海洋环境生态学第六章人类活动对海洋生态系统的干扰-第十章生态环境保护与可持续发展

第六章人类活动对海洋生态系统的干扰第一节干扰与干扰生态学第二节退化生态系统的类型及其成因第三节景观生态学基本理论第四节人类活动对海洋生态系统的干扰第一节干扰与干扰生态学一、干扰及其定义二、人为干扰的主要形式三、干扰的生态学意义四、干扰生态学及学科任务一、干扰及其定义1.干扰的定义2.干扰的特性3.干扰的类型1.干扰的定义干扰是自然界的普遍现象。在经典生态学中，干扰被认为是影响生物群落结构和演替的重要因素。怎样从正常环境变化中分出干扰的存在，为确切给出干扰的定义带来一些困难。1.干扰的定义（1）Forman和Godron（1968）定义为：“显著地改变系统正常格局的事件”。（2）Sousa认为：“干扰是一个对个体或个体群产生的不连续的、间断的斩杀（killing）、位移（displacement）或损害（damage）”，这种作用能直接或间接为新的有机体的定居创造机会。1.干扰的定义（3）Bazzaz的定义：“景观基本表现单元的突然变化，这种变化通过种群反映的明显改变而表述出来”。（4）Pickett和White（1985）将干扰定义为：相对来说非连续的事件，它破坏生态系统、群落和种群的结构，改变资源、养分的有效性或者改变物理环境。1.干扰的定义从生态因子角度考虑，“干扰”较普遍和典型的定义是：群落外部不连续存在、间断发生的因子的突然作用或连续存在因子超“正常”范围的波动，这种作用或波动能引起有机体、种群或群落发生全部或部分明显变化，使其结构和功能受到损害或发生改变。2.干扰的特性干扰的这些特性（类型、频率和强度等）在某一时间过程的总和被称为干扰体（disturbanceregime）。干扰强度作用频率干扰范围作用时间干扰特性2.干扰的特性（1）干扰范围指干扰体作用的空间范围的分布特点干扰可以发生在不同时空范围中作用在不同生物类群和生态组织水平2.干扰的特性（2）频率和周期指同一空间范围或同一组织水平内，单位时间某一干扰发生的次数。其倒数为干扰周期，即某一干扰两次发生的时间间隔。2.干扰的特性（3）干扰强度指干扰发生时，干扰因素所表现出的能力值。由于干扰因素的差异，定量分析要视具体干扰类型来确定强度衡量的具体单位。分为轻度干扰、中度干扰和重度干扰。2.干扰的特性（4）时间尺度指干扰发生的具体时刻及其持续的时间跨度。不同时间的干扰作用，会产生不同的干扰效果。如春季产卵期和秋汛期间捕捞海洋鱼类3.干扰的类型（1）按干扰动因划分自然干扰物理因素:火烧、冰雹、风暴、雪压、雪暴、洪水、大潮汐、海啸、降水变化、干燥胁迫、河岸和海岸冲击、沉淀和地表运动过程等生物因素:捕食或放牧等。人为干扰人类生产生活和其他社会活动3.干扰的类型（2）按干扰来源划分内源干扰由内源因子（群落内部的）对系统发生的作用。如海洋生态系统中：种间竞争和生物相克作用等。外源干扰动因源于系统外部：火灾、风暴、沙暴、冰雹、霜冻、洪水、雪压、干旱和人为砍伐、放牧和捕捞等。3.干扰的类型（3）按干扰性质划分导致生态系统正常结构的破坏、生态平衡的失调和生态功能的退化，甚至毁灭性的。根据中等干扰假说，适度的干扰可以增加生态系统的生物多样性，而生物多样性的增加又有益于生态系统稳定性的提高。增益性干扰：破坏性干扰：二、人为干扰的主要形式人为干扰对生态系统产生的效应和表现形式多种多样。人为干扰体已经被认为是驱动种群、群落和生态系统演化的动力。二、人为干扰的主要形式1.对森林和对草原植被的砍伐与开垦始于大约10000多年前的早期农业并持续到现在植被的退化加剧水土流失区域环境的变化生物生境的破坏生物多样性的丧失生态环境问题：二、人为干扰的主要形式2.污染生活垃圾工业垃圾农药各种对环境有毒害性的污染物二、人为干扰的主要形式3.采集全球80％的人口依赖于传统医药传统医药的85％与野生动植物有关经济、药用及珍稀野生生物资源被大肆掠夺式的采集，甚至造成一些物种的灭绝。二、人为干扰的主要形式4.采樵目的是为了满足对能源的需求破坏了物质循环的正常进行二、人为干扰的主要形式5.狩猎和捕捞以经济和食用为目的的非计划性狩猎，尤其是对濒危动物的捕杀

破坏动物种群的生殖和繁衍，甚至造成物种的灭绝。对水生生物资源的适度捕捞，可保持水产品的持续利用，但捕捞过度，则种群数量将急剧下降。

三、干扰的生态学意义普遍存在于许多系统、空间范围和时间尺度上在所有生态学组织水平（分子、基因、细胞、组织、个体、种群、群落、生态系统和景观生态系统层次）上目前研究主要集中在个体以上的层次上1.干扰有利于促进系统的演化干扰作用特征首先是斑块化的。在斑块环境内，物种间的相互关系会发生变化。斑块增加环境的异质性，为物种特化和资源分配提供了有利条件。环境异质性可增加物种的多样性，有利于系统的自然演化规律。2.干扰是维持生态系统平衡和稳定的因子不稳定的群落中常生活着对环境适应能力强、能承受高死亡率的物种。不稳定的生物群落常常具有较强的恢复力。周期性的干扰能起到负反馈的作用。3.干扰能调节生态关系干扰对生物群落中生物间各种生态关系的影响极其复杂，也是多方面的。如适度放牧即轻度干扰能促进群落的生物多样性和生产力。四、干扰生态学及学科任务1.学科任务2.基本研究内容3.干扰生态学进展1.学科任务干扰生态学是研究各类干扰对生命系统作用规律的科学。其学科任务：（1）通过对干扰类型、方式、强度、频率、时间等特性的研究，揭示不同干扰对生物个体、种群、群落和生态系统方式、机制及其退化的影响原因。（2）对干扰的性质及发展趋势作出科学预测，为受损生态系统修复、重建和科学管理提供理论依据。

2.基本研究内容（1）研究特定生态系统的干扰因子类型、干扰状况和干扰体系，即干扰因子及其存在规律和发生行为。（2）研究生物个体对干扰的适应行为及其机制。（3）研究生态系统各组分对干扰的反应。（4）研究干扰与生态系统的发展进化。（5）研究干扰的生态学意义在生态管理中的应用。

3.干扰生态学研究关于干扰生态学的研究，自20世纪80年代后有了长足的进展。许多重要文献都是在这前后发表的。1979年，Caris主编出版了《RecoveryandRestorationofDamagedEcosystem》一书。同年，White系统地综述了干扰生态学的发展。1980年，美国斯坦福大学的Mooney和法国的Godron联合出版了《EcosystmandDisturbance》一书。1983年，Pickett主编出版了《EcologyofNatureDisturbanceandPatchDynamics》一书。1986年，Andel主编出版了《DisturbanceofGrassland》一书。近几年来，我国的生态学家也致力于人为干扰对生态系统影响的研究。

第二节退化生态系统的类型及其成因一、退化生态系统的定义及成因二、退化生态系统的类型三、退化生态系统的特征四、中国退化生态系统的现状五、中国的脆弱生态系统一、退化生态系统的定义及成因1.退化生态系统（degradedecosystem）指在一定的时空背景下，生态系统受自然因素、人为因素或二者的共同干扰下，使生态系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变，系统的结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移（displacement）。一、退化生态系统的定义及成因1.退化生态系统生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失生物多样性下降稳定性和抗逆能力减弱及生产力下降“受害或受损”生态系统（damagedecosystem）

