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胶州湾海域生态系统健康评估

作　者: 钟美明
导　师: 唐学玺
学　校: 中国海洋大学
专　业: 生态学
关键词: 胶州湾海洋生态系统生态系统健康环境质量评价
分类号: X171
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

海洋生态系统是地球上最重要的生态系统之一,是生物地化循环的关键环节,在全球物质循环和能量流动过程中起着重要作用。同时,海洋生态系统为人类提供了包括食品供给、气候调节、水质净化、旅游娱乐和灾害缓冲在内的多种生态系统服务。随着人为干扰的日益严重,海洋生态系统,尤其是近岸海洋生态系统,承载着巨大的压力,受到了严重的破坏,海洋生态系统健康面临严重威胁。胶州湾作为典型的综合开发型海湾,在我国沿海具有代表性和特殊性。胶州湾海洋生态系统健康对沿岸社会经济发展,特别是对青岛市的经济发展具有举足轻重的作用。在海洋开发强度日益增大、开发类型日益多样化的背景下,对胶州湾海域生态系统健康状况进行评估具有十分重要的意义。本研究对胶州湾主要生态因子进行了现场调查,对胶州湾海域环境质量现状进行了评价,并采用海洋行业标准《近岸海洋生态健康评价指南》(HY/T087-2005)对胶州湾海洋生态系统健康状况进行了综合评估。根据本研究结果不仅能够掌握胶州湾海洋生态系统健康现状,为海湾保护与开发提供基础资料,而且能够丰富海洋生态系统健康评估的研究实践,所得结果便于和相关海区进行对比研究。1.胶州湾生态因子调查于2006年8月、2006年12月、2007年4月和2007年10月分4个航次对胶州湾内7个站位的溶解氧、盐度、pH值、活性磷酸盐、无机氮以及浮游植物、浮游动物和底栖动物的时空分布特征进行了调查研究。结果表明:(1)胶州湾主要理化因子时空分布趋势胶州湾理化因子的空间分布随季节变化而显著不同。春季湾口溶解氧浓度明显高于湾内,而夏冬两季湾内溶解氧浓度明显高于湾口,秋季溶解氧浓度空间变化不明显；盐度在春、夏、秋三季均表现为湾口大于湾内,而秋季空间变化不明显；pH值在四季均表现为湾口高于湾内；而湾内活性氧磷酸盐和无机氮浓度在四季均高于湾口。胶州湾理化因子均值的季节变化趋势明显。溶解氧趋势为春季(9.51 mg/L)>冬季(9.40 mg/L)>秋季(7.67 mg/L)>夏季(6.62 mg/L)；盐度趋势为冬季(31.33)>春季(31.25)>夏季(30.74)>秋季(30.21)；pH值趋势为春秋较高(8.11),而夏冬较低(8.05)；活性磷酸盐趋势为冬季(0.0181 mg/L)>秋季(0.0168 mg/L)>夏季(0.0067 mg/L)>春季(0.0045 mg/L);无机氮趋势为秋季(0.4404 mg/L)>冬季(0.2185 mg/L)>春季(0.1756 mg/L)>夏季(0.0798 mg/L)；油类趋势为春季(0.078mg/L)>夏季(0.059 mg/L)>冬季(0.045 mg/L)>秋季(0.031 mg/L)。(2)胶州湾主要生物因子时空分布趋势胶州湾生物因子的空间分布随季节变化而显著不同。春夏两季湾内浮游植物丰度高于湾口,而秋冬两季浮游植物空间变化不显著;浮游动物密度在四季均无明显的空间分布趋势,其生物量在春、秋、冬三季空间分布趋势不明显,而夏季则表现出明显的湾口大于湾内的趋势；底栖生物密度在四季均表现为湾内大于湾口的趋势,其生物量在春、夏、秋三季表现为湾内大于湾口,而冬季空间分布趋势不明显。胶州湾浮游植物、浮游动物和底栖动物丰度与生物量的季节变化趋势明显。浮游植物平均丰度变化趋势为：夏季>春季>冬季>秋季；浮游动物平均密度变化趋势为：春季>秋季>夏季>冬季,而其生物量的变化趋势为春季最多,夏季和冬季次之,秋季最少；胶州湾底栖动物密度变化趋势为冬季>夏季>春季>秋季,而其生物量变化趋势为秋季>春季>冬季>夏季。2.胶州湾生态环境现状评价对胶州湾海域水质的四季评价表明：各类营养盐含量不高,油类污染较小,重金属污染较轻,大部分站位监测值达到国家海水水质营养盐和重金属一类标准要求,大部分站位四季油类监测值均好于国家二类以上水质标准。对胶州湾海域沉积物的秋季评价表明：除总氮外,其他均无超标现象,各类污染物含量较低,达到国家对沉积物检测的一类指标,对该海域沉积环境不存在威胁。对胶州湾秋季生物质量评价表明：生物体内有害有毒物质残留中,油类污染出现较高的污染指数和超标率,生物体内有毒残留量达到国家生物质量二类标准,应引起注意。3.胶州湾生态健康评估根据国家海洋局制定的海洋行业标准《近岸海洋生态健康评价指南》对胶州湾海洋生态系统健康进行了实例研究。评估结果如下：(1)水环境：全年平均胶州湾海域水环境健康指数为14.01,判定水环境处于健康状态。本次调查中,只有活性磷酸盐、无机氮、石油类三个指标对水体环境健康造成污染,活性磷酸盐和无机氮既是藻类生长所需的养分,也是海湾主要的陆源污染物,而石油类受事故和海上船舶航行影响较大；(2)沉积环境：调查得到的沉积环境健康指数为5.5,处于亚健康状态,影响沉积环境健康状况的指标是有机碳的含量；(3)生物残毒：生物残毒仅获得两个站位的油类数据,没有获得重金属指标。从油类在生物中的含量看,胶州湾生物残毒健康指数较低,在生物体质量方面处于亚健康状态；(4)栖息地：由于缺少沉积物粒级组成变化的数据,所以在栖息地评估中,以滨海湿地减少的面积为依据,得出栖息地健康状况为亚健康；(5)生物：胶州湾四个季节生物类健康指数从12.62到19.05,均处于不健康的状态。最好的是夏季,最差的是春季。年均生物健康指数为17.14,对照标准判定为不健康。从各个指标来看,最不健康的是鱼卵及仔鱼密度,其次为浮游植物密度。综合评估结果显示,胶州湾生态系统健康指数为51.65,生态系统处于亚健康状态。影响胶州湾生态系统健康的主要因素是沉积环境、栖息地和生物类指标,尤其以生物类指标最为严重。综合本次调查和健康评估结果,影响胶州湾生态系统健康的主要因素是沉积环境、栖息地和生物类指标,尤以生物类指标最为严重,胶州湾鱼卵和仔鱼密度过低、浮游植物密度过大是本次评估生物类指标不健康的主要原因。沉积环境出现的亚健康状态主要是因为沉积物中有机碳含量过高。由于胶州湾近年来填海造地速度过快,栖息地指标也呈现亚健康。基于上述分析,本研究建议从三个方面采取措施1)提高胶州湾近岸海域环境管理力度,严格控制污染物排海,推行清洁生产；2)规范胶州湾近岸海域资源开发管理,对渔业资源实施增殖放流行动；3)加强胶州湾海洋生态系统监测与评估,推行生态修复工程。

