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滨海湿地生态功能及其微生物机制
0.00     定价 ¥ 198.00
图书来源: 浙江图书馆(由JD配书)
此书还可采购25本,持证读者免费借回家
  • 配送范围:
    浙江省内
  • ISBN:
    9787030773555
  • 作      者:
    胡晓珂,等
  • 出 版 社 :
    科学出版社
  • 出版日期:
    2024-06-01
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内容介绍
《滨海湿地生态功能及其微生物机制》全面、系统地介绍了滨海湿地保护、生态功能评价、微生物机制等方面的*新研究成果。《滨海湿地生态功能及其微生物机制》借助大量宏观和微观“镜头”聚焦我国滨海湿地,从政策、经济、地理、生物、监测、评估等多维度全面诠释了我国滨海湿地的特色及其研究成果。通过模型计算、图像处理、实验分析和案例示范等方法详细勾绘了我国滨海湿地不断被发现和被认知的动态发展史,是一本既可以“读得懂”也可以“照着做”的滨海湿地科研实操“手册”。
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精彩书摘
**章 滨海湿地生态服务功能及其经济评价
  湿地、森林和海洋是世界公认的三大生态系统。滨海湿地虽然是湿地生态系统中的一个子类型,但其所处的地理环境受到海水周期性淹没影响,使其兼具湿地和海洋的重要生态服务功能。滨海湿地的生态服务功能是指由它的存在直接或间接提供给人类的,满足人类生活需要的物质与服务。无论是供给食物和原材料,还是调节气候、涵养水源、汇碳固碳,滨海湿地都在无声无息地为人类贡献着多种多样的福利。一直以来,由于缺乏买卖交易市场,人们无法为滨海湿地所能为人类提供的诸多福利进行市场定价,更无法正确衡量其价值,从而导致滨海湿地的这些重要生态服务功能在决策中常常被忽视,进一步加速了滨海湿地一定程度的退化(Yang et al.,2017)。本章我们将一一列举滨海湿地的各项生态服务功能并细致介绍各项生态服务功能的核算评价方法。
  **节 滨海湿地生态服务功能
  1997年,生态经济学家 Costanza在 Nature上撰文总结了地球生态系统所能提供的 18种服务功能( Costanza et al.,1997),他指出海洋种类中的近岸生态系统提供了8种服务功能,而陆地种类中的湿地生态系统提供了10种服务功能。值得一提的是,滨海湿地的生态服务功能二者兼而有之。近年来的科学研究还发现了滨海湿地的新的生态服务功能如汇碳固碳。总结一下,到目前为止研究发现滨海湿地的11项生态服务功能,其中包括提供食物、提供原材料、汇碳固碳、防风减灾、涵养水源、生物栖息地与生物多样性保护、娱乐、文化、水质净化、土壤保持、气候调节( Farber,1987;Zhang et al.,2017)。
  一、提供食物与原材料
  众所周知,滨海湿地不仅仅能为人类提供种类繁多且优质的海鲜产品,包括鱼类、贝类、虾蟹类和藻类等,南方的红树林滨海湿地还能提供木材,北方的柽柳柳枝柔韧耐磨还可用于编织箩筐,芦苇更可用于造纸和生产人造纤维,它们都为初级生产默默提供了各种原始材料与素材。参照广东湛江滨海湿地自然保护区内不同年份红树林的生长速率,研究人员通过计算得到1hm2红树林每年木材的平均材积增量为4.91m3(高常军等,2017),而盘锦湿地有芦苇面积达到7万hm2,每年芦苇产量高达30万t(胡逸萍,2015)。
  二、汇碳固碳
  对比陆地生态系统,滨海湿地无论是土壤、植被还是水中的生物,都能够有效地或从大气中吸收CO2或从海水中吸收碳酸氢根(HCO3.),并将其储存起来,因此具有更滨海湿地生态功能及其微生物机制强大的汇碳固碳能力。有研究显示,在全球尺度上滨海湿地的碳平均累积速率高达194g/(m2/a)(Wang et al.,2021);而滨海湿地土壤固碳能力从强到弱依次为翅碱蓬群落、光滩、芦苇群落,植被碳库中芦苇碳储量高达3367.17kg/hm2,显著高于翅碱蓬(张广帅等,2021)。
  三、防风减灾
  滨海湿地及其植被是抵御台风袭击的天然屏障,其通过降低台风风速(Hu et al., 2015)、削减台风浪高( Wamsley et al.,2010)、降低台风期间洪水的水位和流速,减少台风造成的灾害,发挥重要的台风防护价值。在滨海湿地及其植被可以降低台风浪高方面,何克军等(2006)通过调查分析2003年台风“伊布都”事件证实了滨海湿地植被可以降低台风浪高,生势良好的300多公顷红树林使10km海堤安然无恙,而没有红树林保护的5km海堤被冲毁9处,海水浸淹了10个村庄。
  四、涵养水源
  滨海湿地区域内的植被和土壤可以大量持水,并缓慢释放,起到涵养水源的作用。因此滨海湿地可被看作天然的蓄水池,在调蓄洪水、调节径流为农业灌溉、工业和生活用水提供水源及补给地下水以防止地下咸卤水倒灌等方面发挥重要作用(张绪良等,2008)。有模型实验显示,湿地对快径流的影响具有明显的日月和年时间尺度效应,尤其在洪峰期间和汛期对快径流的削减作用昀明显,对快径流多年平均的削减作用为5.89%(吴燕锋等,2020)。
