第六章人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的干擾第一節(jié)干擾與干擾生態(tài)學第二節(jié)退化生態(tài)系統(tǒng)的類型及其成因第三節(jié)景觀生態(tài)學基本理論第四節(jié)人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的干擾第一節(jié)干擾與干擾生態(tài)學一、干擾及其定義二、人為干擾的主要形式三、干擾的生態(tài)學意義四、干擾生態(tài)學及學科任務一、干擾及其定義1.干擾的定義2.干擾的特性3.干擾的類型1.干擾的定義干擾是自然界的普遍現(xiàn)象。在經典生態(tài)學中，干擾被認為是影響生物群落結構和演替的重要因素。怎樣從正常環(huán)境變化中分出干擾的存在，為確切給出干擾的定義帶來一些困難。1.干擾的定義（1）Forman和Godron（1968）定義為：“顯著地改變系統(tǒng)正常格局的事件”。（2）Sousa認為：“干擾是一個對個體或個體群產生的不連續(xù)的、間斷的斬殺（killing）、位移（displacement）或損害（damage）”，這種作用能直接或間接為新的有機體的定居創(chuàng)造機會。1.干擾的定義（3）Bazzaz的定義：“景觀基本表現(xiàn)單元的突然變化，這種變化通過種群反映的明顯改變而表述出來”。（4）Pickett和White（1985）將干擾定義為：相對來說非連續(xù)的事件，它破壞生態(tài)系統(tǒng)、群落和種群的結構，改變資源、養(yǎng)分的有效性或者改變物理環(huán)境。1.干擾的定義從生態(tài)因子角度考慮，“干擾”較普遍和典型的定義是：群落外部不連續(xù)存在、間斷發(fā)生的因子的突然作用或連續(xù)存在因子超“正常”范圍的波動，這種作用或波動能引起有機體、種群或群落發(fā)生全部或部分明顯變化，使其結構和功能受到損害或發(fā)生改變。2.干擾的特性干擾的這些特性（類型、頻率和強度等）在某一時間過程的總和被稱為干擾體（disturbanceregime）。干擾強度作用頻率干擾范圍作用時間干擾特性2.干擾的特性（1）干擾范圍指干擾體作用的空間范圍的分布特點干擾可以發(fā)生在不同時空范圍中作用在不同生物類群和生態(tài)組織水平2.干擾的特性（2）頻率和周期指同一空間范圍或同一組織水平內，單位時間某一干擾發(fā)生的次數。其倒數為干擾周期，即某一干擾兩次發(fā)生的時間間隔。2.干擾的特性（3）干擾強度指干擾發(fā)生時，干擾因素所表現(xiàn)出的能力值。由于干擾因素的差異，定量分析要視具體干擾類型來確定強度衡量的具體單位。分為輕度干擾、中度干擾和重度干擾。2.干擾的特性（4）時間尺度指干擾發(fā)生的具體時刻及其持續(xù)的時間跨度。不同時間的干擾作用，會產生不同的干擾效果。如春季產卵期和秋汛期間捕撈海洋魚類3.干擾的類型（1）按干擾動因劃分自然干擾物理因素:火燒、冰雹、風暴、雪壓、雪暴、洪水、大潮汐、海嘯、降水變化、干燥脅迫、河岸和海岸沖擊、沉淀和地表運動過程等生物因素:捕食或放牧等。人為干擾人類生產生活和其他社會活動3.干擾的類型（2）按干擾來源劃分內源干擾由內源因子（群落內部的）對系統(tǒng)發(fā)生的作用。如海洋生態(tài)系統(tǒng)中：種間競爭和生物相克作用等。外源干擾動因源于系統(tǒng)外部：火災、風暴、沙暴、冰雹、霜凍、洪水、雪壓、干旱和人為砍伐、放牧和捕撈等。3.干擾的類型（3）按干擾性質劃分導致生態(tài)系統(tǒng)正常結構的破壞、生態(tài)平衡的失調和生態(tài)功能的退化，甚至毀滅性的。根據中等干擾假說，適度的干擾可以增加生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，而生物多樣性的增加又有益于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高。增益性干擾：破壞性干擾：二、人為干擾的主要形式人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)產生的效應和表現(xiàn)形式多種多樣。人為干擾體已經被認為是驅動種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)演化的動力。二、人為干擾的主要形式1.對森林和對草原植被的砍伐與開墾始于大約10000多年前的早期農業(yè)并持續(xù)到現(xiàn)在植被的退化加劇水土流失區(qū)域環(huán)境的變化生物生境的破壞生物多樣性的喪失生態(tài)環(huán)境問題：二、人為干擾的主要形式2.污染生活垃圾工業(yè)垃圾農藥各種對環(huán)境有毒害性的污染物二、人為干擾的主要形式3.采集全球80％的人口依賴于傳統(tǒng)醫(yī)藥傳統(tǒng)醫(yī)藥的85％與野生動植物有關經濟、藥用及珍稀野生生物資源被大肆掠奪式的采集，甚至造成一些物種的滅絕。二、人為干擾的主要形式4.采樵目的是為了滿足對能源的需求破壞了物質循環(huán)的正常進行二、人為干擾的主要形式5.狩獵和捕撈以經濟和食用為目的的非計劃性狩獵，尤其是對瀕危動物的捕殺

破壞動物種群的生殖和繁衍，甚至造成物種的滅絕。對水生生物資源的適度捕撈，可保持水產品的持續(xù)利用，但捕撈過度，則種群數量將急劇下降。

三、干擾的生態(tài)學意義普遍存在于許多系統(tǒng)、空間范圍和時間尺度上在所有生態(tài)學組織水平（分子、基因、細胞、組織、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和景觀生態(tài)系統(tǒng)層次）上目前研究主要集中在個體以上的層次上1.干擾有利于促進系統(tǒng)的演化干擾作用特征首先是斑塊化的。在斑塊環(huán)境內，物種間的相互關系會發(fā)生變化。斑塊增加環(huán)境的異質性，為物種特化和資源分配提供了有利條件。環(huán)境異質性可增加物種的多樣性，有利于系統(tǒng)的自然演化規(guī)律。2.干擾是維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的因子不穩(wěn)定的群落中常生活著對環(huán)境適應能力強、能承受高死亡率的物種。不穩(wěn)定的生物群落常常具有較強的恢復力。周期性的干擾能起到負反饋的作用。3.干擾能調節(jié)生態(tài)關系干擾對生物群落中生物間各種生態(tài)關系的影響極其復雜，也是多方面的。如適度放牧即輕度干擾能促進群落的生物多樣性和生產力。四、干擾生態(tài)學及學科任務1.學科任務2.基本研究內容3.干擾生態(tài)學進展1.學科任務干擾生態(tài)學是研究各類干擾對生命系統(tǒng)作用規(guī)律的科學。其學科任務：（1）通過對干擾類型、方式、強度、頻率、時間等特性的研究，揭示不同干擾對生物個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)方式、機制及其退化的影響原因。（2）對干擾的性質及發(fā)展趨勢作出科學預測，為受損生態(tài)系統(tǒng)修復、重建和科學管理提供理論依據。

2.基本研究內容（1）研究特定生態(tài)系統(tǒng)的干擾因子類型、干擾狀況和干擾體系，即干擾因子及其存在規(guī)律和發(fā)生行為。（2）研究生物個體對干擾的適應行為及其機制。（3）研究生態(tài)系統(tǒng)各組分對干擾的反應。（4）研究干擾與生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展進化。（5）研究干擾的生態(tài)學意義在生態(tài)管理中的應用。

3.干擾生態(tài)學研究關于干擾生態(tài)學的研究，自20世紀80年代后有了長足的進展。許多重要文獻都是在這前后發(fā)表的。1979年，Caris主編出版了《RecoveryandRestorationofDamagedEcosystem》一書。同年，White系統(tǒng)地綜述了干擾生態(tài)學的發(fā)展。1980年，美國斯坦福大學的Mooney和法國的Godron聯(lián)合出版了《EcosystmandDisturbance》一書。1983年，Pickett主編出版了《EcologyofNatureDisturbanceandPatchDynamics》一書。1986年，Andel主編出版了《DisturbanceofGrassland》一書。近幾年來，我國的生態(tài)學家也致力于人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)影響的研究。

第二節(jié)退化生態(tài)系統(tǒng)的類型及其成因一、退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及成因二、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型三、退化生態(tài)系統(tǒng)的特征四、中國退化生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)一、退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及成因1.退化生態(tài)系統(tǒng)（degradedecosystem）指在一定的時空背景下，生態(tài)系統(tǒng)受自然因素、人為因素或二者的共同干擾下，使生態(tài)系統(tǒng)的某些要素或系統(tǒng)整體發(fā)生不利于生物和人類生存要求的量變和質變，系統(tǒng)的結構和功能發(fā)生與其原有的平衡狀態(tài)或進化方向相反的位移（displacement）。一、退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及成因1.退化生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的基本結構和固有功能的破壞或喪失生物多樣性下降穩(wěn)定性和抗逆能力減弱及生產力下降“受害或受損”生態(tài)系統(tǒng)（damagedecosystem）

