傅明珠，張朝暉*，王宗靈，姜美潔，王煒

(1. 國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061；2. 海洋生態(tài)環(huán)境科學(xué)與工程國家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061；3. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266071)

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海洋生態(tài)重要性區(qū)域的內(nèi)涵與識別方法研究
——以黃河口為例

傅明珠1，2，3，張朝暉1，2，3*，王宗靈1，姜美潔1，王煒1，2，3

(1. 國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061；2. 海洋生態(tài)環(huán)境科學(xué)與工程國家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061；3. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266071)

海洋生態(tài)環(huán)境目前正在承受來自人類活動和氣候變化的巨大壓力，急需必要的管理工具或決策支持系統(tǒng)來應(yīng)對這些壓力所帶來的生態(tài)環(huán)境問題。對海洋生境的分類識別是開展生物多樣性保護(hù)的基礎(chǔ)和前提，海洋生態(tài)重要區(qū)識別作為一種客觀、科學(xué)和靈活的生境分類評估和選劃方法，已被科學(xué)界和管理者廣泛接受和認(rèn)可。本文首先介紹了海洋生態(tài)重要區(qū)的概念內(nèi)涵以及識別方法的研究進(jìn)展，給出了海洋生態(tài)重要區(qū)的定義，之后以黃河口為例，初步建立了針對該區(qū)域的生態(tài)重要區(qū)識別標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法，對黃河口及鄰近海區(qū)進(jìn)行了生態(tài)重要性等級劃分。本文是對生態(tài)重要區(qū)識別方法在我國近海的首次應(yīng)用嘗試，研究結(jié)果可為我國基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理提供科學(xué)方法和工具，也可為其他區(qū)域的研究提供借鑒。

海洋生態(tài)重要區(qū)；內(nèi)涵與識別方法；黃河口

1　引言

海洋生態(tài)環(huán)境目前正在承受來自人類活動和氣候變化的巨大壓力[1]。海洋生態(tài)系統(tǒng)不僅支持了豐富的生物多樣性，也通過提供大量產(chǎn)品和服務(wù)對全球經(jīng)濟(jì)做出了重要貢獻(xiàn)[2]。但高強(qiáng)度的人類活動所帶來的多重壓力，對海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能造成了嚴(yán)重威脅。Halpern等[1]對全球20個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究表明，所有的研究區(qū)域均受到人類活動的影響，其中41%的區(qū)域受到多重人類活動的高強(qiáng)度影響。因此，需要必要的決策支持系統(tǒng)或管理工具來應(yīng)對這些壓力所帶來的生態(tài)環(huán)境問題，從而促進(jìn)海洋的可持續(xù)利用。

對生境的分類識別是開展生物多樣性保護(hù)的基礎(chǔ)和前提。管理政策的制訂，首先需要明確哪些區(qū)域適宜開發(fā)，哪些區(qū)域應(yīng)該保護(hù)。在陸地上通常根據(jù)景觀類型和物種分布進(jìn)行分類管理，可以較好地對生物多樣性進(jìn)行保護(hù)。但海洋的生境景觀不如陸地豐富和直觀，物種分布的可見性較差，因此生境分類更是海洋管理的核心[3]。生態(tài)重要區(qū)(ecologically and biologically significant area， EBSA)的概念和標(biāo)準(zhǔn)是生境分類識別的有效手段之一。隨著生物多樣性保護(hù)受到日益重視，對海洋生境的分類識別從早期基于物理海洋學(xué)的分類，逐漸發(fā)展到基于生物和生態(tài)學(xué)的分類。特別是2004年生物多樣性公約(Convention on biological diversity，CBD)締約方第7次大會提出海洋保護(hù)區(qū)的發(fā)展目標(biāo)以后[3]，對海洋生境的分類識別方法和技術(shù)的需求日趨緊迫和重要。那些具有重要生態(tài)學(xué)意義或生態(tài)作用的區(qū)域，相對于其他區(qū)域就需要實(shí)施更為嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避管理或保護(hù)措施，這就是生態(tài)重要區(qū)。生態(tài)重要區(qū)的概念提出后，隨即受到各國的重視，生態(tài)重要區(qū)的分類方法和標(biāo)準(zhǔn)也成為相關(guān)國際組織和國家的海洋生境分類識別重要手段。

