河湖岸带是拦截净化氮磷等陆源污染物进入河湖水体的最后屏障,河湖岸带草本植物的稳定性影响着其对污染物的拦截净化能力,研究河湖岸带草本植物生态化学计量学及内稳性,可为河湖岸带草本植物群落恢复和构建提供基础数据.通过对中国河湖岸带草本植物地上部氮(N)、磷(P)含量及土壤或沉积物、水体进行数据收集,分析了植物氮磷化学计量学和内稳性特征及其与环境因子的关系.结果表明:青藏高原湖区草本植物具有较高的 N 含量(湿生植物:20.51 g·kg-1,水生植物:29.81 g·kg-1)和较低的P含量(湿生植物:1.39 g·kg-1,水生植物:0.99 g·kg-1),N:P>14,表现为P限制,而其他湖区草本植物具有较高的P含量(2.73 g·kg-1),N:P<14,表现为N限制.各湖区植物N、P含量及其比值在空间上具有一定差异,青藏高原湖区水生植物 N 含量最高,东北平原与山地湖区最低(P<0.05);东北平原与山地湖区湿生和水生植物 P 含量最高(P<0.05);青藏高原湖区湿生和水生植物 N:P 最高,东北平原与山地湖区最低(P<0.05).植物N、P含量及N:P受环境中P含量影响最大,其次是环境中N:P和N含量.内稳性模型表明河湖岸带草本植物属于稳态型,其中湿生植物内稳性指数HN、HP及HN:P大于水生植物,表明水生植物受环境胁迫时响应较大,水生和湿生植物对环境中N、P含量变化响应的差异表明水生和湿生植物对环境中N、P不同的保守利用策略.

近几十年来,我国近海生态环境在气候变化和高强度人类活动等多重压力下发生重大变化,以赤潮和绿潮为代表的有害藻华发生次数和规模呈快速增长态势,同时海水低氧和酸化等环境问题也日渐突出,迫切需要探明海洋生态环境灾害的发生机制和防治措施.本文首次阐明"海洋生态环境灾害"概念的内涵,并从营养物质外源输入、海洋有机质矿化分解与营养盐再生、近海水体营养盐结构异常等方面系统阐释了我国近海生态环境灾害发生的生源要素驱动机制,指出 日益增强的人类活动引发的陆源营养物质输入剧增以及生源要素入海后的复杂生物地球化学循环过程共同导致近海生态环境灾害的频发.在此基础上,结合本领域最新研究进展,提出了基于海水生源要素管理的近海生态环境健康调控思路.即基于陆海一体化战略,通过技术手段,从陆源减排、海岸带缓冲和近海治理链条式降低陆源污染物特别是无机氮的排放强度,并通过人为调控技术促进近海海水营养盐结构的正常化,从而达到降低和控制近海生态环境灾害发生的目的,改善和提升近海生态环境质量.

阿哈湖和红枫湖是云贵高原上位置相邻但沉积环境存在明显差异的两个湖泊,阿哈湖属于弱氧化至还原型沉积环境,而红枫湖属于氧化型沉积环境.为了对比不同沉积环境下湖泊体系重金属富集和迁移转化特征,本研究调查了阿哈湖和红枫湖沉积物及孔隙水中重金属的含量及剖面变化特征.结果表明:阿哈湖沉积物中Co、Ni和Zn含量较高,处于中度到重度污染水平;红枫湖仅As、Zn含量较高,其他元素基本处于无污染和轻微污染状态.两湖沉积物铁锰循环特征差异显著,与红枫湖相比,阿哈湖铁锰循环异常强烈,还原分带明显,主要是由于阿哈湖沉积物中铁、锰及硫含量以及Mn/Fe比值远高于红枫湖.据此,本文建立了阿哈湖和红枫湖沉积物早期成岩作用过程的铁锰循环概念模型.经陆源校正及相关性分析,证实铁锰循环对重金属的分布和迁移转化具有重要影响:阿哈湖沉积物中Co、Ni、Zn和As的迁移主要受Mn循环影响,Cu的迁移主要受Fe循环影响;而红枫湖沉积物中Co、Ni、Cu、Zn、Cr、As和Pb均受控于Fe的循环作用.

