基于生态系统的海湾综合管理框架及调控策略

海湾是相对独立、完整的生态系统,具有优越的区位和资源优势,面临巨大的开发利用需求,开发与保护问题突出。基于生态系统的综合管理（ecosystem-based management,EBM）是当前国际资源与环境综合管理的主流范式,为解决生态环境危机提供了理论和方法支持。文章在分析海湾生态系统特征和面临的生态环境问题的基础上,根据EBM相关理论和实践,提出基于生态系统的海湾综合管理应该遵循的原则、目标、综合管理框架,以及开展陆海统筹的流域-海湾空间规划,开展基于陆域土地利用的流域-海湾污染物控制,维护海湾水动力条件和保护关键生境,开展流域-海岸-海湾尺度的生态修复,建立海湾综合管理体制机制等具体调控策略,以期为我国海湾综合开发与保护提供参考。     

狭窄海湾潮交换的分段模式Ⅱ.在象山港的应用

作者前文所建立的狭窄海湾潮交换的分段模式的合理性由矩形海湾数值计算结果得到验证，并被应用于象山港海湾更新周期估算。     

2010—2020年中国沿海主要海湾形态变化特征

为揭示近期中国沿海主要海湾形态的变化特征,基于Landsat影像提取2010年、2015年和2020年中国沿海主要海湾的空间信息,以海湾岸线类型结构、岸线开发利用程度、海湾面积、海湾形状和平面重心位移作为评价指标,分析2010—2020年中国沿海主要海湾的形态变化特征。结果表明：（1）近10年间中国沿海主要海湾岸线长度及结构变化显著,自然岸线长度和保有率下降;（2）海湾岸线开发利用程度上升,但上升速度开始放缓,大多数海湾属于中等开发程度;（3）海湾面积持续萎缩,但萎缩速度放缓,渤海海区海湾的面积萎缩幅度最大且速度最快;（4）海湾形状的变化趋势存在南北差异,北方趋于复杂,南方趋于简单,总体则趋于简单;（5）海湾平面重心在2015年后趋于稳定,位移距离减小,位移速度放缓。总的来说,海湾形态变化的主导因素是以围填海为主的人类活动,国家层面近年来实施的围填海管控政策和措施已在海湾形态变化方面初步显现成效。研究认为,应对中国沿海的海湾进行基本功能定位和划分,实施精细化分类管理,促进海湾区域“三生空间”布局优化。     

我国海湾海域使用的基本状况

以海域使用现状调查省级成果数据为基础,通过对海湾海域使用现状分析,阐述我国海湾海域空间资源开发与利用状况,及开发过程中出现的诸如海湾面积减少、生态环境恶化、海湾资源大量减少等主要问题,并提出一些解决问题的建议,以期为海域使用管理提供借鉴。     

以人为本，共建“人海和谐”美丽海湾

本文在《“十四五”海洋生态环境保护规划》背景下,聚焦美丽海湾建设,在“水清滩净、鱼鸥翔集、人海和谐”的美丽海湾建设目标的基础上,围绕全国首批美丽海湾优秀案例征集结果,总结青岛灵山湾、秦皇岛湾北戴河段、大连金石滩湾三个美丽海湾案例的经验做法,提出美丽海湾建设的重要诉求为“人海和谐”,美丽海湾建设应着重考虑公众的关注、诉求和满意度,为美丽海湾建设指标体系构建提供参考。     

海湾型城市定位对湛江城市发展的影响分析

论文通过空间分析,指出了湛江(城市范围)所具有的典型海湾特性及其基本的空间结构特征,认为湛江城市发展与湛江湾的存在密不可分,而湛江湾的存在又与湛江群岛的关系极为密切,湛江海湾城市最大的特点就是先有岛,再有湾,后有港和城,把湛江定位为海湾型城市符合湛江城市发展的自然本底性质。文章重点就此定位对湛江城市发展可能造成的影响进行了分析,认为,海湾型城市定位可以提高湛江海湾资源的禀赋,有效促进湛江城市的一体化统筹发展。同时,有助于在湛江工业大发展时期到来之际,加强海湾生态环境的保护。最后就如何建设湛江海湾城市提出了一点框架性的思考。     