早在20世紀(jì)90年代，為了提升本國的海洋綜合管理能力，加拿大漁業(yè)與海洋部(DFO)根據(jù)《加拿大海洋法》，需要對在生態(tài)或生物學(xué)上具有特別重要性的海洋和海岸帶區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù)，因此于2004年建立了一套海洋生態(tài)重要區(qū)的選劃方法和標(biāo)準(zhǔn)[4]。CBD自2004年以來對海洋生態(tài)重要區(qū)的識別標(biāo)準(zhǔn)與劃分方法給予了持續(xù)關(guān)注。2007年CBD在亞速爾群島召開的專家研討會提出了7條海洋生態(tài)重要區(qū)的識別標(biāo)準(zhǔn)，并在2008年的第9次締約方大會上被正式采用。針對海洋生態(tài)重要區(qū)識別標(biāo)準(zhǔn)如何應(yīng)用的問題，2010年CBD第10次締約方大會上，締約方同意通過一系列區(qū)域研討會的形式來識別和描述海洋生態(tài)重要區(qū)，提出建立海洋生態(tài)重要區(qū)的數(shù)據(jù)庫和信息共享機(jī)制，而且把識別海洋生態(tài)重要區(qū)的空間范圍從起初的公海(areas beyond national jurisdiction， ABNJ)擴(kuò)大到國家管轄范圍內(nèi)的區(qū)域，EBSAs的選劃目的也擴(kuò)展為為海洋空間規(guī)劃等活動提供指導(dǎo)信息[5-6]。2011-2014年間，CBD秘書處組織了9次區(qū)域研討會，在世界2/3的海洋范圍內(nèi)選劃出了204個(gè)面積不等的海洋生態(tài)重要區(qū)。

由于國內(nèi)缺乏相關(guān)工作，本文將在總結(jié)國際相關(guān)研究前沿的基礎(chǔ)上，探討適合我國海洋管理的生態(tài)重要區(qū)概念和識別選劃方法，并在黃河口區(qū)域進(jìn)行應(yīng)用，為開展海洋生態(tài)系統(tǒng)管理探索科學(xué)的技術(shù)方法和工具。

2　海洋生態(tài)重要性區(qū)域的定義與內(nèi)涵

雖然生態(tài)重要區(qū)的概念已被廣泛認(rèn)可，但目前對其定義不同組織和研究者并不統(tǒng)一且各有側(cè)重。綜合國際的相關(guān)研究成果，目前與海洋生態(tài)重要區(qū)相關(guān)的定義主要包括以下幾種：

(1)Ayers 等[7]提出的重要生態(tài)區(qū)域(important ecological areas， IEAs)，是指在地理區(qū)域上它們自身或在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中具有獨(dú)特的生態(tài)特征，對保持棲息地的異質(zhì)性或物種的生存力具有重要作用，或者對一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康具有重要貢獻(xiàn)(包括生產(chǎn)力、多樣性、功能、結(jié)構(gòu)和恢復(fù)力)的區(qū)域。

(2)加拿大DFO提出的生態(tài)和生物重要性區(qū)域(ecological and biological significant areas， EBSAs)，是指相對于其他區(qū)域在生物生態(tài)方面具有特別重要價(jià)值的區(qū)域。被選劃為EBSA的區(qū)域，通常是由于該區(qū)域?qū)λ谏鷳B(tài)系統(tǒng)具有重要生態(tài)功能或結(jié)構(gòu)特征[4]。

(3)CBD提出的具有生態(tài)學(xué)或生物學(xué)重要性的海洋區(qū)域(ecologically or biologically significant areas， EBSAs)，指具有重要生態(tài)和生物過程的海洋區(qū)域，體現(xiàn)了生物及生境多樣性、豐富度以及海洋生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，在保護(hù)范圍上也不局限于某個(gè)地區(qū)或國家，適用于大尺度的和不同的管理制度[8—9]。

(4)比利時(shí)根特大學(xué)的Derous等[10]提出海洋生物/生態(tài)價(jià)值(marine biological/ecological valuation)的定義，是指海洋生物多樣性本身固有的價(jià)值，不考慮人類的利用價(jià)值，具有較高海洋生物/生態(tài)價(jià)值的區(qū)域就是需要重點(diǎn)保護(hù)的海洋生態(tài)重要性區(qū)域。

這幾個(gè)定義盡管稱呼不同，但其基本含義均為通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)來識別出哪些海洋區(qū)域在生態(tài)學(xué)或生物學(xué)上具有更為重要的意義或作用，都可以很好地對海洋進(jìn)行生境分類，從而保護(hù)海洋生物多樣性。

