南海北部大陆架海洋生态系统Ecopath模型的应用与分析

过度捕捞和环境恶化导致渔业资源和海洋生态系统逆向发展。采用EwE5.1软件,对南海北部大陆架建立Ecopath(生态通道模型)模型。通过各级流量、生物量、生产量、捕捞量、系统总流量以及生态位和混和营养效应等方面的分析,得出营养流通主要有2种途径,肉食鱼类间饵料竞争非常激烈,低值鱼类间具相似的捕食压力,顶级捕食者对大部分鱼类负效应不明显。系统受过度捕捞渔业影响很大,并存在营养级I利用效率低和渔业资源小型化、低值化等不稳定的幼态特征。

南海北部大陆架海洋生态系统演变的Ecopath模型比较分析

过度捕捞和环境恶化导致渔业资源和海洋生态系统逆向发展。采用EwE5．1（Ecopath with Ecosim）软件，对南海北部大陆架分别建立20世纪80年代末期（1989～1992年）、20世纪90年代末期（1997～2000年）和21世纪初期三个代表时间段的Ecopath（生态通道模型）模型。通过三阶段的流量、生物量、生产量、捕捞量、系统总流量、总循环流量以及Finn’s循环指数和Finn’s平均路径长度等方面的比较分析，得出近20a的过度捕捞导致系统与渔业资源逐渐“退化”。20世纪90年代末期休渔政策对此有一些缓和作用，但总趋势不变。

南海北部大陆架海洋生态系统Ecosim模型的动态模拟

为了确定最佳的渔业政策,采用EwE 5.1软件,对南海北部大陆架海洋生态系统构建了1987-1998年Ecosim(时间动态)模型。Ecosim模型包含了32个功能组,初始参数来源于20世纪80年代末期静态平衡的Ecopath模型。通过营养关系,分析了渔业捕捞对主要经济鱼类的动态影响。结果显示1998年系统总输出、总生物量都有不同程度的增加,而总捕捞量则有所降低;强化的捕捞压力导致了低值小型鱼类被捕食压力的间接缓解,大中型高价值鱼类的生物量发生明显下降;说明了生态系统呈现出逆向发育的主要原因在于过度捕捞所产生的从上而下(top-down)的控制作用。

建立南中国海生态保护多边合作机制之思考

南中国海生态系统的重要性和衰退程度,已使得建立南中国海生态保护多边合作机制成为当务之急。相关国际法义务、国际关系理论和南中国海局势的最新进展让我们有理由相信:可以冲破主权争端的阻碍,建立南中国海生态保护多边合作机制。制定内容明确、具体、操作性强、具有法律拘束力的区域性公约是建立该机制的有效途径。该公约应对主权效力具有零影响力,通过设立以规则为基础的保护措施和合作机制,达到维护南海生态系统可持续发展、增进南海国家间的互信与合作的目的。该公约应适用于整个南中国海,包括争议海域和非争议海域,以缔约国大会作为该合作机制的决策机构,将促进海洋科学研究合作列为重要内容,以建立"南海海洋保护区名单"和"南海濒危物种名单"为主要保护措施。

南海诸岛的土壤及其生态系统特征

首先阐述中国在20世纪30年代、70年代和90年代研究南海诸岛土壤的历程，进而从土壤形成、土壤特性、鸟粪磷矿和土壤分布论述南海诸岛土壤的特点，指出此种土壤为富磷高钙的砂性土壤，其形成年龄为1000-2000a，认为在赤道热带气候和珊瑚、贝壳砂母质条件下，在海鸟、植物及其作用下形成的土壤，构造了一个独特的、富磷土壤生态系统。为了保持这个生态系统的稳定性，应特别注意保护好作为这个生态系统的纽带——土壤。文章提出了相应的措施。

南海MPAs区域网络构建:现实需求、法律基础和路径选择

南海MPAs区域网络构建是实现对南海大型海洋生态系统整体养护的必要手段。目前,一些全球性公约、现有南海区域环境合作以及南海各国国内有关MPAs的立法和实践已经为南海MPAs区域网络的构建奠定了相应的法律基础。利用专门性国际公约中的划区管理工具、制定区域环境保护合作协定或通过沿海国国内MPAs立法协同是南海MPAs区域网络构建的三条潜在路径。其中,通过软法设定南海区域共同生态养护目标,并在这一目标下协调各国MPAs行动来构建事实上的南海MPAs区域网络是目前最为现实可行的选择。