一、退化生态系统的定义及成因2.成因天文因素变异而引起的全球环境变化（如冰期、间冰期的气候冷暖波动）地球自身的地质地貌过程（如火山爆发、地震、海啸、泥石流等自然灾害）区域气候变异（如大洋环境、洋流及水分模式的改变等）自然干扰：人类社会中所发生的一系列的社会、经济、文化活动或过程（如工农业活动、城市化、商业、旅游和战争）。人为因素：二、退化生态系统的类型裸地（包括原生裸地和次生裸地）森林采伐迹地弃耕地沙漠化地采矿废弃地垃圾堆放场水生生态系统的退化（如水体富营养化、干涸等）和大气系统的退化（如大气污染、全球气候变化等）余作岳二、退化生态系统的类型1.裸地其成因通常是极端的环境条件下，如较为潮湿、或较为干旱，或盐渍化程度较深，或缺乏有机质或无有机质等。2.森林采伐迹地人为干扰形成的退化类型，其退化状态随采伐强度和频度而异。3.弃耕地人类原始农耕方式而造成的一种退化类型。二、退化生态系统的类型4.沙漠及荒漠化指在人为干扰下，原来非沙漠的土地沙漠化的现象，主要是指一些干旱地区，由于人为干扰所出现的沙漠化或原沙漠区向非沙漠区的推进。荒漠化是指在干旱、半干旱地区和一些半湿润地区，生态环境遭到破坏，造成土地生产力衰退或丧失而形成荒漠或类似荒漠的过程。二、退化生态系统的类型5.采矿废弃地采矿废弃地是指因采矿活动被破坏、不经治理而无法使用的土地。6.垃圾堆放场垃圾堆放场或堆埋场，主要是家庭、城市、工业等垃圾或遗弃废物堆积的地方；占用耕地，污染生活环境，包括对大气、地下水等的污染。二、退化生态系统的类型7.污染的水域主要是来自未经处理的生活和工业污水，直接排放到自然水域中的人为干扰。三、退化生态系统的特征（1）种类组成发生变化；（2）群落结构趋于简单化；（3）生物生产力变化，生产力下降，生物量趋于减少；（4）生态系不断朝着异养演替方向发展，相应的功能也不断衰退，正常的能流、物流渠道被阻断，系统的稳定性不断减弱。四、中国退化生态系统的现状我国是全世界人均资源缺乏的国家之一，中国各类资源的人均值都低于世界平均水平。由于人口增长过快，加之历史上的诸多原因，我国的退化生态系统占国土总面积的比例较大。五、中国的脆弱生态系统1.脆弱生态系统的内涵指自身稳定性差、对外界干扰抵抗能力低的生态系统。因此，脆弱生态系统受到干扰后极易成为退化生态系统。五、中国的脆弱生态系统1.脆弱生态系统的内涵①其正常功能一旦被打乱，系统常发生不可逆变化而失去恢复的能力；②发生的变化常常是深刻和全面的；③生态系统退化后的恢复是比较困难的。五、中国的脆弱生态系统2.成因脆弱生态系统形成的原因有：①自然因素，如地质脆弱因子、地貌脆弱因子、生物群体结构和气候脆弱因子等；②人为因素，如过度垦殖土地、过度放牧、过度樵采、过度采集、过度捕捞、长期不合理的灌溉、矿山开发和工农业污染等。五、中国的脆弱生态系统3.我国脆弱生态系统的现状分布范围广、面积也较大。据赵跃龙（1999）统计，我国脆弱生态系统的面积为194万km2，超过国土总面积的1/5。又可分为北方半干旱－半湿润区、西北干旱脆弱区、华北平原区、南方丘陵区、西南石灰岩山地、西南山地和青藏高原区。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布

我国生态脆弱区主要分布在北方干旱半干旱区、南方丘陵区、西南山地区、青藏高原区及东部沿海水陆交接地区，行政区域涉及黑龙江、内蒙古、吉林、辽宁、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、西藏、四川、云南、贵州、广西、重庆、湖北、湖南、江西、安徽等21个省（自治区、直辖市）。

五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（1）东北林草交错生态脆弱区该区主要分布于大兴安岭山地和燕山山地森林外围与草原接壤的过渡区域，行政区域涉及内蒙古呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市和河北省承德市、张家口市等部分县（旗、市、区）。生态环境脆弱性表现为：生态过渡带特征明显，群落结构复杂，环境异质性大，对外界反应敏感等。重要生态系统类型包括：北极泰加林、沙地樟子松林；疏林草甸、草甸草原、典型草原、疏林沙地、湿地、水体等。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（2）北方农牧交错生态脆弱区该区主要分布于年降水量300～450毫米、干燥度1.0～2.0北方干旱半干旱草原区，行政区域涉及蒙、吉、辽、冀、晋、陕、宁、甘等8省区。生态环境脆弱性表现为：气候干旱，水资源短缺，土壤结构疏松，植被覆盖度低，容易受风蚀、水蚀和人为活动的强烈影响。重要生态系统类型包括：典型草原、荒漠草原、疏林沙地、农田等。

五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（3）西北荒漠绿洲交接生态脆弱区该区主要分布于河套平原及贺兰山以西，新疆天山南北广大绿洲边缘区，行政区域涉及新、甘、青、蒙等地区。生态环境脆弱性表现为：典型荒漠绿洲过渡区，呈非地带性岛状或片状分布，环境异质性大，自然条件恶劣，年降水量少、蒸发量大，水资源极度短缺，土壤瘠薄，植被稀疏，风沙活动强烈，土地荒漠化严重。重要生态系统类型包括：高山亚高山冻原、高寒草甸、荒漠胡杨林、荒漠灌丛以及珍稀、濒危物种栖息地等。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（4）南方红壤丘陵山地生态脆弱区该区主要分布于我国长江以南红土层盆地及红壤丘陵山地，行政区域涉及浙、闽、赣、湘、鄂、苏等六省。生态环境脆弱性表现为：土层较薄，肥力瘠薄，人为活动强烈，土地严重过垦，土壤质量下降明显，生产力逐年降低；丘陵坡地林木资源砍伐严重，植被覆盖度低，暴雨频繁、强度大，地表水蚀严重。重要生态系统类型包括：亚热带红壤丘陵山地森林、热性灌丛及草山草坡植被生态系统，亚热带红壤丘陵山地河流湿地水体生态系统。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（5）西南岩溶山地石漠化生态脆弱区该区主要分布于我国西南石灰岩岩溶山地区域，行政区域涉及川、黔、滇、渝、桂等省市。生态环境脆弱性表现为：全年降水量大，融水侵蚀严重，而且岩溶山地土层薄，成土过程缓慢，加之过度砍伐山体林木资源，植被覆盖度低，造成严重水土流失，山体滑坡、泥石流灾害频繁发生。重要生态系统类型包括：典型喀斯特岩溶地貌景观生态系统，喀斯特森林生态系统，喀斯特河流、湖泊水体生态系统，喀斯特岩溶山地特有和濒危动植物栖息地等。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（6）西南山地农牧交错生态脆弱区该区主要分布于青藏高原向四川盆地过渡的横断山区，行政区域涉及四川阿坝、甘孜、凉山等州，云南省迪庆、丽江、怒江以及黔西北六盘水等40余个县市。生态环境脆弱性表现为：地形起伏大、地质结构复杂，水热条件垂直变化明显，土层发育不全，土壤瘠薄，植被稀疏；受人为活动的强烈影响，区域生态退化明显。重要生态系统类型包括：亚热带高山针叶林生态系统，亚热带高山峡谷区热性灌丛草地生态系统，亚热带高山高寒草甸及冻原生态系统，河流水体生态系统等。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（7）青藏高原复合侵蚀生态脆弱区该区主要分布于雅鲁藏布江中游高寒山地沟谷地带、藏北高原和青海三江源地区等。生态环境脆弱性表现为：地势高寒，气候恶劣，自然条件严酷，植被稀疏，具有明显的风蚀、水蚀、冻蚀等多种土壤侵蚀现象，是我国生态环境十分脆弱的地区之一。重要生态系统类型包括：高原冰川、雪线及冻原生态系统，高山灌丛化草地生态系统，高寒草甸生态系统，高山沟谷区河流湿地生态系统等。五、中国的脆弱生态系统4.我国生态脆弱区的空间分布（8）沿海水陆交接带生态脆弱区该区主要分布于我国东部水陆交接地带，行政区域涉及我国东部沿海诸省（市），典型区域为滨海水线500米以内、向陆地延伸1～10公里之内的狭长地域。生态环境脆弱性表现为：潮汐、台风及暴雨等气候灾害频发，土壤含盐量高，植被单一，防护效果差。重要生态系统类型包括：滨海堤岸林植被生态系统，滨海三角洲及滩涂湿地生态系统，近海水域水生生态系统等。五、中国的脆弱生态系统5.我国生态脆弱区的主要问题