加拿大DFO的定義最為簡單并具有明顯的可操作性。其明確解釋了所謂生態(tài)“重要性”，指一個(gè)物種、群落、棲息地等屬性特征對所在生態(tài)系統(tǒng)的作用，而且是相對作用。應(yīng)該說所有的物種、棲息地等都具有一定的生態(tài)功能，選劃一個(gè)區(qū)域作為重要性，是指當(dāng)這個(gè)區(qū)域或物種受到嚴(yán)重?cái)_動時(shí)，其生態(tài)后果(在時(shí)間、空間或通過食物網(wǎng)途徑)比區(qū)域中其他地區(qū)或物種的平均擾動要高[4]。同時(shí)，也特別強(qiáng)調(diào)了生物生態(tài)價(jià)值，是用于指示物種或棲息地對人類的用途和重要性，在識別一個(gè)區(qū)域是否具有生物或生態(tài)重要性時(shí)，價(jià)值不是主要的考慮因素。在DFO的定義中，對海洋生物重要性區(qū)域的關(guān)注尺度為區(qū)域尺度，目前已經(jīng)在多個(gè)區(qū)域進(jìn)行了實(shí)踐和應(yīng)用。

Derous等[10]定義的海洋生物/生態(tài)價(jià)值，強(qiáng)調(diào)了海洋生物本身具有的價(jià)值，它不考慮使用價(jià)值，不以貨幣為衡量單位，包含了生物多樣性的各個(gè)水平，從基因多樣性到生態(tài)系統(tǒng)過程。這個(gè)概念是與海洋生物多樣性對人類提供的產(chǎn)品服務(wù)價(jià)值，即社會經(jīng)濟(jì)價(jià)值形成對比的。該概念與Smith和Theberge[11]對自然區(qū)域價(jià)值的定義是類似的，即對生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量本身價(jià)值的評估，不考慮其社會效益。

CBD中的定義，更加關(guān)注大尺度的大洋生態(tài)系統(tǒng)、深遠(yuǎn)海以及國家管轄范圍之外公海生態(tài)系統(tǒng)(ABNJ)的保護(hù)和可持續(xù)利用[5]。

綜合國際上有關(guān)海洋生態(tài)重要區(qū)的研究成果，結(jié)合我國的海洋管理實(shí)踐，本文提出了海洋生態(tài)重要區(qū)的定義如下：海洋生態(tài)重要區(qū)(marine important ecological areas， MIEAs)，也可稱為海洋生態(tài)/生物重要性區(qū)域(marine ecologically and biologically significant areas， MEBSAs)，是指在一定的海洋空間范圍內(nèi)，某些區(qū)域的重要物種分布、生產(chǎn)力水平、棲息地環(huán)境等方面相對于其他區(qū)域具有更高的生態(tài)價(jià)值，對于維持海洋生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能具有更為重要作用的區(qū)域。該定義是對一定區(qū)域的海洋生態(tài)內(nèi)在價(jià)值和自然屬性的客觀描述，而不是以人類開發(fā)利用價(jià)值、獲取產(chǎn)品與服務(wù)重要程度的描述。簡單地講，海洋生態(tài)重要區(qū)就是在生態(tài)意義上比其他海域更為重要的那些區(qū)域。

3　識別準(zhǔn)則與評價(jià)方法

生態(tài)指標(biāo)體系的構(gòu)建是海洋生態(tài)重要區(qū)的核心研究內(nèi)容，是選劃海洋生態(tài)重要區(qū)的依據(jù)。文獻(xiàn)中已經(jīng)有很多用于指示和評價(jià)生態(tài)狀況的指標(biāo)，簡單的如生物量、物種數(shù)、Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)等，另外還有一些綜合指數(shù)例如水體污染指數(shù)(pollution coefficient)[12]、河口營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(estuarine trophic status)[13]、生物質(zhì)量指數(shù)(biological quality index， BQI)[14]、AZTI海洋生物指數(shù)(AZTI marine biotic index， AMBI)[15]、河口生物健康指數(shù)(estuarine biological health index， BHI)[16]、生態(tài)系統(tǒng)完整性指數(shù)(index of biotic integrity)[17]等。但是具有整合性的、生態(tài)系統(tǒng)水平的指標(biāo)仍然是缺乏的，也就是說現(xiàn)有的海洋管理工具和生態(tài)指標(biāo)體系尚不能滿足海洋生態(tài)系統(tǒng)管理的需求。因此，需要建立一個(gè)新的“指標(biāo)或指標(biāo)體系”，能夠整合所有可獲得的生物生態(tài)信息，來表達(dá)一個(gè)特定區(qū)域本身的(或內(nèi)在的)生態(tài)價(jià)值，從而對海洋生境進(jìn)行分類和識別。

