinese)
[6]摇 Mensah TA. Prevention of marine pollution: The contri鄄
bution of IMO. Pollution of the Sea: Prevention and
Compensation, 2007, 10: 41-61
[7]摇 State Oceanic Administration (国家海洋局). China
Ocean Environmental Quality Bulletin. 2010-2011[EB /
OL]. (2011鄄05鄄23) [2012鄄07鄄02]. http: / / www. coi.
gov. cn / gongbao / huanjing / 201107 / t20110729_17486 or
23185. html (in Chinese)
[8]摇 Costanza R, Norton BG, Haskell BD. Ecosystem
Health: New Goal for Environmental Management.
Washington DC: Island Press, 1992
[9]摇 Costanza R, Mageau MT. What is a healthy ecosystem?
Aquatic Ecology, 1999, 33: 105-115
[10]摇 International Oceanographic Commission, Joint Scientific
and Technical Committee for the Global Ocean Observ鄄
ing System, Health of the Ocean Panel. A Strategic Plan
for the Assessment and Prediction of the Health of the
Ocean: A Module of the Global Ocean Observing Sys鄄
tem. Paris: UNESCO, 1996
[11]摇 Strain PM, Macdonald RW. Design and implementation
of a program to monitor ocean health. Ocean & Coastal
Management, 2002, 45: 325-355
[12]摇 Sherman K. Why regional coastal monitoring for assess鄄
ment of ecosystem health? Ecosystem Health, 2000, 6:
205-216
[13]摇 Moreton Bay Waterways and Catchments Partnership.
4711 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
Ecosystem Health Monitoring Program Annual Technical
Report[EB / OL]. (1999鄄12鄄01) [2012鄄07鄄02]. http: / /
www. ehmp. org / EcosystemHealthMonitoringProgram /
ProductsandPublications / AnnualTechnicalReports. aspx
[14]摇 Boesch DF, Paul JF. An overview of coastal environ鄄
mental health indicators. Human and Ecological Risk
Assessment, 2001, 7: 1409-1417
[15]摇 Smiley B, Thomas D, Duvall W, et al. Selecting Indi鄄
cators of Marine Ecosystem Health: A Conceptual
Framework and an Operational Procedure. Ottawa: En鄄
vironment Canada, 1998
[16]摇 Li Y (李 月). Stress Factors Analysis of the Marine
Ecosystem Health. Master Thesis. Dalian: Liaoning
Normal University, 2008 (in Chinese)
[17]摇 Li F鄄H (李凤华). Marine ecosystem health assessment
of Guangxi important gulfs. China Environmental Sci鄄
ence Society Annual Conference, Beijing, 2009: 430-
432 (in Chinese)
[18]摇 Hai Z鄄J (海志杰). Marine ecosystem health. Biology
Teaching (生物学教学), 2004, 29(11): 61-62 ( in
Chinese)
[19] 摇 Leng Y鄄S (冷悦山). Ecosystem Health Assessment of
Jiaozhou Bay. Master Thesis. Qingdao: First Institute of
Oceanography of State Oceanic Administration, 2008
(in Chinese)
[20]摇 Qin C鄄B (秦昌波). The Study on Coastal Ecosystem
Health Assessment in Tianjin Coastal Zone. Master The鄄
sis. Beijing: Chinese Research Academy of Environ鄄
mental Sciences, 2006 (in Chinese)
[21]摇 Sherman K, Alexander LM, Gold BD. Large Marine
Ecosystems: Patterns, Processes and Yields. Washing鄄
ton DC: AAAS Press, 1990
[22] 摇 Sherman K, Skjoldal HR. Large Marine Ecosystems of
the North Atlantic: Changing States and Sustainability.
Amsterdam: Elsevier Science Press, 2002
[23] 摇 Rapport DJ. Ecosystem health: Exploring the territory.
