關于海洋生態系統第1頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三主要內容海洋生態系統簡介海洋生態系統的組成海洋生態系統對人類的奉獻海洋生態系統破壞的原因及現象怎樣保護海洋生態系統材料在海洋生態系統中的應用及前景第2頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三海洋生態系統簡介海洋生態系統是1935年由英國植物生態學家首先提出的,是指海域內生物與非生物成分通過能量流動和物質循環相互作用、相互依存所形成的自然整體,功能主要體現在系統內能量流動、物質循環和信息流及其穩態調節機制，它是一個典型的物理、化學和生物過程相互作用的復雜的系統,所涉及的生物、化學過程在一定的物理環境下是不斷變化的。海洋生態系統是海洋中由生物群落及其環境相互作用所構成的自然系統，廣義而言，全球海洋是一個大生態系統，其中包含許多不同等級的次級生態系統。每個次級生態系統占據一定的空間，由相互作用的生物和非生物，通過能量流和物質流形成具有一定結構和功能的統一體。第3頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三

海洋生態系統分類

按海區劃分按生物群落劃分沿岸生態系統大洋生態系統上升流生態系統等紅樹林生態系統珊瑚礁生態系統藻類生態系統等第4頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三海洋生態系統的組成

海洋生態系統在組成成分上有生物和非生物兩大部分組成，非生物部分包括各種礦產資源、海水等整個海洋空間環境系統，是海洋生態系統的物質和能量來源。生物部分，生活在真光層的浮游藻類、淺海區的底棲藻類和海洋種子植物是海洋中的生產者，植食性動物、肉食性動物以及一些雜食性浮游動物等異樣動物是海洋中的消費者，異養的細菌和真菌是海洋中的分解者。海洋中的生物與非生物通過光合、呼吸、礦化、鈣化等作用不斷進行著物質、能量等的交換，使得海洋生態系統服務功能得以實現。第5頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三海洋生態系統對人類的奉獻

海洋是地球生物圈中最重要的生態系統之一，是人類文明的發源地。隨著經濟增長與陸地環境的矛盾不斷加劇，海洋中蘊藏著的豐富資源，成為支撐經濟發展必不可少的物質基礎。據科學家估算，全球海洋中約有50萬種動物，生物資源總量達26萬億噸，海洋儲存著相當于陸地上全部農產品1000倍的食物。目前近岸海陸架已探明石油地質儲量1450億噸，占世界石油儲量的45%。天然氣地質儲量43萬億立方米，占世界天然氣總儲量的1/3。第7頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三

中國隨著海洋資源開發的不斷深入，海洋經濟已經成為國民經濟新的增長點。特別是進入21世紀以來，中國海洋經濟迅速發展，從2001年開始，海洋總產值、海洋產業增加值每年以超過15%的速度增長。平均每年海洋總產值對全國GDP的貢獻率超過9%，對沿海GDP的貢獻超過15%。據2012年中國海洋經濟統計公報顯示，2012年全國海洋生產總值50087億元，比上年增長7.9%，海洋生產總值占國內生產總值的9.6%。其中，海洋產業增加值29397億元，海洋相關產業增加值20690億元。海洋第一產業增加值2683億元，第二產業增加值22982億元，第三產業增加值24422億元，海洋第一、第二、第三產業增加值占海洋生產總值的比重分別為5.3％、45.9％和48.8％。第8頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三

海洋一直以來都是人類最重要的自然資源之一，海洋生態系統除了為人類提供食品、提供初級生產和次級生產資源,提供生物多樣性資源這些傳統的重要作用之外,海洋在全球物質循環和能量流動中的作用越來越被人們所重視。

國際地圈生物圈計(IGBP)初步揭示出海洋在大氣氣體和氣候調節、水循環、營養元素循環、廢氣物處理中扮演重要的角色。參考MA和其它對生態系統服務的研究結果,結合海洋生態系統自身的特點,可以將海洋生態系統提供的服務歸為以下幾項：食品生產:是指海洋生態系統為人類提供可食用產品的服務原料供給:是指海洋生態系統為人類提供工業生產性原料、醫藥用材料、裝飾觀賞材料等產品的服務第9頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三提供基因資源:是指海洋動物、植物、微生物所蘊含的已利用的和具有開發利用潛力的遺傳基因資源氣候調節:是指海洋生態系統通過一系列生物參與的生態過程來調節全球及地區溫度、降水等氣候的服務

