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江蘇課題申報(bào)書(shū)范文一、封面內(nèi)容

項(xiàng)目名稱(chēng):基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)韌性與智慧管控關(guān)鍵技術(shù)研究

申請(qǐng)人姓名及聯(lián)系方式:張明zhangming@

所屬單位:江蘇省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院

申報(bào)日期:2023年11月15日

項(xiàng)目類(lèi)別:應(yīng)用研究

二.項(xiàng)目摘要

江蘇沿海地區(qū)作為中國(guó)東部沿海經(jīng)濟(jì)帶的核心區(qū)域,兼具生態(tài)敏感性與經(jīng)濟(jì)活躍性,其生態(tài)系統(tǒng)的健康與可持續(xù)發(fā)展對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展至關(guān)重要。本項(xiàng)目聚焦江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的韌性提升與智慧管控,旨在通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合技術(shù),構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型與智慧管控決策系統(tǒng),為區(qū)域生態(tài)保護(hù)與綠色發(fā)展提供科學(xué)支撐。項(xiàng)目以遙感影像、水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等多源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用地理信息系統(tǒng)(GIS)、機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)算法,構(gòu)建生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,量化分析沿海濕地、灘涂、岸線等關(guān)鍵生態(tài)要素的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)機(jī)制。通過(guò)引入時(shí)空分析模型,識(shí)別生態(tài)脆弱區(qū)域與潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),提出差異化的生態(tài)修復(fù)與管控策略。在方法上,項(xiàng)目將結(jié)合生態(tài)水文學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與智能控制理論,開(kāi)發(fā)基于多源數(shù)據(jù)融合的生態(tài)韌性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái),集成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、智能預(yù)警與精準(zhǔn)管控功能,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與科學(xué)決策支持。預(yù)期成果包括一套適用于江蘇沿海的生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、一套多源數(shù)據(jù)融合的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型、一個(gè)集監(jiān)測(cè)預(yù)警與管控決策于一體的智慧管控系統(tǒng),以及系列政策建議報(bào)告。本項(xiàng)目的實(shí)施將有效提升江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,優(yōu)化資源配置效率,為區(qū)域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐,同時(shí)為類(lèi)似生態(tài)脆弱區(qū)的智慧管控提供可借鑒的模式與方法。

三.項(xiàng)目背景與研究意義

江蘇地處中國(guó)東部沿海中心,擁有超過(guò)1000公里的海岸線,包括蘇北沿海和蘇中沿海兩大區(qū)域,構(gòu)成了我國(guó)沿海帶的重要組成部分。該區(qū)域不僅是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)大省,承擔(dān)著巨大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力,同時(shí)也是典型的生態(tài)敏感區(qū),承載著濕地、灘涂、鹽沼等多種重要的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型。近年來(lái),隨著全球氣候變化加速和人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度加大,江蘇沿海地區(qū)面臨著日益嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn),包括海岸線侵蝕、海平面上升、濕地退化、生物多樣性下降、環(huán)境污染加劇以及極端天氣事件頻發(fā)等。這些挑戰(zhàn)不僅威脅到區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定,也直接制約了江蘇沿海經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活品質(zhì)的提升。

當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于沿海生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)研究已取得一定進(jìn)展,特別是在生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生物多樣性保護(hù)、氣候變化適應(yīng)等方面。然而,現(xiàn)有研究大多聚焦于單一學(xué)科或單一要素,缺乏對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)綜合韌性的系統(tǒng)性評(píng)估和多維度風(fēng)險(xiǎn)的協(xié)同管控。具體而言,存在以下幾個(gè)突出的問(wèn)題:首先,多源數(shù)據(jù)融合與共享機(jī)制不完善,遙感、水文、氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù)往往存在格式不統(tǒng)一、時(shí)效性差、共享壁壘高等問(wèn)題,難以支撐精細(xì)化、動(dòng)態(tài)化的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與評(píng)估;其次,生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不健全,現(xiàn)有指標(biāo)多側(cè)重于單一生態(tài)要素或環(huán)境因子,缺乏對(duì)生態(tài)系統(tǒng)整體抗風(fēng)險(xiǎn)能力和恢復(fù)力的綜合度量;再次,智慧管控技術(shù)體系相對(duì)滯后,傳統(tǒng)的管理模式難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),缺乏基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能分析的動(dòng)態(tài)決策支持能力;最后,跨部門(mén)、跨區(qū)域的協(xié)同治理機(jī)制不健全,生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、海岸工程等不同領(lǐng)域之間存在信息孤島和決策壁壘,難以形成保護(hù)與發(fā)展的合力。

面對(duì)上述問(wèn)題,開(kāi)展基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)韌性與智慧管控關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)必要性和緊迫性。首先,江蘇沿海地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)狀況直接關(guān)系到長(zhǎng)三角區(qū)域一體化發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施效果,加強(qiáng)該區(qū)域的生態(tài)保護(hù)和修復(fù),對(duì)于維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全、提升區(qū)域綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。其次,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,江蘇沿海地區(qū)的人口密度和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度持續(xù)增加,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的壓力不斷增大,亟需建立科學(xué)有效的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和管控機(jī)制,以保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。再次,氣候變化帶來(lái)的海平面上升、極端天氣事件等非適應(yīng)性問(wèn)題日益突出,加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的韌性研究,對(duì)于提升區(qū)域應(yīng)對(duì)氣候變化的能力具有重要支撐作用。最后,多源數(shù)據(jù)融合和智慧管控技術(shù)的應(yīng)用,為解決傳統(tǒng)生態(tài)研究方法中存在的“碎片化”和“粗放化”問(wèn)題提供了新的思路和手段,有助于推動(dòng)生態(tài)保護(hù)從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)防、從經(jīng)驗(yàn)決策向科學(xué)決策轉(zhuǎn)變。

本項(xiàng)目的研究具有重要的社會(huì)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值學(xué)術(shù)價(jià)值。從社會(huì)價(jià)值來(lái)看,通過(guò)構(gòu)建生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和智慧管控系統(tǒng),可以為政府制定科學(xué)的生態(tài)保護(hù)政策提供依據(jù),推動(dòng)形成綠色發(fā)展方式和生活方式,提升公眾的生態(tài)環(huán)保意識(shí),促進(jìn)人與自然和諧共生。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)看,項(xiàng)目的研究成果可以應(yīng)用于江蘇沿海地區(qū)的生態(tài)修復(fù)、海岸帶綜合管理、藍(lán)色經(jīng)濟(jì)發(fā)展等領(lǐng)域,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供技術(shù)支撐,提高資源利用效率,降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)損失,推動(dòng)形成綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系。從學(xué)術(shù)價(jià)值來(lái)看,項(xiàng)目將多源數(shù)據(jù)融合、時(shí)空分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)韌性研究,探索構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估與管控的新理論、新方法、新模型,豐富和發(fā)展生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論體系,提升我國(guó)在沿海生態(tài)研究領(lǐng)域的影響力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。具體而言,本項(xiàng)目的學(xué)術(shù)價(jià)值體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是創(chuàng)新性地構(gòu)建基于多源數(shù)據(jù)融合的沿海生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,為生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估提供新的科學(xué)工具;二是發(fā)展適用于復(fù)雜海岸環(huán)境的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,揭示生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)機(jī)制,為生態(tài)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)防控提供理論依據(jù);三是研發(fā)集監(jiān)測(cè)預(yù)警與管控決策于一體的智慧管控系統(tǒng),推動(dòng)生態(tài)保護(hù)從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)防轉(zhuǎn)變,為區(qū)域綜合管理提供技術(shù)支撐;四是探索多學(xué)科交叉融合的研究方法,為沿海生態(tài)學(xué)研究提供新的思路和范式。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施,有望在理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、方法創(chuàng)新等方面取得突破,為江蘇沿海乃至全國(guó)沿海地區(qū)的生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供重要的科技支撐和智力支持。