（1）草地退化、土地沙化面积巨大

2005年我国共有各类沙漠化土地174.0万平方公里，其中，生态环境极度脆弱的西部8省区就占96.3%。我国北方有近3.0亿公顷天然草地，其中60%以上分布在生态环境比较脆弱的农牧交错区，目前，该区中度以上退沙化面积已占草地总面积的53.6%，并已成为我国北方重要沙尘源区，而且每年退沙化草地扩展速度平均在200万公顷以上。

五、中国的脆弱生态系统5.我国生态脆弱区的主要问题

（2）土壤侵蚀强度大，水土流失严重西部12省（自治区、直辖市）是我国生态脆弱区的集中分布区。最近20年，由于人为过度干扰，植被退化趋势明显，水土流失面积平均每年净增3%以上，土壤侵蚀模数平均高达3000吨/平方公里·年，云贵川石漠化发生区，每年流失表土约1厘米，输入江河水体的泥沙总量约40～60亿吨。五、中国的脆弱生态系统5.我国生态脆弱区的主要问题

（3）自然灾害频发，地区贫困不断加剧我国生态脆弱区每年因沙尘暴、泥石流、山体滑坡、洪涝灾害等各种自然灾害所造成的经济损失约2000多亿元人民币，自然灾害损失率年均递增9%，普遍高于生态脆弱区GDP增长率。我国《“八七”扶贫计划》共涉及592个贫困县，中西部地区占52%，其中80%以上地处生态脆弱区。2005年全国绝对贫困人口2365万，其中95%以上分布在生态环境极度脆弱的老少边穷地区。五、中国的脆弱生态系统5.我国生态脆弱区的主要问题

（4）气候干旱，水资源短缺，资源环境矛盾突出我国北方生态脆弱区耕地面积占全国的64.8%，实际可用水量仅占全国的15.6%，70%以上地区全年降水不足300毫米，每年因缺水而使1300～4000万公顷农田受旱。西北荒漠绿洲区主要依赖雪山融水维系绿洲生态平衡，最近几年，雪山融水量比20年前普遍下降30%～40%，绿洲萎缩后外围胡杨林及荒漠灌丛生态退化日益明显，并已严重威胁到绿洲区的生态安全。五、中国的脆弱生态系统5.我国生态脆弱区的主要问题

（5）湿地退化，调蓄功能下降，生物多样性丧失

20世纪50年代以来，全国共围垦湿地3.0万平方公里，直接导致6.0～8.0万平方公里湿地退化，蓄水能力降低约200～300亿立方米，许多两栖类、鸟类等关键物种栖息地遭到严重破坏，生物多样性严重受损。此外，湿地退化，土壤次生盐渍化程度增加，每年受灾农田约100万公顷，粮食减产约2亿公斤。五、中国的脆弱生态系统6.我国生态脆弱区的成因及压力

造成我国生态脆弱区生态退化、自然环境脆弱的原因除生态本底脆弱外，人类活动的过度干扰是直接成因。主要表现在：

（1）经济增长方式粗放我国经济增长方式粗放的特征主要表现在重要资源单位产出效率较低，生产环节能耗和水耗较高，污染物排放强度较大，再生资源回收利用率低下，社会交易率低而交易成本较高。2006年中国GDP约占世界的5.5%，但能耗占到15%、钢材占到30%、水泥占到54%；2000年中国单位GDP排放CO20.62公斤、有机污水0.5公斤，污染物排放强度大大高于世界平均水平；而矿产资源综合利用率、工业用水重复率均高于世界先进水平15～25个百分点；社会交易成本普遍比发达国家高30%～40%。五、中国的脆弱生态系统6.我国生态脆弱区的成因及压力（2）人地矛盾突出我国以占世界9%的耕地、6%的水资源、4%的森林、1.8%的石油，养活着占世界22%的人口，人地矛盾突出已是我国生态脆弱区退化的根本原因，如长期过牧引起的草地退化，过度开垦导致干旱区土地沙化，过量砍伐森林资源引发大面积水土流失等。据报道，我国环境污染损失约占GDP的3%～8%，生态破坏（草原、湿地、森林、土壤侵蚀等）约占GDP的6%～7%。五、中国的脆弱生态系统6.我国生态脆弱区的成因及压力（3）监测与监管能力低下我国生态监管机制由于部门分割、协调不力，导致监管效率低下。同时，由于相关政策法规、技术标准不完善，经济发展与生态保护矛盾突出，特别是生态监测、评估与预警技术落后，生态脆弱区基线不清、资源环境信息不畅，难以为环境管理与决策提供良好的技术支撑。

五、中国的脆弱生态系统6.我国生态脆弱区的成因及压力（4）生态保护意识薄弱我国人口众多，环保宣传和文教事业严重滞后。许多地方政府重发展轻保护思想普遍，有的甚至以牺牲环境为代价，单纯追求眼前的经济利益；个别企业受经济利益驱动，违法采矿、超标排放十分普遍，严重破坏人类的生存环境。许多民众环保观念淡漠，对当前严峻的环境形势认知水平低，而且消费观念陈旧，缺乏主动参与和积极维护生态环境的思想意识，资源掠夺性开发和浪费使用不能有效遏制，生态破坏、系统退化日趋严重。推荐参考书陈灵芝等.中国退化生态系统研究.北京：科学技术出版社，1995.孙儒泳等.基础生态学.北京：高等教育出版社，2002.蔡晓明等.生态系统生态学.北京：科学出版社，2000.一、景观和景观生态学的概念二、景观生态学的研究对象和主要内容三、景观生态学基本概念和理论第三节景观生态学基本理论一、景观和景观生态学的概念1.景观景观（landscape）定义多种，但大都是反映内陆地形、地貌或景色（诸如草原、森林、山脉、湖泊等），或是反映某一地理区域的综合地形特征。在生态学中，可以分为狭义和广义两种。1、狭义景观