一、退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及成因2.成因天文因素變異而引起的全球環(huán)境變化（如冰期、間冰期的氣候冷暖波動）地球自身的地質地貌過程（如火山爆發(fā)、地震、海嘯、泥石流等自然災害）區(qū)域氣候變異（如大洋環(huán)境、洋流及水分模式的改變等）自然干擾：人類社會中所發(fā)生的一系列的社會、經濟、文化活動或過程（如工農業(yè)活動、城市化、商業(yè)、旅游和戰(zhàn)爭）。人為因素：二、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型裸地（包括原生裸地和次生裸地）森林采伐跡地棄耕地沙漠化地采礦廢棄地垃圾堆放場水生生態(tài)系統(tǒng)的退化（如水體富營養(yǎng)化、干涸等）和大氣系統(tǒng)的退化（如大氣污染、全球氣候變化等）余作岳二、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型1.裸地其成因通常是極端的環(huán)境條件下，如較為潮濕、或較為干旱，或鹽漬化程度較深，或缺乏有機質或無有機質等。2.森林采伐跡地人為干擾形成的退化類型，其退化狀態(tài)隨采伐強度和頻度而異。3.棄耕地人類原始農耕方式而造成的一種退化類型。二、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型4.沙漠及荒漠化指在人為干擾下，原來非沙漠的土地沙漠化的現(xiàn)象，主要是指一些干旱地區(qū)，由于人為干擾所出現(xiàn)的沙漠化或原沙漠區(qū)向非沙漠區(qū)的推進。荒漠化是指在干旱、半干旱地區(qū)和一些半濕潤地區(qū)，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，造成土地生產力衰退或喪失而形成荒漠或類似荒漠的過程。二、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型5.采礦廢棄地采礦廢棄地是指因采礦活動被破壞、不經治理而無法使用的土地。6.垃圾堆放場垃圾堆放場或堆埋場，主要是家庭、城市、工業(yè)等垃圾或遺棄廢物堆積的地方；占用耕地，污染生活環(huán)境，包括對大氣、地下水等的污染。二、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型7.污染的水域主要是來自未經處理的生活和工業(yè)污水，直接排放到自然水域中的人為干擾。三、退化生態(tài)系統(tǒng)的特征（1）種類組成發(fā)生變化；（2）群落結構趨于簡單化；（3）生物生產力變化，生產力下降，生物量趨于減少；（4）生態(tài)系不斷朝著異養(yǎng)演替方向發(fā)展，相應的功能也不斷衰退，正常的能流、物流渠道被阻斷，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不斷減弱。四、中國退化生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀我國是全世界人均資源缺乏的國家之一，中國各類資源的人均值都低于世界平均水平。由于人口增長過快，加之歷史上的諸多原因，我國的退化生態(tài)系統(tǒng)占國土總面積的比例較大。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)1.脆弱生態(tài)系統(tǒng)的內涵指自身穩(wěn)定性差、對外界干擾抵抗能力低的生態(tài)系統(tǒng)。因此，脆弱生態(tài)系統(tǒng)受到干擾后極易成為退化生態(tài)系統(tǒng)。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)1.脆弱生態(tài)系統(tǒng)的內涵①其正常功能一旦被打亂，系統(tǒng)常發(fā)生不可逆變化而失去恢復的能力；②發(fā)生的變化常常是深刻和全面的；③生態(tài)系統(tǒng)退化后的恢復是比較困難的。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)2.成因脆弱生態(tài)系統(tǒng)形成的原因有：①自然因素，如地質脆弱因子、地貌脆弱因子、生物群體結構和氣候脆弱因子等；②人為因素，如過度墾殖土地、過度放牧、過度樵采、過度采集、過度捕撈、長期不合理的灌溉、礦山開發(fā)和工農業(yè)污染等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)3.我國脆弱生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀分布范圍廣、面積也較大。據趙躍龍（1999）統(tǒng)計，我國脆弱生態(tài)系統(tǒng)的面積為194萬km2，超過國土總面積的1/5。又可分為北方半干旱－半濕潤區(qū)、西北干旱脆弱區(qū)、華北平原區(qū)、南方丘陵區(qū)、西南石灰?guī)r山地、西南山地和青藏高原區(qū)。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布

我國生態(tài)脆弱區(qū)主要分布在北方干旱半干旱區(qū)、南方丘陵區(qū)、西南山地區(qū)、青藏高原區(qū)及東部沿海水陸交接地區(qū)，行政區(qū)域涉及黑龍江、內蒙古、吉林、遼寧、河北、山西、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、西藏、四川、云南、貴州、廣西、重慶、湖北、湖南、江西、安徽等21個省（自治區(qū)、直轄市）。

五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（1）東北林草交錯生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于大興安嶺山地和燕山山地森林外圍與草原接壤的過渡區(qū)域，行政區(qū)域涉及內蒙古呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市和河北省承德市、張家口市等部分縣（旗、市、區(qū)）。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：生態(tài)過渡帶特征明顯，群落結構復雜，環(huán)境異質性大，對外界反應敏感等。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：北極泰加林、沙地樟子松林；疏林草甸、草甸草原、典型草原、疏林沙地、濕地、水體等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（2）北方農牧交錯生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)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區(qū)，行政區(qū)域涉及蒙、吉、遼、冀、晉、陜、寧、甘等8省區(qū)。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：氣候干旱，水資源短缺，土壤結構疏松，植被覆蓋度低，容易受風蝕、水蝕和人為活動的強烈影響。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：典型草原、荒漠草原、疏林沙地、農田等。

五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（3）西北荒漠綠洲交接生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于河套平原及賀蘭山以西，新疆天山南北廣大綠洲邊緣區(qū)，行政區(qū)域涉及新、甘、青、蒙等地區(qū)。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：典型荒漠綠洲過渡區(qū)，呈非地帶性島狀或片狀分布，環(huán)境異質性大，自然條件惡劣，年降水量少、蒸發(fā)量大，水資源極度短缺，土壤瘠薄，植被稀疏，風沙活動強烈，土地荒漠化嚴重。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：高山亞高山凍原、高寒草甸、荒漠胡楊林、荒漠灌叢以及珍稀、瀕危物種棲息地等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（4）南方紅壤丘陵山地生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于我國長江以南紅土層盆地及紅壤丘陵山地，行政區(qū)域涉及浙、閩、贛、湘、鄂、蘇等六省。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：土層較薄，肥力瘠薄，人為活動強烈，土地嚴重過墾，土壤質量下降明顯，生產力逐年降低；丘陵坡地林木資源砍伐嚴重，植被覆蓋度低，暴雨頻繁、強度大，地表水蝕嚴重。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：亞熱帶紅壤丘陵山地森林、熱性灌叢及草山草坡植被生態(tài)系統(tǒng)，亞熱帶紅壤丘陵山地河流濕地水體生態(tài)系統(tǒng)。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（5）西南巖溶山地石漠化生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于我國西南石灰?guī)r巖溶山地區(qū)域，行政區(qū)域涉及川、黔、滇、渝、桂等省市。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：全年降水量大，融水侵蝕嚴重，而且?guī)r溶山地土層薄，成土過程緩慢，加之過度砍伐山體林木資源，植被覆蓋度低，造成嚴重水土流失，山體滑坡、泥石流災害頻繁發(fā)生。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：典型喀斯特巖溶地貌景觀生態(tài)系統(tǒng)，喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)，喀斯特河流、湖泊水體生態(tài)系統(tǒng)，喀斯特巖溶山地特有和瀕危動植物棲息地等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（6）西南山地農牧交錯生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于青藏高原向四川盆地過渡的橫斷山區(qū)，行政區(qū)域涉及四川阿壩、甘孜、涼山等州，云南省迪慶、麗江、怒江以及黔西北六盤水等40余個縣市。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：地形起伏大、地質結構復雜，水熱條件垂直變化明顯，土層發(fā)育不全，土壤瘠薄，植被稀疏；受人為活動的強烈影響，區(qū)域生態(tài)退化明顯。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：亞熱帶高山針葉林生態(tài)系統(tǒng)，亞熱帶高山峽谷區(qū)熱性灌叢草地生態(tài)系統(tǒng)，亞熱帶高山高寒草甸及凍原生態(tài)系統(tǒng)，河流水體生態(tài)系統(tǒng)等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（7）青藏高原復合侵蝕生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于雅魯藏布江中游高寒山地溝谷地帶、藏北高原和青海三江源地區(qū)等。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：地勢高寒，氣候惡劣，自然條件嚴酷，植被稀疏，具有明顯的風蝕、水蝕、凍蝕等多種土壤侵蝕現(xiàn)象，是我國生態(tài)環(huán)境十分脆弱的地區(qū)之一。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：高原冰川、雪線及凍原生態(tài)系統(tǒng)，高山灌叢化草地生態(tài)系統(tǒng)，高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)，高山溝谷區(qū)河流濕地生態(tài)系統(tǒng)等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)4.我國生態(tài)脆弱區(qū)的空間分布（8）沿海水陸交接帶生態(tài)脆弱區(qū)該區(qū)主要分布于我國東部水陸交接地帶，行政區(qū)域涉及我國東部沿海諸?。ㄊ校湫蛥^(qū)域為濱海水線500米以內、向陸地延伸1～10公里之內的狹長地域。生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為：潮汐、臺風及暴雨等氣候災害頻發(fā)，土壤含鹽量高，植被單一，防護效果差。重要生態(tài)系統(tǒng)類型包括：濱海堤岸林植被生態(tài)系統(tǒng)，濱海三角洲及灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)，近海水域水生生態(tài)系統(tǒng)等。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)5.我國生態(tài)脆弱區(qū)的主要問題