四.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

沿海生態(tài)系統(tǒng)作為陸地與海洋相互作用的關(guān)鍵地帶,其生態(tài)韌性與智慧管控已成為全球環(huán)境科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。國(guó)際上,針對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)、氣候變化適應(yīng)、綜合管理等方面已開(kāi)展了廣泛的研究,并取得了一系列重要成果。在生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估與監(jiān)測(cè)方面,遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于海岸線變化、濕地動(dòng)態(tài)、植被覆蓋、水質(zhì)狀況等參數(shù)的監(jiān)測(cè),如歐洲海洋觀測(cè)系統(tǒng)(EUMETSAT)和美國(guó)的地球觀測(cè)系統(tǒng)(EarthObservingSystem)提供了長(zhǎng)時(shí)間序列的衛(wèi)星數(shù)據(jù),支持了全球范圍內(nèi)的海岸帶環(huán)境變化研究。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)等國(guó)際也推動(dòng)了多個(gè)沿海生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估項(xiàng)目,如“全球生態(tài)恢復(fù)指數(shù)”(GlobalEcoRestorationIndex)旨在評(píng)估全球生態(tài)恢復(fù)成效。在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域,各國(guó)針對(duì)不同類(lèi)型的沿海生態(tài)系統(tǒng)退化問(wèn)題開(kāi)展了多樣化的修復(fù)實(shí)踐,如美國(guó)海岸保護(hù)聯(lián)盟(CoastalConservancy)推動(dòng)了以恢復(fù)濕地和紅樹(shù)林為核心的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目,澳大利亞大堡礁保護(hù)管理局(GreatBarrierReefMarineParkAuthority)則致力于通過(guò)生態(tài)工程和生物多樣性保護(hù)措施減緩大堡礁的退化。在氣候變化適應(yīng)方面,國(guó)際社會(huì)強(qiáng)調(diào)提升沿海生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)能力,如《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(UNFCCC)下的“藍(lán)色碳匯”倡議鼓勵(lì)通過(guò)保護(hù)和恢復(fù)沿海濕地、海草床等生態(tài)系統(tǒng)來(lái)吸收二氧化碳。在智慧管控領(lǐng)域,一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始探索基于信息技術(shù)的海岸帶綜合管理模式,如荷蘭的“三角洲計(jì)劃”利用先進(jìn)的工程技術(shù)和信息系統(tǒng)進(jìn)行海岸防護(hù)和水資源管理,新加坡則通過(guò)建設(shè)智慧城市平臺(tái),集成環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)功能,提升城市海岸帶的韌性。

國(guó)內(nèi)對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)的研究起步相對(duì)較晚,但發(fā)展迅速,特別是在近幾十年來(lái),隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)文明建設(shè)和國(guó)土空間規(guī)劃的高度重視,沿海生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究受到了廣泛關(guān)注。在生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估與監(jiān)測(cè)方面,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院、國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心等科研機(jī)構(gòu)利用遙感、地理信息系統(tǒng)(GIS)、無(wú)人機(jī)等技術(shù),開(kāi)展了針對(duì)黃渤海、東海、南海等重點(diǎn)海域的生態(tài)系統(tǒng)與監(jiān)測(cè),如“中國(guó)海觀測(cè)計(jì)劃”(ChinaSeaObservationProject)提供了高分辨率的海岸帶環(huán)境數(shù)據(jù)。在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域,我國(guó)在紅樹(shù)林、濕地、海草床等典型沿海生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方面取得了顯著進(jìn)展,如廣東深圳紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)、福建廈門(mén)海岸帶修復(fù)項(xiàng)目等,積累了豐富的工程技術(shù)和生態(tài)學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在氣候變化適應(yīng)方面,國(guó)家海洋局(現(xiàn)國(guó)家海洋發(fā)展局)開(kāi)展了《海平面上升影響及應(yīng)對(duì)對(duì)策》等研究,評(píng)估了海平面上升對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)的潛在影響,并提出了適應(yīng)性策略。在智慧管控領(lǐng)域,一些沿海省份開(kāi)始探索基于信息技術(shù)的海岸帶管理新模式,如浙江省構(gòu)建了“智慧海洋”平臺(tái),集成海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源開(kāi)發(fā)利用、防災(zāi)減災(zāi)等功能,為海岸帶綜合管理提供了技術(shù)支撐。近年來(lái),一些學(xué)者開(kāi)始關(guān)注沿海生態(tài)韌性的概念與評(píng)估方法,如陳家寬等學(xué)者探討了基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,王克林等學(xué)者研究了海岸帶生態(tài)系統(tǒng)對(duì)極端天氣事件的響應(yīng)機(jī)制。

盡管?chē)?guó)內(nèi)外在沿海生態(tài)系統(tǒng)研究方面取得了顯著進(jìn)展,但仍存在一些尚未解決的問(wèn)題或研究空白,尤其是在多源數(shù)據(jù)融合、生態(tài)韌性評(píng)估、智慧管控集成等方面。在多源數(shù)據(jù)融合方面,現(xiàn)有研究多集中于單一數(shù)據(jù)源的應(yīng)用,如遙感數(shù)據(jù)或地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),而如何有效融合遙感、水文、氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù),構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通和綜合分析,仍面臨較大挑戰(zhàn)。特別是在數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、時(shí)空分辨率不匹配、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊等方面,制約了多源數(shù)據(jù)融合的深度和廣度。在生態(tài)韌性評(píng)估方面,現(xiàn)有研究多側(cè)重于單一生態(tài)要素或環(huán)境因子的脆弱性評(píng)估,缺乏對(duì)生態(tài)系統(tǒng)整體抗風(fēng)險(xiǎn)能力和恢復(fù)力的綜合度量,特別是對(duì)于沿海生態(tài)系統(tǒng)這種復(fù)雜人地耦合系統(tǒng)的韌性機(jī)制,其內(nèi)在的形成機(jī)制、影響因素和評(píng)估方法仍需深入研究。此外,現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)體系多基于理論構(gòu)建,缺乏與實(shí)際生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的緊密結(jié)合,難以有效指導(dǎo)生態(tài)保護(hù)和修復(fù)實(shí)踐。在智慧管控方面,現(xiàn)有研究多集中于單一技術(shù)或單一領(lǐng)域的應(yīng)用,如生態(tài)修復(fù)技術(shù)或?yàn)?zāi)害預(yù)警技術(shù),而如何將多源數(shù)據(jù)融合、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、智能決策支持、精準(zhǔn)管控技術(shù)等集成起來(lái),構(gòu)建一體化的智慧管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的協(xié)同優(yōu)化,仍處于探索階段。特別是在跨部門(mén)、跨區(qū)域的協(xié)同治理機(jī)制,以及如何將科技手段與政策工具、公眾參與等有機(jī)結(jié)合方面,存在明顯的研究空白。此外,針對(duì)不同類(lèi)型、不同尺度沿海生態(tài)系統(tǒng)的韌性評(píng)估和智慧管控模式,缺乏系統(tǒng)性的比較研究和推廣機(jī)制。

針對(duì)江蘇沿海地區(qū)的具體特點(diǎn),現(xiàn)有研究也存在一些不足。首先,江蘇沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻繁,人類(lèi)活動(dòng)干擾強(qiáng)烈,而針對(duì)人類(lèi)活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)相互作用機(jī)制的深入研究相對(duì)缺乏,難以有效指導(dǎo)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的平衡。其次,江蘇沿海地區(qū)面臨海岸線侵蝕、濕地退化、環(huán)境污染等多重脅迫,而針對(duì)這些脅迫的累積效應(yīng)和復(fù)合影響研究不足,難以準(zhǔn)確評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)狀況。再次,江蘇沿海地區(qū)已開(kāi)展了部分生態(tài)修復(fù)和海岸防護(hù)工程,但如何評(píng)估這些工程的生態(tài)效益和社會(huì)效益,以及如何優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和實(shí)施策略,仍需深入研究。最后,針對(duì)江蘇沿海地區(qū)的生態(tài)保護(hù)和管理,缺乏基于多源數(shù)據(jù)融合的智慧管控平臺(tái)和決策支持系統(tǒng),難以實(shí)現(xiàn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和精準(zhǔn)管控。因此,開(kāi)展基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)韌性與智慧管控關(guān)鍵技術(shù)研究,不僅具有重要的理論意義,也具有迫切的現(xiàn)實(shí)需求,有望填補(bǔ)現(xiàn)有研究的空白,為江蘇沿海乃至全國(guó)沿海地區(qū)的生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供重要的科技支撐。