指在几十千米至几百千米范围内，由不同生态系统类型所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元。反映气候、地理、生物、经济、社会和文化综合特征的景观复合体相应地称为区域（region）（或宏观景观）。2、广义景观包括出现在从微观到宏观不同尺度上的、具有异质性或缀块性的空间单元。2.景观生态学景观生态学（LandscapeEcology）是研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系统所组成的整体（即景观）的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。景观生态学(LandscapeEcology)是研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合学科，其研究重点是空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用。强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学的研究核心。二、景观生态学的研究对象和主要内容1.景观生态学的研究对象景观生态学的研究对象可以概括为景观的结构、功能和动态3个方面：（1）景观结构：即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系；（2）景观功能：即景观结构与生态学过程的相互作用或景观结构单元之间的相互作用；（3）景观动态：即指景观和结构在功能方面随时间推移发生的变化。2.景观生态学研究的主要内容（1）空间异质性或格局的形成与动态；（2）空间异质性与生态学过程的相互作用；（3）景观的等级结构特征；（4）格局-过程-尺度之间的相互关系；（5）人类活动与景观结构，功能的反馈关系；（6）景观异质性多样性的维持和管理等。景观结构、功能和动态的相互关系以及景观生态学的一些理论和概念之间的联系格局与过程景观生态学明确强调空间异质性（spatialheterogeneity）、等级结构（hierarchicalstructure）和尺度(scale)在研究生态学格局和过程中的重要性，尤其突出空间结构和生态学过程在多个尺度上的相互作用。而人类活动对生态系统的影响，也往往是景观生态学研究的一个重要方面。因此，无论是从时间、空间上，还是从组织水平上，景观生态学所涉及到的尺度都比其他生态学科更广。