針對海洋生態(tài)重要區(qū)的研究，目前還沒有被統(tǒng)一認(rèn)可的指標(biāo)體系和選劃標(biāo)準(zhǔn)。研究較為成熟的有加拿大DFO提出的EBSA選劃標(biāo)準(zhǔn)、CBD提出的EBSAs的選取準(zhǔn)則以及Derous等建立的有關(guān)海洋生物價(jià)值評估所采用的標(biāo)準(zhǔn)。這些選劃標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，在很大程度上具有相似性，但由于不同機(jī)構(gòu)針對的研究區(qū)域、空間尺度以及所關(guān)注的生態(tài)問題的不同，也存著一定差異。

加拿大DFO提出的EBSAs評估標(biāo)準(zhǔn)可分為5個(gè)，即(1)獨(dú)特性(uniqueness)、(2)生物聚集程度(aggregation)、(3)健康影響(fitness consequences)、(4)自然性(naturalness)和(5)恢復(fù)力(resilience)，其中前3個(gè)是主要的基礎(chǔ)評估因子，后兩個(gè)是附加評估標(biāo)準(zhǔn)，是選定優(yōu)先EBSAs的考慮因子[4，18]。

CBD提出關(guān)于EBSAs選取的7條準(zhǔn)則，即(1)獨(dú)特性或稀有性(uniqueness or rarity)，(2)對物種生活史的特殊重要性(special importance for life history of species)，(3)對受威脅、瀕?；蛘邤?shù)量下降物種及其生境的重要性(importance for threatened， endangered or declining species and/or habitats)，(4)脆弱性/敏感性/恢復(fù)緩慢性(vulnerability， fragility， sensitivity， slow recovery)，(5)生物生產(chǎn)力(biological productivity)，(6)生物多樣性(biological diversity)，(7)自然性(naturalness)[5，19]。

目前加拿大已經(jīng)利用DFO標(biāo)準(zhǔn)對圣勞倫斯灣和河口區(qū)域的EBSAs[20]以及加拿大管轄范圍內(nèi)的北冰洋海域的EBSAs進(jìn)行了選劃研究[18]。此外，Derous[21]也利用該標(biāo)準(zhǔn)對北海的比利時(shí)近海以及荷蘭近海海域的海洋生物價(jià)值進(jìn)行了評估。CBD的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)在近幾年舉行的區(qū)域研討會上得到了廣泛應(yīng)用[22—23]。本文主要參考CBD的選劃標(biāo)準(zhǔn)和Derous等[10]提供的評估框架，初步建立了海洋生態(tài)重要性區(qū)域的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)體系見本文4.2部分。

4　黃河口研究實(shí)例

黃河是我國北方最大的河流，是渤海淡水、營養(yǎng)鹽、泥沙和污染物輸入的主要來源。大量營養(yǎng)物質(zhì)的入海，使黃河口及其鄰近海域成為渤海營養(yǎng)最為豐富的區(qū)域之一，同時(shí)作為咸淡水的交匯處，是眾多魚類產(chǎn)卵繁殖、索餌及生長育肥的良好場所，是渤海重要的經(jīng)濟(jì)漁場之一。黃河是世界上輸沙量最大的河流，其入海泥沙量的變化對維持黃河三角洲的發(fā)展或蝕退具有決定作用。然而過去幾十年中，人類活動的干擾特別是上游建壩等行為對黃河入海水沙造成了強(qiáng)烈影響，2000年之前曾出現(xiàn)水沙銳減、黃河斷流、下游河床淤積、海岸線蝕退、產(chǎn)卵場萎縮等嚴(yán)重問題。2002年之后，黃河小浪底工程開始建成運(yùn)行每年一度的調(diào)水調(diào)沙，即利用工程設(shè)施和調(diào)度水段，通過水流的沖擊，將水庫里的泥沙和河床上的淤沙適時(shí)送入大海，從而減少庫區(qū)和河床的淤積，增大主槽的行洪能力。然而短期(20 d左右)的水沙強(qiáng)沖擊負(fù)荷，也勢必對河口的生態(tài)系統(tǒng)造成不可預(yù)測的影響。

黃河口的水質(zhì)以及不同生態(tài)系統(tǒng)要素的長期變化已有不少研究[24—26]，但是將不同生態(tài)要素進(jìn)行整合評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的研究還非常有限。本文通過建立黃河口生態(tài)重要區(qū)的選劃標(biāo)準(zhǔn)和方法，對調(diào)水調(diào)沙運(yùn)行之后幾年的黃河口及其鄰近海域的生態(tài)狀況展開研究，識別海洋生態(tài)重要區(qū)。

