河口生态学

资料一：中国沿海有1500多条江河入海。在河口水域，径流、潮流、风浪共存，水流、泥沙运动具有很强的非恒定性，形成了有别于淡水和海洋的独特河口环境。河口既是流域物质的归宿，又是海洋的开始。河口是陆海相互作用的集中地带，物理、化学、生物和地质过程藕合多变，演变机制复杂，生态环境敏感脆弱。长江口、黄河口和珠江口以及世界上许多河口地区人口稠密、社会经济发达，河口环境对所在地区社会经济的可持续发展有重要影响。2.3外来浮游动物对河口生态系统的影响外来有害生物入侵性传播正危害着海洋生态系统的健康，引起全球性关注。船舶排放压舱水是造成地理性隔离水体间的有害生物传播的最主要途径。目前，对于外来有害生物的生物学和生态学研究以及对当地生态系统的影响研究较少。河口地区常常是重要的港口，国际间船舶航行密集，加剧了有害外来生物物种的传播，对河口水域的生态平衡和居民健康造成了严重危害。外来有害浮游动物中主要包括挠足类、水母和轮虫等，如肉食性挠足类捕食浮游动物和鱼苗，对当地河口渔业资源造成严重威胁，它们与本土生物竞争食源、传播寄生虫和病原体、甚至导致本土物种的灭绝，造成巨大的经济损失和灾难性的破坏。20世纪70年代北美水母侵入黑海，嗜食浮游生物、鱼卵及鱼苗，给当地凤尾鱼和鲜鱼养殖业带来了灭顶之灾。肉食性挠足Cercopagispengoi是俄罗斯Neva河口的外来浮游动物，目前已成为Neva河口的优势物种，它改变了浮游生物食物网以及物质和能量流动，加剧了Neva河口的富营养化!53}。目前，对外来浮游动物的研究主要集中于挠足类，微型浮游动物在过去很长时间被忽视，鉴于微型浮游动物极其重要的生态学作用，应当加强对外来微型浮游动物的研究。我国河口地区经济发达，船舶来往众多，因此有必要加强对我国河口外来浮游动物的监测，以及评估外来浮游动物入侵对河口生态系统和渔业资源的影响，加强对外来浮游动物的种群动力学及其生态学效应的研究。2.4大型水利工程建设对河口生态环境和浮游动物群落的影响近年来，大型水利工程的建设，在发展经济和促进社会进步的同时，也对河口生态环境造成了较大影响。葛洲坝、三峡大坝的建设和南水北调工程的实施，改变了长江径流量的时空分布，对河口水域的盐度、悬浮物和营养盐等产生影响，进而改变包括浮游动物在内的水生生物群落的组成!sad。人们对水利工程与河口生态环境关系的认识，经历了点(工程位置)到线(河段，河流梯级开发)到面(库区生态与环境)到体(流域，河口，近海，陆海的相互作用)的发展变化。水利工程建设对河口生态环境的影响是长期的，极其复杂的，尚存许多未被认识或未被充分了解的领域，如径流量的时空变化对浮游动物群落组成，鱼类的涸游和水生生态系统以及河口渔业资源的影响等。——《河口浮游动物生态学研究进展》杨宇峰，王庆，陈菊芳，庞世勋资料二：河口生态系统位于河流与海洋生态系统的交汇处，是流域与海洋物质交换的主要通道，兼有河流与海洋生态系统特征。由于优越的地理与环境条件，河口也是人口密集、经济发达地区(陈吉余和陈沈良，2002)。随着经济发展和非理性的人类活动，河口普遍出现了资源退化、环境恶化与灾害加剧的趋势，生态环境遭受严重破坏。河口生态系统健康问题己成为制约河口地区社会经济可持续发展的重要因素之一。生态系统健康是20世纪80年代末发展起来的由自然科学、社会科学和健康科学相互交叉和综合形成的一门新科学。1989年，Rapport首次论述了生态系统健康的内涵，他认为“生态系统健康是指生态系统在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力”(Rapport}1989);Costanza(1998)从生态系统自身定义了生态系统健康—没有疾病、具有稳定性或可恢复性，保持多样性或复杂性、有活力或增长的空间以及存在系统及其要素间的自动平衡。近年来，生态系统健康评价己成为国内学者的研究热点，以流域、湖泊、湿地等的研究居多(何厚军等，2011;张哲等，2012;黄艺和舒中亚，2013)，而河口生态系统由于生态特征的复杂性和人类活动的影响，对其健康评价研究相对较少。