海湾资源开发的累积生态效应研究

通过相关性分析,筛选了地形地貌环境、水动力环境、水质和沉积质量环境、生物生态环境、景观环境等方面的累积效应以及对灾害的潜在诱发效应共六大类作为海湾资源开发累积生态效应的指示因子;然后以厦门海湾为例对各指示因子的累积效应深入分析;最后应用灰色评估模型对海湾常见资源开发类型的累积生态影响效应进行赋值评估。结果表明,六大类指示因子在时间和空间尺度上的累积效应与海湾资源的开发利用强度呈正相关关系;海湾资源开发利用的累积生态效应,在一定程度上改变了海湾资源与环境体系的结构,生物多样性降低,景观破碎,影响了自然海湾生态系统的生产力和生态服务功能,最终将影响沿海可持续发展能力。建议开发利用强度较大的海湾,借鉴生态城市的规划建设理念,布局合理的生态源、生态嵌块、生态廊道,防止资源开发利用不断加大而导致海域生态沙漠的出现。     

溢油事故造成的海湾生态系统服务损失的货币化评估

海湾是人类活动的密集地带,它以其特有的生态系统为人类的生产和生活提供了物质和精神方面的多种服务。从海湾生态系统服务的分类入手,在分析溢油事故可能给海湾生态系统的供给、调节、文化和支持服务带来的各种负面影响的基础上,运用市场价值法、替代市场法、调查评价法和成果参照法,构建了海湾生态系统服务（子服务）损失货币化评估的相应计量模型。     

中国主要河口海湾富营养化特征及差异分析

针对我国65个沿海河口海湾,基于自然地理数据及2007~2012年水质监测数据,采用箱须图法、聚类分析、相关性分析和主成分分析等方法,探讨河口海湾间富营养化特征、差异性及主要原因.结果表明,大型河口海湾的富营养化状态指标值相对较高,但河口海湾间富营养化响应指标值存在一定差异.DIN、PO₄^3--P和COD是河口海湾富营养化特征的第1主成分,DO和Chl-a是第2主成分,盐度、水深、潮差和面积等是第3主成分,河口海湾水体Chl-a浓度与TN入海量(P<0.01)、DIN(P<0.01)、PO₄^3--P(P<0.05)、流量(P<0.01)、温度(P<0.05)呈显著性正相关,同时与潮差(P<0.05)和盐度(P<0.01)和DO(P<0.01)呈显著性负相关.表明营养盐入海量增多是引起河口海湾一系列富营养化症状的主要因素,但河口海湾自然属性会调节其富营养化状态,造成系统间响应特征的差异.潮差小于2.5m的河口海湾,其营养盐转化效率明显高于潮差大于2.5m的河口海湾.说明河口海湾潮差可通过改变水体滞留时间、垂直混合和光照条件等,调节浮游植物生物量对营养盐的敏感性.此外,与外海的水体交换,海洋生物的捕食,及其他形态营养盐的供给等作用,也会影响河口海湾水体Chl-a的水平.人类活动带来的营养盐输入,以及河口海湾特有的自然属性,共同决定了其富营养化特征的差异和程度.     

基于PVS的海湾开发利用程度评价——以大亚湾为例

海湾作为海岸带的重要区域,具有优越的自然资源条件、良好的地理位置和环境条件,正因如此,海湾承受了人类高强度的开发利用活动。海湾开发利用程度的研究对海湾资源的保护及后续的开发利用具有重要意义。论文基于海湾空间结构和海陆相互作用复杂性的特点,提出了顾及海湾脆弱性的PVS(压力-脆弱性-状态)概念框架来构建海湾开发强度的指标体系,对整个海湾的开发利用程度进行综合评价。其过程如下：首先,对压力、脆弱性、状态3个系统层次的近岸陆域、潮间带滩涂和近岸海域的指标要素进行粗选;再利用遥感影像、实测、统计和文献资料等多源数据,通过经验模型或数学模型对各个指标进行量化/半定量化处理;然后利用特尔斐法对指标进行进一步的筛选,确定最终的指标体系;再利用灰色关联分析,确定各个指标的权重大小顺序,并结合专家打分法确定各指标的权重。最后,利用海湾开发利用程度评价的指数模型对大亚湾20世纪80年代和2004年的开发利用程度进行评价。结果表明：近20年来,大亚湾的开发利用程度已由过去的中等开发,演变为目前的强开发。文章最后对变化的原因进行了分析,并给出了政策建议。     

