山东近岸海域（黄海部分）生态环境现状及演变特征研究
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摘要
由于人类的开发活动和全球环境的变化，海洋生物生态和化学环境处在不断变化中。因此，进行海洋生物生态和化学环境调查，掌握海洋生物的种类和数量、种群结构以及海洋化学的特征，对保护近海海洋环境和科学管理海洋资源是十分必要的。
本研究通过对山东近岸海域生态环境进行调查，分析海洋生物生态要素和化学要素的时空分布、变化规律、形成机制和驱动因素；明确水体和沉积物中污染物在近岸海域的含量、分布及变化趋势，阐明对海洋生态系统可能造成的影响；揭示化学和生物要素的历史演变规律和特征，明确演变的主要驱动因素，全面评价山东省近岸典型海域的环境质量状况。研究结果表明：
1.山东近岸海域环境质量总体良好。山东省近岸海域水体污染物主要为油类、重金属(汞、铅、镉、锌)和营养盐(尤其是活性磷酸盐)。山东省近岸沉积物除总氮外，其他均无超标现象，各类污染物含量较低，沉积物质量总体良好，潜在生态风险低，污染物对该海域沉积环境不存在威胁。山东省近岸生物质量污染情况基本良好，各类污染物含量水平较低。山东省近岸初级生产力较高，生物多样性较高，种属均匀度较好，群落结构呈现一定的空间异质性。
2.山东近岸海域生态环境变化显著。自上世纪80年代至2006-2007年，山东省沿岸海域初级生产力水平显著高于上世纪80年代。从上世纪50年代至起，山东近岸海域内浮游植物的丰度呈现增多的趋势，最高值呈现有梯度的升高，种类数呈现增多的趋势。浮游动物的生物量呈现增多的趋势，浮游动物的种类有了明显的增多，大型底栖生物的生物量呈现先降后升的趋势。自上世纪80年代起，山东近岸海域各化学要素发生了显著的变化：海水温度相比于80年代有了显著的升高，由分散分布在山东半岛南部沿岸演变为高水温区集中在日照南部海域，低水温区集中在荣成湾海域；海水pH总体呈现降低的趋势，总体上山东半岛黄海南部海域高于北部海域；溶解氧相比80年代有明显的升高。
3.山东近岸海域生态环境受到多种人为因素影响。选取水体环境因子作为分析对象，逐步筛选出山东省近岸海域生态环境变化的人为驱动因素：陆源排污、海水养殖、过度捕捞、海上溢油事故、围填海、海上施工建设、电厂温排水、沿海旅游。
4.山东省近岸海域生态系统服务总价值为106.16×10~9元。2006年，该海域提供的7项服务总价值为106.16×10~9元。其中休闲娱乐和食品生产所占比重最大。休闲娱乐的价值为72×10~9元，食品生产服务的价值为25.23×10~9元。这两项服务的价值总和占服务总价值的91.59%。其它服务所占比重均小于5%。
Since the development of human and global environment change, marine ecologicaland chemical environment is in a constantly changing progress. To understand thespecies, quantities and population structure of marine lives as well as thecharacteristic of marine chemicals, marine environmental investigation should beconducted. The results are beneficial to coastal marine environment protection andscientific management of marine resources.
In this study, the marine environmental investigation was conducted in Shandongcoastal area. Then the results of this investigation were used to analyze the special andtemporal distribution, variation, formation mechanism and driving factors of bothbiological and chemical elements. Meanwhile, the contents, distributions andvariations of pollutants in water columns and sediments were also realized, as well asthe possible impacts of pollutants on marine ecosystem. The historical evolutioncharacteristics and evolution driving forces of chemical and biological elements wererevealed. Finally, the marine environmental quality of typical coastal area inShandong was evaluated. Main results of this study were as follows:
1. Generally, Shandong coastal environmental quality was good. The mainpollutants in water columns were heavy metals (mercury, lead, cadmium, zinc) andnutrients (especially active phosphate). Pollutant contents investigated in sedimentswere below standards except for total nitrogen. Sediment quality was generally goodand had low potential ecological risk. Pollutants posed no threat to the coastalsediment. In addition, biological quality of Shandong coastal area was also good.Pollutant contents in marine organisms remained at low levels except for petroleumhydrocarbon residues. At the same time, the results showed that Shandong coastalarea had high primary productivity, high biodiversity, good species evenness and thecommunity structure showed certain spatial heterogeneity.
2. Shandong coastal environment changed significantly. Since the1980s, theprimary productivity observed in this study was significantly higher than that in the1980s. From the1950s until now, the abundance of phytoplankton in Shandong coastal area has grown obviously, with gradient increase in the maximum values.Significant increases were also observed in phytoplankton species, zooplanktonbiomass and zooplankton species. However, the biomass of macrobenthos showedupward trend after the first drop.
Since the1980s, the chemical element in Shandong coastal area has changedsignificantly. The water temperature has significantly increased. The high temperaturearea centralized in southern coast of Rizhao, which distributed dispersedly in southerncoast of Shandong in1980s, While the low temperature area in this investigationcentralized in Rongcheng Bay. Compared to the1980s, the seawater pH value hassignificantly decreased and the dissolved oxygen has significantly increased.
3. Ecology environment in Shandong coastal area was influenced by a varietyof anthropogenic factors. Water environmental elements were used to figure out theanthropogenic driving factors of environmental change: land-based sources of sewage,aquaculture, overfishing, oil spills, land reclamation, costal construction, power plantcooling water, coastal tourism.