五.研究目標(biāo)與內(nèi)容

本項(xiàng)目旨在通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合技術(shù),系統(tǒng)評(píng)估江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的韌性水平,揭示其關(guān)鍵影響因素與響應(yīng)機(jī)制,并研發(fā)一套集監(jiān)測(cè)預(yù)警與精準(zhǔn)管控于一體的智慧管控系統(tǒng),為提升區(qū)域生態(tài)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)和決策支持。項(xiàng)目的研究目標(biāo)與具體內(nèi)容如下:

(一)研究目標(biāo)

1.構(gòu)建江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)估模型?;诙嘣磾?shù)據(jù)融合,識(shí)別影響江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的關(guān)鍵要素,構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)、可操作的韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的評(píng)估模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)江蘇沿海不同區(qū)域、不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型韌性水平的定量評(píng)估與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.揭示江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)多重脅迫的響應(yīng)機(jī)制與關(guān)鍵閾值。通過(guò)多源數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間序列分析,結(jié)合生態(tài)水文學(xué)、生態(tài)學(xué)等理論方法,研究江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)海岸線侵蝕、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件等多重脅迫的響應(yīng)機(jī)制,識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),為制定適應(yīng)性管理策略提供科學(xué)依據(jù)。

3.研發(fā)基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)。集成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、智能預(yù)警、精準(zhǔn)管控等功能,開(kāi)發(fā)一套面向江蘇沿海地區(qū)的生態(tài)智慧管控平臺(tái),實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)融合、生態(tài)狀態(tài)的智能診斷、風(fēng)險(xiǎn)事件的動(dòng)態(tài)預(yù)警和管控措施的精準(zhǔn)實(shí)施,提升區(qū)域海岸帶綜合管理水平。

4.提出江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)的優(yōu)化策略與政策建議。基于研究結(jié)果,提出針對(duì)性的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、海岸帶綜合管理策略和適應(yīng)性政策建議,為政府部門(mén)制定相關(guān)規(guī)劃與政策提供科學(xué)參考,推動(dòng)江蘇沿海地區(qū)形成生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的高質(zhì)量發(fā)展格局。

(二)研究?jī)?nèi)容

1.江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與評(píng)估模型研究

(1)研究問(wèn)題:如何識(shí)別影響江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的關(guān)鍵要素?如何構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)、可操作的韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系?如何開(kāi)發(fā)相應(yīng)的評(píng)估模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的定量評(píng)估與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)?

(2)研究假設(shè):江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的韌性受到生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性等多重因素的影響。通過(guò)融合遙感、水文、氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù),可以構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)、可操作的韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的評(píng)估模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的定量評(píng)估與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

(3)具體研究?jī)?nèi)容:

a.江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵韌性要素識(shí)別。基于文獻(xiàn)綜述、專(zhuān)家咨詢(xún)和數(shù)據(jù)分析,識(shí)別影響江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的關(guān)鍵自然要素(如海岸線形態(tài)、濕地面積、生物多樣性等)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素(如人口密度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、土地利用變化等)。

b.韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建。參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果,結(jié)合江蘇沿海地區(qū)的實(shí)際情況,構(gòu)建包含生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性四個(gè)維度的韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和權(quán)重確定。

c.韌性評(píng)估模型開(kāi)發(fā)。基于多源數(shù)據(jù)融合技術(shù),開(kāi)發(fā)江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估模型,實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域、不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型韌性水平的定量評(píng)估,并開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析。

d.韌性評(píng)估結(jié)果驗(yàn)證與優(yōu)化。通過(guò)實(shí)地和專(zhuān)家評(píng)估,對(duì)韌性評(píng)估結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,并根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)估模型進(jìn)行優(yōu)化。

2.江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)多重脅迫的響應(yīng)機(jī)制與關(guān)鍵閾值研究

(1)研究問(wèn)題:江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)海岸線侵蝕、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件等多重脅迫的響應(yīng)機(jī)制是什么?生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在哪里?

(2)研究假設(shè):江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)多重脅迫的響應(yīng)機(jī)制具有復(fù)雜性和非線性特征,不同脅迫因素之間存在相互作用和疊加效應(yīng)。通過(guò)多源數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間序列分析,可以識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),為制定適應(yīng)性管理策略提供科學(xué)依據(jù)。

(3)具體研究?jī)?nèi)容:

a.多重脅迫因子識(shí)別與時(shí)空變化分析?;谶b感、水文、氣象、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多源數(shù)據(jù),分析江蘇沿海地區(qū)海岸線侵蝕、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件等脅迫因子的時(shí)空變化特征。

b.生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制研究。通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合和時(shí)空分析模型,研究江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)上述脅迫因子的響應(yīng)機(jī)制,包括生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等方面的變化。

c.關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)識(shí)別?;谏鷳B(tài)系統(tǒng)響應(yīng)分析結(jié)果,識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),并建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。

d.適應(yīng)性管理策略研究?;陉P(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)識(shí)別結(jié)果,提出針對(duì)性的適應(yīng)性管理策略,包括生態(tài)修復(fù)、海岸防護(hù)、污染控制、災(zāi)害管理等。

3.基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)研發(fā)

(1)研究問(wèn)題:如何研發(fā)一套集監(jiān)測(cè)預(yù)警與精準(zhǔn)管控于一體的智慧管控平臺(tái)?如何實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)融合、生態(tài)狀態(tài)的智能診斷、風(fēng)險(xiǎn)事件的動(dòng)態(tài)預(yù)警和管控措施的精準(zhǔn)實(shí)施?

(2)研究假設(shè):通過(guò)集成多源數(shù)據(jù)融合、時(shí)空分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制等技術(shù),可以研發(fā)一套面向江蘇沿海地區(qū)的生態(tài)智慧管控平臺(tái),實(shí)現(xiàn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和精準(zhǔn)管控,提升區(qū)域海岸帶綜合管理水平。

(3)具體研究?jī)?nèi)容:

a.智慧管控平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)的總體架構(gòu),包括數(shù)據(jù)層、模型層、應(yīng)用層等,并確定各層的主要功能和技術(shù)路線。

b.多源數(shù)據(jù)融合與共享機(jī)制研究。研究多源數(shù)據(jù)的融合方法與共享機(jī)制,實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和綜合分析。

c.生態(tài)狀態(tài)智能診斷模型開(kāi)發(fā)。基于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法,開(kāi)發(fā)生態(tài)狀態(tài)智能診斷模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能診斷。

d.風(fēng)險(xiǎn)事件動(dòng)態(tài)預(yù)警模型開(kāi)發(fā)。基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件動(dòng)態(tài)預(yù)警模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)預(yù)警和早期干預(yù)。

e.精準(zhǔn)管控決策支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)?;陲L(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果和生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)模型,開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)管控決策支持系統(tǒng),為政府部門(mén)提供決策支持。

f.智慧管控平臺(tái)測(cè)試與優(yōu)化。對(duì)智慧管控平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化,確保平臺(tái)的實(shí)用性和穩(wěn)定性。

4.江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)的優(yōu)化策略與政策建議

(1)研究問(wèn)題:如何提出針對(duì)性的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、海岸帶綜合管理策略和適應(yīng)性政策建議?如何推動(dòng)江蘇沿海地區(qū)形成生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的高質(zhì)量發(fā)展格局?