通過海洋生物泵和初級生產者的光合作吸收CO2等溫室氣體和海洋浮游植物通過釋放二甲硫化物來觸發云的形成,增加太陽輻射的云反射,減少熱量吸收。產生調節作用的具體生態過程可以發生在全球尺度,也可以只局限在某一特定區域。其調節作用的效果在全球尺度和地區尺度都有不同的體現。同時,這一服務對維持大氣化學組成的穩定發揮作用，研究表明,海洋中可溶性CO2(碳酸氫鹽離子,碳酸鹽離子及溶解的CO2)的總量約3.8x108噸,是大氣CO2總量的50多倍第10頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三氣體調節:主要是指海洋生態系統維持空氣化學組分穩定、維護空氣質量以適宜人類生存的服務廢棄物處理:是指海洋生態系統對人類產生的各種排海污染物的降解、吸收和轉化功能生物控制:是指通過生物種群的營養動力學機制,海洋生態系統所提供的控制有害生物,維持系統平衡和降低相關災害損失的服務干擾調節:是指海洋生態系統提供對人類生存環境波動的響應、調節服務。例如,紅樹林和珊瑚礁都能減輕風暴潮和臺風對海岸的侵蝕等。第11頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第12頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三海洋生態系統破壞的原因及現象人為原因：過渡捕撈的“死亡之墻”、棲地破壞、垃圾排放和水體富營養化、石油泄漏、外來物種.....自然因素：全球變暖海平面上升，厄爾尼諾現象......第13頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三過度捕撈是指人類的捕魚活動導致海洋中生存的某種魚類種群不足以繁殖并補充種群數量。現代漁業捕獲的海洋生物已經超過生態系統能夠平衡彌補的數量，結果使整個海洋系統生態退化。1992年，加拿大紐芬蘭島的漁業完全崩潰，漁民在整個捕魚季沒有抓到一條鱈魚。這是當地漁業部門縱容過度捕撈的后果。這一情況導致4萬人失業，整個地區的經濟衰落。所有常用的捕魚方法中，海底拖網捕魚法把海底一定大小尺寸范圍內的生物一網打盡，對海洋生態系統的損害最大。一位海洋生物學家說：“大魚，包括劍魚和鯰魚，正在消失。如果不加制止，我們將會看到一個可怕的海洋一個充滿浮游生物的垃圾場。”第14頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第15頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三紅樹林生態系統是由生長在熱帶海岸泥灘上的紅樹科植物,它們具有呼吸根或支柱根;當果實在樹上時種子即可在其中萌芽成小苗然后再脫離母株,下墜插入淤泥中發育為新株(胎萌習性)。中國福建、臺灣、廣東、廣西部分沿海灘涂地區均有分布，也存在于印度、馬來西亞、西印度群島和西非。紅樹植物的根系十分發達，盤根錯節屹立于灘涂之中。紅樹林對海浪和潮汐的沖擊有著很強的適應能力，可以護堤固灘、防風浪沖擊、保護農田、降低鹽害侵襲，對保護海岸起著重要的作用，為內陸的天然屏障，有“海岸衛士”之稱。紅樹林還可凈化海水，吸收污染物，降低海水富營養化程度，防止赤潮發生。第16頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三由于港口碼頭、人工島等涉海圍海造地工程不斷上馬。沿岸地區海岸線不斷被拉直。水動力條件大幅改變圍墾，泥沙淤積及過度開發利用等因素導致岸線縮短。自然濕地面積大幅萎縮其中以盤錦濱海濕地、天津近岸濕地和黃河三角洲濕地破壞最為嚴重。20世紀50年代我國紅樹林面積4.85萬hm2（未包括港澳臺地區）1896年銳減為21283hm2，到了90年代初僅余15122hm2。但是近幾十年來，隨著海岸帶開發強度的日趨擴大，紅樹林遭到嚴重破壞，有很多地區的紅樹林蕩然無存，海南島的紅樹林面積已由原來的8000hm2，減少到現在的2000hm2，紅樹林的大面積消失，不僅使許多生物失去棲息場所和繁殖地，也失去了保護海岸的功能。第17頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第18頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三

進入12世紀以來,隨著我國經濟社會的進一步快速發展,沿海地區開發強度持續加大,排放的工業和生活污水將大量污染物攜帶入海,給近岸海域環境及其海洋生態系統造成巨大的壓力。據2008年監測與統計結果顯示,我國入海排污口污水排海總量約337億噸，排入渤海、黃海、東海和南海的分別占總量的32.1%、63.6%、91.4%