Ecosystem Health, 1995, 1: 5-13
[24]摇 Vandermeulen H. The development of marine indicators
for coastal zone management. Ocean & Coastal Manage鄄
ment, 1998, 39: 63-71
[25]摇 Xiao F鄄J (肖风劲), Ouyang H (欧阳华), Fu B鄄J (傅
伯杰), et al. Forest ecosystem health assessment indi鄄
cators and application in China. Acta Geographica Sinica
(地理学报), 2003, 58(6): 803-809 (in Chinese)
[26]摇 Qi F (祁摇 帆), Li Q鄄X (李晴新), Zhu L (朱摇 琳).
Assessment method of marine ecosystem health. Marine
Science Bulletin (海洋通报), 2007, 26(3): 97-104
(in Chinese)
[27]摇 Shi H鄄H (石洪华), Qin J鄄Y (秦建运), Zheng W (郑
伟). Several evaluation studies of marine ecosystem
health. China Forum on Sustainable Development, Sus鄄
tainable Development and Academic Years, Guangzhou,
2007: 210-214 (in Chinese)
[28]摇 Luo X鄄X (罗先香), Yang J鄄Q (杨建强). Progress in
researches on benthic indices of assessing marine ecosys鄄
tem health. Marine Science Bulletin (海洋通报 ),
2009, 28(3): 106-112 (in Chinese)
[29]摇 Magni P. Biological benthic tools as indicators of coastal
marine ecosystems health. Chemistry and Ecology,
2003, 19: 363-372
[30]摇 Kennedy AD, Jacoby CA. Biological indicators of ma鄄
rine environmental health: Meiofauna—A neglected
benthic component? Environmental Monitoring and As鄄
sessment, 1999, 54: 47-68
[31]摇 Wells RS, Rhinehart HL, Hansen LJ, et al. Bottlenose
dolphins as marine ecosystem centinels: Developing a
health monitoring system. EcoHealth, 2004, 1: 246 -
254
[32]摇 Bonde RK, Aguirre AA, Powell J. Manatees as senti鄄
nels of marine ecosystem health: Are they the 2000
pound canaries? EcoHealth, 2004, 1: 255-262
[33]摇 Aguirre AA, Lutz PL. Marine turtles as sentinels of eco鄄
system health: Is fibropapillomatosis an indicator? Eco鄄
Health, 2004, 1: 275-283
[34]摇 Jessup DA, Miller M, Ames J, et al. Southern sea Otter
as a sentinel of marine ecosystem health. EcoHealth,
2004, 1: 239-245
[35]摇 Mallory ML, Gilchrist HG, Braune BM, et al. Marine
birds as indicators of Arctic marine ecosystem health:
Linking the northern ecosystem initiative to long鄄term
studies. Environmental Monitoring and Assessment,
2006, 113: 31-48
[36]摇 Ma K鄄M (马克明), Kong H鄄M (孔红梅), Guan W鄄B
(关文彬), et al. Ecosystem health assessment: Meth鄄
ods and directions. Acta Ecologica Sinica (生态学报),
2001, 21(12): 2106-2116 (in Chinese)
[37]摇 Turbow DJ, Osgood ND, Jiang SC. Evaluation of rec鄄
reational health risk in coastal waters based on entero鄄
coccus densities and bathing patters. Environmental
Medicine, 2003, 111: 598-603
[38]摇 Li C鄄H (李春晖), Zheng X鄄K (郑小康), Cui W (崔
嵬), et al. Watershed eco鄄health assessment of Heng鄄
shui lake. Geographical Research (地理研究), 2008,
27(3): 565-571 (in Chinese)
[39]摇 Yuan X鄄Z (袁兴中), Liu H (刘摇 红), Lu J鄄J (陆健
健). Assessment of ecosystem health鄄concept framework
and indicator selection. Chinese Journal of Applied Ecol鄄
ogy (应用生态学报), 2001, 12(4): 627 -629 ( in
Chinese)