本文的研究區(qū)域約為37°20′～38°10′ N，119°00′～119°30′ E(圖1)。

圖1　黃河口及鄰近海域研究區(qū)域及調(diào)查站位Fig.1　Map of the study area and sampling stations around the Yellow River Estuary

4.1數(shù)據(jù)來源

本研究所用數(shù)據(jù)主要來自于黃河口生態(tài)監(jiān)控區(qū)2004—2010年的生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201105005)2011年8月進(jìn)行的現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)。相關(guān)參數(shù)的調(diào)查和測定方法見《海洋監(jiān)測規(guī)范第9部分：海洋生態(tài)調(diào)查指南》[27]。

4.2研究方法及數(shù)據(jù)處理

對特定海域進(jìn)行生態(tài)重要區(qū)選劃主要分以下幾步：(1)首先要盡可能收集該海域可得的生物生態(tài)信息并對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行評估，確定針對該海域的具體評估指標(biāo)；(2)將研究海域劃分為不同的子區(qū)域，這些子區(qū)域最好具有一定的生態(tài)學(xué)或物理海洋學(xué)特征，如果不具備這些特征，則可用網(wǎng)格單元?jiǎng)澐趾唵翁幚恚?3)采用空間疊加和不同指標(biāo)累積得分的方法確定不同子區(qū)域的生態(tài)重要性：將每個(gè)指標(biāo)的空間分布在研究區(qū)域進(jìn)行插值，并將不同年份插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加運(yùn)算，之后將每個(gè)指標(biāo)多年平均的數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再將標(biāo)準(zhǔn)化的各指標(biāo)要素圖層進(jìn)行等權(quán)重空間疊加運(yùn)算，以得到不同區(qū)域整合了多個(gè)評價(jià)指標(biāo)的生態(tài)重要性得分；(4)最后研究結(jié)果以重要性等級空間分布圖的形式表達(dá)，并輔助以必要的文字說明和討論，對生態(tài)重要性區(qū)域的選劃依據(jù)進(jìn)行詳細(xì)說明。

針對黃河口及其鄰近海域的生態(tài)環(huán)境狀況，我們初步建立了黃河口生態(tài)重要區(qū)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和具體的評價(jià)指標(biāo)見表1。同時(shí)，根據(jù)我們在黃河口海域收集到的生態(tài)資料，我們選取了13個(gè)指標(biāo)對研究海域進(jìn)行生態(tài)重要區(qū)選劃和等級評估，這些指標(biāo)分屬于生物生產(chǎn)力、生物多樣性和自然性這3個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表1中黑體字指標(biāo))。這13個(gè)指標(biāo)具有較長時(shí)間的監(jiān)測資料，且監(jiān)測站點(diǎn)覆蓋整個(gè)黃河口海域，數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。

表1　黃河口區(qū)域海洋生態(tài)重要性區(qū)域的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)

本研究利用ArcGIS10.0軟件，將每個(gè)要素的空間分布在研究區(qū)域進(jìn)行插值與空間疊加。將每個(gè)要素多年平均的插值結(jié)果根據(jù)其數(shù)值的相對大小，進(jìn)行等級劃分，本研究劃分為5級，由低到高依次賦值為1～5分。值得注意的是，這種劃分方式跟目前大多數(shù)評價(jià)不同，不是用絕對的數(shù)值進(jìn)行評價(jià)。因?yàn)樯鷳B(tài)重要性與研究區(qū)域和空間尺度是相關(guān)的，對一個(gè)研究區(qū)域中的生態(tài)重要性區(qū)域，是指相對于區(qū)域中其他子區(qū)域具有更高的生態(tài)重要性。最后將不同指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果進(jìn)行空間疊加，得到整合不同指標(biāo)的生態(tài)重要等級分布圖。

4.3結(jié)果與討論

(1)生物生產(chǎn)力與生物多樣性

本文選擇浮游植物、浮游動物和底棲生物這三大生物類群的多年平均分布來共同表征研究區(qū)域的生物生產(chǎn)力和生物多樣性，其中生產(chǎn)力用生物量和個(gè)體密度指標(biāo)來表征，而生物多樣性用物種數(shù)和生物多樣性指數(shù)H′來表征。

將各個(gè)指標(biāo)不同年度的調(diào)查數(shù)據(jù)在研究區(qū)域進(jìn)行插值與空間疊加，并進(jìn)行相應(yīng)賦值，得到黃河口及其鄰近海域不同指標(biāo)的等級劃分圖以及不同生物類群生態(tài)重要性等級劃分圖(圖2-圖5)。