(2)研究假設(shè):基于生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估、響應(yīng)機(jī)制研究和智慧管控平臺(tái)研發(fā)結(jié)果,可以提出針對(duì)性的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、海岸帶綜合管理策略和適應(yīng)性政策建議,推動(dòng)江蘇沿海地區(qū)形成生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的高質(zhì)量發(fā)展格局。

(3)具體研究?jī)?nèi)容:

a.生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施研究。基于生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估結(jié)果,提出針對(duì)性的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施,包括濕地保護(hù)、紅樹(shù)林恢復(fù)、生物多樣性保護(hù)等。

b.海岸帶綜合管理策略研究?;谏鷳B(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制研究和智慧管控平臺(tái)研發(fā)結(jié)果,提出海岸帶綜合管理策略,包括海岸防護(hù)工程優(yōu)化、資源開(kāi)發(fā)利用調(diào)控、環(huán)境污染控制等。

c.適應(yīng)性政策建議研究。基于研究結(jié)果,提出適應(yīng)性政策建議,包括生態(tài)補(bǔ)償政策、生態(tài)稅收政策、生態(tài)標(biāo)簽制度等,推動(dòng)江蘇沿海地區(qū)形成生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的高質(zhì)量發(fā)展格局。

d.政策建議實(shí)施路徑研究。研究政策建議的實(shí)施路徑和保障措施,確保政策建議的可操作性和有效性。

通過(guò)以上研究目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),本項(xiàng)目將為江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供重要的科技支撐和決策支持,推動(dòng)區(qū)域形成生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的高質(zhì)量發(fā)展格局,并為全國(guó)沿海地區(qū)的生態(tài)保護(hù)與管理提供有益的借鑒。

六.研究方法與技術(shù)路線

(一)研究方法

本項(xiàng)目將采用多學(xué)科交叉的研究方法,綜合運(yùn)用遙感科學(xué)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、水文學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、等技術(shù)手段,圍繞江蘇沿海生態(tài)韌性的評(píng)估、響應(yīng)機(jī)制研究、智慧管控平臺(tái)研發(fā)以及優(yōu)化策略制定等核心內(nèi)容展開(kāi)研究。具體研究方法包括:

1.遙感與地理信息系統(tǒng)(GIS)分析:利用高分辨率衛(wèi)星遙感影像(如Sentinel-2、Landsat系列)、航空遙感數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)等多源空間信息,結(jié)合GIS空間分析技術(shù),對(duì)江蘇沿海地區(qū)的海岸線變化、濕地動(dòng)態(tài)、土地利用/覆被變化、植被覆蓋、水體質(zhì)量、岸線侵蝕/淤積等進(jìn)行大范圍、高精度、動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)與量化分析。采用海岸線追蹤算法、變化檢測(cè)技術(shù)、地形因子提取、空間統(tǒng)計(jì)等方法,提取與研究相關(guān)的關(guān)鍵空間信息,為生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估和響應(yīng)機(jī)制研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.多源數(shù)據(jù)融合技術(shù):針對(duì)遙感數(shù)據(jù)、水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(水位、流速、水質(zhì)參數(shù)等)、氣象數(shù)據(jù)(風(fēng)速、降雨量、氣溫等)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(人口、GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地利用規(guī)劃等)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(污染物濃度、噪聲水平等)以及歷史文獻(xiàn)、遙感影像解譯數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù),研究數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)準(zhǔn)化、匹配、融合的方法,構(gòu)建江蘇沿海生態(tài)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。采用時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘、本體論融合、數(shù)據(jù)同化等技術(shù),實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)源在時(shí)空維度上的有效整合與信息互補(bǔ),為構(gòu)建綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和智慧管控模型提供數(shù)據(jù)支撐。

3.生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與評(píng)估模型:基于文獻(xiàn)研究和專(zhuān)家咨詢(xún),結(jié)合江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)特征,構(gòu)建包含生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性四個(gè)維度的生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用層次分析法(AHP)、熵權(quán)法等權(quán)重確定方法,結(jié)合多源數(shù)據(jù)融合結(jié)果,計(jì)算各指標(biāo)及綜合韌性指數(shù)。開(kāi)發(fā)基于多智能體系統(tǒng)(MAS)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)或基于代理的建模(ABM)等方法的空間計(jì)量模型或時(shí)空預(yù)測(cè)模型,量化評(píng)估江蘇沿海不同區(qū)域、不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的生態(tài)韌性水平,并分析其時(shí)空分異規(guī)律。

4.時(shí)空分析與統(tǒng)計(jì)建模:利用GIS空間分析、時(shí)間序列分析、回歸分析、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型等方法,分析江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵要素(如濕地面積、生物多樣性指數(shù)、水質(zhì)指標(biāo)等)與海岸線侵蝕、海平面上升、污染物輸入、極端天氣事件等脅迫因子之間的時(shí)空關(guān)系。采用地理加權(quán)回歸(GWR)、隨機(jī)森林(RandomForest)、支持向量機(jī)(SVM)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法,構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)模型,預(yù)測(cè)不同情景下生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的變化,識(shí)別關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

5.機(jī)器學(xué)習(xí)與:應(yīng)用深度學(xué)習(xí)(如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN用于遙感圖像分類(lèi)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RNN用于時(shí)間序列預(yù)測(cè))和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等技術(shù),提升生態(tài)狀態(tài)智能診斷、風(fēng)險(xiǎn)事件動(dòng)態(tài)預(yù)警的精度和智能化水平。開(kāi)發(fā)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型預(yù)測(cè)結(jié)果,自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化管控策略的智能決策支持模塊。

6.實(shí)地與樣本采集:在典型研究區(qū)(如不同類(lèi)型的濕地保護(hù)區(qū)、岸線侵蝕嚴(yán)重區(qū)域、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)等)開(kāi)展實(shí)地,包括生態(tài)系統(tǒng)樣地設(shè)置、生物多樣性、水質(zhì)采樣、土壤采樣、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況訪談等,獲取地面驗(yàn)證數(shù)據(jù),用于遙感反演精度驗(yàn)證、模型參數(shù)標(biāo)定與校準(zhǔn),以及補(bǔ)充多源數(shù)據(jù)在細(xì)節(jié)和精度上的不足。

7.智慧管控平臺(tái)開(kāi)發(fā):基于WebGIS技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái),集成數(shù)據(jù)管理、模型分析、可視化展示、智能預(yù)警、決策支持等功能模塊,開(kāi)發(fā)江蘇沿海生態(tài)智慧管控原型系統(tǒng)。采用前后端分離架構(gòu)、微服務(wù)技術(shù)等,確保平臺(tái)的可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和易用性。

8.政策分析與企業(yè)案例研究:結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)案例和政策文本分析,運(yùn)用政策分析工具(如政策工具分析、利益相關(guān)者分析等),研究江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與管理政策的有效性、局限性及優(yōu)化方向。通過(guò)對(duì)企業(yè)案例的深入分析,了解經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的具體影響及企業(yè)的減排、修復(fù)實(shí)踐。

(二)技術(shù)路線

本項(xiàng)目的技術(shù)路線遵循“數(shù)據(jù)采集與處理-生態(tài)韌性評(píng)估-響應(yīng)機(jī)制研究-智慧管控平臺(tái)研發(fā)-優(yōu)化策略與政策建議”的邏輯流程,具體實(shí)施步驟如下:

1.數(shù)據(jù)采集與處理階段:

*收集江蘇沿海地區(qū)的多源數(shù)據(jù),包括遙感影像、水文氣象數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、歷史文獻(xiàn)、地圖等。

*對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括幾何校正、輻射校正、大氣校正、去噪、數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換、時(shí)空匹配等。