（1）草地退化、土地沙化面積巨大

2005年我國共有各類沙漠化土地174.0萬平方公里，其中，生態(tài)環(huán)境極度脆弱的西部8省區(qū)就占96.3%。我國北方有近3.0億公頃天然草地，其中60%以上分布在生態(tài)環(huán)境比較脆弱的農牧交錯區(qū)，目前，該區(qū)中度以上退沙化面積已占草地總面積的53.6%，并已成為我國北方重要沙塵源區(qū)，而且每年退沙化草地擴展速度平均在200萬公頃以上。

五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)5.我國生態(tài)脆弱區(qū)的主要問題

（2）土壤侵蝕強度大，水土流失嚴重西部12省（自治區(qū)、直轄市）是我國生態(tài)脆弱區(qū)的集中分布區(qū)。最近20年，由于人為過度干擾，植被退化趨勢明顯，水土流失面積平均每年凈增3%以上，土壤侵蝕模數平均高達3000噸/平方公里·年，云貴川石漠化發(fā)生區(qū)，每年流失表土約1厘米，輸入江河水體的泥沙總量約40～60億噸。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)5.我國生態(tài)脆弱區(qū)的主要問題

（3）自然災害頻發(fā)，地區(qū)貧困不斷加劇我國生態(tài)脆弱區(qū)每年因沙塵暴、泥石流、山體滑坡、洪澇災害等各種自然災害所造成的經濟損失約2000多億元人民幣，自然災害損失率年均遞增9%，普遍高于生態(tài)脆弱區(qū)GDP增長率。我國《“八七”扶貧計劃》共涉及592個貧困縣，中西部地區(qū)占52%，其中80%以上地處生態(tài)脆弱區(qū)。2005年全國絕對貧困人口2365萬，其中95%以上分布在生態(tài)環(huán)境極度脆弱的老少邊窮地區(qū)。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)5.我國生態(tài)脆弱區(qū)的主要問題

（4）氣候干旱，水資源短缺，資源環(huán)境矛盾突出我國北方生態(tài)脆弱區(qū)耕地面積占全國的64.8%，實際可用水量僅占全國的15.6%，70%以上地區(qū)全年降水不足300毫米，每年因缺水而使1300～4000萬公頃農田受旱。西北荒漠綠洲區(qū)主要依賴雪山融水維系綠洲生態(tài)平衡，最近幾年，雪山融水量比20年前普遍下降30%～40%，綠洲萎縮后外圍胡楊林及荒漠灌叢生態(tài)退化日益明顯，并已嚴重威脅到綠洲區(qū)的生態(tài)安全。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)5.我國生態(tài)脆弱區(qū)的主要問題

（5）濕地退化，調蓄功能下降，生物多樣性喪失

20世紀50年代以來，全國共圍墾濕地3.0萬平方公里，直接導致6.0～8.0萬平方公里濕地退化，蓄水能力降低約200～300億立方米，許多兩棲類、鳥類等關鍵物種棲息地遭到嚴重破壞，生物多樣性嚴重受損。此外，濕地退化，土壤次生鹽漬化程度增加，每年受災農田約100萬公頃，糧食減產約2億公斤。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)6.我國生態(tài)脆弱區(qū)的成因及壓力

造成我國生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)退化、自然環(huán)境脆弱的原因除生態(tài)本底脆弱外，人類活動的過度干擾是直接成因。主要表現(xiàn)在：

（1）經濟增長方式粗放我國經濟增長方式粗放的特征主要表現(xiàn)在重要資源單位產出效率較低，生產環(huán)節(jié)能耗和水耗較高，污染物排放強度較大，再生資源回收利用率低下，社會交易率低而交易成本較高。2006年中國GDP約占世界的5.5%，但能耗占到15%、鋼材占到30%、水泥占到54%；2000年中國單位GDP排放CO20.62公斤、有機污水0.5公斤，污染物排放強度大大高于世界平均水平；而礦產資源綜合利用率、工業(yè)用水重復率均高于世界先進水平15～25個百分點；社會交易成本普遍比發(fā)達國家高30%～40%。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)6.我國生態(tài)脆弱區(qū)的成因及壓力（2）人地矛盾突出我國以占世界9%的耕地、6%的水資源、4%的森林、1.8%的石油，養(yǎng)活著占世界22%的人口，人地矛盾突出已是我國生態(tài)脆弱區(qū)退化的根本原因，如長期過牧引起的草地退化，過度開墾導致干旱區(qū)土地沙化，過量砍伐森林資源引發(fā)大面積水土流失等。據報道，我國環(huán)境污染損失約占GDP的3%～8%，生態(tài)破壞（草原、濕地、森林、土壤侵蝕等）約占GDP的6%～7%。五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)6.我國生態(tài)脆弱區(qū)的成因及壓力（3）監(jiān)測與監(jiān)管能力低下我國生態(tài)監(jiān)管機制由于部門分割、協(xié)調不力，導致監(jiān)管效率低下。同時，由于相關政策法規(guī)、技術標準不完善，經濟發(fā)展與生態(tài)保護矛盾突出，特別是生態(tài)監(jiān)測、評估與預警技術落后，生態(tài)脆弱區(qū)基線不清、資源環(huán)境信息不暢，難以為環(huán)境管理與決策提供良好的技術支撐。

五、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)6.我國生態(tài)脆弱區(qū)的成因及壓力（4）生態(tài)保護意識薄弱我國人口眾多，環(huán)保宣傳和文教事業(yè)嚴重滯后。許多地方政府重發(fā)展輕保護思想普遍，有的甚至以犧牲環(huán)境為代價，單純追求眼前的經濟利益；個別企業(yè)受經濟利益驅動，違法采礦、超標排放十分普遍，嚴重破壞人類的生存環(huán)境。許多民眾環(huán)保觀念淡漠，對當前嚴峻的環(huán)境形勢認知水平低，而且消費觀念陳舊，缺乏主動參與和積極維護生態(tài)環(huán)境的思想意識，資源掠奪性開發(fā)和浪費使用不能有效遏制，生態(tài)破壞、系統(tǒng)退化日趨嚴重。推薦參考書陳靈芝等.中國退化生態(tài)系統(tǒng)研究.北京：科學技術出版社，1995.孫儒泳等.基礎生態(tài)學.北京：高等教育出版社，2002.蔡曉明等.生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學.北京：科學出版社，2000.一、景觀和景觀生態(tài)學的概念二、景觀生態(tài)學的研究對象和主要內容三、景觀生態(tài)學基本概念和理論第三節(jié)景觀生態(tài)學基本理論一、景觀和景觀生態(tài)學的概念1.景觀景觀（landscape）定義多種，但大都是反映內陸地形、地貌或景色（諸如草原、森林、山脈、湖泊等），或是反映某一地理區(qū)域的綜合地形特征。在生態(tài)學中，可以分為狹義和廣義兩種。1、狹義景觀

指在幾十千米至幾百千米范圍內，由不同生態(tài)系統(tǒng)類型所組成的、具有重復性格局的異質性地理單元。反映氣候、地理、生物、經濟、社會和文化綜合特征的景觀復合體相應地稱為區(qū)域（region）（或宏觀景觀）。2、廣義景觀包括出現(xiàn)在從微觀到宏觀不同尺度上的、具有異質性或綴塊性的空間單元。2.景觀生態(tài)學景觀生態(tài)學（LandscapeEcology）是研究在一個相當大的區(qū)域內，由許多不同生態(tài)系統(tǒng)所組成的整體（即景觀）的空間結構、相互作用、協(xié)調功能及動態(tài)變化的一門生態(tài)學新分支。景觀生態(tài)學(LandscapeEcology)是研究景觀單元的類型組成、空間格局及其與生態(tài)學過程相互作用的綜合學科，其研究重點是空間格局、生態(tài)學過程與尺度之間的相互作用。強調空間格局、生態(tài)學過程與尺度之間的相互作用是景觀生態(tài)學的研究核心。二、景觀生態(tài)學的研究對象和主要內容1.景觀生態(tài)學的研究對象景觀生態(tài)學的研究對象可以概括為景觀的結構、功能和動態(tài)3個方面：（1）景觀結構：即景觀組成單元的類型、多樣性及其空間關系；（2）景觀功能：即景觀結構與生態(tài)學過程的相互作用或景觀結構單元之間的相互作用；（3）景觀動態(tài)：即指景觀和結構在功能方面隨時間推移發(fā)生的變化。2.景觀生態(tài)學研究的主要內容（1）空間異質性或格局的形成與動態(tài)；（2）空間異質性與生態(tài)學過程的相互作用；（3）景觀的等級結構特征；（4）格局-過程-尺度之間的相互關系；（5）人類活動與景觀結構，功能的反饋關系；（6）景觀異質性多樣性的維持和管理等。景觀結構、功能和動態(tài)的相互關系以及景觀生態(tài)學的一些理論和概念之間的聯(lián)系格局與過程景觀生態(tài)學明確強調空間異質性（spatialheterogeneity）、等級結構（hierarchicalstructure）和尺度(scale)在研究生態(tài)學格局和過程中的重要性，尤其突出空間結構和生態(tài)學過程在多個尺度上的相互作用。而人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響，也往往是景觀生態(tài)學研究的一個重要方面。因此，無論是從時間、空間上，還是從組織水平上，景觀生態(tài)學所涉及到的尺度都比其他生態(tài)學科更廣。