4. The annual general ecosystem service in Shandong area amount to106.16×10~9yuan. In2006, the seven core ecosystem functions provided by this areaamounted to106.16×10~9yuan. Among these, recreation and food production are themost important service which value72×10~9and25.23×10~9yuan respectively. Thesetwo services value is91.59%of total value from all services, while other servicesvalue is below5%respectively.
本研究通过对山东近岸海域生态环境进行调查，分析海洋生物生态要素和化学要素的时空分布、变化规律、形成机制和驱动因素；明确水体和沉积物中污染物在近岸海域的含量、分布及变化趋势，阐明对海洋生态系统可能造成的影响；揭示化学和生物要素的历史演变规律和特征，明确演变的主要驱动因素，全面评价山东省近岸典型海域的环境质量状况。研究结果表明：
1.山东近岸海域环境质量总体良好。山东省近岸海域水体污染物主要为油类、重金属(汞、铅、镉、锌)和营养盐(尤其是活性磷酸盐)。山东省近岸沉积物除总氮外，其他均无超标现象，各类污染物含量较低，沉积物质量总体良好，潜在生态风险低，污染物对该海域沉积环境不存在威胁。山东省近岸生物质量污染情况基本良好，各类污染物含量水平较低。山东省近岸初级生产力较高，生物多样性较高，种属均匀度较好，群落结构呈现一定的空间异质性。
2.山东近岸海域生态环境变化显著。自上世纪80年代至2006-2007年，山东省沿岸海域初级生产力水平显著高于上世纪80年代。从上世纪50年代至起，山东近岸海域内浮游植物的丰度呈现增多的趋势，最高值呈现有梯度的升高，种类数呈现增多的趋势。浮游动物的生物量呈现增多的趋势，浮游动物的种类有了明显的增多，大型底栖生物的生物量呈现先降后升的趋势。自上世纪80年代起，山东近岸海域各化学要素发生了显著的变化：海水温度相比于80年代有了显著的升高，由分散分布在山东半岛南部沿岸演变为高水温区集中在日照南部海域，低水温区集中在荣成湾海域；海水pH总体呈现降低的趋势，总体上山东半岛黄海南部海域高于北部海域；溶解氧相比80年代有明显的升高。
3.山东近岸海域生态环境受到多种人为因素影响。选取水体环境因子作为分析对象，逐步筛选出山东省近岸海域生态环境变化的人为驱动因素：陆源排污、海水养殖、过度捕捞、海上溢油事故、围填海、海上施工建设、电厂温排水、沿海旅游。
4.山东省近岸海域生态系统服务总价值为106.16×10~9元。2006年，该海域提供的7项服务总价值为106.16×10~9元。其中休闲娱乐和食品生产所占比重最大。休闲娱乐的价值为72×10~9元，食品生产服务的价值为25.23×10~9元。这两项服务的价值总和占服务总价值的91.59%。其它服务所占比重均小于5%。
Since the development of human and global environment change, marine ecologicaland chemical environment is in a constantly changing progress. To understand thespecies, quantities and population structure of marine lives as well as thecharacteristic of marine chemicals, marine environmental investigation should beconducted. The results are beneficial to coastal marine environment protection andscientific management of marine resources.
In this study, the marine environmental investigation was conducted in Shandongcoastal area. Then the results of this investigation were used to analyze the special andtemporal distribution, variation, formation mechanism and driving factors of bothbiological and chemical elements. Meanwhile, the contents, distributions andvariations of pollutants in water columns and sediments were also realized, as well asthe possible impacts of pollutants on marine ecosystem. The historical evolutioncharacteristics and evolution driving forces of chemical and biological elements wererevealed. Finally, the marine environmental quality of typical coastal area inShandong was evaluated. Main results of this study were as follows:
1. Generally, Shandong coastal environmental quality was good. The mainpollutants in water columns were heavy metals (mercury, lead, cadmium, zinc) andnutrients (especially active phosphate). Pollutant contents investigated in sedimentswere below standards except for total nitrogen. Sediment quality was generally goodand had low potential ecological risk. Pollutants posed no threat to the coastalsediment. In addition, biological quality of Shandong coastal area was also good.Pollutant contents in marine organisms remained at low levels except for petroleumhydrocarbon residues. At the same time, the results showed that Shandong coastalarea had high primary productivity, high biodiversity, good species evenness and thecommunity structure showed certain spatial heterogeneity.
2. Shandong coastal environment changed significantly. Since the1980s, theprimary productivity observed in this study was significantly higher than that in the1980s. From the1950s until now, the abundance of phytoplankton in Shandong coastal area has grown obviously, with gradient increase in the maximum values.Significant increases were also observed in phytoplankton species, zooplanktonbiomass and zooplankton species. However, the biomass of macrobenthos showedupward trend after the first drop.
Since the1980s, the chemical element in Shandong coastal area has changedsignificantly. The water temperature has significantly increased. The high temperaturearea centralized in southern coast of Rizhao, which distributed dispersedly in southerncoast of Shandong in1980s, While the low temperature area in this investigationcentralized in Rongcheng Bay. Compared to the1980s, the seawater pH value hassignificantly decreased and the dissolved oxygen has significantly increased.
3. Ecology environment in Shandong coastal area was influenced by a varietyof anthropogenic factors. Water environmental elements were used to figure out theanthropogenic driving factors of environmental change: land-based sources of sewage,aquaculture, overfishing, oil spills, land reclamation, costal construction, power plantcooling water, coastal tourism.
4. The annual general ecosystem service in Shandong area amount to106.16×10~9yuan. In2006, the seven core ecosystem functions provided by this areaamounted to106.16×10~9yuan. Among these, recreation and food production are themost important service which value72×10~9and25.23×10~9yuan respectively. Thesetwo services value is91.59%of total value from all services, while other servicesvalue is below5%respectively.
引文
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