*利用遙感與GIS技術(shù),提取海岸線、濕地、植被、水體等關(guān)鍵地物信息,計(jì)算地形因子、水文指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)等。

*建立江蘇沿海生態(tài)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合與管理。

2.生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與評(píng)估模型研究階段:

*基于文獻(xiàn)綜述和專(zhuān)家咨詢(xún),初步確定江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的關(guān)鍵影響因素。

*構(gòu)建包含生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性四個(gè)維度的生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并確定各指標(biāo)的計(jì)算方法。

*采用AHP或熵權(quán)法等方法,確定各指標(biāo)及各層級(jí)的權(quán)重。

*基于多源數(shù)據(jù)融合結(jié)果和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用GIS空間分析或統(tǒng)計(jì)模型,計(jì)算江蘇沿海不同區(qū)域、不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的生態(tài)韌性綜合指數(shù)。

*開(kāi)發(fā)生態(tài)韌性評(píng)估模型,并進(jìn)行模型驗(yàn)證與優(yōu)化。

3.江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)多重脅迫的響應(yīng)機(jī)制與關(guān)鍵閾值研究階段:

*利用多源數(shù)據(jù)融合和時(shí)空分析技術(shù),分析海岸線侵蝕、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件等脅迫因子的時(shí)空變化特征及其驅(qū)動(dòng)因素。

*結(jié)合遙感影像解譯、地面數(shù)據(jù),分析江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)上述脅迫因子的響應(yīng)特征,包括生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(如植被覆蓋度、生物量、物種組成)、生態(tài)過(guò)程(如水體自?xún)裟芰?、碳循環(huán))、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能(如水源涵養(yǎng)、洪水調(diào)蓄、生物多樣性維護(hù))等方面的變化。

*基于生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)分析結(jié)果,識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。

*研究不同脅迫因素之間的相互作用和疊加效應(yīng)。

4.基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)研發(fā)階段:

*設(shè)計(jì)智慧管控平臺(tái)的總體架構(gòu)和功能模塊。

*利用WebGIS技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái),開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)管理、模型分析、可視化展示、智能預(yù)警、決策支持等功能模塊。

*集成生態(tài)韌性評(píng)估模型、生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)模型、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型等,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的智能化分析能力。

*在典型區(qū)域進(jìn)行平臺(tái)測(cè)試與優(yōu)化,形成可推廣的原型系統(tǒng)。

5.江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)的優(yōu)化策略與政策建議研究階段:

*基于生態(tài)韌性評(píng)估、響應(yīng)機(jī)制研究和智慧管控平臺(tái)研發(fā)結(jié)果,分析江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

*提出針對(duì)性的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、海岸帶綜合管理策略,包括生態(tài)修復(fù)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)、資源開(kāi)發(fā)利用總量與強(qiáng)度控制、環(huán)境污染協(xié)同治理、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同防控等。

*研究適應(yīng)性政策工具,如生態(tài)補(bǔ)償、生態(tài)稅收、生態(tài)標(biāo)簽、綠色金融等,提出具體的政策建議。

*分析政策建議的實(shí)施路徑和保障措施,形成研究報(bào)告和政策建議報(bào)告。

通過(guò)上述技術(shù)路線的實(shí)施,本項(xiàng)目將系統(tǒng)地揭示江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的韌性特征、響應(yīng)機(jī)制,并研發(fā)一套實(shí)用的智慧管控平臺(tái),為提升區(qū)域生態(tài)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供有力的科技支撐。

七.創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目在理論、方法及應(yīng)用層面均體現(xiàn)了創(chuàng)新性,旨在通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合技術(shù),為江蘇沿海乃至全國(guó)沿海地區(qū)的生態(tài)韌性與智慧管控提供新的科學(xué)范式和技術(shù)路徑。

(一)理論創(chuàng)新

1.構(gòu)建基于多維度耦合的沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性理論框架。現(xiàn)有研究對(duì)生態(tài)韌性的理解多局限于生態(tài)學(xué)或環(huán)境科學(xué)單一學(xué)科視角,缺乏對(duì)自然-生態(tài)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)多維度耦合機(jī)制的深入探討。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地將生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)韌性作為有機(jī)整體,構(gòu)建一個(gè)多維度耦合的沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性理論框架,強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)韌性與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)韌性的相互作用與協(xié)同提升,為理解復(fù)雜人地耦合系統(tǒng)在脅迫下的響應(yīng)與恢復(fù)機(jī)制提供了新的理論視角。該框架突破了傳統(tǒng)單一要素或單一學(xué)科評(píng)估的局限,更符合沿海區(qū)域生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。

2.揭示沿海生態(tài)系統(tǒng)多重脅迫的累積效應(yīng)與閾值響應(yīng)機(jī)制?,F(xiàn)有研究多關(guān)注單一脅迫因子對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響,對(duì)多種脅迫因子相互作用下的累積效應(yīng)和復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)研究不足。本項(xiàng)目將集成海岸線變化、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件、土地利用變化等多重脅迫因子,利用多源數(shù)據(jù)融合和時(shí)空分析技術(shù),定量評(píng)估這些脅迫因子的累積效應(yīng),識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間,揭示生態(tài)系統(tǒng)在多重壓力下的非線性響應(yīng)特征和潛在崩潰風(fēng)險(xiǎn)。這將為制定更具前瞻性和針對(duì)性的適應(yīng)性管理策略提供理論依據(jù),提升區(qū)域應(yīng)對(duì)復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警能力。

3.發(fā)展面向沿海綜合管理的生態(tài)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)同治理理論。本項(xiàng)目不僅關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在韌性,更強(qiáng)調(diào)生態(tài)韌性與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)韌性的協(xié)同提升,探索構(gòu)建生態(tài)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)同治理的理論模型與實(shí)現(xiàn)路徑。通過(guò)分析不同治理模式(如政府主導(dǎo)、市場(chǎng)機(jī)制、公眾參與)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)韌性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)福祉的影響,為推動(dòng)形成“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”的沿海區(qū)域發(fā)展模式提供理論支撐,豐富了綜合生態(tài)系統(tǒng)管理(CEM)和海岸帶綜合管理(ICZM)的理論內(nèi)涵。

(二)方法創(chuàng)新

1.創(chuàng)新性地應(yīng)用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合技術(shù)提升沿海生態(tài)監(jiān)測(cè)精度與尺度。針對(duì)江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中存在的數(shù)據(jù)源多樣但標(biāo)準(zhǔn)不一、時(shí)空分辨率不匹配、信息共享困難等問(wèn)題,本項(xiàng)目將創(chuàng)新性地融合高分辨率遙感影像、實(shí)時(shí)水文氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、歷史文獻(xiàn)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù),研發(fā)面向沿海生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合算法與時(shí)空信息提取技術(shù)。利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等方法,克服不同數(shù)據(jù)源之間的時(shí)空偏差,實(shí)現(xiàn)高精度、高頻率、大尺度的生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與狀態(tài)評(píng)估,顯著提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的利用價(jià)值和綜合分析能力。

2.創(chuàng)新性地構(gòu)建基于多智能體系統(tǒng)與時(shí)空模型的沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估模型?,F(xiàn)有韌性評(píng)估模型多基于靜態(tài)參數(shù)或簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)過(guò)程,難以捕捉沿海生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性與動(dòng)態(tài)性。本項(xiàng)目將創(chuàng)新性地引入多智能體系統(tǒng)(MAS)方法模擬生態(tài)系統(tǒng)組分(如物種、斑塊)的行為與交互,結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)或基于代理的建模(ABM)方法刻畫(huà)生態(tài)系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)演化過(guò)程,并融合地理信息系統(tǒng)(GIS)進(jìn)行空間建模與分析。構(gòu)建的模型將能夠更精細(xì)地模擬沿海生態(tài)系統(tǒng)在不同脅迫下的內(nèi)部相互作用、空間異質(zhì)性和動(dòng)態(tài)演變特征,為定量評(píng)估區(qū)域生態(tài)韌性提供更強(qiáng)大的方法論支撐。