景观生态学特点及其与其他生态学分支学科的关系三、景观生态学的基本概念和理论

尺度、格局和过程（1）尺度尺度是研究对象的时空度量，分别称为时间尺度和空间尺度。此外，组织尺度（organizationalscale）的概念，即在由生态学组织层次（包括个体、种群、群落、生态系统和景观等不同层次）组成的等级系统中的位置，也广为使用。尺度、格局和过程（1）尺度在景观生态学中，尺度以粒度（grain）和幅度(extent)来表达。粒度指最小可辨识结构单元或像元的大小，包括空间粒度和时间粒度。空间粒度是最小可辨识单元代表的特征长度、面积或体积。例如，在不同的观察高度看同一个森林景观，其最小可辨识结构单元会随着距离而发生变化，在某一观察距离上的最小可辨识景观单元则代表了该景观的空间粒度。对于空间数据和图象资料而言，其粒度对应于最大分辨率，或像元（pixel）的大小。尺度、格局和过程（1）尺度时间粒度是事物发生的频率或间隔。例如，某一生态演替研究中的取样时间间隔或某一干扰时间发生的频率，就是时间尺度的例子。幅度则是指研究对象在时空上的持续范围或长度。在景观生态学中，一般而言，大尺度（粗尺度）常指较大范围内的景观特征，往往对应于小比例尺，小分辨率；而小尺度（细尺度）则常指小空间范围内的景观特征，往往对应于大比例尺，高分辨率。尺度、格局和过程（2）格局景观生态学中的格局往往是指空间格局，即缀块和其他组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。空间格局可粗略地描述为随机型、规则型和聚集型。景观结构特征和空间关系可通过一系列景观指数和空间分析方法加以定量化。尺度、格局和过程（3）过程与格局不同，过程则强调事件或现象发生，发展的程序和动态特征。景观生态学涉及到的生态学过程包括：种群动态，种子或生物体的传播，捕食者和猎物的相互作用，群落演替，干扰扩散，养分循环等。空间异质性和缀块性空间异质性（spatialheterogeneity）是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。空间异质性一般可以理解为是空间缀块性（patchiness）和梯度(gradient)的总和。空间异质性、缀块性和空间格局及其对尺度的依赖性空间异质性和缀块性缀块性则主要强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置的关系，比异质性在概念上更加具体。空间格局，异质性和缀块性在概念上和实际应用中都是相互联系，但又略有区别的一组概念。最主要的共同点在于它们都强调非均质性以及对尺度的依赖。空间异质性、缀块性和空间格局及其对尺度的依赖性种-面积关系和岛屿生物地理学理论景观中缀块面积的大小、形状以及数目，对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。例如，物种数量与生境面积之间的关系表达为：S=CAZ式中：S-物种数量；A-生境面积；C-常数；Z-常数。引用上述关系时，须注意二个重要前提：（1）所研究生境中物种迁移（immigration）与绝灭(extinction)过程之间达到生态平衡；（2）除面积之外，所研究生境的其他环境因素都相似。尽管在生境缀块研究中常常难以同时满足这两条要求，但是种-面积关系已经被广泛地应用于岛屿生物地理学，群落生态学以及景观生态学中。种-面积关系和岛屿生物地理学理论考虑到景观缀块不同的特征，种与面积的一般关系可表达为：物种丰富度=F（生境多样性，干扰，缀块面积，演替阶段，基底特征，缀块隔离程度）缀块数量的增加常伴随着物种的增加。岛屿生物地理学理论将生境缀块的面积和隔离程度与物种多样性联系在一起，成为许多早期北美景观生态学研究的理论基础。因此可以认为，它对缀块动态理论以及景观生态学的发展起了重要的启发作用。岛屿生物地理学理论的一般数学表达式为：dS/dt=I－E式中:S---物种数;t--时间;I---迁居速率(是种源和缀块间距离D的函数);E---绝灭速率(是缀块面积A的函数).岛屿生物地理学的最大贡献之一，是把缀块的空间特征与物种数量巧妙地用一个理论公式联系在一起，这为以后的许多生态学概念和理论奠定了基础。缀块-廊道-基底模式美国生态学家R.Forman和法国生态学家M.Godron(1986)认为,组成景观的结构单元有3种：缀块(patch),廊道(corridor)和基底(matrix)。缀块缀块泛指与周围环境在外貌和性质上不同，但是又具有一定内部均质性的空间部分。缀块包括植物群落、湖泊、草原﹑农田和居住区等。因其大小，类型，形状，边界以及内部均质程度都会显现出很大的不同。缀块-廊道-基底模式廊道廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线形或带状结构。常见的廊道包括农田间的防风林带、河流、道路、峡谷和输电线路等。廊道类型的多样性导致了其结构和功能类型的多样化。其重要结构特征包括：宽度，组成内容，内部环境，形状，连续性，以及与周围缀块或基底的作用关系。廊道相互交叉，形成网络，使廊道和缀块与基底的相互作用复杂化。缀块-廊道-基底模式基底基底是指景观中分布最广，连续性也最大的背景结构。常见的有森林基底，草原基底，农田基底，城市用地基底等等。在许多景观中其总体动态常常受基底所支配。缀块-廊道-基底模式缀块-廊道-基底基于长期以来许多领域的研究成果，尤其是岛屿生物地理学和群落缀块动态研究，近年来，以缀块、廊道和基底为核心的一系列概念、理论和方法已逐渐形成了现代景观生态学的一个重要方面。R.Forman(1995)称之为景观生态学的“缀块—廊道—基底模式”(patch—corridor—matrixmodel)。这一模式为我们提供了一种描述生态学系统的“空间语言”，使得对景观结构、功能和动态的表述更为具体、形象。而且，缀块—廊道—基底模式还有利于考虑景观结构与功能之间的相互关系，比较它们在时间上的变化。边缘效应边缘效应(edgeeffect)：指缀块边缘部分由于受外围影响而表现出与缀块中心部分不同的生态学特征的现象。缀块中心部分在气象条件(如光、温度、湿度、风速)、物种组成以及生物地球化学循环方面都可能与其边缘部分不同。许多研究表明，缀块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。有些物种需要较稳定的生物条件，往往集中分布在缀块中心部分，故称为内部种(interiorspecies)。而另一些物种适应多变的环境条件，主要分布在缀块边缘部分，则称为边缘种(edgespecies)。有许多物种的分布是介乎于这二者之间的。当缀块的面积很小时，内部-边缘环境分异不复存在，因此整个缀块便会全部为边缘种或对生境不敏感的物种占据。显然，边缘效应是与缀块的大小以及相邻缀块和基底特征密切相关的。Meta-种群理论美国生态学家R.Levins在1970年首次采用了Meta-种群(metapopulation)一词，并将其定义为“由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群”。Meta-种群是由空间上相互隔离，但又有功能联系（繁殖体或生物个体的交流）的二个或二个以上的亚种群(subpopulation)组成的种群缀块系统。亚种群生存在生境缀块中，而Meta-种群的生存环境则对应于景观镶嵌体。“Meta”一词正是强调这种空间复合体特征。所有种群的生境在空间上均具有不同程度的异质性，但它们不全是Meta-种群。Meta种群理论有两个基本要点：一是亚种群频繁地从生境缀块中消失(缀块水平的局部性绝灭)；二是亚种群之间存在生物繁殖体或个体的交流(缀块间和区域性定居过程)，从而使Meta-种群在景观水平上表现出复合稳定性。Meta-种群理论复合种群动态涉及到3个空间尺度：亚种群尺度或缀块尺度(subpopulationorpatchscale)，在这一尺度上，生物个体通过日常采食和繁殖活动发生非常频繁的相互作用，从而形成局部范围的亚种群单元。Meta-种群或景观尺度(metapopulationorlandscapescale)，在这一尺度上，不同亚种群之间通过植物种子和其他繁殖体传播，或通过动物运动发生较频繁的交换作用。这种经常靠外来繁殖体或个体维持生存的亚种群所在的缀块称为“壑缀块”(sinkpatch)，而提供给壑缀块生物繁殖体和个体的称为“源缀块”(sourcepatch)。地理区域尺度(geographicalregionscale)，这一尺度代表了所研究物种的整个地理分布范围，即生物个体或种群的生长和繁殖活动不可能超越这一空间范围。在这一区域内，可能有若干个Meta-种群存在，但一般来说，它们很少有相互作用。但在考虑很大的时间尺度时(如考虑进化或地质过程时)，地理区域范围内的一些偶发作用也会对Meta-种群的结构和功能特征有显著影响。Meta-种群理论在Meta-种群动态的研究中，数学模型一直起着主导作用。R.Levin(1969)发展了最早、也最有代表性的Meta-种群动态模型(亦称缀块占有率模型，patch-occupancymodel)。Meta-种群理论，是关于种群在景观缀块复合体中运动和消长的理论，也是关于空间格局和种群生态学过程相互作用的理论。因此，它是等级缀块动态理论在种群生态学中的体现。目前，虽然关于Meta-种群动态的野外实验研究才刚刚开始，但显而易见，这些研究对于检验、充实和完善Meta-种群理论是十分必要的，而这一理论对景观生态学和保育生物学均都具有重要的意义。景观连接度景观连接度(1andscapeconnectivity)是对景观空间结构单元相互之间连续性的量度。它包括结构连接度(structuralconnectivity)和功能连接度(functionalconnectivity)。前者指景观在空间上直接表规出的连续性，可通过卫片、航片或视觉器官观察来确定。后者是以所研究的生态对象或过程的特征尺度(characteristicscale)来确定的量观连续性。例如，火、种子传播距离,动物取食和繁殖活动的范围以及养分循环的空间幅度等，都与景观结构连续性相互作用，并一起来确定景观的功能连接度。因此，景观连接度密切地依赖于观察尺度和所研究对象的特征尺度，即某现象集中出现的尺度。不考虑生态学过程，单纯考虑景观的结构连接度是没有什么意义的。缀块动态理论缀块动态(patchdynamics)的概念，至少可追溯到1947年英国生态学家A．S．Watt提出的“格局与过程”学说(pattern-processhypothesis)。Watt认为，生态系统是缀块镶嵌体，缀块的个体行为和镶嵌体综合特征决定生态系统的结构和功能。这种思想在前苏联地植物学中也存在已久(如植物小群落、镶嵌群落或复合群落等概念)。其后，特别是70年代以来，缀块动态概念被广泛地运用到种群和群落生态学的理论与实践研究之中，并逐渐发展成为生态学中一新理论。缀块动态理论Wu和Loucks(1995)在总结前人研究工作的基础上，进而提出了等级缀块动态范式(paradigm)。等级缀块动态范式的要点包括：①生态学系统是由缀块镶嵌体组织的等级系统；②生态学系统的动态是缀块个体行为和相互作用的总体反映；③格局—过程—尺度观点，即“过程产生格局，格局作用于过程，而二者关系又依赖于尺度；④非平衡观点，即非平衡现象在生态学系统中普遍存在，局部尺度上的非平衡和过程往往是系统稳定性的组成部分；⑤兼容机制(incorporation)和复合稳定性(metastability)，兼容是指小尺度上、高频率、快速度的非平衡态过程，被整合到较大尺度上稳定过程的现象。而这种在较大尺度上表现出来的“准稳定性”往往是缀块复合体的特征，因而称之为“复合稳定性”。等级缀块动态范式最突出的特点就是空间缀块性和等级理论的有机结合，以及格局/过程和尺度的辨证统一。这一理论的发展，既依赖于，也同时有助于景观结构与功能相互关系的研究.等级理论等级理论(hierarchytheory)是20世纪60年代以来逐渐发展形成的、关于复杂系统的结构、功能和动态的系统理论。它的发展基于一般系统论、信息论、非平衡态热力学、数学以及现代哲学的有关理论。根据等级理论，复杂系统具有离散性等级层次(discretehierarchicallevel)，据此，对这些系统的研究可得以简化。等级理论一般而言，处于等级系统中高层次的行为或动态常表现出大尺度、低频率、慢速度特征。低层次行为或过程的行为或动态则表现出小尺度、高频率、快速度的特征。不同等级层次之间还具有相互作用的关系，即高层次对低层次有制约作用(constraint)，而低层次则为高层次提供机制和功能。等级理论等级系统具有垂直结构(即等级层次)和水平结构。就其垂直结构而言，有巢式和非巢式等级系统。在巢式系统中，每一层次均由其下一层次组成，二者具有完全包含与被包含的对应关系(例如，分类等级系统：界—门—纲—目—科—属—种；军队组成单元系统：军—师—旅—团—营—连—排—班—兵)。在非巢式系统中，不同等级层次由不同实体单元组成，因此上下层之间不具有包含与被包含的关系(如军队官衔等级系统：司令—军长—师长—旅长—团长—营长……)。等级理论等级系统具有垂直结构(即等级层次)和水平结构。在巢式系统中，高层次的特征常常可由低层次的特征来推测，而这一规律在非巢式系统中则不常见。从另一方面而言，只在高层次上才表现出来的整合特征或超特征(emergentproperty)现象在非巢式系统中更易观察到。等级理论等级系统具有垂直结构(即等级层次)和水平结构。就等级系统的水平结构而言，每一个层次由不同的亚系统或整体元组成。整体元具有两面性或双向性，即对其低层次表现出相对自我包含的整体特性，对其高层次则表现出从属组分的受约特性。等级理论等级理论最根本的作用在于简化复杂系统，以便达到对其结构、功能和行为的理解和预测。将复杂系统中繁多相互作用的组分按照某一标准进行组合，赋之于层次结构，是等级理论的关键一步。某一复杂系统是否能够被由此而化简或其化简的合理程度常称为系统的“可分解性”(decomposability)。系统的可分解性是应用等级理论的前提条件。用来“分解”复杂系统的标准常包括过程速率(如周期、频率、反应时间等)和其他结构和功能上表现出来的边界或表面特征(如不同等级植被类型分布的温度和湿度范围，食物链关系，景观中不同类型缀块边界)。基于等级理论，在研究复杂系统时一般至少需要同时考虑3个相邻层次：即核心层次、其上一层次和其下一层次。推荐参考书邬建国.景观生态学-格局、过程、尺度与等级.北京：高等教育出版社，2000.第六章人类活动对海洋生态系统的干扰第一节干扰与干扰生态学第二节退化生态系统的类型及其成因第三节景观生态学基本理论第四节人类活动对海洋生态系统的影响一、生物多样性的概念及其与人类的关系二、海洋生态系统面临的威胁三、现存海洋生物多样性保护的途径第四节人类活动对海洋生态系统的影响一、生物多样性的概念及其与人类的关系1.生物多样性的定义和内涵2.我国的海洋生物多样性3.海洋生物多样性与人类的关系1.生物多样性的定义和内涵1、生物多样性生物多样性（biodiversity），是指栖息于一定环境的所有动、植物和微生物物种、每个物种所拥有的全部基因以及它们与生存环境所组成的生态系统的总称。包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个基本层次。反映生物有机体及其赖以生存的生态综合体之间的多样性和变异性，是人类生存和发展的基础。1.生物多样性的定义和内涵2、生物多样性的三个层次（1）物种多样性