1河口生态系统健康的相关概念1.1河口生态系统的特征河口是融淡水生态系统、海水生态系统、咸淡水混合生态系统、潮滩湿地生态系统、河口岛屿和沙湿地为一体的复杂生态系统(陆健健，2003)。广义的河口生态系统是社会}Y济一自然复合生态系统的组成部分之一(马世骏和王如松，1984;叶属峰等，2007)。由于特殊的位置，河口生态系统具有环境复杂多变、较高的生物多样性和生产力以及受人类扰动程度大等特征。河口生态系统健康状况不但随系统内部物理、化学和生物因素变化而变化，同时受整个流域及毗邻区域人类活动的影响，因此，从生态系统健康的完整性和经济、服务功能出发，河口生态系统健康研究范围应包括河口水域及邻近的陆地生态系统和海洋生态系统。但由于研究目的和研究背景的差异，目前开展的研究中，河口生态系统健康研究范围多限于河口水域。1.2河口生态系统健康的内涵目前，对河口生态系统健康内涵的认识尚不统一，研究者从不同角度进行了阐述。Meng和Liu(2010)认为，健康的河口生态系统应具有稳定性、可持续性以及抵抗外界压力的能力，并能满足周边社区体闲娱乐的需要。Niekerk等(2013)将河口生态系统健康定义为“在景观尺度上维持河口生态系统的结构和功能，包括自然变化和弹性”。彭涛和陈晓宏(2009)、周晓蔚(2011)从自然属性和社会属J险两方面论述了河口生态系统健康的内涵，认为健康的河口生态系统是完整的、稳定的、协调的、可持续的，受到外界干扰后具有较强的自我调节和恢复能力;并且具有持续提供完善的生态系统服务功能和满足河口地区防洪、航运和体闲娱乐的需要。刘佳(2008)综合了生态系统健康的概念和河口生态系统的特征，认为健康的河口生态系统一方面能够维持自身可持续发展的能力与状态，维持系统内的物质循环和能量流动，另一方面能够满足人类合理的需求和社会经济发展的要求，不对邻近的其他生态系统造成压力。1.3河口生态系统健康的标准合理的健康标准是生态系统健康评价的基础。河口生态系统健康是一个动态和相对的概念，因此评价标准的确定是评价的重点与难点，一般有问卷调查法，标准法、参照系法等(杜栋和庞庆华，2005)。对河口生态系统健康的评价尚无统一标准，研究中多结合河口实际情况，通过历史资料、多区域河口对比分析、借鉴国家标准与相关研究成果、公众参与和专家评判等进行确定，国内学者一般将健康状况划分为5个等级(很健康、健康、亚健康、不健康和病态)，并确定健康分级1}7值(周晓蔚，2008;彭涛和陈晓宏，2009)oDWAF(DepartmentofWaterAffairsandForestry1999)将河口健康状况分为6级，并描述了每一级别的特征。另一种方法是相对评价法，即不进行健康标准设定，各年份间进行比较性健康评价;或者是仅依靠现有的数据，将各评价因子的最大值、最小值作为确定相对标准的主要依据，获得各评价单元的相对优劣程度(杨建强等，2003)。2河口生态系统健康评价指标要使生态系统健康评价具有现实意义并为管理者提供指导信息，就要根据生态系统的特征进行指标选取。合适的评价指标是准确反映生态系统健康的关键。由于对河口生态系统健康内涵和特征的认识尚未统一，目前为止，河口生态系统健康评价指标未取得一致认识。综合己有研究成果，河口生态系统健康评价指标主要分为生态指标、物理化学指标、社会经济指标和人类健康指标(Francis&William2005;叶属峰等，2007;刘春涛等，2009)。2.1生态指标生态指标一般为与生态系统结构有关的描述性指标以及度量生态系统活力的功能指标，常用指标有种群及个体指标、群落结构与功能指标等(张光生等，2010)。每个指标对于环境变化具有指示作用。种群及个体指标的优点是能直观表征生态系统健康状况，但必须选择公众比较熟悉且对于环境变化比较敏感的物种。