2004年至2011年8月，黃河口及其鄰近海域的葉綠素濃度與浮游植物細(xì)胞分布趨勢大體一致，均在黃河口以南萊州灣近岸出現(xiàn)高值區(qū)，尤其是小清河口附近海域(圖2a，2b)。黃河徑流量的年際變化很大，黃河入?？诟浇麯IN濃度的空間分布隨之發(fā)生明顯變化，但在該區(qū)域較高的DIN濃度分布區(qū)卻并未形成浮游植物豐度或生物量的高值區(qū)，可能的原因：一是由于河口區(qū)較高的泥沙含量降低了水體的光照條件，二是相對于DIN，黃河入海徑流中磷酸鹽含量較低，可能對浮游植物的生長造成了一定程度的磷限制。在多數(shù)研究年份，浮游植物物種數(shù)與多樣性指數(shù)H′的分布趨勢相一致(圖2c，2d)，在黃河入海徑流影響之外的外海區(qū)域數(shù)值較高，與浮游植物豐度或生物量的分布差異很大。整合4個(gè)指標(biāo)，得到整個(gè)浮游植物群落要素在黃河口以南萊州灣近岸區(qū)域重要性等級較高(圖5a)，其中生物量和細(xì)胞豐度對重要性程度的貢獻(xiàn)較大。

浮游動物在研究海域的年際變動較大，不同年份的優(yōu)勢種有所差異?？傮w來說，浮游動物個(gè)體密度與生物量的高值區(qū)與浮游植物的分布趨勢不一致，在黃河入海口附近和黃河口以南萊州灣近岸重要性程度較高(圖3a，3b)，而物種數(shù)和多樣性指數(shù)在東北部外海區(qū)域重要性程度較高(圖3c，3d)。整合4個(gè)指標(biāo)，得到整個(gè)浮游動物群落要素在黃河口東北部海域重要性等級較高(圖5b)，與浮游植物不同的是，浮游動物物種數(shù)和多樣性程度對生態(tài)重要性的貢獻(xiàn)較大。

圖2　浮游植物生物量(a)、細(xì)胞豐度(b)、物種數(shù)(c)和生物多樣性指數(shù)(d)重要性等級劃分Fig.2　Ranked significance distribution of phytoplankton chlorophyll a (a)， cell abundance (b)， species number (c)，and H′ (d)

圖3　浮游動物生物量(a)、個(gè)體密度(b)、物種數(shù)(c)和生物多樣性指數(shù)(d)重要性等級劃分Fig.3　Ranked significance distribution of zooplankton biomass (a)，individual density (b)， species number (c)， and H′ (d)

圖4　底棲生物生物量(a)、個(gè)體密度(b)、物種數(shù)(c)和生物多樣性指數(shù)(d)重要性等級劃分Fig.4　Ranked significance distribution of benthos biomass (a)， individual density (b)， species number (c)，and H′ (d)

圖5　浮游植物(a)、浮游動物(b)和底棲生物(c)生態(tài)重要性等級劃分Fig.5　Ranked significance distribution of phytoplankton (a)， zooplankton (b)，and benthos (c)

圖6　黃河口及其鄰近海域表層水體DIN等級劃分Fig.6　Distribution of water pollution level around the Huanghe River Estuary indicated by DIN concentration

與浮游生物相比，底棲生物的分布相對較穩(wěn)定，個(gè)體密度和生物量的分布特征不同年份之間雖然有所變動，但在黃河入海口及其鄰近區(qū)域存在明顯低值區(qū)(圖4a，4b)。底棲物種中以多毛類為主，存在不少耐污性較強(qiáng)的物種，例如蜾蠃蜚、多絲獨(dú)毛蟲、沙蠶類等。底棲生物物種數(shù)和多樣性指數(shù)H′的分布也存在一個(gè)明顯特征，即高值區(qū)位于外海區(qū)域，在黃河入?？诟浇鼌^(qū)域存在明顯低值區(qū)(圖4c，4d)，說明黃河入海泥沙對底棲生物群落的各個(gè)參數(shù)均產(chǎn)生明顯影響。總體來說，底棲生物個(gè)體密度、物種數(shù)和多樣性指數(shù)H′在研究海域北部重要性程度較高，而生物量在南部海域重要性程度較高。整合4個(gè)指標(biāo)，得到底棲生物群落各個(gè)指標(biāo)的共同分布趨勢為，在黃河入?？诩捌溧徑Ｓ虼嬖诘椭祬^(qū)(圖5c)。因此整個(gè)底棲生物群落要素在黃河口及其周邊區(qū)域重要性程度較低，各個(gè)要素均對該區(qū)域有貢獻(xiàn)。