3.創(chuàng)新性地研發(fā)集成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能預(yù)警與精準(zhǔn)管控的智慧管控平臺(tái)技術(shù)。本項(xiàng)目將突破傳統(tǒng)管控技術(shù)的局限性,創(chuàng)新性地研發(fā)一個(gè)集多源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)融合、生態(tài)狀態(tài)智能診斷、風(fēng)險(xiǎn)事件動(dòng)態(tài)預(yù)警、精準(zhǔn)管控決策支持于一體的智慧管控平臺(tái)。該平臺(tái)將集成先進(jìn)的時(shí)空分析模型、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和智能控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)感知、智能診斷和精準(zhǔn)干預(yù)。平臺(tái)將能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型預(yù)測(cè)結(jié)果,自動(dòng)生成預(yù)警信息和管控建議,甚至聯(lián)動(dòng)智能設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控(如生態(tài)補(bǔ)水、污染物攔截等),極大提升沿海區(qū)域生態(tài)管理的智能化水平和響應(yīng)效率。

(三)應(yīng)用創(chuàng)新

1.面向江蘇沿海區(qū)域制定差異化的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)優(yōu)化策略。本項(xiàng)目將基于生態(tài)韌性評(píng)估和響應(yīng)機(jī)制研究結(jié)果,結(jié)合江蘇沿海不同區(qū)域的生態(tài)特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和發(fā)展需求,提出差異化的生態(tài)保護(hù)紅線劃定、生態(tài)修復(fù)工程布局、海岸帶綜合管理分區(qū)以及適應(yīng)性政策措施。例如,針對(duì)生態(tài)脆弱、人類(lèi)干擾小的區(qū)域,重點(diǎn)強(qiáng)化生態(tài)保護(hù)與修復(fù);針對(duì)生態(tài)退化、人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域,重點(diǎn)實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償、污染治理和生境修復(fù);針對(duì)海岸帶綜合開(kāi)發(fā)區(qū)域,重點(diǎn)優(yōu)化開(kāi)發(fā)模式、加強(qiáng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。這種差異化的策略將更具針對(duì)性和可操作性,有利于實(shí)現(xiàn)江蘇沿海生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的協(xié)同優(yōu)化。

2.構(gòu)建江蘇沿海生態(tài)智慧管控示范平臺(tái),推動(dòng)區(qū)域生態(tài)管理智能化升級(jí)。本項(xiàng)目研發(fā)的生態(tài)智慧管控平臺(tái),不僅是一個(gè)研究成果,更是一個(gè)可落地應(yīng)用的示范系統(tǒng)。該平臺(tái)將集成本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的所有關(guān)鍵技術(shù),形成一套完整的解決方案,為江蘇沿海乃至全國(guó)其他沿海地區(qū)的生態(tài)管理提供示范。平臺(tái)的推廣應(yīng)用將有助于推動(dòng)沿海區(qū)域生態(tài)管理從事后應(yīng)對(duì)向事前預(yù)防、從事后管理向事中智能調(diào)控轉(zhuǎn)變,提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的整體韌性和可持續(xù)發(fā)展的能力,具有重要的實(shí)踐價(jià)值和推廣潛力。

3.為長(zhǎng)三角一體化發(fā)展提供重要的生態(tài)安全保障科技支撐。江蘇沿海作為長(zhǎng)三角區(qū)域的重要組成部分,其生態(tài)系統(tǒng)的健康與韌性直接關(guān)系到長(zhǎng)三角區(qū)域的整體生態(tài)安全和發(fā)展質(zhì)量。本項(xiàng)目的研究成果將為長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)建設(shè)、跨區(qū)域生態(tài)協(xié)同治理提供關(guān)鍵的科技支撐和決策依據(jù),有助于提升長(zhǎng)三角區(qū)域應(yīng)對(duì)氣候變化、環(huán)境污染、資源短缺等共同挑戰(zhàn)的能力,促進(jìn)區(qū)域高質(zhì)量一體化發(fā)展。

八.預(yù)期成果

本項(xiàng)目旨在通過(guò)系統(tǒng)研究,預(yù)期在理論認(rèn)知、技術(shù)創(chuàng)新、平臺(tái)構(gòu)建和實(shí)踐應(yīng)用等方面取得一系列重要成果,為提升江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)的韌性與可持續(xù)性提供強(qiáng)有力的科技支撐。

(一)理論成果

1.構(gòu)建一套適用于復(fù)雜人地耦合系統(tǒng)的沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性理論框架。在現(xiàn)有生態(tài)韌性理論基礎(chǔ)上,結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)韌性,提出多維度耦合的沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性概念模型,明確生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)韌性之間的相互作用關(guān)系,深化對(duì)沿海復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)在多重脅迫下響應(yīng)與恢復(fù)機(jī)制的科學(xué)認(rèn)知。

2.揭示江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)多重脅迫的累積效應(yīng)機(jī)制與關(guān)鍵閾值。形成一套系統(tǒng)性的評(píng)估方法,定量解析海岸線變化、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件、土地利用變化等單一及復(fù)合脅迫因子對(duì)生態(tài)系統(tǒng)不同維度(結(jié)構(gòu)、過(guò)程、服務(wù)、適應(yīng)性)的影響程度和累積效應(yīng),識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)在時(shí)空格局上的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)邊界,為理解沿海生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)演化規(guī)律提供理論依據(jù)。

3.發(fā)展基于多源數(shù)據(jù)融合的沿海生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)評(píng)估模型與方法體系。形成一套包含數(shù)據(jù)融合、指標(biāo)體系構(gòu)建、韌性評(píng)估、響應(yīng)模擬、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)流程和方法體系。提出的模型和方法將更有效地利用多源異構(gòu)數(shù)據(jù),提高沿海生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的精度與時(shí)效性,為類(lèi)似區(qū)域的生態(tài)韌性研究提供方法論借鑒。

4.深化對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)同路徑的理論認(rèn)識(shí)。通過(guò)協(xié)同治理理論與實(shí)證研究,分析不同治理模式、政策工具對(duì)提升沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性及社會(huì)經(jīng)濟(jì)福祉的綜合效應(yīng),為探索“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”的沿海區(qū)域發(fā)展模式提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐依據(jù)。

(二)技術(shù)創(chuàng)新與平臺(tái)開(kāi)發(fā)成果

1.研發(fā)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)發(fā)適用于沿海環(huán)境復(fù)雜性的數(shù)據(jù)預(yù)處理、時(shí)空匹配、信息提取與融合算法,提升多源數(shù)據(jù)在生態(tài)監(jiān)測(cè)中的綜合應(yīng)用效能,形成一套可推廣的數(shù)據(jù)融合技術(shù)包。

2.開(kāi)發(fā)生態(tài)韌性評(píng)估與響應(yīng)模擬的核心模型。構(gòu)建基于多智能體系統(tǒng)、時(shí)空模型或ABM的沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估模型,以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)預(yù)測(cè)模型和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)警模型,形成一套先進(jìn)的模擬分析與預(yù)測(cè)技術(shù)。

3.開(kāi)發(fā)江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)原型系統(tǒng)。研制集數(shù)據(jù)管理、模型分析、可視化展示、智能預(yù)警、決策支持等功能于一體的智慧管控平臺(tái)原型,集成項(xiàng)目研發(fā)的所有關(guān)鍵技術(shù)和模型,形成一套可落地應(yīng)用的解決方案。

(三)實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值與成果

1.提供江蘇沿海生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的決策支持。形成《江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)估報(bào)告》、《江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警報(bào)告》等系列研究報(bào)告,為政府部門(mén)制定江蘇沿海地區(qū)的生態(tài)保護(hù)紅線劃定、生態(tài)修復(fù)工程規(guī)劃、海岸帶綜合管理策略等提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。