景觀生態(tài)學特點及其與其他生態(tài)學分支學科的關系三、景觀生態(tài)學的基本概念和理論

尺度、格局和過程（1）尺度尺度是研究對象的時空度量，分別稱為時間尺度和空間尺度。此外，組織尺度（organizationalscale）的概念，即在由生態(tài)學組織層次（包括個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和景觀等不同層次）組成的等級系統(tǒng)中的位置，也廣為使用。尺度、格局和過程（1）尺度在景觀生態(tài)學中，尺度以粒度（grain）和幅度(extent)來表達。粒度指最小可辨識結構單元或像元的大小，包括空間粒度和時間粒度?？臻g粒度是最小可辨識單元代表的特征長度、面積或體積。例如，在不同的觀察高度看同一個森林景觀，其最小可辨識結構單元會隨著距離而發(fā)生變化，在某一觀察距離上的最小可辨識景觀單元則代表了該景觀的空間粒度。對于空間數據和圖象資料而言，其粒度對應于最大分辨率，或像元（pixel）的大小。尺度、格局和過程（1）尺度時間粒度是事物發(fā)生的頻率或間隔。例如，某一生態(tài)演替研究中的取樣時間間隔或某一干擾時間發(fā)生的頻率，就是時間尺度的例子。幅度則是指研究對象在時空上的持續(xù)范圍或長度。在景觀生態(tài)學中，一般而言，大尺度（粗尺度）常指較大范圍內的景觀特征，往往對應于小比例尺，小分辨率；而小尺度（細尺度）則常指小空間范圍內的景觀特征，往往對應于大比例尺，高分辨率。尺度、格局和過程（2）格局景觀生態(tài)學中的格局往往是指空間格局，即綴塊和其他組成單元的類型、數目以及空間分布與配置?？臻g格局可粗略地描述為隨機型、規(guī)則型和聚集型。景觀結構特征和空間關系可通過一系列景觀指數和空間分析方法加以定量化。尺度、格局和過程（3）過程與格局不同，過程則強調事件或現(xiàn)象發(fā)生，發(fā)展的程序和動態(tài)特征。景觀生態(tài)學涉及到的生態(tài)學過程包括：種群動態(tài)，種子或生物體的傳播，捕食者和獵物的相互作用，群落演替，干擾擴散，養(yǎng)分循環(huán)等?？臻g異質性和綴塊性空間異質性（spatialheterogeneity）是指生態(tài)學過程和格局在空間分布上的不均勻性及其復雜性?？臻g異質性一般可以理解為是空間綴塊性（patchiness）和梯度(gradient)的總和?？臻g異質性、綴塊性和空間格局及其對尺度的依賴性空間異質性和綴塊性綴塊性則主要強調綴塊的種類組成特征及其空間分布與配置的關系，比異質性在概念上更加具體?？臻g格局，異質性和綴塊性在概念上和實際應用中都是相互聯(lián)系，但又略有區(qū)別的一組概念。最主要的共同點在于它們都強調非均質性以及對尺度的依賴?？臻g異質性、綴塊性和空間格局及其對尺度的依賴性種-面積關系和島嶼生物地理學理論景觀中綴塊面積的大小、形狀以及數目，對生物多樣性和各種生態(tài)學過程都會有影響。例如，物種數量與生境面積之間的關系表達為：S=CAZ式中：S-物種數量；A-生境面積；C-常數；Z-常數。引用上述關系時，須注意二個重要前提：（1）所研究生境中物種遷移（immigration）與絕滅(extinction)過程之間達到生態(tài)平衡；（2）除面積之外，所研究生境的其他環(huán)境因素都相似。盡管在生境綴塊研究中常常難以同時滿足這兩條要求，但是種-面積關系已經被廣泛地應用于島嶼生物地理學，群落生態(tài)學以及景觀生態(tài)學中。種-面積關系和島嶼生物地理學理論考慮到景觀綴塊不同的特征，種與面積的一般關系可表達為：物種豐富度=F（生境多樣性，干擾，綴塊面積，演替階段，基底特征，綴塊隔離程度）綴塊數量的增加常伴隨著物種的增加。島嶼生物地理學理論將生境綴塊的面積和隔離程度與物種多樣性聯(lián)系在一起，成為許多早期北美景觀生態(tài)學研究的理論基礎。因此可以認為，它對綴塊動態(tài)理論以及景觀生態(tài)學的發(fā)展起了重要的啟發(fā)作用。島嶼生物地理學理論的一般數學表達式為：dS/dt=I－E式中:S---物種數;t--時間;I---遷居速率(是種源和綴塊間距離D的函數);E---絕滅速率(是綴塊面積A的函數).島嶼生物地理學的最大貢獻之一，是把綴塊的空間特征與物種數量巧妙地用一個理論公式聯(lián)系在一起，這為以后的許多生態(tài)學概念和理論奠定了基礎。綴塊-廊道-基底模式美國生態(tài)學家R.Forman和法國生態(tài)學家M.Godron(1986)認為,組成景觀的結構單元有3種：綴塊(patch),廊道(corridor)和基底(matrix)。綴塊綴塊泛指與周圍環(huán)境在外貌和性質上不同，但是又具有一定內部均質性的空間部分。綴塊包括植物群落、湖泊、草原﹑農田和居住區(qū)等。因其大小，類型，形狀，邊界以及內部均質程度都會顯現(xiàn)出很大的不同。綴塊-廊道-基底模式廊道廊道是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線形或帶狀結構。常見的廊道包括農田間的防風林帶、河流、道路、峽谷和輸電線路等。廊道類型的多樣性導致了其結構和功能類型的多樣化。其重要結構特征包括：寬度，組成內容，內部環(huán)境，形狀，連續(xù)性，以及與周圍綴塊或基底的作用關系。廊道相互交叉，形成網絡，使廊道和綴塊與基底的相互作用復雜化。綴塊-廊道-基底模式基底基底是指景觀中分布最廣，連續(xù)性也最大的背景結構。常見的有森林基底，草原基底，農田基底，城市用地基底等等。在許多景觀中其總體動態(tài)常常受基底所支配。綴塊-廊道-基底模式綴塊-廊道-基底基于長期以來許多領域的研究成果，尤其是島嶼生物地理學和群落綴塊動態(tài)研究，近年來，以綴塊、廊道和基底為核心的一系列概念、理論和方法已逐漸形成了現(xiàn)代景觀生態(tài)學的一個重要方面。R.Forman(1995)稱之為景觀生態(tài)學的“綴塊—廊道—基底模式”(patch—corridor—matrixmodel)。這一模式為我們提供了一種描述生態(tài)學系統(tǒng)的“空間語言”，使得對景觀結構、功能和動態(tài)的表述更為具體、形象。而且，綴塊—廊道—基底模式還有利于考慮景觀結構與功能之間的相互關系，比較它們在時間上的變化。邊緣效應邊緣效應(edgeeffect)：指綴塊邊緣部分由于受外圍影響而表現(xiàn)出與綴塊中心部分不同的生態(tài)學特征的現(xiàn)象。綴塊中心部分在氣象條件(如光、溫度、濕度、風速)、物種組成以及生物地球化學循環(huán)方面都可能與其邊緣部分不同。許多研究表明，綴塊周界部分常常具有較高的物種豐富度和初級生產力。有些物種需要較穩(wěn)定的生物條件，往往集中分布在綴塊中心部分，故稱為內部種(interiorspecies)。而另一些物種適應多變的環(huán)境條件，主要分布在綴塊邊緣部分，則稱為邊緣種(edgespecies)。有許多物種的分布是介乎于這二者之間的。當綴塊的面積很小時，內部-邊緣環(huán)境分異不復存在，因此整個綴塊便會全部為邊緣種或對生境不敏感的物種占據。顯然，邊緣效應是與綴塊的大小以及相鄰綴塊和基底特征密切相關的。Meta-種群理論美國生態(tài)學家R.Levins在1970年首次采用了Meta-種群(metapopulation)一詞，并將其定義為“由經常局部性絕滅，但又重新定居而再生的種群所組成的種群”。Meta-種群是由空間上相互隔離，但又有功能聯(lián)系（繁殖體或生物個體的交流）的二個或二個以上的亞種群(subpopulation)組成的種群綴塊系統(tǒng)。亞種群生存在生境綴塊中，而Meta-種群的生存環(huán)境則對應于景觀鑲嵌體?！癕eta”一詞正是強調這種空間復合體特征。所有種群的生境在空間上均具有不同程度的異質性，但它們不全是Meta-種群。Meta種群理論有兩個基本要點：一是亞種群頻繁地從生境綴塊中消失(綴塊水平的局部性絕滅)；二是亞種群之間存在生物繁殖體或個體的交流(綴塊間和區(qū)域性定居過程)，從而使Meta-種群在景觀水平上表現(xiàn)出復合穩(wěn)定性。Meta-種群理論復合種群動態(tài)涉及到3個空間尺度：亞種群尺度或綴塊尺度(subpopulationorpatchscale)，在這一尺度上，生物個體通過日常采食和繁殖活動發(fā)生非常頻繁的相互作用，從而形成局部范圍的亞種群單元。Meta-種群或景觀尺度(metapopulationorlandscapescale)，在這一尺度上，不同亞種群之間通過植物種子和其他繁殖體傳播，或通過動物運動發(fā)生較頻繁的交換作用。這種經常靠外來繁殖體或個體維持生存的亞種群所在的綴塊稱為“壑綴塊”(sinkpatch)，而提供給壑綴塊生物繁殖體和個體的稱為“源綴塊”(sourcepatch)。