物种多样性是指地球上生命有机体的多样化，它是生态系统的基本组分，也是基因和染色体的载体，在生物多样性三个基本层次中，物种多样性是最明显、最直观的一个层次。地球上现存生物已描述的种数类别种数（103）类别种数（103）细菌和蓝藻真菌藻类高等植物原生动物海绵动物腔肠动物环节动物甲壳动物4.7646.9826.90267.7530.805.009.0024.0038.00昆虫其他无脊椎动物软体动物棘皮动物硬骨鱼类两栖、爬行类鸟类哺乳类合计751.00132.4650.006.1016.0910.489.204.171435.661.生物多样性的定义和内涵（2）遗传多样性（基因多样性）广义上为蕴藏于所有动、植物和微生物有机体中的遗传信息的总合；狭义上为种内不同种群之间或一个种群内不同个体之间的遗传变异的总和。个体基因型在特定环境中的表现型示意图（引自Primack，1993）××××不同的基因型相同的环境不同的表现型相同的基因型不同的环境不同的表现型发育（B）（A）发育（3）生态系统多样性指生物群落与生境类型综合体的多样性，是物种多样性和遗传多样性存在的基本保证，同时也是人类必不可少的发展空间和生存条件。1.生物多样性的定义和内涵生态系统多样性不仅包括环境和生物群落类型的多样化，还包括结构与功能统一的多样性及其动态。不同生态系统的功能过程（能量流动和物质循环途径等）也各有差异。例如，大部分海洋生态系统的生产者主要依靠光合作用制造有机物，而在深海热液喷口的生态系统则完全是依靠细菌的化学合成来生产有机碳。珊瑚礁生态系统的初级生产者是通过有效地反复利用周围稀薄的营养物质来维持较高的初级产量。珊瑚礁生态系统和盐沼生态系统的能流、物流结构也有不同的特点。生态系统的环境与其生物组成是统一整体，当自然生态系统被破坏或消灭后，其中的物种赖以生存的条件也就恶化或不存在，必然引起物种多样性和基因多样性的下降或消失。世界上主要生态系统划分

陆地生态系统森林生态系统

热带森林生态系统温带森林生态系统

草原生态系统荒漠生态系统

水域生态系统

湖泊生态系统河流生态系统

海洋生态系统海岸带生态系统潮上带潮间带河口

岛屿生态系统浅海生态系统外海和大洋生态系统

人工生态系统农田生态系统城市生态系统2.我国的海洋生物多样性我国处于世界上海洋生物物种多样性最丰富的印度-西太平洋生物区系的北界，又是一些北太平洋暖温种和少数冷水种分布的南界，物种非常丰富。我国海域辽阔、海岸线漫长、曲折，其中包含很多类型的海洋生态系统，诸如河口湿地、红树林、珊瑚礁、近岸上升流等各种近岸浅海生态系统以及各类岛屿生态系统，世界海洋的大部分生态系统类型都在我国出现。从总体上看，我国是亚太地区海洋生物多样性最丰富的国家。2.我国的海洋生物多样性《中国海洋生物种类与分布》（黄宗国主编，2008）我国已记录的海洋生物达22561种；其中动物界已记录的24个门中，超过2,500种的有：节肢动物、脊索动物和软体动物等3个门。超过100种的有腔肠动物、环节动物、扁形动物、苔藓动物、棘皮动物、尾索动物、线虫动物和海绵动物等8个门。我国脊椎动物的物种约占全球物种的1/10，但是，我国海洋生物占全球海洋生物的比例则远远超过1/10。海洋鱼类有3,000种左右(淡水鱼类只有800种左右)，占世界已记录的鱼类种数的1/6。世界海洋生物的28个门类中，有13个是海洋独有的，我国则有12个门类是海洋生境独有的。3.海洋生物多样性与人类的关系（1）作为食品、药物和工业原料鱼、虾、贝等海产品是人类所需动物蛋白的重要来源，人类消费的高质量蛋白质约有20%来自海洋。大型海藻（如海带、紫菜、石花菜等）也被作为食品直接消费。海洋生物作为药物的开发利用前景十分广阔，抗病毒和抗癌海洋药物的开发研究，如一些被囊类海鞘被认为是提取抗癌药物的重要海洋生物。已发现20多种海洋生物具有不同程度的抗肿瘤活性等。褐藻、红藻、绿藻是很重要的食品化工原料，除用于饲料、土壤改良剂、化肥外，还是食品、医药领域中有广泛用途的重要原料等。3.海洋生物多样性与人类的关系（2）保护人类的生存环境通过生物泵的作用吸收大气中的CO2，从而调节大气CO2水平、减轻温室效应。沿海海草场、红树林和珊瑚礁等生态系统有保护海岸的作用等。3.海洋生物多样性与人类的关系（3）海洋生物多样性的其他功能休闲旅游、科研和教育等各种服务于人类的功能。呼唤人类天性以及教育人类与自然协调相处的作用。二、海洋生态系统面临的威胁海洋生物资源的过度利用人类活动对海洋自然环境的破坏海洋污染生物入侵的威胁全球气候变化的潜在威胁1.海洋生物资源的过度利用（1）海洋鱼类过度捕捞

每年从海洋捕捞和收获上亿吨的鱼、虾、贝、藻等海产品，对海洋生态系统造成最严重冲击；高强度捕捞造成大多数高等级的鱼类数量急剧下降，出现过度捕捞的局面；FAO报告称，70%以上的海洋鱼类资源处于过度捕捞状态；渔获物营养级下降；（Paulyetal，1998.Fishingdownmarinefoodwebs.Science,279(6):860-863）渔业种类更替，渔业对象多为小型、中上层种类。

全球水产品总量呈持续上涨趋势，2012年总产量1.58亿吨，其中捕捞产量9130万吨，养殖产量6660万吨。(FAO,2014)

全球具有增长潜力的种群比例呈现持续下降趋势，从1974年的90%到2011年的71.2%，而充分利用的种群为61.3%，开发利用不足的种群仅为9.9%，过度开发种群29%。(FAO,2014)过度捕捞的概念过度捕捞（overfishing）：

指对资源种群的捕捞死亡率超过其自然生长率，从而降低种群产生最大持续产量长期能力的行为或现象。生物学过度捕捞（biologicaloverfishing）经济学过度捕捞（economicoverfishing）生长型过度捕捞（growthoverfishing）：

指鱼类尚未长到合理大小就被捕捞，从而限制了鱼群产生单位补充最大产量（MYR）的能力，最终导致总产量下降的现象。补充型过度捕捞（recruitoverfishing）：