2.提出針對(duì)性的優(yōu)化策略與政策建議。針對(duì)江蘇沿海不同區(qū)域的生態(tài)特征和發(fā)展需求,提出差異化的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、海岸帶綜合管理策略以及適應(yīng)性政策建議(如生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制、生態(tài)稅收政策、生態(tài)標(biāo)簽制度等),形成《江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)優(yōu)化策略與政策建議報(bào)告》,為推動(dòng)區(qū)域形成綠色發(fā)展方式和生活方式提供政策參考。

3.推動(dòng)沿海區(qū)域生態(tài)管理智能化升級(jí)。研制的生態(tài)智慧管控平臺(tái)原型系統(tǒng),可為江蘇沿海乃至全國(guó)其他沿海地區(qū)的生態(tài)管理提供示范,推動(dòng)區(qū)域生態(tài)管理從事后應(yīng)對(duì)向事前預(yù)防、從事后管理向事中智能調(diào)控轉(zhuǎn)變,提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的整體韌性和可持續(xù)發(fā)展的能力。

4.促進(jìn)長(zhǎng)三角一體化生態(tài)協(xié)同發(fā)展。研究成果將為長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)建設(shè)、跨區(qū)域生態(tài)協(xié)同治理提供科技支撐,有助于提升長(zhǎng)三角區(qū)域整體生態(tài)安全水平,促進(jìn)區(qū)域高質(zhì)量一體化發(fā)展。

5.產(chǎn)生一定的學(xué)術(shù)影響和人才培養(yǎng)效益。項(xiàng)目預(yù)期發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文10-15篇(SCI/EI收錄),申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3-5項(xiàng),培養(yǎng)博士、碩士研究生5-8名,提升研究團(tuán)隊(duì)在沿海生態(tài)領(lǐng)域的科研實(shí)力和影響力。

九.項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃

本項(xiàng)目實(shí)施周期為三年,計(jì)劃分七個(gè)階段展開(kāi),每個(gè)階段任務(wù)明確,時(shí)間節(jié)點(diǎn)清晰,確保項(xiàng)目按計(jì)劃順利推進(jìn)。

(一)項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃

1.第一階段:項(xiàng)目啟動(dòng)與準(zhǔn)備(2024年1月-2024年3月)

*任務(wù)分配:項(xiàng)目組組建,明確各成員分工;開(kāi)展文獻(xiàn)調(diào)研,梳理國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,確定項(xiàng)目具體研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線;制定詳細(xì)的項(xiàng)目實(shí)施方案和時(shí)間表;完成項(xiàng)目申報(bào)材料準(zhǔn)備與提交。

*進(jìn)度安排:第1個(gè)月,完成項(xiàng)目組組建和分工,初步確定研究方案;第2個(gè)月,深入開(kāi)展文獻(xiàn)調(diào)研,細(xì)化研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線;第3個(gè)月,完成項(xiàng)目實(shí)施方案編制,提交申報(bào)材料,并召開(kāi)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)。

2.第二階段:數(shù)據(jù)采集與處理(2024年4月-2024年9月)

*任務(wù)分配:全面收集江蘇沿海地區(qū)的遙感影像、水文氣象數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)等;對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括幾何校正、輻射校正、大氣校正、去噪、數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換、時(shí)空匹配等;利用遙感與GIS技術(shù),提取海岸線、濕地、植被、水體等關(guān)鍵地物信息,計(jì)算地形因子、水文指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)等;建立江蘇沿海生態(tài)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。

*進(jìn)度安排:第4-5個(gè)月,完成多源數(shù)據(jù)的收集與整理;第6-7個(gè)月,完成數(shù)據(jù)預(yù)處理和關(guān)鍵地物信息提?。坏?-9個(gè)月,建立綜合數(shù)據(jù)庫(kù),完成數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與初步分析。

3.第三階段:生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與評(píng)估模型研究(2024年10月-2025年3月)

*任務(wù)分配:基于文獻(xiàn)研究和專(zhuān)家咨詢(xún),初步確定江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)韌性的關(guān)鍵影響因素;構(gòu)建包含生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人類(lèi)社會(huì)適應(yīng)性四個(gè)維度的生態(tài)韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并確定各指標(biāo)的計(jì)算方法;采用AHP或熵權(quán)法等方法,確定各指標(biāo)及各層級(jí)的權(quán)重;基于多源數(shù)據(jù)融合結(jié)果和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用GIS空間分析或統(tǒng)計(jì)模型,計(jì)算江蘇沿海不同區(qū)域、不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的生態(tài)韌性綜合指數(shù);開(kāi)發(fā)生態(tài)韌性評(píng)估模型,并進(jìn)行模型驗(yàn)證與優(yōu)化。

*進(jìn)度安排:第10-11個(gè)月,完成關(guān)鍵影響因素識(shí)別和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系初步構(gòu)建;第12-13個(gè)月,完成指標(biāo)計(jì)算方法確定和權(quán)重分配;第14-15個(gè)月,完成生態(tài)韌性綜合指數(shù)計(jì)算;第16-17個(gè)月,開(kāi)發(fā)生態(tài)韌性評(píng)估模型并進(jìn)行驗(yàn)證優(yōu)化。

4.第四階段:響應(yīng)機(jī)制研究與關(guān)鍵閾值識(shí)別(2024年10月-2025年6月)

*任務(wù)分配:利用多源數(shù)據(jù)融合和時(shí)空分析技術(shù),分析海岸線侵蝕、海平面上升、環(huán)境污染、極端天氣事件等脅迫因子的時(shí)空變化特征及其驅(qū)動(dòng)因素;結(jié)合遙感影像解譯、地面數(shù)據(jù),分析江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)對(duì)上述脅迫因子的響應(yīng)特征;識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型;研究不同脅迫因素之間的相互作用和疊加效應(yīng)。

*進(jìn)度安排:第10-12個(gè)月,完成脅迫因子時(shí)空變化特征分析;第13-15個(gè)月,完成生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)特征分析;第16-17個(gè)月,識(shí)別關(guān)鍵閾值與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型;第18-19個(gè)月,完成脅迫因素相互作用研究。

5.第五階段:智慧管控平臺(tái)研發(fā)(2025年7月-2026年3月)

*任務(wù)分配:設(shè)計(jì)智慧管控平臺(tái)的總體架構(gòu)和功能模塊;利用WebGIS技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái),開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)管理、模型分析、可視化展示、智能預(yù)警、決策支持等功能模塊;集成生態(tài)韌性評(píng)估模型、生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)模型、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型等,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的智能化分析能力;在典型區(qū)域進(jìn)行平臺(tái)測(cè)試與優(yōu)化,形成可推廣的原型系統(tǒng)。

*進(jìn)度安排:第20-21個(gè)月,完成平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能模塊設(shè)計(jì);第22-24個(gè)月,完成平臺(tái)功能模塊開(kāi)發(fā);第25-26個(gè)月,完成模型集成與智能化分析功能開(kāi)發(fā);第27-28個(gè)月,進(jìn)行平臺(tái)測(cè)試與優(yōu)化。

6.第六階段:優(yōu)化策略與政策建議研究(2025年10月-2026年6月)

*任務(wù)分配:基于生態(tài)韌性評(píng)估、響應(yīng)機(jī)制研究和智慧管控平臺(tái)研發(fā)結(jié)果,分析江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn);提出針對(duì)性的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、海岸帶綜合管理策略,包括生態(tài)修復(fù)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)、資源開(kāi)發(fā)利用總量與強(qiáng)度控制、環(huán)境污染協(xié)同治理、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同防控等;研究適應(yīng)性政策工具,如生態(tài)補(bǔ)償、生態(tài)稅收、生態(tài)標(biāo)簽、綠色金融等,提出具體的政策建議;分析政策建議的實(shí)施路徑和保障措施。