地理區(qū)域尺度(geographicalregionscale)，這一尺度代表了所研究物種的整個地理分布范圍，即生物個體或種群的生長和繁殖活動不可能超越這一空間范圍。在這一區(qū)域內，可能有若干個Meta-種群存在，但一般來說，它們很少有相互作用。但在考慮很大的時間尺度時(如考慮進化或地質過程時)，地理區(qū)域范圍內的一些偶發(fā)作用也會對Meta-種群的結構和功能特征有顯著影響。Meta-種群理論在Meta-種群動態(tài)的研究中，數學模型一直起著主導作用。R.Levin(1969)發(fā)展了最早、也最有代表性的Meta-種群動態(tài)模型(亦稱綴塊占有率模型，patch-occupancymodel)。Meta-種群理論，是關于種群在景觀綴塊復合體中運動和消長的理論，也是關于空間格局和種群生態(tài)學過程相互作用的理論。因此，它是等級綴塊動態(tài)理論在種群生態(tài)學中的體現(xiàn)。目前，雖然關于Meta-種群動態(tài)的野外實驗研究才剛剛開始，但顯而易見，這些研究對于檢驗、充實和完善Meta-種群理論是十分必要的，而這一理論對景觀生態(tài)學和保育生物學均都具有重要的意義。景觀連接度景觀連接度(1andscapeconnectivity)是對景觀空間結構單元相互之間連續(xù)性的量度。它包括結構連接度(structuralconnectivity)和功能連接度(functionalconnectivity)。前者指景觀在空間上直接表規(guī)出的連續(xù)性，可通過衛(wèi)片、航片或視覺器官觀察來確定。后者是以所研究的生態(tài)對象或過程的特征尺度(characteristicscale)來確定的量觀連續(xù)性。例如，火、種子傳播距離,動物取食和繁殖活動的范圍以及養(yǎng)分循環(huán)的空間幅度等，都與景觀結構連續(xù)性相互作用，并一起來確定景觀的功能連接度。因此，景觀連接度密切地依賴于觀察尺度和所研究對象的特征尺度，即某現(xiàn)象集中出現(xiàn)的尺度。不考慮生態(tài)學過程，單純考慮景觀的結構連接度是沒有什么意義的。綴塊動態(tài)理論綴塊動態(tài)(patchdynamics)的概念，至少可追溯到1947年英國生態(tài)學家A．S．Watt提出的“格局與過程”學說(pattern-processhypothesis)。Watt認為，生態(tài)系統(tǒng)是綴塊鑲嵌體，綴塊的個體行為和鑲嵌體綜合特征決定生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。這種思想在前蘇聯(lián)地植物學中也存在已久(如植物小群落、鑲嵌群落或復合群落等概念)。其后，特別是70年代以來，綴塊動態(tài)概念被廣泛地運用到種群和群落生態(tài)學的理論與實踐研究之中，并逐漸發(fā)展成為生態(tài)學中一新理論。綴塊動態(tài)理論Wu和Loucks(1995)在總結前人研究工作的基礎上，進而提出了等級綴塊動態(tài)范式(paradigm)。等級綴塊動態(tài)范式的要點包括：①生態(tài)學系統(tǒng)是由綴塊鑲嵌體組織的等級系統(tǒng)；②生態(tài)學系統(tǒng)的動態(tài)是綴塊個體行為和相互作用的總體反映；③格局—過程—尺度觀點，即“過程產生格局，格局作用于過程，而二者關系又依賴于尺度；④非平衡觀點，即非平衡現(xiàn)象在生態(tài)學系統(tǒng)中普遍存在，局部尺度上的非平衡和過程往往是系統(tǒng)穩(wěn)定性的組成部分；⑤兼容機制(incorporation)和復合穩(wěn)定性(metastability)，兼容是指小尺度上、高頻率、快速度的非平衡態(tài)過程，被整合到較大尺度上穩(wěn)定過程的現(xiàn)象。而這種在較大尺度上表現(xiàn)出來的“準穩(wěn)定性”往往是綴塊復合體的特征，因而稱之為“復合穩(wěn)定性”。等級綴塊動態(tài)范式最突出的特點就是空間綴塊性和等級理論的有機結合，以及格局/過程和尺度的辨證統(tǒng)一。這一理論的發(fā)展，既依賴于，也同時有助于景觀結構與功能相互關系的研究.等級理論等級理論(hierarchytheory)是20世紀60年代以來逐漸發(fā)展形成的、關于復雜系統(tǒng)的結構、功能和動態(tài)的系統(tǒng)理論。它的發(fā)展基于一般系統(tǒng)論、信息論、非平衡態(tài)熱力學、數學以及現(xiàn)代哲學的有關理論。根據等級理論，復雜系統(tǒng)具有離散性等級層次(discretehierarchicallevel)，據此，對這些系統(tǒng)的研究可得以簡化。等級理論一般而言，處于等級系統(tǒng)中高層次的行為或動態(tài)常表現(xiàn)出大尺度、低頻率、慢速度特征。低層次行為或過程的行為或動態(tài)則表現(xiàn)出小尺度、高頻率、快速度的特征。不同等級層次之間還具有相互作用的關系，即高層次對低層次有制約作用(constraint)，而低層次則為高層次提供機制和功能。等級理論等級系統(tǒng)具有垂直結構(即等級層次)和水平結構。就其垂直結構而言，有巢式和非巢式等級系統(tǒng)。在巢式系統(tǒng)中，每一層次均由其下一層次組成，二者具有完全包含與被包含的對應關系(例如，分類等級系統(tǒng)：界—門—綱—目—科—屬—種；軍隊組成單元系統(tǒng)：軍—師—旅—團—營—連—排—班—兵)。在非巢式系統(tǒng)中，不同等級層次由不同實體單元組成，因此上下層之間不具有包含與被包含的關系(如軍隊官銜等級系統(tǒng)：司令—軍長—師長—旅長—團長—營長……)。等級理論等級系統(tǒng)具有垂直結構(即等級層次)和水平結構。在巢式系統(tǒng)中，高層次的特征常?？捎傻蛯哟蔚奶卣鱽硗茰y，而這一規(guī)律在非巢式系統(tǒng)中則不常見。從另一方面而言，只在高層次上才表現(xiàn)出來的整合特征或超特征(emergentproperty)現(xiàn)象在非巢式系統(tǒng)中更易觀察到。等級理論等級系統(tǒng)具有垂直結構(即等級層次)和水平結構。就等級系統(tǒng)的水平結構而言，每一個層次由不同的亞系統(tǒng)或整體元組成。整體元具有兩面性或雙向性，即對其低層次表現(xiàn)出相對自我包含的整體特性，對其高層次則表現(xiàn)出從屬組分的受約特性。等級理論等級理論最根本的作用在于簡化復雜系統(tǒng)，以便達到對其結構、功能和行為的理解和預測。將復雜系統(tǒng)中繁多相互作用的組分按照某一標準進行組合，賦之于層次結構，是等級理論的關鍵一步。某一復雜系統(tǒng)是否能夠被由此而化簡或其化簡的合理程度常稱為系統(tǒng)的“可分解性”(decomposability)。系統(tǒng)的可分解性是應用等級理論的前提條件。用來“分解”復雜系統(tǒng)的標準常包括過程速率(如周期、頻率、反應時間等)和其他結構和功能上表現(xiàn)出來的邊界或表面特征(如不同等級植被類型分布的溫度和濕度范圍，食物鏈關系，景觀中不同類型綴塊邊界)。基于等級理論，在研究復雜系統(tǒng)時一般至少需要同時考慮3個相鄰層次：即核心層次、其上一層次和其下一層次。推薦參考書鄔建國.景觀生態(tài)學-格局、過程、尺度與等級.北京：高等教育出版社，2000.第六章人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的干擾第一節(jié)干擾與干擾生態(tài)學第二節(jié)退化生態(tài)系統(tǒng)的類型及其成因第三節(jié)景觀生態(tài)學基本理論第四節(jié)人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響一、生物多樣性的概念及其與人類的關系二、海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨的威脅三、現(xiàn)存海洋生物多樣性保護的途徑第四節(jié)人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響一、生物多樣性的概念及其與人類的關系1.生物多樣性的定義和內涵2.我國的海洋生物多樣性3.海洋生物多樣性與人類的關系1.生物多樣性的定義和內涵1、生物多樣性生物多樣性（biodiversity），是指棲息于一定環(huán)境的所有動、植物和微生物物種、每個物種所擁有的全部基因以及它們與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)的總稱。包括物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個基本層次。反映生物有機體及其賴以生存的生態(tài)綜合體之間的多樣性和變異性，是人類生存和發(fā)展的基礎。1.生物多樣性的定義和內涵2、生物多樣性的三個層次（1）物種多樣性

