人类社会的可持续发展越来越依赖海洋生态系统。日益凸显的海洋生态危机与海洋生态系统不断显现的巨大价值,促使人们对海洋生态系统的管理由单一追求生态系统最大产量的资源管理,逐渐转变为保护生态系统结构与功能完整与可持续的系统性管理。由于海洋的流动性与连续性、生态系统类型的多样性、海洋生态过程的关联性以及人类利用海洋的复杂性,海洋生态系统管理具有显著的特点与特殊性。
(一)海洋生态系统自身具有极高的复杂性
海洋生态系统自身的运行及其发挥的功能几乎影响到我们这个星球的每一个角落。小至每一滴海水,大至浩瀚的大洋,其中都蕴藏着复杂的生态系统组分、交织着密不可分的海洋生态过程(见插文)。海洋表层的浮游植物与大型藻类转化太阳能,启动了海洋生态系统的运行。各种游泳生物、底栖生物通过复杂的食物网进行着物质循环和能量流动。海水和沉积物中的营养元素随各种洋流在海洋的表层和底层进行着水平和垂直扩散。每时每刻,在每一滴海水中都发生着难以计数的生物化学反应,关联着难以估价的海洋生态系统功能。海洋生态系统管理就是在这一背景下展开的应对复杂系统的管理。
(二)多样化的人类活动已渗透到海洋生态系统的各个层面
目前,无论是近岸还是大洋,无论是表层还是底层,人类活动的范围已经渗透到海洋生态系统的各个层面。对海洋生态系统管理的重要内容之一,是对各种海洋开发利用活动进行管理。主要的涉海人类活动包括港口航运、渔业资源利用与养护、矿产资源开发、滨海旅游、科学研究、填海造地、海洋能利用等。表8-4列出了我国典型人类活动对海洋生态系统的利用情况。从海洋水平空间来看,近岸海域由于交通便捷、开发利用成本较低等因素,成为人类涉海活动的密集分布区,其中港口航运、渔业资源利用与养护和填海造地等为利用程度较高的人类活动。从海洋垂直空间来看,位于水体中层与底层的渔业资源开发程度较大。对于海洋生物来说,人类活动对游泳生物与底栖生物的利用程度明显高于浮游生物。
(三) 与海洋相关的各种边界交错重叠
海洋的流动性与开放性给海洋生态系统管理带来了巨大的挑战。海洋的边界往往具有动态性特征和不确定性。海浪周期性在高潮区与低潮区之间涨落,海洋与河流的边界随着河流的丰、枯水期而进退,大洋温跃层的边界随着季节和洋流的变化而改变。在海洋管理中,为了应对这一动态特征,往往人为规定边界。这里的“边界”除了包含海洋环境的边界,还包括海洋权益、海洋法律的边界。图8-13展示了复杂的海岸带地区重叠的生物物理、经济、机构和组织边界。以海岸区域为例,在这一狭窄区域分布着红树林、海草床、珊瑚礁、盐沼等重要生境,其自然边界往往相互交错、嵌套。几乎所有的经济类型在这一区域均有分布,包括了农业、工业、林业、港口航运业、旅游业等。这些经济类型的边界往往与地区产业规划布局相关。在海洋权益方面,海岸带区域既有私人机构控制的区域,又存在政府主导控制的部分,部分区域还存在国际权益重叠。这些权益属性均存在不同程度的差异,重叠交错的各种边界要求海洋生态系统管理处理好复杂的权属,协调好利益相关方。
简单的沙滩并不简单
沙滩可能是许多人最先接触海洋的地方。看似单调的沙滩,若从生态系统角度看,你会发现海洋环境的多变、生物多样性的丰富。
环境特征
组成:潮间带沙滩出现在水动力较强的海岸,通常由不规则的石英颗粒、贝壳类的碎壳组成,其粒度主要取决于波浪作用的程度。沙粒里还含有来源于陆地或者海洋的各种碎屑。
粒径:从大的分类来看,有砾石、砂、粉砂、黏土几个等级。在波浪和海流作用下,不同粒径的颗粒缓慢地向外海运动,粗颗粒在海水中首先下沉,较细的颗粒则处于悬浮状态并被继续搬运到离岸较远的地方。因此,在水平方向上形成沙粒近岸粗、远岸细的分布特征;同样的在垂直方向上形成底部粗、上部细的沉积层。
有机质:沙滩沉积物还有一个特点是沙粒在波浪作用下可以移动,沙粒之间有一定的不稳定性,不利于固着和底上种类生活。沙滩沉积物的通气性较泥滩的好,但由于微生物呼吸作用以及化学物质氧化耗氧,其含氧量也随深度增加而减少,最终出现还原层,还原层的深度取决于有机质的含量。
生物特征
动植物特征:沙滩的生产者主要是底栖硅藻(Bacillariophyta)、甲藻(Pymphyta)和蓝绿藻(Cyanobacteria),它们不会出现在没有光线可利用的沙层里,初级生产力很低,通常不超过15gC/(m2·a)。动物主要包括小型动物,如鞭毛虫(Flagellate)、纤毛虫(Cicliate)、线虫(Meloidogyne sp.)、有孔虫(Foraminifera)、涡虫(Dogesia sp.)、腹毛虫(Gastrotricha)等,体长通常介于0.1~1.5mm之间。大型动物则多由多毛类(Polychaete)、双壳类(Bivalvia)和甲壳类(Crustacea)动物组成。此外,沙滩还可分出潮上带、潮间带和潮下带,各垂直带上都有其特有的优势种群。
适应机制:生活在沙间的小型动物大多具备个体小、身体延长成蠕虫状和侧扁的体型,同时很多种类还通过强化体壁来保护身体免受沙粒损伤。沙间动物繁殖力低下,但是幼体可以受到亲体的保护,直接孵出底栖性幼体。这种生活史特征有助于降低被捕食的可能性。
注:①沙滩生物群落图片来源:Stephen H,等.海洋.江文胜,等译.北京:中国大百科全书出版社,2011。②参考自海洋公益性行业科研专项(No.201005007)研究报告(REPO-T-12-MIS-03)。
表8-4 我国典型海洋开发活动对海洋生态系统的利用
注:(1)利用程度:■■■高;■■中;■低。
(2)海洋水体的垂直分层特指我国近海海域,表层为水深10m以浅,中层为水深10~50m。
(3)本表格仅是平行列出海洋的不同空间层次与海洋生物类群,不同空间层次之间,不同海洋生物类群之间均存在着十分复杂的相互交叉与重叠关系,表中所列的利用程度仅反映人类活动对海洋生态系统的渗透情况。
图8-13 海岸带地区重叠的生物物理、经济、机构和组织边界(引自蔡程瑛,2010)
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