(2)自然性

子區(qū)域的自然性程度高，是指相對于研究范圍內(nèi)的其他子區(qū)域，該區(qū)域受到人類活動的擾動較小以及由此引起的環(huán)境惡化程度低[22]。對于黃河口區(qū)域，我們選取水體污染程度來指示受人類活動干擾程度的高低。

據(jù)《中國海洋環(huán)境狀況公報(bào)》(原《中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》)的監(jiān)測結(jié)果表明，黃河口近岸水域營養(yǎng)鹽污染嚴(yán)重，其中主要的污染物為無機(jī)氮。因此，本研究將表層水體的無機(jī)氮濃度(DIN=NO3+NO2+NH4，主要是NO3)作為水質(zhì)狀況的指標(biāo)。

將2004年至2011年8月DIN的分布進(jìn)行空間疊加，并進(jìn)行相應(yīng)賦值，得到黃河口及其鄰近海域水質(zhì)等級劃分圖(圖6)。由該分布圖可以看出，黃河入?？诟浇|(zhì)污染最為嚴(yán)重，以此為中心向南部及東部擴(kuò)散，研究海域西南部水質(zhì)也較差，主要是受到了小清河入海徑流的影響，黃河口北部區(qū)域水質(zhì)較好，具有較高等級的生態(tài)重要性。

(3)黃河口生態(tài)重要區(qū)

將水質(zhì)狀況參數(shù)、浮游(包括浮游植物和浮游動物)和底棲生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)整合在一起，等權(quán)重地進(jìn)行不同年度(2004-2010年)的空間疊加，并進(jìn)行相應(yīng)賦值，初步得到黃河口及其鄰近海域生態(tài)重要性的等級劃分圖(圖7)。由圖可知，在黃河入海口附近生態(tài)重要性程度較低，這主要是由于該區(qū)域水質(zhì)受到DIN的污染較嚴(yán)重，而且底棲生物由于入海泥沙等原因影響，個(gè)體密度、物種數(shù)和多樣性程度較低造成的；在研究海域東北部生態(tài)重要性程度較高，主要是由于該區(qū)域水質(zhì)狀況較好，浮游動物和底棲生物在該區(qū)域個(gè)體密度較高，不同生物(包括浮游植物、浮游動物和底棲生物)多樣性程度也較高的原因造成的。

圖7　黃河口生態(tài)重要性區(qū)域等級劃分Fig.7　Ranked EBSA map in the Huanghe River Estuary area

5　結(jié)語

識別海洋生態(tài)重要區(qū)的主要目標(biāo)是實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)管理，以便維持、修復(fù)和保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康、多樣性、恢復(fù)力和功能[7]。這不僅僅是一項(xiàng)為了從廣泛意義上保護(hù)所有具有生態(tài)重要性的海洋生物群落和棲息地的工具和策略，而是作為一種手段，引起大家對具有特別重要生物生態(tài)價(jià)值區(qū)域的關(guān)注，進(jìn)而在這種區(qū)域?qū)嵭懈叱潭鹊娘L(fēng)險(xiǎn)規(guī)避管理[4，10]。過去，在進(jìn)行海洋保護(hù)區(qū)選劃和海洋空間規(guī)劃等工作時(shí)，海洋管理者只能依靠專家的判斷將生物生態(tài)方面的信息納入他們的決策依據(jù)，這個(gè)過程顯然是缺乏客觀性的。而海洋生態(tài)重要區(qū)識別作為生境分類的一種評估和選劃方法，能夠盡可能的體現(xiàn)決策過程的客觀、科學(xué)和靈活，也能夠應(yīng)用于不同的海洋環(huán)境和區(qū)域，而不受到生境類型、生物生態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量的制約，因此，已被科學(xué)界和管理者廣泛接受和認(rèn)可。

目前，已經(jīng)有些國家將選劃出來的EBSAs用于指導(dǎo)海洋保護(hù)區(qū)(MPA)的建立以及海洋空間規(guī)劃[5—6，19](例如加拿大、澳大利亞、韓國和日本)。海洋生態(tài)重要區(qū)識別通過對現(xiàn)有生物生態(tài)信息的收集和整合，可以幫助完善現(xiàn)有海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)，為海洋保護(hù)區(qū)選劃、選址以及調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。用于選劃EBSAs 的科學(xué)信息可以被合理的用于指導(dǎo)海洋空間規(guī)劃過程[28]和科學(xué)研究活動。被識別為EBSA的區(qū)域，在進(jìn)行開發(fā)活動時(shí)要優(yōu)先避開這些區(qū)域，或者將現(xiàn)行的開發(fā)活動進(jìn)行重新布局，從而在促進(jìn)海洋資源和環(huán)境生態(tài)可持續(xù)利用的同時(shí)，避免對敏感區(qū)域或熱點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)生不必要的影響和風(fēng)險(xiǎn)，為減少人類活動壓力、物種滅絕風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失以及其他的不能修復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)變化提供有效的途徑。