物種多樣性是指地球上生命有機體的多樣化，它是生態(tài)系統(tǒng)的基本組分，也是基因和染色體的載體，在生物多樣性三個基本層次中，物種多樣性是最明顯、最直觀的一個層次。地球上現(xiàn)存生物已描述的種數類別種數（103）類別種數（103）細菌和藍藻真菌藻類高等植物原生動物海綿動物腔腸動物環(huán)節(jié)動物甲殼動物4.7646.9826.90267.7530.805.009.0024.0038.00昆蟲其他無脊椎動物軟體動物棘皮動物硬骨魚類兩棲、爬行類鳥類哺乳類合計751.00132.4650.006.1016.0910.489.204.171435.661.生物多樣性的定義和內涵（2）遺傳多樣性（基因多樣性）廣義上為蘊藏于所有動、植物和微生物有機體中的遺傳信息的總合；狹義上為種內不同種群之間或一個種群內不同個體之間的遺傳變異的總和。個體基因型在特定環(huán)境中的表現(xiàn)型示意圖（引自Primack，1993）××××不同的基因型相同的環(huán)境不同的表現(xiàn)型相同的基因型不同的環(huán)境不同的表現(xiàn)型發(fā)育（B）（A）發(fā)育（3）生態(tài)系統(tǒng)多樣性指生物群落與生境類型綜合體的多樣性，是物種多樣性和遺傳多樣性存在的基本保證，同時也是人類必不可少的發(fā)展空間和生存條件。1.生物多樣性的定義和內涵生態(tài)系統(tǒng)多樣性不僅包括環(huán)境和生物群落類型的多樣化，還包括結構與功能統(tǒng)一的多樣性及其動態(tài)。不同生態(tài)系統(tǒng)的功能過程（能量流動和物質循環(huán)途徑等）也各有差異。例如，大部分海洋生態(tài)系統(tǒng)的生產者主要依靠光合作用制造有機物，而在深海熱液噴口的生態(tài)系統(tǒng)則完全是依靠細菌的化學合成來生產有機碳。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的初級生產者是通過有效地反復利用周圍稀薄的營養(yǎng)物質來維持較高的初級產量。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)和鹽沼生態(tài)系統(tǒng)的能流、物流結構也有不同的特點。生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境與其生物組成是統(tǒng)一整體，當自然生態(tài)系統(tǒng)被破壞或消滅后，其中的物種賴以生存的條件也就惡化或不存在，必然引起物種多樣性和基因多樣性的下降或消失。世界上主要生態(tài)系統(tǒng)劃分

陸地生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)

熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)

草原生態(tài)系統(tǒng)荒漠生態(tài)系統(tǒng)

水域生態(tài)系統(tǒng)

湖泊生態(tài)系統(tǒng)河流生態(tài)系統(tǒng)

海洋生態(tài)系統(tǒng)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)潮上帶潮間帶河口

島嶼生態(tài)系統(tǒng)淺海生態(tài)系統(tǒng)外海和大洋生態(tài)系統(tǒng)

人工生態(tài)系統(tǒng)農田生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)2.我國的海洋生物多樣性我國處于世界上海洋生物物種多樣性最豐富的印度-西太平洋生物區(qū)系的北界，又是一些北太平洋暖溫種和少數冷水種分布的南界，物種非常豐富。我國海域遼闊、海岸線漫長、曲折，其中包含很多類型的海洋生態(tài)系統(tǒng)，諸如河口濕地、紅樹林、珊瑚礁、近岸上升流等各種近岸淺海生態(tài)系統(tǒng)以及各類島嶼生態(tài)系統(tǒng)，世界海洋的大部分生態(tài)系統(tǒng)類型都在我國出現(xiàn)。從總體上看，我國是亞太地區(qū)海洋生物多樣性最豐富的國家。2.我國的海洋生物多樣性《中國海洋生物種類與分布》（黃宗國主編，2008）我國已記錄的海洋生物達22561種；其中動物界已記錄的24個門中，超過2,500種的有：節(jié)肢動物、脊索動物和軟體動物等3個門。超過100種的有腔腸動物、環(huán)節(jié)動物、扁形動物、苔蘚動物、棘皮動物、尾索動物、線蟲動物和海綿動物等8個門。我國脊椎動物的物種約占全球物種的1/10，但是，我國海洋生物占全球海洋生物的比例則遠遠超過1/10。海洋魚類有3,000種左右(淡水魚類只有800種左右)，占世界已記錄的魚類種數的1/6。世界海洋生物的28個門類中，有13個是海洋獨有的，我國則有12個門類是海洋生境獨有的。3.海洋生物多樣性與人類的關系（1）作為食品、藥物和工業(yè)原料魚、蝦、貝等海產品是人類所需動物蛋白的重要來源，人類消費的高質量蛋白質約有20%來自海洋。大型海藻（如海帶、紫菜、石花菜等）也被作為食品直接消費。海洋生物作為藥物的開發(fā)利用前景十分廣闊，抗病毒和抗癌海洋藥物的開發(fā)研究，如一些被囊類海鞘被認為是提取抗癌藥物的重要海洋生物。已發(fā)現(xiàn)20多種海洋生物具有不同程度的抗腫瘤活性等。褐藻、紅藻、綠藻是很重要的食品化工原料，除用于飼料、土壤改良劑、化肥外，還是食品、醫(yī)藥領域中有廣泛用途的重要原料等。3.海洋生物多樣性與人類的關系（2）保護人類的生存環(huán)境通過生物泵的作用吸收大氣中的CO2，從而調節(jié)大氣CO2水平、減輕溫室效應。沿海海草場、紅樹林和珊瑚礁等生態(tài)系統(tǒng)有保護海岸的作用等。3.海洋生物多樣性與人類的關系（3）海洋生物多樣性的其他功能休閑旅游、科研和教育等各種服務于人類的功能。呼喚人類天性以及教育人類與自然協(xié)調相處的作用。二、海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨的威脅海洋生物資源的過度利用人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞海洋污染生物入侵的威脅全球氣候變化的潛在威脅1.海洋生物資源的過度利用（1）海洋魚類過度捕撈

每年從海洋捕撈和收獲上億噸的魚、蝦、貝、藻等海產品，對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成最嚴重沖擊；高強度捕撈造成大多數高等級的魚類數量急劇下降，出現(xiàn)過度捕撈的局面；FAO報告稱，70%以上的海洋魚類資源處于過度捕撈狀態(tài)；漁獲物營養(yǎng)級下降；（Paulyetal，1998.Fishingdownmarinefoodwebs.Science,279(6):860-863）漁業(yè)種類更替，漁業(yè)對象多為小型、中上層種類。

全球水產品總量呈持續(xù)上漲趨勢，2012年總產量1.58億噸，其中捕撈產量9130萬噸，養(yǎng)殖產量6660萬噸。(FAO,2014)

全球具有增長潛力的種群比例呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢，從1974年的90%到2011年的71.2%，而充分利用的種群為61.3%，開發(fā)利用不足的種群僅為9.9%，過度開發(fā)種群29%。(FAO,2014)過度捕撈的概念過度捕撈（overfishing）：

指對資源種群的捕撈死亡率超過其自然生長率，從而降低種群產生最大持續(xù)產量長期能力的行為或現(xiàn)象。生物學過度捕撈（biologicaloverfishing）經濟學過度捕撈（economicoverfishing）生長型過度捕撈（growthoverfishing）：

指魚類尚未長到合理大小就被捕撈，從而限制了魚群產生單位補充最大產量（MYR）的能力，最終導致總產量下降的現(xiàn)象。補充型過度捕撈（recruitoverfishing）：

是指由于對親體（產卵群體）的捕撈壓力過大，導致資源種群的繁殖能力下降，從而造成補充量不足的現(xiàn)象。生態(tài)系統(tǒng)過度捕撈（ecosystemoverfishing）：