全文目录

摘要  5-8
Abstract  8-14
1. 引言  14-19
  1.1 问题的提出  14-15
  1.2 研究目的及意义  15-16
  1.3 研究区概况  16-18
    1.3.1 地理位置  16
    1.3.2 气候  16
    1.3.3 水文  16-17
    1.3.4 社会和经济状况  17-18
  1.4 技术路线  18-19
2. 生态系统健康综述  19-30
  2.1 生态系统健康的提出与发展  19-21
  2.2 生态系统健康的内涵  21-27
    2.2.1 国外学者观点  21-25
    2.2.2 国内学者观点  25-27
  2.3 生态系统健康的评估方法  27-30
3. 胶州湾海域生态环境现状  30-46
  3.1 调查范围及站位布设  30-31
  3.2 调查取样方法  31
    3.2.1 浮游生物取样方法  31
    3.2.2 底栖生物取样方法  31
    3.2.3 化学采样方式  31
  3.3 样品分析与数据处理  31-33
  3.4 调查结果  33-42
    3.4.1 溶解氧时空分布特征  33
    3.4.2 盐度时空分布特征  33-34
    3.4.3 pH值时空分布特征  34-35
    3.4.4 活性磷酸盐时空分布特征  35
    3.4.5 无机氮时空分布特征  35-36
    3.4.6 水环境中的油类时空分布特征  36-37
    3.4.7 浮游植物时空分布特征  37-38
    3.4.8 浮游动物时空分布特征  38-39
    3.4.9 鱼类浮游生物时空分布特征  39-40
    3.4.10 底栖动物时空分布特征  40-42
  3.5 胶州湾环境质量评价  42-46
    3.5.1 胶州湾海水污染评价  42-44
    3.5.2 胶州湾沉积物污染评价  44-45
    3.5.3 海洋生物质量污染评价  45
    3.5.4 小结  45-46
4. 胶州湾生态系统健康评估  46-61
  4.1 评估方法与评估指标体系  46-53
    4.1.1 评估方法的选择  46-53
    4.1.2 评估指标体系构建  53
  4.2 评估内容与结果  53-61
    4.2.1 水环境  53-56
    4.2.2 沉积环境  56
    4.2.3 生物残毒  56
    4.2.4 栖息地  56-57
    4.2.5 生物  57-59
    4.2.6 评估结果  59-61
5. 结果与讨论  61-67
  5.1 研究结果  61-62
  5.2 与相关研究的比较  62-63
    5.2.1 评估指标和评估方法的比较  62-63
    5.2.2 权重方法的比较  63
  5.3 存在的问题、驱动因素及对策建议  63-67
    5.3.1 胶州湾海洋生态系统健康存在的主要问题  63-64
    5.3.2 驱动因素分析  64-65
    5.3.3 对策与建议  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-70

胶州湾海域生态系统健康评估

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