本文是對生態(tài)重要區(qū)識別方法在我國近海的首次應(yīng)用嘗試，受到現(xiàn)有資料和研究區(qū)域空間尺度較小的局限性，識別標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法均是不成熟的，對黃河口生態(tài)重要性程度的等級劃分結(jié)果也有待于今后研究的進(jìn)一步驗(yàn)證。本文的主要目的是為我國基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理提供一種新的科學(xué)方法和工具，同時(shí)為其他區(qū)域的研究提供借鑒。海洋生態(tài)重要區(qū)由于其基于客觀科學(xué)的數(shù)據(jù)信息以及其對生態(tài)資料的整合功能，已經(jīng)成為國際上實(shí)施海洋空間規(guī)劃等的關(guān)鍵組成部分，我們認(rèn)為也應(yīng)將生態(tài)重要區(qū)的識別與劃分納入我國的海洋管理工作中。另外，該方法也更加依賴于研究區(qū)域生態(tài)資料的全面性和可靠性(例如長期連續(xù)監(jiān)測)，因此我們建議今后對海區(qū)的監(jiān)測，不應(yīng)僅限于傳統(tǒng)監(jiān)測項(xiàng)目，應(yīng)該對符合生態(tài)重要性標(biāo)準(zhǔn)的其他指標(biāo)也加強(qiáng)監(jiān)測，從而為海洋生物多樣性保護(hù)和海洋資源的可持續(xù)利用提供更加科學(xué)地指導(dǎo)。

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The concept and identification of ecologically and biologically significant areas——Case study in the Huanghe River Estuary

Fu Mingzhu1，2，3， Zhang Zhaohui1，2，3， Wang Zongling1，Jiang Meijie1， Wang Wei1，2，3

(1. First Institute of Oceanography， State Oceanic Administration，Qingdao 266061，China; 2.Key Lab of Science and Engineering for Marine Ecological Environment， State Oceanic Administration，Qingdao 266061，China; 3. Marine Ecology and Environmental Science Laboratory， Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology， Qingdao 266071， China)

Marine environments are experiencing intense pressures from anthropogenic activities and climate change， management tools or decision support systems are needed to deal with these problems. The classification of marine habitats is the basis and critical to the protection of marine biodiversity and the sustainable usage of marine resources. The identification of ecologically and biologically significant areas (EBSAs) as a objective， scientific and flexible habitat classification and evaluation tool has been widely accepted by the scientists and managers. The present paper began with the introduction of the progress in the concept and identification method of the EBSAs. Then we developed a protocol and a suite of criteria and indicators to identify EBSAs. Finally， application of the methods to Huanghe River Estuary and its adjacent area is presented as a case study based on the integration of all available ecological information we collected. This study is the first trial of EBSAs identification in China coastal areas. The results of our study are expected to provide scientific methods and tools to the ecosystem-based management and provide

to its applications in other areas．

marine ecologically and biologically significant areas; concept and identification method; Huanghe River Estuary

10.3969/j.issn.0253-4193.2016.10.003

2016-02-29；

2016-05-15。

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(黃河口及鄰近海域生態(tài)系統(tǒng)管理關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，201105005)；國家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目(黃海冷水團(tuán)次表層葉綠素最大值層的形成機(jī)制及其對初級生產(chǎn)力貢獻(xiàn)研究，41506185)；海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(“山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)”建設(shè)的海洋空間布局優(yōu)化技術(shù)體系及決策服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用示范，201205001)。

傅明珠(1980-)，女，山東省淄博市人，博士，助理研究員，主要從事海洋生態(tài)學(xué)方面研究。E-mail:fumingzhu@fio.org.cn

張朝暉，男，副研究員，主要從事海洋生態(tài)與海岸帶綜合管理方面研究。E-mail:zhang@fio.org.cn

F205

A

0253-4193(2016)10-0022-12

傅明珠，張朝暉，王宗靈，等. 海洋生態(tài)重要性區(qū)域的內(nèi)涵與識別方法研究——以黃河口為例[J].海洋學(xué)報(bào)，2016，38(10)：22—33，

Fu Mingzhu， Zhang Zhaohui， Wang Zongling， et al. The concept and identification of ecologically and biologically significant areas-Case study in the Huanghe River Estuary[J]. Haiyang Xuebao，2016，38(10)：22—33， doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.10.003