基于三维水动力水质数值模型的象山港排污策略研究

本文以象山港（半封闭港湾）为研究对象,采用Delft 3D软件建立三维水动力数值模型,对其潮位、潮流、温度、盐度的时空变化进行验证分析,计算结果与实测结果基本吻合,表明该模型能够较好地模拟象山港海域的水动力特征。为进一步研究象山港内污染物的迁移转化过程,在上述水动力模型的基础上构建三维水质模型,水质模拟结果与实测数据吻合良好,可以反映水质的变化趋势。利用验证后的水质模型,针对排污口的落潮排放、排放量减少和排污口整合3种排污策略进行模拟计算,分析排污口对象山港水质变量的影响程度。模拟结果表明,象山港水质环境受排污口影响明显,3种排污策略均可以直接降低港内DIN浓度,但不同的工况表现出不同的影响特征。     

厦门海域水体悬浮物遥感反演算法研究

通过现场实测厦门海域水体遥感反射率及水体悬浮物浓度,分析了该海域水体的遥感反射光谱特征,选取了特征波段及组合建立了该海域水体悬浮物浓度反演模型。本文经过对比分析水体中呈悬浮态的总颗粒物质量浓度的不同反演方法,最后得出悬浮颗粒物在近红外波段的反射曲线的反射率高值和低值围成的区域面积可较好的反演研究区域的悬浮颗粒物浓度,其统计回归模型的决定系数是0.66,该反演算法的RMSE是10.25mg/L,相对误差是7.79mg/L。     

基于数值模拟的海湾环境容量价值损失的预测评估 ——以厦门同安湾围填海为例

基于海湾环境容量价值影响因素的分析,采用环境经济学的影子工程法,结合水动力数值模型及其与污染物扩散的耦合模型,建立了围填海导致的海湾环境容量价值损失的预测评估模型和方法,并以厦门同安湾为例,对同安湾4个围填海规划方案可能造成的环境容量价值的损失进行了预测评估.结果表明,方案1~方案4围填海面积依次为1.98,7.73,9.38,19.24km2,围填海造成的环境容量的损失依次为12281.3,48418.6,60706.6,132800.1万元/a,单位面积的损失依次为62.03,62.64,64.72,69.02元/(m2×a).围填海活动带来的环境成本不容忽视.基于评估结果,针对厦门围填海的现状提出了相关的政策建议.     

桑沟湾溶解态铁的分布、季节变化及影响因素

采用催化动力学分光光度法对2011年4月、8月、10月和2012年1月桑沟湾溶解态铁（dissolved iron,DFe）的含量进行了测定。结果表明,桑沟湾4个季节DFe的平均值分别为3.8 ±0.7 nmol/L、3.3 ±1.8 nmol/L、2.6 ±1.0 nmol/L、1.8 ±0.6 nmol/L,存在明显的季节变化（t-test,p < 0.05,n=19）。桑沟湾DFe的平面分布主要呈现出河口和近岸浓度较高,随离岸距离的增加浓度逐渐降低的变化趋势。通过对桑沟湾周边河流、地下水DFe含量的分析及箱式模型的计算,结果表明桑沟湾海域DFe的主要来源包括河流、地下水的输入和大气沉降等;而其主要的汇为向黄海的输出以及养殖生物的吸收利用。DFe在桑沟湾的存留时间与大洋相比明显降低,可能与特殊的水文环境与养殖生物的吸收利用有关。     