南沙珊瑚礁生态系中元素的垂直转移途径

于1993年和1994年用沉积物捕捉器采集南沙永暑礁和诸碧礁内的沉降颗粒物，用中干活化法分析兀素的含量并计算通量，通过对生源要素的统计相关分析、垂直沉降颗粒物中的元素比、非生源要素在泻湖中的停留时间的探讨，研究了南沙珊瑚礁生态系中元素的垂直转移途径。结果表明，在南沙珊瑚礁泻湖中元素的停留时间较海水中短，元素的循环速率高，且尤以与生物作用有关的元素为甚；颗粒物中非生源要素的垂直转移主要是通过生物过程完成的，其转移量可达80％以上，表明珊瑚礁生态系中非生源元素与生源元素有相似的垂直转移机制。

南海典型珊瑚礁生态系统健康评价方法研究

本研究基于系统复杂性原理,提出了南海典型珊瑚礁生态系统健康评价方法--组织力及系统功能评价法。该方法的评价框架包括珊瑚礁生态系统结构及功能、珊瑚礁生态系统与其他海洋生态系统间关系、与人类社会生态系统间关系、珊瑚礁生态系统发展制约因素等四大模块;评价指标体系分为目标层、准则层、因素层、要素层等6个层级共计67个指标。同时,本研究系统地提出了珊瑚礁生态系统健康评价的流程,提高了珊瑚礁健康评价工作的规范性和时效性。应用组织力及系统功能评价法对2011-2018年西沙群岛珊瑚礁生态系统进行了健康评价,结果显示自2011年起健康指数年均下降2.3%~2.4%,除2012年、2015年健康指数稍有回升外,其余年份均呈下降走势,整体评价为亚健康状态。根据七连屿周边岛屿的实地考察和居民生活问卷调查结果,2006-2008年的渔业发展、2012年的海星泛滥和2014-2015年的岛礁建设均对珊瑚礁生态系统造成了较大影响,使10年内渔业产量下降了50%~80%。这与应用组织力及系统功能评价法的评价结果相吻合,侧面验证了该评价方法的科学性和可行性。

南海东部大气湿沉降中无机氮的研究

通过分析2000至2014年菲律宾马尼拉（Manila）和洛斯巴诺斯（Los Banos）大气湿沉降资料,初步探讨近15年湿沉降中无机氮含量特征以及对南海东部海域水生生态系统的影响。结果显示,湿沉降中NO3^-N和NH4^＋-N的浓度均为旱季高雨季低;NO3^-N浓度在近15年虽有波动,但并无明显变化趋势;而洛斯巴诺斯区域的NH4^＋-N浓度自2009后稍有波动上升。NO3^-N和NH4^＋-N的沉降通量与浓度相反,表现为雨季高而旱季低,年际上总体表现为NH4^＋-N的沉降通量大于NO3^-N,马尼拉无机氮的沉降通量大于洛斯巴诺斯,并且在2003年之后,马尼拉和洛斯巴诺斯NH4^＋-N的沉降通量均呈明显上升趋势,菲律宾经济的快速增长及人类活动是主导其上升的主要因素。马尼拉和洛斯巴诺斯湿沉降中NO3^-N/NH4^＋-N值分别为0.33和0.41,该比值和无机氮浓度与南海东部各海区表层海水的值有明显的差别,因此降水可能改变该海域表层水体无机氮的组成结构,进而影响水体中浮游植物的生长及其群落结构。

南海北部海洋生态模型的参数分析及遗传算法优化

海洋生态系统动力学模型是研究海洋生态环境的重要手段。随着模型的发展,生态参数取值不确定性增加,对模型结果的影响逐渐增大,因此模型参数优化显得尤为重要。本研究在南海北部应用一维物理?生态耦合模型,通过对模型生态参数进行敏感性分析,获取关键生态参数,利用遗传算法对参数进行优化。结果表明,模型中的敏感参数主要集中于浮游植物生长和浮游动物生长、摄食和死亡以及碎屑沉降等过程。针对以上参数利用遗传算法优化,发现仅加入表层卫星数据,模型表层和垂向模拟误差分别降低27.80%和21.40%;加入垂向观测数据,表层和垂向模拟误差分别降低14.90%和32.70%。遗传算法应用于海洋生态模型的关键参数优化研究,所获取的参数对模型有明显的改善效果,提高了耦合模型对生态系统的模拟精度,为参数优化在三维模型中的应用提供了依据。