作为受人类活动影响显著的典型半封闭海湾,胶州湾生源要素的大气沉降研究在揭示人为污染物质排放对海湾生态系统影响方面具有典型性.从大气干/湿沉降生源要素的研究方法、通量及其影响因素、入海生态效应3个方面入手,系统总结了胶州湾生源要素大气干、湿沉降及其生态效应的研究进展:1)与国内外有关海湾、河口和边缘海相比,胶州湾大气干、湿沉降氮的浓度和通量都较高,溶解无机氮(DIN)是其主要组分,溶解有机氮(DON)占总溶解态氮(TDN)含量的22％～31％,而P和Si的浓度和沉降通量都很低.2)(NO3--N+NO2--N)的大气沉降量比陆源输入量略高,而NH4 +-N、PO43--P以及SiO32--Si的大气沉降量所占比例很低.3)大气总悬浮颗粒物(TSP)浓度、排放源强度、降水量以及气象条件是影响胶州湾大气沉降生源要素的主要因素.4)大气沉降的生源要素可促进胶州湾初级生产力的提高和改变表层海水的营养盐结构,进而导致浮游植物群落结构的改变和优势种由硅藻向甲藻的演替,从而对胶州湾生态系统产生重要影响.对今后的研究提出建议:1)建设胶州湾大气干/湿沉降监测网;2)精确量化不同形态和粒径生源要素颗粒的干沉降速率;3)量化大气沉降生源要素入海的生态效应,并深入剖析其生物地球化学机制;4)甄别大气沉降生源要素通过间接方式入海的机制、通量及影响因素.深入研究胶州湾生源要素的大气沉降,对阐明人类活动对海湾生态系统的影响有积极意义,也有助于加深对陆架边缘海生源要素生物地球化学循环过程的理解.

海洋生态损害补偿是在海洋生态损害赔偿和生态保护补偿制度建立的基础下,提出的一种针对受损海洋生态环境的补偿制度,以实现海洋开发利用过程中海洋生态环境的有偿使用.从与已建立的相关制度联系的视角对海洋生态损害补偿内涵进行解读,并在此基础上对补偿主体、补偿标准、补偿方式、补偿保障措施等海洋生态损害补偿关键环节的研究进展进行综述分析.表明:目前海洋生态损害补偿研究主要集中在工程性的海洋生态损害补偿,对陆源污染带来的海洋生态损害补偿研究甚少;海洋生态损害涉及相关利益者复杂,“人-人-海”的补偿关系链条尚未完全形成;补偿标准核算仍是研究的难点,目前研究方法主要集中在海洋生态损害评估,但在一定程度上,海洋生态损害补偿标准是损害评估体系与补偿体系的综合结果;目前主要有经济、资源、生境3种海洋生态损害补偿方式,补偿方式的选取主要受技术可行性和经济效率的影响;补偿的有效落实还需要有配套制度和监管体系作为实施保障.综上所述,海洋生态损害补偿是个复杂的过程,其制度的建立和发展涉及海洋生态损害评价、补偿关键要素、补偿保障条件、补偿可持续性发展等各方面内容,缺一不可.

以土地利用为主的陆域开发活动能改变近海环境质量,并影响和改变原有海岸带生态系统服务功能的供给模式,对海岸带生态安全产生一定的负面影响.目前在海岸带生态系统研究领域较多采用陆地生态系统研究模式,未能真正体现海岸带作为海陆结合的独立的环境体系的特点,并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释.本研究基于海岸带生态系统服务的空间异质性和流动性特点,以“土地利用变化(LUCC)-生态系统服务(ES)-生态系统安全”为研究主线,构建海岸带生态安全评价模型,探讨以土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律.从模型的评价结果上看,作为生态安全系统中主要压力表征的胶州湾陆域土地利用变化,与相应海域内的生态系统服务状况和生态安全状态呈现出一定的相关性和趋势性.随着环胶州湾地区城市化进程中大量用地流转为城乡建设用地,胶州湾中相应海域的生态系统服务状态下降,进而带来该海域生态安全状态恶化.本文所提出的基于压力-状态-响应(PSR)框架的海陆结合的生态安全评价模型,以探讨陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响及其时空变异规律为目的,可以克服目前研究中只关注陆域部分而忽视陆域活动与海域部分之间的联系和相互影响的缺陷,对海岸带生态安全评价研究具有一定的改进作用.

气候变化、富营养化、生境破碎等是全球普遍面临的生态问题,科学评估生态系统外部压力及其弹性力,对生态系统管理和生态修复具有重要的指导意义.使用空间主成分分析(SPCA)和层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合地理信息系统软件,对长江口海域生态环境脆弱性进行综合评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱性分为5级:微度脆弱(＜0.5)、轻度脆弱(0.5-0.8)、中度脆弱(0.8-1.0)、重度脆弱(1.0-1.2)、极度脆弱(1.2-1.5).结果 表明:空间尺度上,长江口口门内生态环境脆弱度最高,生态环境脆弱度从口门内向口门外呈显著的降低趋势,近五年,口门内极度脆弱区空间分布南移;评估区域内,约2000 km2的极度脆弱区发生了转变,极度脆弱区、重度脆弱区面积占比分别下降了7％和5％,长江口海域生态环境脆弱性明显好转.总体上,近年来大量陆源污染物输入以及生态系统结构变化,是导致长江口生态环境脆弱度较高的重要因素.