指過度捕撈使生態(tài)系統(tǒng)的平衡被改變，大型捕食者的數量減小，小型餌料魚的數量增加，導致生態(tài)系統(tǒng)中的物種向小型化發(fā)展，平均營養(yǎng)級降低的現(xiàn)象。漁獲物組成的變化

中上層魚類為主底層漁獲量下降頂級漁獲物減少漁獲物平均營養(yǎng)級下降大個體漁獲物減少漁獲物種類組成變化大兼捕兼捕（bycatch）：是漁業(yè)捕撈的伴生物，系指在對漁業(yè)對象的捕撈過程中捕獲、拋棄或傷害其他海洋生物資源的行為或現(xiàn)象。兼捕量（含丟棄量）通常占到漁獲物總量的25~40%世界海洋漁業(yè)的年丟棄物總量約為670萬t，占總漁獲量的8%容易受到兼捕的海洋生物：因繁殖或攝食活動而與漁撈對象同時出現(xiàn)在同一區(qū)域的種類（如海龜、海鳥、海洋哺乳類和鯊鰩類）營固、附著生活或行動緩慢的底棲生物（如珊瑚、海綿和海膽）一些受船舶拋棄物所吸引的海洋生物（如海鳥）易受兼捕影響的海洋生物：K選擇物種（如海洋哺乳類）群居的無脊椎底棲動物（如珊瑚）種群小或者地理分布范圍有限的物種（如特有種、瀕危物種）黃海漁業(yè)資源生物量變化（Tang,2009)黃海漁獲種類生物量組成的年間變化（春季）小黃魚、鲆鰈類等（Tang,2009)鳀、黃鯽、玉筋魚80年代中期后漁業(yè)種類組成的變化（Tang，2009）（唐啟升，2009）（張波和唐啟升，2004）黃海漁獲物營養(yǎng)級下降；高營養(yǎng)級魚類攝食習性變化，營養(yǎng)級下降(Stergiou,2002)捕撈的生態(tài)系統(tǒng)影響1.海洋生物資源的過度利用（2）其他海洋生物的過度利用鯨類從1940年至1986年間，商業(yè)性捕鯨者捕殺了大約50萬頭鯨。1986年，世界捕鯨委員會(IWC)通過《全球禁止捕鯨公約》，嚴格禁止世界各國進行商業(yè)捕鯨。海豹、海獅、海象、海獺和海牛等海洋哺乳動物有的則已經滅絕，如無齒海牛已經在1768年滅絕，從它被發(fā)現(xiàn)到滅絕僅27年。1.海洋生物資源的過度利用（2）其他海洋生物的過度利用鯊魚鯊魚翅是上等食品，有些鯊魚（如檸檬鯊Negaprionbrevirostris）的幼鯊數量已急劇下降。海鳥在Falkland島上的巖企鵝在19世紀中葉至少被殺死200萬只。日本短尾信天翁和美國東海岸的燕鷗也幾乎被完全殺死。1.海洋生物資源的過度利用（2）其他海洋生物的過度利用海龜過去30年，太平洋里的棱皮龜數量一直在迅速下降。返回墨西哥一個筑巢點產卵的棱皮龜，已經從1982年的7萬只下降到1999年的250只。

海洋無脊椎動物在地中海和加勒比海大約有15種海綿動物因商業(yè)捕撈而遭到毀滅性災難各種美麗漂亮的珊瑚腹足類軟體動物（如法螺）被大量采捕作為觀賞、古玩商品2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（1）漁業(yè)活動對海洋環(huán)境的破壞

造成海床自然條件發(fā)生變化，破壞底棲生物生存環(huán)境；損壞的漁網；破壞了其正常的底棲生態(tài)過程，包括碳固定、營養(yǎng)物質循環(huán)、碎屑分解作用和營養(yǎng)物質重新回到水層等生態(tài)功能?！罢~”或“毒魚”，各種魚類受到傷害或死亡，更嚴重的是環(huán)境也被破壞了。漁具、漁法對海底生境的破壞海底是結構高度復雜的復合體，為許多生活在海洋底層的生物提供了重要的棲息地、育嬰場和避難所。但是……底拖網作業(yè)前底拖網作業(yè)后2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（2）砍伐紅樹林和改造鹽沼灘

我國歷史上紅樹林面積達到25萬公頃，至20世紀50年代剩5萬公頃，2002年僅存1.5萬公頃。紅樹林生境被破壞后，其重要生態(tài)功能消失。鹽沼生態(tài)系統(tǒng)因人們圍墾造田而被嚴重破壞，周邊海岸失去沼澤帶的保護，造成海岸不斷被侵蝕。2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（3）珊瑚礁的破壞開采石灰質礁體做建筑材料，觀賞工藝品海岸開發(fā)建設、港灣疏浚、開辟航道等造成破壞珊瑚礁旅游業(yè)的發(fā)展加速了生境惡化珊瑚礁區(qū)炸魚、毒魚、電魚2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（4）海洋工程建設對生境破壞沿海地區(qū)大量侵占海岸帶和海域，尤其是圍填海工程、沿海城市化建設、各種海洋設施建設等，對海洋生態(tài)系統(tǒng)產生嚴重的影響和損害。我國東海岸的圍墾造地（黎靜等，2016）港口碼頭油氣平臺人工島跨海路橋海岸防護海底采礦離岸排放海底管線局部海域生態(tài)功能造成嚴重損害造成海洋生境破碎和食物鏈破壞局部海域的“海洋荒漠”現(xiàn)象正常入海的淡水徑流和泥沙減少2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（4）海洋工程建設對生境破壞2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（4）海洋工程建設對生境破壞在海岸帶圍海填地、修堤筑壩、疏浚港灣和其他改變岸線結構的工程建設，都可能對沿岸潮間帶和淺海生態(tài)系統(tǒng)構成巨大壓力。港工建設可能改變潮流方向，使水流不暢、流速減緩、懸浮物增加、透明度降低以及加速內灣淤積。2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（4）海洋工程建設對生境的破壞港工建設往往將生境切割、阻斷，種群遺傳交流受阻。在潮間帶沙灘大量挖沙作為建筑材料，不僅直接破壞砂棲底棲生物群落，同時也增加了侵蝕岸線的強度。提示：BB平臺課下閱讀材料我國有4萬多km2的濱海濕地，但圍填海和石油開發(fā)等人類活動已導致濱海濕地喪失嚴重。1949年以來到上世紀末，我國沿海地區(qū)圍填海造地面積達到1.2萬km2，平均每年圍填海230~240km2，2000年以來更是達到每年300km2。據估算，目前累計喪失的濱海濕地面積已達2萬km2

以上，約占我國濱海濕地總面積的50%。2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（5）大型水利工程建設對河口海灣生境的影響大壩會減少河水的流量，改變河流的規(guī)律，對河口與海灣系統(tǒng)造成一定的影響，可能導致河口海灣的生態(tài)和環(huán)境的重大變化。河流攜帶的懸浮物和泥土是下游河流與海灣生態(tài)系統(tǒng)的主要營養(yǎng)鹽來源，營養(yǎng)鹽含量的降低將導致下游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生產力(包括漁業(yè))下降；江河流量的減少使得更多的海水進入河口海灣，引起生物群落的變化，同時導致沿海土地鹽堿化程度增高，海水倒灌還威脅著沿海地區(qū)經濟活動和居民供水；河口地區(qū)泥沙來源的減少亦將造成沿海地區(qū)土地的流失。2.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞（6）海草床的破壞海草床是沿岸重要的海洋生境之一，在凈化海水水質，護岸減災，提供食物（以碎屑形式），提供棲息地、育嬰場和避難所，以及生態(tài)系統(tǒng)生物地化循環(huán)等方面扮演著非常重要的角色。長期以來，海草床面積已在全球范圍內下降。據聯(lián)合國規(guī)劃環(huán)境署（UNEP）于2003年出版的《世界海草地圖集》，全球海草資源的生長環(huán)境日益惡化，全球海草床面積17.7萬km2，在過去10年間已喪失2.6萬km2，有些地區(qū)海草已經絕跡，并威脅到其他海洋生物的生存。3.人類活動對海洋自然環(huán)境的破壞海洋污染隨著工農業(yè)的發(fā)展，海洋環(huán)境被污染的程度越來越嚴重。

特別是在近岸內灣，污染物的大量積聚使環(huán)境大為惡化，很多生物群落遭到滅頂之災。2007年2008年2009年中國海洋環(huán)境質量公報長江口及其鄰近海域是我國近海富營養(yǎng)化問題最為突出的海域.2000年以后長江口外每年都會發(fā)生數千平方公里的赤潮，赤潮優(yōu)勢種類包括骨條藻，東海原甲藻和米氏凱倫藻。在海灣和河口區(qū)，富營養(yǎng)化和有機質污染互為因果、相互促進，導致海區(qū)赤潮現(xiàn)象頻繁發(fā)生，海底沉積物和底層水體缺氧嚴重，產生H2S等有毒氣體，使許多海洋生物死亡或逃離，即形成所謂的缺氧區(qū)（hypoxiczone）或“死亡區(qū)”（deadzone）。缺氧水體通常以造成海洋生物生理緊張或呼吸困難的溶解氧含量（<3g/L或<2mg/L）來界定。（Tang，2009））4.生物入侵的威脅（1）生物入侵（exoticsinvasion）生態(tài)入侵、生物污染，是指由人類活動有意或無意引入歷史上該區(qū)域尚未出現(xiàn)過的物種，從而可能造成入侵地生物群落結構與生態(tài)功能的巨大變化。