中国特色海洋生态系统的特征与保护利用

2019年,习近平总书记提出了“海洋命运共同体”理念。海洋环流、洋中脊及其熔岩热流是“海洋命运共同体”的动力系统,海洋环流与物质能量循环构筑了全球海洋连通性的本质,洋中脊及其熔岩热流构成了全球海底连通性的基础,中国海域的环流系统与边缘海的海底系统支撑了中国海洋极其复杂的生物栖息地。珊瑚岛礁和冷泉是中国海洋最具特色的生态系统,开展远海珊瑚岛礁与深海冷泉的研究、保护和利用是经略海洋的关键。南海位于全球三大海洋生物多样性中心之一的印—太交汇区“珊瑚金三角”的西北部,分布着大量的珊瑚岛礁,其珊瑚岛礁生态系统具有全球代表性、区域代表性、科学代表性和战略意义。冷泉系统广泛分布在南海陆架、陆坡及岛礁根部的海域,主要集中在海洋可燃冰的富集区、海底甲烷收支“源—汇”的关键地带,以及海洋生物化能合成作用的活跃区域。冷泉生态系统研究装置主要由海底实验室、保真模拟系统和保障母船等构成,是研究冷泉区甲烷“源—汇”和海洋生物化能合成作用的利器。充分利用珊瑚岛礁与冷泉生态系统的特性与资源优势,发展以岛礁为基点的海洋可再生能源、海洋牧场、休闲旅游等海洋生态产业和冷泉碳汇产业,必将构建我国科学高效的海洋经济发展新格局。

海洋外来物种入侵对南海生态系统的影响及防控对策

外来海洋物种入侵已成为继海洋栖息地破坏之后世界海洋生态环境面临的第二个重大威胁。为了全面了解我国南海外来物种的状况,本文阐述了南海主要外来物种的生物学和生态学特征及其对生态系统的影响,并提出相应的防控对策。结果表明:(1)在我国南海最主要分布和已经报道的外来物种共有35种,多为无意引进。其中,海洋外来藻类最多,为16种,占总种类数的45.7%;其次是海洋污损动物,为11种,占31.4%;外来微生物,为5种,占14.3%;潮间带滩涂植物主要有3种,占8.6%。(2)外来入侵物种主要通过4个方面危害海洋生态系统:弱化海洋生态系统群落结构,降低其物种多样性;改变海洋生态系统遗传多样性,降低其遗传变异性;影响海洋生态系统稳定性,造成外源病害肆虐;加剧海洋生态灾害。本文对南海不同种类外来物种生物学特征分析可为南海外来物种入侵的进一步研究提供基础资料,防控对策的提出可为管理部门制定海洋外来物种入侵管理策略提供参考,以期更好地保护南海海洋生态系统。

文本、经验与构造:南海渔业资源合作养护与管理

考虑到生态系统的自然法则属性,以及国家与人类共同利益的和谐统一,周边国家不应一直固守传统国际法所依赖的以"国家为中心"的威斯特伐利亚体系。但囿于条约的模糊性,主体加入的选择性,调整对象的广泛性,实施机制的羸弱性,包括《联合国海洋法公约》在内的现有国际立法和区域合作文件并不能真实、充分回应南海海域所面临的渔业资源枯竭和生态环境恶化的风险。而现有渔业合作模式也并非为南海区域的最佳选择。基于大海洋生态系统的《南海渔业协定》,融合了中国的主导性,区域的特定性,主体的多边性以及协定的约束性,通过秉承"共商共建共享"的全球治理理念和务实开放的姿态来探索区域合作。

南海深海塑料垃圾污染

渔业捕捞及商业航运活动的塑料排放是南海深海塑料污染的主要来源。南海深海微塑料污染始于20世纪80年代,具有明显陆源输入的特征,陆架近岸区域微塑料污染严重。陆坡深海峡谷是塑料/微塑料向深海盆地输运的主要通道,近底浊流在输运中发挥了重要作用。综述了南海海底塑料垃圾深潜研究的最新进展,首次提出了深海塑料垃圾生态系统的概念。