[40]摇 Kong H鄄M (孔红梅), Zhao J鄄Z (赵景柱), Lu Z鄄H
(陆兆华), et al. Assessment method of ecosystem
health. Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态
学报), 2003, 13(4): 486-490 (in Chinese)
[41]摇 Gao Y鄄S (高永胜). Study on River Health Life Assess鄄
ment and Restoration Technology. PhD Thesis. Beijing:
China Institute of Water Conservancy and Hydropower
Research, 2006 (in Chinese)
[42]摇 Yuan X鄄Z (袁兴中). Brief discussion on a new hotspot
in environmental protection: Ecosystem health. Shang鄄
hai Environmental Sciences (上海环境科学), 2000, 19
(7): 336-338 (in Chinese)
[43]摇 Xu FL, Tao S, Dawson RW, et al. Lake ecosystem
health assessment: Indicators and methods. Water Re鄄
search, 2001, 35: 3157-3167
[44]摇 Epstein PR, Ford TE, Puccia C, et al. Marine ecosys鄄
tem health, implications for public health. Annals of the
57114 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 戴本林等: 近海生态系统健康状况评价的研究进展摇 摇 摇 摇 摇 摇
New York Academy of Sciences, 1994, 740: 13-23
[45]摇 Sherman K. Sustainablity, biomass yields, and health of
coastal ecosystems: An ecological perspective. Marine
Ecology Progress Series, 1994, 112: 277-301
[46]摇 Hatcher BG, Hatcher GH. Question of mutual security:
Exploring interactions between the health of coral reef
ecosystems and coastal communities. EcoHealth, 2004,
1: 229-235
[47]摇 Xu FL, Lam KC, Zhao ZY, et al. Marine coastal eco鄄
system health assessment: A case study of the Tolo Har鄄
bour, Hong Kong, China. Ecological Modelling, 2004,
17: 355-370
[48]摇 Xu FL, Hao JY, Tao S, et al. Restoration of marine
coastal ecosystem health as a new goal for integrated
catchment management in Tolo Harbor, Hong Kong,
China. Environmental Management, 2006, 37: 540 -
552
[49]摇 Xu FL, Lam KC, Chen YQ, et al. Restorating marine
coastal ecosystem health as a new goad for integrated
catchment management in Tolo Harbor, Hong Kong,
China. Chinese Journal of Population, Resource and En鄄
vironment, 2004, 2: 11-19
[50]摇 Sandin SA, Sala E. Using successional theory to meas鄄
ure marine ecosystem health. Evolutionary Ecology,
2012, 26: 435-448
[51]摇 OSPAR Commission. JAMP Guidance on Input Trend
Assessment and the Adjustment of Loads [ EB / OL].
(2003鄄09鄄01) [2012鄄07鄄02]. http: / / www. ospar. org /
content / content. asp? menu = 00920301420000_000000
_000000
[52]摇 The United States Environmental Protection Agency
(EPA). National Coastal Condition Report 域 [ EB /
OL]. (2005鄄01鄄01) [2012鄄07鄄02]. http: / / www. epa.
Gov / owow / oceans / nccr / 2005 / index. html
[53]摇 Ward T, Butler E, Hill B. Environmental Indicators for
National State of the Environmental Reporting-Estuaries
and the Sea[EB / OL]. (1998鄄04鄄15) [2012鄄07鄄02].
http: / / www. environment. gov. au / soe / envindicators / es鄄
tuary鄄ind. html
[54]摇 EU Water Framework Directive ( WFD). A Marine
Strategy Directive to Save Europe爷 s Seas and Oceans
[EB / OL]. (2000鄄05鄄10) [2012鄄07鄄02]. http: / / ec.