*進(jìn)度安排:第29-30個(gè)月,完成問(wèn)題分析與策略研究;第31-32個(gè)月,完成政策工具研究與政策建議提出;第33-34個(gè)月,完成實(shí)施路徑與保障措施研究。

7.第七階段:項(xiàng)目總結(jié)與成果整理(2026年7月-2026年12月)

*任務(wù)分配:系統(tǒng)總結(jié)項(xiàng)目研究過(guò)程、主要成果和創(chuàng)新點(diǎn);撰寫(xiě)項(xiàng)目研究報(bào)告、系列學(xué)術(shù)論文、政策建議報(bào)告;整理項(xiàng)目數(shù)據(jù)資料,完成項(xiàng)目結(jié)題材料準(zhǔn)備;項(xiàng)目成果匯報(bào)與交流。

*進(jìn)度安排:第35-36個(gè)月,完成項(xiàng)目總結(jié)與成果整理;第37-38個(gè)月,完成結(jié)題材料準(zhǔn)備與項(xiàng)目成果匯報(bào)。

(二)風(fēng)險(xiǎn)管理策略

1.數(shù)據(jù)獲取風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)策略:多源數(shù)據(jù)獲取可能面臨數(shù)據(jù)獲取不及時(shí)、數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、數(shù)據(jù)共享壁壘等問(wèn)題。應(yīng)對(duì)策略包括:提前與數(shù)據(jù)提供單位建立良好溝通機(jī)制,明確數(shù)據(jù)需求和時(shí)間節(jié)點(diǎn);采用多種數(shù)據(jù)源互補(bǔ),對(duì)于關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失情況,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和模型反演補(bǔ)充;申請(qǐng)加入相關(guān)數(shù)據(jù)共享平臺(tái),拓寬數(shù)據(jù)獲取渠道。

2.模型構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)策略:模型構(gòu)建可能面臨模型適用性不強(qiáng)、參數(shù)標(biāo)定困難、模型預(yù)測(cè)精度不理想等問(wèn)題。應(yīng)對(duì)策略包括:加強(qiáng)文獻(xiàn)調(diào)研,選擇國(guó)內(nèi)外成熟的理論模型和方法,并進(jìn)行適應(yīng)性修改;通過(guò)歷史數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行充分訓(xùn)練和驗(yàn)證,優(yōu)化模型參數(shù);引入交叉驗(yàn)證和敏感性分析,評(píng)估模型的穩(wěn)定性和可靠性。

3.技術(shù)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)策略:技術(shù)實(shí)施可能面臨技術(shù)難度大、系統(tǒng)集成復(fù)雜、平臺(tái)運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題。應(yīng)對(duì)策略包括:組建跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì),加強(qiáng)技術(shù)交流與培訓(xùn);采用模塊化設(shè)計(jì),分階段實(shí)施技術(shù)集成;建立完善的測(cè)試和運(yùn)維機(jī)制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決技術(shù)問(wèn)題。

4.政策應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)策略:研究成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用可能面臨政策環(huán)境變化、部門(mén)協(xié)調(diào)困難、利益相關(guān)者接受度低等問(wèn)題。應(yīng)對(duì)策略包括:加強(qiáng)與政府部門(mén)的溝通,及時(shí)了解政策需求;開(kāi)展政策模擬與評(píng)估,提高成果的政策可讀性和可操作性;多利益相關(guān)者參與,提升研究成果的接受度和推廣價(jià)值。

5.項(xiàng)目管理風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)策略:項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可能面臨進(jìn)度延誤、經(jīng)費(fèi)不足、團(tuán)隊(duì)協(xié)作不暢等問(wèn)題。應(yīng)對(duì)策略包括:制定詳細(xì)的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃,明確各階段任務(wù)和時(shí)間節(jié)點(diǎn),定期召開(kāi)項(xiàng)目例會(huì),跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展;建立科學(xué)的預(yù)算管理機(jī)制,合理分配經(jīng)費(fèi),確保資金使用效率;加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè),明確成員職責(zé),優(yōu)化溝通協(xié)調(diào)機(jī)制,提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率。

十.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由來(lái)自江蘇省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院、高校及地方科研機(jī)構(gòu)的12名科研人員組成,涵蓋生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地理信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)等多學(xué)科專(zhuān)業(yè)背景,具有豐富的沿海生態(tài)系統(tǒng)研究經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力。團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期從事沿海濕地保護(hù)、海岸帶環(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析、算法等領(lǐng)域的研究工作,在江蘇沿海地區(qū)開(kāi)展過(guò)多項(xiàng)生態(tài)、環(huán)境評(píng)估和修復(fù)工程,積累了豐富的實(shí)地經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)資源。

(一)團(tuán)隊(duì)成員專(zhuān)業(yè)背景與研究經(jīng)驗(yàn)

1.項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:張明,男,45歲,教授,生態(tài)學(xué)博士,江蘇省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院院長(zhǎng)。研究方向?yàn)樯鷳B(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)。長(zhǎng)期從事沿海濕地生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究。主持過(guò)國(guó)家自然基金項(xiàng)目“長(zhǎng)江口濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化機(jī)制與修復(fù)技術(shù)與模式研究”,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文30余篇,出版專(zhuān)著2部,獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)。

2.副負(fù)責(zé)人:李紅,女,38歲,副教授,地理信息科學(xué)碩士,江蘇省地理信息科學(xué)研究院研究員。研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)、遙感技術(shù)、海岸帶動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。主持過(guò)江蘇省科技支撐項(xiàng)目“基于多源數(shù)據(jù)融合的江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)研發(fā)”,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文20余篇,申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利8項(xiàng),獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)。

3.團(tuán)隊(duì)成員王強(qiáng),男,40歲,計(jì)算機(jī)科學(xué)博士,南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授。研究方向?yàn)?、機(jī)器學(xué)習(xí)、地理空間信息科學(xué)。在遙感影像處理、生態(tài)模型構(gòu)建、大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn),發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文40余篇,主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于深度學(xué)習(xí)的江蘇沿海生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”,開(kāi)發(fā)多個(gè)基于的生態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)。

4.團(tuán)隊(duì)成員劉芳,女,35歲,生態(tài)學(xué)碩士,江蘇省中國(guó)科學(xué)院生態(tài)研究所研究員。研究方向?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估、生態(tài)修復(fù)技術(shù)。長(zhǎng)期從事濕地生態(tài)修復(fù)、生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究,主持過(guò)江蘇省科技項(xiàng)目“基于生態(tài)服務(wù)功能的江蘇沿海生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究”,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文25篇,出版專(zhuān)著1部,獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。

5.團(tuán)隊(duì)成員趙剛,男,42歲,環(huán)境科學(xué)博士,南京師范大學(xué)教授。研究方向?yàn)榄h(huán)境污染控制、環(huán)境管理。在環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染治理、環(huán)境政策研究等領(lǐng)域具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn),主持過(guò)國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“江蘇沿海生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)技術(shù)集成與示范”,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文35篇,出版專(zhuān)著2部,獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)。

6.團(tuán)隊(duì)成員孫莉,女,33歲,遙感科學(xué)碩士,中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所研究實(shí)習(xí)員。研究方向?yàn)檫b感圖像處理、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用。在遙感影像解譯、生態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境變化分析等領(lǐng)域具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn),參與過(guò)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“江蘇沿海生態(tài)智慧管控平臺(tái)研發(fā)”,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文15篇,申請(qǐng)軟件著作權(quán)3項(xiàng)。

7.團(tuán)隊(duì)成員周勇,男,39歲,生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)博士,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授。研究方向?yàn)樯鷳B(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、資源環(huán)境管理。在生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)、可持續(xù)發(fā)展研究等領(lǐng)域具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn),主持過(guò)國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目

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