是指由于对亲体（产卵群体）的捕捞压力过大，导致资源种群的繁殖能力下降，从而造成补充量不足的现象。生态系统过度捕捞（ecosystemoverfishing）：

指过度捕捞使生态系统的平衡被改变，大型捕食者的数量减小，小型饵料鱼的数量增加，导致生态系统中的物种向小型化发展，平均营养级降低的现象。渔获物组成的变化

中上层鱼类为主底层渔获量下降顶级渔获物减少渔获物平均营养级下降大个体渔获物减少渔获物种类组成变化大兼捕兼捕（bycatch）：是渔业捕捞的伴生物，系指在对渔业对象的捕捞过程中捕获、抛弃或伤害其他海洋生物资源的行为或现象。兼捕量（含丢弃量）通常占到渔获物总量的25~40%世界海洋渔业的年丢弃物总量约为670万t，占总渔获量的8%容易受到兼捕的海洋生物：因繁殖或摄食活动而与渔捞对象同时出现在同一区域的种类（如海龟、海鸟、海洋哺乳类和鲨鳐类）营固、附着生活或行动缓慢的底栖生物（如珊瑚、海绵和海胆）一些受船舶抛弃物所吸引的海洋生物（如海鸟）易受兼捕影响的海洋生物：K选择物种（如海洋哺乳类）群居的无脊椎底栖动物（如珊瑚）种群小或者地理分布范围有限的物种（如特有种、濒危物种）黄海渔业资源生物量变化（Tang,2009)黄海渔获种类生物量组成的年间变化（春季）小黄鱼、鲆鲽类等（Tang,2009)鳀、黄鲫、玉筋鱼80年代中期后渔业种类组成的变化（Tang，2009）（唐启升，2009）（张波和唐启升，2004）黄海渔获物营养级下降；高营养级鱼类摄食习性变化，营养级下降(Stergiou,2002)捕捞的生态系统影响1.海洋生物资源的过度利用（2）其他海洋生物的过度利用鲸类从1940年至1986年间，商业性捕鲸者捕杀了大约50万头鲸。1986年，世界捕鲸委员会(IWC)通过《全球禁止捕鲸公约》，严格禁止世界各国进行商业捕鲸。海豹、海狮、海象、海獭和海牛等海洋哺乳动物有的则已经灭绝，如无齿海牛已经在1768年灭绝，从它被发现到灭绝仅27年。1.海洋生物资源的过度利用（2）其他海洋生物的过度利用鲨鱼鲨鱼翅是上等食品，有些鲨鱼（如柠檬鲨Negaprionbrevirostris）的幼鲨数量已急剧下降。海鸟在Falkland岛上的岩企鹅在19世纪中叶至少被杀死200万只。日本短尾信天翁和美国东海岸的燕鸥也几乎被完全杀死。1.海洋生物资源的过度利用（2）其他海洋生物的过度利用海龟过去30年，太平洋里的棱皮龟数量一直在迅速下降。返回墨西哥一个筑巢点产卵的棱皮龟，已经从1982年的7万只下降到1999年的250只。

海洋无脊椎动物在地中海和加勒比海大约有15种海绵动物因商业捕捞而遭到毁灭性灾难各种美丽漂亮的珊瑚腹足类软体动物（如法螺）被大量采捕作为观赏、古玩商品2.人类活动对海洋自然环境的破坏（1）渔业活动对海洋环境的破坏

造成海床自然条件发生变化，破坏底栖生物生存环境；损坏的渔网；破坏了其正常的底栖生态过程，包括碳固定、营养物质循环、碎屑分解作用和营养物质重新回到水层等生态功能。“炸鱼”或“毒鱼”，各种鱼类受到伤害或死亡，更严重的是环境也被破坏了。渔具、渔法对海底生境的破坏海底是结构高度复杂的复合体，为许多生活在海洋底层的生物提供了重要的栖息地、育婴场和避难所。但是……底拖网作业前底拖网作业后2.人类活动对海洋自然环境的破坏（2）砍伐红树林和改造盐沼滩

我国历史上红树林面积达到25万公顷，至20世纪50年代剩5万公顷，2002年仅存1.5万公顷。红树林生境被破坏后，其重要生态功能消失。盐沼生态系统因人们围垦造田而被严重破坏，周边海岸失去沼泽带的保护，造成海岸不断被侵蚀。2.人类活动对海洋自然环境的破坏（3）珊瑚礁的破坏开采石灰质礁体做建筑材料，观赏工艺品海岸开发建设、港湾疏浚、开辟航道等造成破坏珊瑚礁旅游业的发展加速了生境恶化珊瑚礁区炸鱼、毒鱼、电鱼2.人类活动对海洋自然环境的破坏（4）海洋工程建设对生境破坏沿海地区大量侵占海岸带和海域，尤其是围填海工程、沿海城市化建设、各种海洋设施建设等，对海洋生态系统产生严重的影响和损害。我国东海岸的围垦造地（黎静等，2016）港口码头油气平台人工岛跨海路桥海岸防护海底采矿离岸排放海底管线局部海域生态功能造成严重损害造成海洋生境破碎和食物链破坏局部海域的“海洋荒漠”现象正常入海的淡水径流和泥沙减少2.人类活动对海洋自然环境的破坏（4）海洋工程建设对生境破坏2.人类活动对海洋自然环境的破坏（4）海洋工程建设对生境破坏在海岸带围海填地、修堤筑坝、疏浚港湾和其他改变岸线结构的工程建设，都可能对沿岸潮间带和浅海生态系统构成巨大压力。港工建设可能改变潮流方向，使水流不畅、流速减缓、悬浮物增加、透明度降低以及加速内湾淤积。2.人类活动对海洋自然环境的破坏（4）海洋工程建设对生境的破坏港工建设往往将生境切割、阻断，种群遗传交流受阻。在潮间带沙滩大量挖沙作为建筑材料，不仅直接破坏砂栖底栖生物群落，同时也增加了侵蚀岸线的强度。提示：BB平台课下阅读材料我国有4万多km2的滨海湿地，但围填海和石油开发等人类活动已导致滨海湿地丧失严重。1949年以来到上世纪末，我国沿海地区围填海造地面积达到1.2万km2，平均每年围填海230~240km2，2000年以来更是达到每年300km2。据估算，目前累计丧失的滨海湿地面积已达2万km2

以上，约占我国滨海湿地总面积的50%。2.人类活动对海洋自然环境的破坏（5）大型水利工程建设对河口海湾生境的影响大坝会减少河水的流量，改变河流的规律，对河口与海湾系统造成一定的影响，可能导致河口海湾的生态和环境的重大变化。河流携带的悬浮物和泥土是下游河流与海湾生态系统的主要营养盐来源，营养盐含量的降低将导致下游地区生态系统生产力(包括渔业)下降；江河流量的减少使得更多的海水进入河口海湾，引起生物群落的变化，同时导致沿海土地盐碱化程度增高，海水倒灌还威胁着沿海地区经济活动和居民供水；河口地区泥沙来源的减少亦将造成沿海地区土地的流失。2.人类活动对海洋自然环境的破坏（6）海草床的破坏海草床是沿岸重要的海洋生境之一，在净化海水水质，护岸减灾，提供食物（以碎屑形式），提供栖息地、育婴场和避难所，以及生态系统生物地化循环等方面扮演着非常重要的角色。长期以来，海草床面积已在全球范围内下降。据联合国规划环境署（UNEP）于2003年出版的《世界海草地图集》，全球海草资源的生长环境日益恶化，全球海草床面积17.7万km2，在过去10年间已丧失2.6万km2，有些地区海草已经绝迹，并威胁到其他海洋生物的生存。3.人类活动对海洋自然环境的破坏海洋污染随着工农业的发展，海洋环境被污染的程度越来越严重。

特别是在近岸内湾，污染物的大量积聚使环境大为恶化，很多生物群落遭到灭顶之灾。2007年2008年2009年中国海洋环境质量公报长江口及其邻近海域是我国近海富营养化问题最为突出的海域.2000年以后长江口外每年都会发生数千平方公里的赤潮，赤潮优势种类包括骨条藻，东海原甲藻和米氏凯伦藻。在海湾和河口区，富营养化和有机质污染互为因果、相互促进，导致海区赤潮现象频繁发生，海底沉积物和底层水体缺氧严重，产生H2S等有毒气体，使许多海洋生物死亡或逃离，即形成所谓的缺氧区（hypoxiczone）或“死亡区”（deadzone）。缺氧水体通常以造成海洋生物生理紧张或呼吸困难的溶解氧含量（<3g/L或<2mg/L）来界定。（Tang，2009））4.生物入侵的威胁（1）生物入侵（exoticsinvasion）生态入侵、生物污染，是指由人类活动有意或无意引入历史上该区域尚未出现过的物种，从而可能造成入侵地生物群落结构与生态功能的巨大变化。