为探究宁波东钱湖表层水体中异养细菌丰度的时空分布特征及其环境影响因素对可溶性有机质转化的影响,实验采用主成分分析及多元逐步回归分析方法研究了三者之间的关系,结果表明:调查期间东钱湖表层水体中异养细菌丰度的季节分布特征为夏季＞春季＞冬季,支流汇入口、码头或水上乐园区域水体中异养细菌丰度较高,近岸人类活动带来的陆源污染是造成此分布特征的主要原因;多元统计分析结果表明ST、DO、COD、Chla、DOM是制约宁波东钱湖表层水体中异养细菌分布的主要环境因素,且ST、Chla、COD、DOM中的类芳香族蛋白质Ⅰ及类溶解性微生物代谢产物Ⅳ与异养细菌丰度呈显著正相关(p＜0.05),DO与异养细菌丰度呈极显著负相关(p＜0.01);异养细菌等微生物的代谢转化活动和陆源输入共同决定DOM的来源和转化,但异养细菌对DOM具体的驱动转化机制有待于进一步的研究.

对近15年(2004-2018年)长江口海域海洋生物变化趋势进行分析,评价海洋生物健康状况,并对陆源污染物排放与海洋生物变化进行相关性分析.结果表明,(1)长江口海域海洋生物群落结构组成发生了一定变化,与20世纪90年代末相比,浮游植物种类数有所减少,浮游动物、底栖生物种类数有所增加.浮游植物以硅藻为主,但甲藻占比有所增加,2010年以来硅藻、甲藻群落结构进入新的平衡状态;浮游动物以节肢动物为主,主要类群桡足类占比有所下降;底栖生物种类数明显升高.(2)生物多样性总体水平一般,浮游植物多样性指数总体较低,第一优势种的优势度较高;浮游动物多样性指数和丰富度指数多年呈现下降趋势;底栖生物多样性水平一般,优势种渐趋单一.(3)海洋生物总体处于"不健康"状态,主要影响指标为浮游植物密度偏高,浮游动物密度偏低、生物量偏高,底栖动物密度偏高、生物量偏低.生态系统变化与陆源主要污染物排放、营养结构变化及水体富营养化均具有一定的相关性,其中无机氮(DIN)、石油类入海通量与生物健康指数呈显著负相关关系(P＜0.05),无机磷(DIP)与底栖生物生物量呈显著负相关关系.N/P与浮游植物丰度呈显著负相关,但与浮游植物均匀度和多样性指数呈显著正相关;Si/N与浮游植物多样性指数呈显著负相关.海域严重富营养化面积比例与硅藻甲藻种类数比值呈显著正相关关系.

鱼类和大型底栖生物等礁栖生物是珊瑚礁生态系统的重要组成部分,其群落信息是全面评价珊瑚礁生态系统健康状况的必要基础数据.基于录像样带法,分析了2018年12月底海南省三亚市亚龙湾珊瑚礁区17个站位礁栖鱼类和大型底栖生物的群落结构、数量分布及相似性,揭示了其中的生态警示,并提出相应的监管建议,旨在保护和恢复亚龙湾的珊瑚礁.结果表明:亚龙湾西岸及东排、西排共发现鱼类8科21属35种,以雀鲷科、隆头鱼科为主,平均密度为0.20尾?n-2,金尾雀鲷、斑棘眶锯雀鲷和细鳞光鳃鱼为优势种;最近15年来,亚龙湾的鱼类资源持续衰退,目前已近于枯竭.另一方面,调查区的大型底栖生物以软珊瑚、大型底栖藻类、海百合和海胆为主,各类群的数量分布有所不同;造礁珊瑚的敌害生物小核果螺和长棘海星密度皆很低,目前尚不会对珊瑚礁构成威胁;整体而言,大型礁栖生物群落在亚龙湾西岸与东排、西排有较大的差异,间接反映出岛礁与岸礁环境存在差别,不过亚龙湾西岸湾口段的环境条件可能更接近岛礁;由于部分海区大型底栖藻类较多及可能存在的富营养化趋势,维持金尾雀鲷或其他植食性鱼类与藻类规模两者间的平衡,对恢复和保持亚龙湾珊瑚礁生态系统的健康尤为重要;同时,管控来自青梅河等的陆源污染,也是控制亚龙湾大型海藻增殖的关键;相比于海参,海百合对大型底栖藻类的依赖程度较低.调查区造礁珊瑚覆盖率与礁栖生物数量之间没有显著相关,可能与亚龙湾珊瑚礁退化严重及现存的种类以团块状造礁珊瑚为主,其构建的珊瑚礁生境空间异质性相对较低有关.为更好地保护亚龙湾的珊瑚礁,建议关注亚龙湾的水质,加强对捕鱼、潜水观光等旅游活动的监督管理,特别是应该立即实施长时间的渔业禁捕来恢复亚龙湾的渔业资源,并定期监控关键种群的数量变动.