、20.9%。排入漁業資源利用和養護區、港口航運區、旅游區和海洋保護區、其他海洋功能區的分別占74.7%、3.8%、4.7%、31.8%。第19頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三由于長期連續大量的陸源排污,以及海岸工程開發強度的加大和開發規模的擴大,使我國近岸海域海水污染日趨嚴重,沉積物質量惡化,生物質量低劣,生物多樣性降低,赤潮頻繁,并使我國近岸海域生態系統出現了不同程度的脆弱區,嚴重制約了我國近岸海域海洋功能的正常發揮,影響了我國近岸海洋生態系統健康。以渤海三灣和部分城市近岸海域污染為例，海水富營養化程度不斷加劇，氮磷比作為水體富營養化的重要指標，一般海水中正常的氮磷比值為16:1。在20世紀80年代初，渤海海域氮磷比為2:1、3:1，在90年代初為5:1~10:1，在90年代末升高為16:1，24:1，2006年氮磷比均值約為50：1至08年渤海海域氮磷比達到67:1，局部海域高達200:1其中無機氮含量日益升高，渤海海域營養鹽結構由氮限制演化為現今的磷限制。第20頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三水體的富營養化使得赤潮發生的概率大大增加渤海赤潮災害發生的頻率和規模也確實在不斷上升據不完全統計渤海有史以來記錄到的赤潮在20世紀90年代以前每年僅為0.1次年發生面積90km2進入90年代后平均每年發生赤潮2.7次年發生面積超過1750km2。21世紀初年平均發生赤潮11.4次年發生面積超過2830km2

。2011年發生赤潮13次累計面積為217km2。第21頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第22頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三

隨著人類科技與文明的不斷進步，海洋石油污染問題越發突出，其中主要是海洋溢油造成的。以我國為例，據統計，1976—2002年，我國沿海平均每4天就發生一起由溢油引發的海洋石油污染事故。其中溢油量在50噸以上的重大溢油事故53起，總溢油量達29754噸。每起重大溢油事故造成的直接物質與海洋生態損失至少達幾百萬人民幣，但這僅僅是估計，因為有些生態損失是無價的。以發生于2003年11月的“塔斯曼海”輪溢油事故為例，對渤海灣及周圍海域造成了巨大影響，受其影響渤海海域的生態環境每況愈下。還有發生在2005年1月溢油量高達1200噸的大型珠江口溢油事故，不僅溢油量巨大，溢油影響的范圍更波及到海南省；一年后發生在山東煙臺的“長島油污染事件”因其持續時間長，損害范圍廣（山東、天津、河北沿岸），更是引起了國家有關部門的高度重視，號稱史無前例的渤海最大油污染事件。第23頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三據有關部門統計，從1998年到2008年這十年間，我國共發生大小船舶溢油事故733件。除此之外，發生于2010年的大連“7·16”輸油管道爆炸溢油事件更是令全國人民難忘，這條屬于中國國際儲運有限公司的石油管道不僅爆炸引發火災，更是將1500噸石油泄漏到渤海之中，對當地的海洋生態環境、社會安全和人民生存環境造成巨大的沖擊。2011年6月4日在渤海灣發生的蓬萊19-3號油田泄漏事件（簡稱康菲漏油事件），在半年的時間內，污染海域從16平方公里擴展到近6200平方公里，給當地的海洋環境帶來了災難性的破環：海洋生物的死亡、棲息地的破環、孵化場的破壞等等。第24頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三海洋石油污染的危害對海洋生態環境的危害

海洋石油污染所造成的油膜如不及時清理會長期漂浮在海面上，如同在海水和空氣中增加了一層塑料膜，影響海水與空氣的氧氣交換，也會阻礙陽光透入海水，使海水中的浮游生物的光合作用下降，使其無法生存。而浮游生物位于海洋生態食物鏈的最低端，是海洋生物初級生產力的主力軍，約占百分之九十。它的減少會影響其食物鏈上層的生物，受鏈條關系的影響最終會影響到海洋食物鏈頂層的生物，從而導致整個海洋生物的減少。如果海洋石油污染發生在緯度較高的地區，冰面上的油膜會吸收更多的陽光，提高冰面的溫度，融化的冰層會使海平面提高并造成全球性的氣候問題。第25頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三對海洋生物的危害對鳥類和海洋哺乳動物的危害對海洋魚類的危害對海底生物的危害對海洋生物幼體的危害第26頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三第28頁，講稿共32頁，2023年5月2日，星期三全球變暖及其所造成的海平面上升問題，已越來越受到國際社會尤其是沿海各國和小島國的關注。因為目前全球一半以上的人口居住在離海岸60公里的沿海地區，這些地區的平均人口密度比內陸高出約10倍，亞太地區則有約2/3的人口居住在沿海地區，且這些地區又都是工農業經濟最

發達的地區，對各國的可持續發展有著舉足輕重的作用。

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