船舶壓艙水生物入侵我國從20世紀90年代后期開始關注海岸帶生物入侵問題。根據中國外來入侵物種數據庫的統(tǒng)計，目前在我國形成入侵態(tài)勢的753種外來物種中，涉及海岸帶的入侵物種有196種，其比例超過我國總入侵種數的1/4。（黎靜等，2016）4.生物入侵的威脅（1）生物入侵（exoticsinvasion）海洋中無意引入通過海上交通、遠洋運輸的引入；在不同海區(qū)間開通運河。4.生物入侵的威脅（1）生物入侵（exoticsinvasion）海洋中有意的外來種引入有意識地引入新的養(yǎng)殖種類。亞洲的橈足類出現(xiàn)在美國太平洋，西北太平洋櫛水母類侵入到黑海、加拿大、美國海域，亞洲的黑龍江河籃蛤現(xiàn)已成為舊金山灣主要的底棲生物；青島的中華絨螯蟹被法國商船帶到西北歐，成為西北歐沿岸海域的優(yōu)勢種；海帶原分布于北方的日本，現(xiàn)已南移成為中國亞熱帶海區(qū)的重要養(yǎng)殖種類。從日本引進的蝦夷馬糞海膽，從養(yǎng)殖籠中逃逸到自然海域環(huán)境中,能夠咬斷海底大型海藻根部而破壞海藻床。同時,與土著光棘球海膽爭奪食物與生活空間,對土著海膽生存構成了危害,嚴重干擾了本土海洋生態(tài)平衡。4.生物入侵的威脅生物入侵的影響可能有以下三種情況：對入侵地生物群落有明顯的不利影響，有時是毀滅性的災難（改變原有群落的結構、功能、破壞生態(tài)系統(tǒng)的相對平衡）；沒有明顯的影響（不會成為原有群落的優(yōu)勢種或關鍵種，生態(tài)位也不與其他物種重疊）；對入侵地生態(tài)系統(tǒng)有積極意義（如上述經深入研究后的海帶南移養(yǎng)殖和其他一些用于生物防治目的的引種）。4.生物入侵的威脅（2）生物入侵的生態(tài)學后果生物入侵（包括盲目的和有意引入）對當地原有生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可能造成極大威脅，導致群落結構變化、生境退化、生物多樣性下降、病害頻發(fā)甚至導致原有生態(tài)系統(tǒng)崩潰的嚴重后果。入侵植物薇甘菊與土著紅樹林植物爭奪生存空間（黎靜等，2016）4.生物入侵的威脅（2）生物入侵的生態(tài)學后果群落結構變化壓倒當地群落中的原有種類成為優(yōu)勢種，入侵種與本地種競爭，會壓縮本地種的生存空間，造成后者種群數量的下降。例如：入侵美國加利福尼亞海岸帶的灘棲螺（Batillariaattramentaria），對資源利用高效，存在逐漸取代本地種加州角螺（Cerithideacalifornica）的風險。病害頻發(fā)外來種在遷移過程中可能攜帶各種病原體和寄生蟲。例如：壓艙水帶來的外來有害微生物可嚴重威脅海岸帶養(yǎng)殖業(yè)；在對抵達美國切薩皮克灣的船只壓艙水的調查中甚至發(fā)現(xiàn)，所有樣本里都出現(xiàn)了能導致人類流行性霍亂的霍亂弧菌（Vibriocholerae）。4.生物入侵的威脅（2）生物入侵的生態(tài)學后果生物多樣性下降當外來種與當地種發(fā)生雜交時，當地種原先具有的獨特基因型可能消失，從而或降低其種質質量，或使物種分類的界限變得模糊不清。例如：水產增養(yǎng)殖過程引入的外來種導致野生種的種質質量下降。4.生物入侵的威脅（2）生物入侵的生態(tài)學后果生境退化入侵種迅速蔓延，原有生境退化或遭到嚴重破壞，必定導致物種多樣性下降，特別是關鍵生境的破壞，后果更為嚴重。例如：互花米草其在長江口鹽沼濕地的入侵，造成了長江口特有土著種海三棱藨草（Scirpusmariqueter）分布區(qū)的嚴重萎縮，甚至局部滅絕，改變了當地昆蟲和鳥類的群落結構，對土壤線蟲和根際微生物的多樣性也產生了深刻影響。我國南部沿海重要的入侵物種之一沙篩貝（Mytilopsissallei）能降低土著附著生物的群落多樣性。4.生物入侵的威脅（2）生物入侵的生態(tài)學后果原有生態(tài)系統(tǒng)崩潰原有生態(tài)系統(tǒng)的相對平衡狀態(tài)和穩(wěn)定性被打破，導致群落的逆向演替，生態(tài)系統(tǒng)崩潰。

例如：在美國加利福尼亞州的塔瑪麗灣，入侵種普通濱蟹（Carcinusmaenas）強烈偏好于取食土著牡蠣，破壞了土著生態(tài)系統(tǒng)食物網結構，導致本土牡蠣的棲息地喪失。4.生物入侵的威脅生物入侵實例——大米草事件福建省部分沿岸于1983年從美國引進互花米草（Spartinaalterniflora），原先設想作為海灘護堤植被和牧草植物移植。由于互花米草在這一新環(huán)境中繁殖力極強，短短10多年間，迅速蔓延，導致灘涂淤積、航道受阻，原來的灘涂養(yǎng)殖生產受到嚴重破壞。灘涂原有生物群落中的大多數種類被消滅，潮間帶生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，至今無法遏制這種嚴重的生態(tài)災難。在我國海岸帶鹽沼廣泛入侵的互花米草（黎靜等，2016）4.生物入侵的威脅生物入侵實例——亞洲鯉魚入侵美國亞洲鯉魚是指原產地亞洲的鯉魚。消息稱“亞洲鯉魚”是美國人對青魚、草魚、鳙魚、鯉魚、鰱魚等8種魚的統(tǒng)稱。美國于70年代從中國進口這些魚類，以改善生態(tài)，但隨著數量的增加，亞洲鯉魚已經向美國五大湖繁殖，危害當地的生態(tài)環(huán)境。為保護當地的生態(tài)，美國政府于2009年底開始大規(guī)模捕殺亞洲鯉魚。2012年3月，奧巴馬政府宣布將斥巨資防止五大湖遭到亞洲鯉魚侵。5.全球氣候變化的潛在威脅（1）海洋水溫上升的效應①海洋環(huán)流和上升流的改變，大范圍的生態(tài)過程也將隨之產生劇烈變化。導致環(huán)流系統(tǒng)的變化。水溫升高可能對依靠海流傳輸熱量的格局出現(xiàn)變化，海洋中生物的分布格局也會有很大改變。海水溫度上升將使上升流區(qū)的海水垂直穩(wěn)定度增大，影響底層水涌升。現(xiàn)在科學界對氣候突變比較公認的解釋是大洋熱鹽環(huán)流的減速或者停止導致全球熱量平衡被打破。那么什么是大洋熱鹽環(huán)流呢？海水的密度主要受到溫度和鹽度控制，越冷越咸的水密度越大，反之越暖越淡的海水密度越小。大洋的熱鹽環(huán)流正是因為海水的溫度和鹽度分布不同而驅動的緯向環(huán)流。北大西洋地區(qū)的水因為比較冷，相對也比較咸，所以這個地方的水會下沉，然后流向低緯度地區(qū)并上升到海表面，最后通過表面的環(huán)流回到北大西洋。通過這個過程，熱鹽環(huán)流會把低緯度地區(qū)多余的熱量輸送到高緯度地區(qū)，所以它對于維護全球的熱量平衡有很大的作用。當全球變暖時，很多的陸地冰川會融化，大量的淡水輸入到大西洋北部，這會導致當地的海水密度減小，從而不能沉到深海中，于是熱鹽環(huán)流就會減速或者停止。其結果就是全球的熱量平衡被打破，高緯度地區(qū)變的非常寒冷。影片中“后天情景”產生的過程基本上是符合這個過程的。5.全球氣候變化的潛在威脅（1）海洋水溫上升的效應②溫室效應使北極和南大洋海冰生態(tài)系統(tǒng)迅速萎縮。原先永久和臨時的冰快以及漂浮在冰塊間的冰融水為極地動物提供了合適的棲息地，硅藻在冰塊下生長，底層的魚類吃甲殼動物，海洋哺乳類吃魚。如果海冰棲息環(huán)境大量減少，則海洋中最重要的食物網之一可能出現(xiàn)崩潰。南極西南部的威爾金斯冰架崩塌，開始斷裂為多塊冰川，而一處面積如紐約市般大小的巨大冰川正加速脫離冰架主體。5.全球氣候變化的潛在威脅（1）海洋水溫上升的效應③溫度升高