普兰店湾水体交换数值模拟研究

采用不规则三角网格和有限体积方法,建立普兰店湾附近海域的潮流数值模型,在验证良好的潮流数学模型的基础上,以溶解态的保守物质作为示踪剂,对普兰店湾水交换状况进行了数值模拟,将普兰店湾划分成6个区域,针对各区域进行了水交换能力研究。结果表明:普兰店湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,水体交换能力平面分布不均匀。在普兰店湾的6个子区域中与湾外的水交换速度最快的为A区（湾口处）,连续潮作用10 d后,水体交换率达到45%。水交换速度最慢的为F区,100 d后水体交换速率为14%。普兰店湾内水交换控制机制的区域性差异使得湾内不同区域水交换率相差较大。     

考虑悬浮物吸附沉降作用的海湾放射性核素迁移数值模拟

首次建立了考虑悬浮物对放射性核素的吸附沉陷影响的海湾放射性核素迁移数值模型，并对模型进行了检验，对所建模型和先前不考虑悬浮物吸附沉陷影响的放射性核素迁移模型进行了模拟对比分析，充分体现了考虑悬浮物对核索迁移影响进去的必要性。应用本模型对大亚湾核电站诽出的放射性污染物137Cs在大鹏澳内的迁移分布状况进行了模拟分析，其模拟结果与实测结果吻合良好，表明了本模型的可靠性，可为放射性污染源对海湾环境影响评价提供科学依据。     

海岸热边界层熏烟模式的应用研究

在海风和陆地热边界层条件下，水陆边界处高架点源可能发生熏烟污染，通常可以应用熏烟扩散模式进行模拟。但是，常用熏烟模式中假设烟流进入边界层内后立即在垂直方向均匀分布，导致算出不合理的高浓度区。假设烟流进入边界层后．主要受到因为大气稳定度变化扩散条件因此变化的影响，改进了计算公式。把原有模式和改进模式分别应用于某滨海区的一个电厂高架点源，结果表明，改进后模式的计算结果更加合理。因此建议类似工作采用改进后的模式。     

基于可拓分析与组合赋权法的乐清湾生态系统健康评价

借助GIS和RS技术,结合数字影像数据、社会经济数据和环境监测数据,运用PSR模型分别从陆源压力、环境状态和生物响应3个方面选取18项指标构建乐清湾海湾生态系统健康评价综合指标体系,并利用可拓分析和组合赋权法对乐清湾生态系统健康现状进行综合评价.研究结果表明:春季和夏季乐清湾全湾生态系统健康水平分别呈极差和中等状态,夏季优于春季,整体生态系统健康状况不容乐观.春季乐清湾生态系统健康水平内湾、中湾和外湾分别为极差、优秀和极差,并在空间上呈现出中湾最好,内湾次之,外湾最差的趋势;夏季乐清湾生态系统健康水平内湾、中湾和外湾分别为中等、优秀和中等,健康水平明显优于春季,并在空间上呈现出中湾优于外湾,内湾最差的趋势.人口密度、单位面积COD排放量、自然岸线保持率、有机污染指数、营养水平指数、底栖生物多样性指数和春季初级生产力是制约乐清湾生态系统健康的主要因素.为了改善乐清湾生态系统健康,应加强土地利用监督管理,控制海水养殖强度,提高生活污水处理率,建立湿地自然保护区,同时发展海洋观光旅游等绿色产业.     

象山港潮余流结构及水体半交换时间数值研究

基于三维FVCOM模型研究了象山港的潮流场特征,同时耦合Lagrange粒子追踪法及保守污染物输运模型,研究了湾内余环流结构、粒子长期迁移轨迹和湾内水交换特征等。结果表明:象山港海域为非正规的半日浅海潮,其中M2为其主要分潮;潮致余环流的特征明显,湾外分为两支,一支自牛鼻山水道东岸流入,绕六横岛经佛渡水道南部流出;第二支由佛渡水道进入湾内,并在口门内偏转再经牛鼻山水道西侧流出,其部分水体在牛鼻山水道中部与第一支汇合;西沪港以西峡湾内的余流基本指向湾口,西沪港内余流则指向口门;考虑湾内水体与湾外整体交换时,西沪港的污染物半交换时间在90 d左右,黄墩港和铁港内半交换时间在180 d左右,两支余流作用范围内的湾口半交换时间在20 d以内。