如浮游植物由于快速生长率和对低污染水平的响应，对生态系统变化和表层水的环境变动能提供敏感和定量的指示(Paerletal.2003)，它的演替和群落结构能反映生态系统的环境状况，在判断水质量方面是一个关键因素(Rom-boutsetal.，2013)。当生态系统遭受破坏或者受到外来压力干扰后，其群落结构与功能一般都会发生变化。因此，群落结构与功能指标是河口生态系统健康评价的常用指标。相比较而言，群落结构指标如种类数量、生物量及优势种等更容易获得，使用较多;而功能指标如物质循环等因测算困难，使用较少(张光生等，2010)。2.2物理化学指标物理化学指标主要用于衡量河口生态系统的非生物环境状况，常用指标有溶解氧、化学需氧量、污染物浓度、河口行洪能力变幅、入海年径流量、河口断流时间等(刘春涛等，2009;彭涛和陈晓宏，2009)。物化指标简单明了、浅显易懂，能够直观地反映出河口生态系统的健康状况，在河口生态系统健康评价中占主导地位。但是单纯依靠物化标准会导致评价结果不全面，同时物化指标与生态系统状况的关系也不明了(Cairnsetal.}1993)o2.3社会经济指标由于便利的地理条件和优越的地理位置，河口地区是经济快速发展的区域。河口生态系统健康与经济发展密切相关，只有健康的生态系统才能促进河口地区的经济发展，河口区域若生态环境恶化，必然给沿岸的养殖产业和经济发展带来巨额损失。社会经济指标主要包括经济学指标和给环境造成压力的社会指标，包括GDP、人口密度、工业废水处理率等(彭涛和陈晓宏，2009)o2.4人类健康指标健康的生态系统必须能够满足人类的合理需求，提供服务功能，因此一个实用的综合性生态系统健康评价必须包括人类的健康指标，不考虑社会经济和文化因素的生态系统健康评价是没有意义的(罗跃初等，2003)。生态环境质量的变化通过多种渠道反作用于人类健康，如河口生态系统遭受污染，则通过水产品及河口休闲娱乐等方式威肋、人类健康。人类健康指标包括死亡率、主要疾病发生程度、文化水平、旅游观光等(刘春涛等，2009;张光生等，2010)。3河口生态系统健康评价方法3.1指示物种法指示物种法是选择生态系统的关键种或者对环境变化具有指示作用的种对生态系统健康状况进行评价。指示物种法主要利用底栖生物的完整性指数、Shannon多样性指数、BI,AMBI,M}1MBI和Bentix指数等底栖生物指数判断生态系统健康状态(Sonstegard&Leatherland}1984;王备新等，2006;戴纪翠和倪晋仁，2008;Borja&Tunberg}2011;Cardosoetal.，2012)，指示物种法较早用于生态系统健康评价并得到了广泛应用，河口生态系统健康评价中也有仅基于底栖生物数据的指示特征进行。另外，鱼类群落指数(Whitfield&Harrison}2008)和鱼类早期生活阶段的相关指标(Ramosetal.}2012)也用来评价河口生态系统健康。指示物种法适合于自然生态系统的健康评价，对复合生态系统而言不够全面。指示物种法存在如下缺点:(1)指示物种的筛选标准不明确;(2)指示物种的一些监测参数的选择也会给评价带来偏差(祁帆等，2007)。因此，对于复杂的河口生态系统来说，很难选择到合适的类群和监测参数来表征其状态。3.2指标体系法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的各个组织水平的各类信息进行的综合评价。与指示物种法相比，指标体系法更具全面性和完整性，是国内外目前应用最广泛的生态系统健康评价方法(Frashureetal.2012;戴本林等，2013)。3.2.1指标筛选原则由于河口生态系统健康评价指标涉及多学科、多领域，指标种类项目繁多，不可能对河口的所有健康特征进行评价，需要从复杂的信息中筛选出与河口生态系统健康内涵与评价目标一致的因子，因此构建河口生态系统健康评价指标体系首先要确立评价指标的筛选原则。指标的构建与筛选应围绕以下目标(Turbowetal.}2003;戴本林等，2013;Romboutsetal.，2013):(1)能完整、准确地指示