船舶压舱水生物入侵我国从20世纪90年代后期开始关注海岸带生物入侵问题。根据中国外来入侵物种数据库的统计，目前在我国形成入侵态势的753种外来物种中，涉及海岸带的入侵物种有196种，其比例超过我国总入侵种数的1/4。（黎静等，2016）4.生物入侵的威胁（1）生物入侵（exoticsinvasion）海洋中无意引入通过海上交通、远洋运输的引入；在不同海区间开通运河。4.生物入侵的威胁（1）生物入侵（exoticsinvasion）海洋中有意的外来种引入有意识地引入新的养殖种类。亚洲的桡足类出现在美国太平洋，西北太平洋栉水母类侵入到黑海、加拿大、美国海域，亚洲的黑龙江河篮蛤现已成为旧金山湾主要的底栖生物；青岛的中华绒螯蟹被法国商船带到西北欧，成为西北欧沿岸海域的优势种；海带原分布于北方的日本，现已南移成为中国亚热带海区的重要养殖种类。从日本引进的虾夷马粪海胆，从养殖笼中逃逸到自然海域环境中,能够咬断海底大型海藻根部而破坏海藻床。同时,与土著光棘球海胆争夺食物与生活空间,对土著海胆生存构成了危害,严重干扰了本土海洋生态平衡。4.生物入侵的威胁生物入侵的影响可能有以下三种情况：对入侵地生物群落有明显的不利影响，有时是毁灭性的灾难（改变原有群落的结构、功能、破坏生态系统的相对平衡）；没有明显的影响（不会成为原有群落的优势种或关键种，生态位也不与其他物种重叠）；对入侵地生态系统有积极意义（如上述经深入研究后的海带南移养殖和其他一些用于生物防治目的的引种）。4.生物入侵的威胁（2）生物入侵的生态学后果生物入侵（包括盲目的和有意引入）对当地原有生物群落和生态系统的稳定性可能造成极大威胁，导致群落结构变化、生境退化、生物多样性下降、病害频发甚至导致原有生态系统崩溃的严重后果。入侵植物薇甘菊与土著红树林植物争夺生存空间（黎静等，2016）4.生物入侵的威胁（2）生物入侵的生态学后果群落结构变化压倒当地群落中的原有种类成为优势种，入侵种与本地种竞争，会压缩本地种的生存空间，造成后者种群数量的下降。例如：入侵美国加利福尼亚海岸带的滩栖螺（Batillariaattramentaria），对资源利用高效，存在逐渐取代本地种加州角螺（Cerithideacalifornica）的风险。病害频发外来种在迁移过程中可能携带各种病原体和寄生虫。例如：压舱水带来的外来有害微生物可严重威胁海岸带养殖业；在对抵达美国切萨皮克湾的船只压舱水的调查中甚至发现，所有样本里都出现了能导致人类流行性霍乱的霍乱弧菌（Vibriocholerae）。4.生物入侵的威胁（2）生物入侵的生态学后果生物多样性下降当外来种与当地种发生杂交时，当地种原先具有的独特基因型可能消失，从而或降低其种质质量，或使物种分类的界限变得模糊不清。例如：水产增养殖过程引入的外来种导致野生种的种质质量下降。4.生物入侵的威胁（2）生物入侵的生态学后果生境退化入侵种迅速蔓延，原有生境退化或遭到严重破坏，必定导致物种多样性下降，特别是关键生境的破坏，后果更为严重。例如：互花米草其在长江口盐沼湿地的入侵，造成了长江口特有土著种海三棱藨草（Scirpusmariqueter）分布区的严重萎缩，甚至局部灭绝，改变了当地昆虫和鸟类的群落结构，对土壤线虫和根际微生物的多样性也产生了深刻影响。我国南部沿海重要的入侵物种之一沙筛贝（Mytilopsissallei）能降低土著附着生物的群落多样性。4.生物入侵的威胁（2）生物入侵的生态学后果原有生态系统崩溃原有生态系统的相对平衡状态和稳定性被打破，导致群落的逆向演替，生态系统崩溃。

例如：在美国加利福尼亚州的塔玛丽湾，入侵种普通滨蟹（Carcinusmaenas）强烈偏好于取食土著牡蛎，破坏了土著生态系统食物网结构，导致本土牡蛎的栖息地丧失。4.生物入侵的威胁生物入侵实例——大米草事件福建省部分沿岸于1983年从美国引进互花米草（Spartinaalterniflora），原先设想作为海滩护堤植被和牧草植物移植。由于互花米草在这一新环境中繁殖力极强，短短10多年间，迅速蔓延，导致滩涂淤积、航道受阻，原来的滩涂养殖生产受到严重破坏。滩涂原有生物群落中的大多数种类被消灭，潮间带生态系统遭到严重破坏，至今无法遏制这种严重的生态灾难。在我国海岸带盐沼广泛入侵的互花米草（黎静等，2016）4.生物入侵的威胁生物入侵实例——亚洲鲤鱼入侵美国亚洲鲤鱼是指原产地亚洲的鲤鱼。消息称“亚洲鲤鱼”是美国人对青鱼、草鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲢鱼等8种鱼的统称。美国于70年代从中国进口这些鱼类，以改善生态，但随着数量的增加，亚洲鲤鱼已经向美国五大湖繁殖，危害当地的生态环境。为保护当地的生态，美国政府于2009年底开始大规模捕杀亚洲鲤鱼。2012年3月，奥巴马政府宣布将斥巨资防止五大湖遭到亚洲鲤鱼侵。5.全球气候变化的潜在威胁（1）海洋水温上升的效应①海洋环流和上升流的改变，大范围的生态过程也将随之产生剧烈变化。导致环流系统的变化。水温升高可能对依靠海流传输热量的格局出现变化，海洋中生物的分布格局也会有很大改变。海水温度上升将使上升流区的海水垂直稳定度增大，影响底层水涌升。现在科学界对气候突变比较公认的解释是大洋热盐环流的减速或者停止导致全球热量平衡被打破。那么什么是大洋热盐环流呢？海水的密度主要受到温度和盐度控制，越冷越咸的水密度越大，反之越暖越淡的海水密度越小。大洋的热盐环流正是因为海水的温度和盐度分布不同而驱动的纬向环流。北大西洋地区的水因为比较冷，相对也比较咸，所以这个地方的水会下沉，然后流向低纬度地区并上升到海表面，最后通过表面的环流回到北大西洋。通过这个过程，热盐环流会把低纬度地区多余的热量输送到高纬度地区，所以它对于维护全球的热量平衡有很大的作用。当全球变暖时，很多的陆地冰川会融化，大量的淡水输入到大西洋北部，这会导致当地的海水密度减小，从而不能沉到深海中，于是热盐环流就会减速或者停止。其结果就是全球的热量平衡被打破，高纬度地区变的非常寒冷。影片中“后天情景”产生的过程基本上是符合这个过程的。5.全球气候变化的潜在威胁（1）海洋水温上升的效应②温室效应使北极和南大洋海冰生态系统迅速萎缩。原先永久和临时的冰快以及漂浮在冰块间的冰融水为极地动物提供了合适的栖息地，硅藻在冰块下生长，底层的鱼类吃甲壳动物，海洋哺乳类吃鱼。如果海冰栖息环境大量减少，则海洋中最重要的食物网之一可能出现崩溃。南极西南部的威尔金斯冰架崩塌，开始断裂为多块冰川，而一处面积如纽约市般大小的巨大冰川正加速脱离冰架主体。5.全球气候变化的潜在威胁（1）海洋水温上升的效应③温度升高