europa. eu / environment / water / marine / index _ en. html
[55]摇 Yang J鄄Q (杨建强), Cui W鄄L (崔文林), Zhang H鄄L
(张洪亮), et al. Marine ecosystem health structure
and function index assessment in the West of Laizhou
Bay. Marine Science Bulletin (海洋通报), 2003, 22
(5): 58-63 (in Chinese)
[56]摇 State Oceanic Administration (国家海洋局 ). The
Guidance for the Assessment of Coastal Marine Ecosys鄄
tem Health (HY / T 087-2005). Beijing: China Stand鄄
ards Press, 2005 (in Chinese)
[57]摇 Ou W鄄X (欧文霞). Marine Ecosystem Health Assess鄄
ment and Management: A Case Study on the Mindong
Nearshore Monitor Area. Master Thesis. Xiamen: Xia鄄
men University, 2006 (in Chinese)
[58]摇 Li H鄄M (李会民), Wang H鄄L (王洪礼), Guo J鄄L
(郭嘉良). Study on marine ecosystem health assess鄄
ment. Productivity Research (生产力研究 ), 2007
(10): 50-51 (in Chinese)
[59] 摇 Guo J鄄L (郭嘉良). The Study of Marine Ecosystems
Dynamics and Health鄄evaluating System. Master Thesis.
Tianjin: Tianjin University, 2007 (in Chinese)
[60]摇 Ye S鄄F (叶属峰), Liu X (刘摇 星), Ding D鄄W (丁德
文). Ecosystem health assessment of the Changjiang
River Estuary: Indicator system and its primarily assess鄄
ment. Acta Oceanologica Sinica (海洋学报), 2007, 29
(4): 128-136 (in Chinese)
[61]摇 Zhang Q鄄F (张秋丰). Marine Ecosystem Health As鄄
sessment and Analysis of Tianjin Coastal Marine Areas.
Master Thesis. Qingdao: Ocean University of China,
2006 (in Chinese)
[62]摇 Zhang Q鄄F (张秋丰), Tu J鄄B (屠建波), Hu Y鄄Z (胡
延忠), et al. Marine ecosystem environmental health
assessment for Tianjin Coastal Areas. Marine Science
Bulletin (海洋通报), 2008, 27(5): 73-78 ( in Chi鄄
nese)
[63]摇 Zhong M鄄M (钟美明). Ecosystem Health Assessment
of Jiaozhou Bay. Master Thesis. Qingdao: Ocean Uni鄄
versity of China, 2010 (in Chinese)
[64]摇 Zhang H鄄B (张海波). Studies on the Marine Biodiver鄄
sity and Ecosystem Health Assessment of Hangzhou
Bay. Master Thesis. Hangzhou: Zhejiang University of
Technology, 2008 (in Chinese)
[65]摇 Liu Y鄄L (刘玉令). Research of Marine Ecological En鄄
vironment and Ecosystem Services in Shuangtaizi
Estuary. Master Thesis. Dalian: Dalian Maritime Uni鄄
versity, 2011 (in Chinese)
[66]摇 Li Q鄄X (李晴新), Zhu L (朱摇 琳), Chen Z鄄Z (陈中
智). Ecosystem health assessment of marine sublittoral
ecosystem by grey system method. Acta Scientiarum Nat鄄
uralium Universitatis Nankaiensis (南开大学学报·自
然科学版), 2010, 43(1): 39-43 (in Chinese)
[67]摇 Li L (李 利). Ecosystem Health Assessment of Li鄄
anzhou Bay. Master Thesis. Qingdao: Ocean University
of China, 2011 (in Chinese)
[68]摇 Chen ZH, Pan DL, Bai Y. Study of coastal water zone
ecosystem health in Zhejiang Province based on remote
sensing data and GIS. Acta Oceanologica Sinica, 2010,
29: 27-34
[69]摇 Hua ZL, Dai BL, Gu L, et al. Offshore ecosystem
health assessment: A case study of Jiangsu offshore
area, China. Fresenius Environmental Bulletin, 2011,
20: 1598-1610
[70]摇 Xu Z鄄Z (许自舟), Ma Y鄄Y (马玉艳), Yan Q鄄L (闫
启仑), et al. Study and application of marine ecosys鄄
tem health assessment software. Marine Environmental
Science (海洋环境科学), 2012, 31(2): 257-262 (in
Chinese)
作者简介 摇 戴本林,男,1981 年生,博士,讲师. 主要从事环
境规划与评价、生态系统管理等方面的研究. E鄄mail: benlin鄄
dai@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
6711 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