  五、生物栖息地与生物多样性保护
  滨海湿地不仅是鱼虾蟹的育儿场,同时还是很多珍稀濒危物种的栖息地,因此滨海湿地的存在是对生物多样性的保护。据不完全统计,每年在中国滨海湿地栖息的鸟类种类超过250种,约占中国总水鸟种类的80%,数量高达数百万只,这其中不乏丹顶鹤、黑脸琵鹭和东方白鹳等濒危鸟类(曹玲,2019)。黄河三角洲滨海湿地更是迁徙期水鸟的重要中途停歇地,在东亚—澳大利西亚迁徙路线水鸟保护中具有重要作用(黄子强等,2018)。
  六、娱乐与文化
  随着经济的发展,滨海湿地为垂钓、户外观赏、拍摄野外动物等生态旅游项目提供了无限可能,而建立在滨海湿地内的科学台站也成为教育科普和科学研究的一个重要手段,为教育科普和科学研究提供了对象、材料和试验基地(陈志鸿和陈鹏,2005)。周晓丽(2009)对鸭绿江口滨海湿地自然保护区的旅游人数进行了调查统计,并发现按照昀低量定律,该保护区生态旅游访客人数为78.3万人/年。
  七、水质净化
  滨海湿地内的植物可以有力缓解水流速度,促进沉积物的生成,使得N、P等营养物质、有毒有害物质被吸附在沉积物表面,从而通过湿地土壤中或植物根系中的微生物进行降解,昀后被吸收,达到污水净化的过滤效果(李楠等,2019)。黄河三角洲芦苇滨海湿地总氮、氨氮、硝态氮、总磷、磷酸盐去除效率分别为24.495mg/(m2/d)、13.190mg/(m2/d)、2.238mg/(m2/d)、0.824mg/(m2/d)、0.353mg/(m2/d)(刘峰,2015)。
  八、土壤保持
  滨海湿地的植被可以减少降雨对土壤的破坏(Carroll et al.,1997),植物根系还可以改善土壤性状,增强土壤渗透能力,抵抗冲刷和侵蚀,从而达到保持土壤、保留土壤营养成分的功能。例如,柽柳滨海湿地区域内柽柳附近土壤pH在7.5~10.2,由上而下pH逐渐增大,柽柳主根附近pH较周围低,说明柽柳能够降低土壤pH,改良碱性土壤(何秀平,2014)。
  九、气候调节
  滨海湿地和湿地植物含有大量水分,热容量大,可以通过与大气中水分循环来改变局部地区的温度和湿度,对区域内空气有一定的降温增湿作用,从而起到调节区域内气候的作用(阎光宇,2012)。赵欣胜等(2019)研究表明,同一区域内对比建设用地的28.09℃的气温,芦苇湿地与河流湿地表现出差异明显的低温,分别是26.50℃和26.42℃。
  第二节 滨海湿地生态服务功能价值评估
  滨海湿地生态服务功能评价就是用货币的形式对滨海湿地的各种生态服务进行经济核算。核算的方法需要进一步借助经济手段。针对市场上可以交易买卖的食物和原材料,可以考虑直接市场价格法;对于没有市场买卖的调节功能如洪水调蓄、气候调节等,可以使用替代市场价格法。下面就针对所有**节列出的11种滨海湿地的生态服务功能进行评价并举例说明。
  一、食物供给功能评价
  滨海湿地所提供的主要食物都可以在市场上买卖,所以可以使用直接市场价格法进行核算。滨海湿地提供的食物总价值Vfood是由各类食物市场价格Pi与数量Qi决定的:
  假设某地区滨海湿地每年产鱼4.3t,市场鱼类平均价格是17.9元/kg,产虾2t,虾的平均市场价格为50元/kg,则该滨海湿地鱼类供给功能价值约为17.7×104元/年。
  滨海湿地生态功能及其微生物机制
  二、原材料供给功能评价
  和食物供给功能一致,滨海湿地提供的原材料也是有市场可以买卖交易的,也可以选择直接市场价格法核算。滨海湿地原材料供给功能价值Vmaterial是由湿地面积A、单位湿地面积的原材料年度产出量Gi和原材料市场价格Pi决定的:
  假设某地区滨海湿地有面积为197.5km2的红树林,红树林木材每年平均积材增量为4.9m3/hm2(高常军等,2017),木材市场参考价格为997元/m3,则该滨海湿地每年木材供给功能价值约为9648万元。
  三、汇碳固碳功能评价
  目前,碳也有了国际交易价格,因此滨海湿地的固碳生态功能也可采用直接市场价格法核算。滨海湿地的固碳功能价值Vcarbon是由湿地面积A、湿地植被的年碳增量N、土壤的年碳增量S及国际碳税率C决定的:
  假设某地区滨海湿地红树林面积为carbon7km2,红树林植被的碳增量是11.35t/(hm2/a),红树林土壤的碳增量是2.8t/(hm2/a),国际碳税标准均值为770元/t(王凤珍等,2011),则该滨海湿地的每年固碳功能价值估算为763万元。
  四、防风减灾功能评价
  滨海湿地的防台风减灾功能因无法在市场上买卖交易,因此需要考虑使用替代市场价格法进行核算。具体计算是由该地区遭受台风侵袭是概率Prob、滨海湿地面积A和单位面积湿地能够减少台风造成的经济损失价值L共同决定的:
  假设某地区面积7km2的滨海湿地都在台风登陆之后的昀大风半径扫幅内,每年该地区遭受台风侵袭的平均概率是0.3次,Costanza等(2021)估算全球每单位公顷滨海湿地每年能减少台风造成的经济损失是11000美元(约合69520元人民币),因此该滨海湿地每年能提供的台风减灾功能价值为1460万元。
  五、涵养水源功能评价
  滨海湿地的涵养水源功能等同于水库的蓄水功能,可以考虑使用建造水库所需成本这一替代市场价格法来核算。具体计算是由湿地的蓄水量(湿地面积A×蓄水高度H)和水库库容的单位造价成本Cost决定的:
  假设某地区滨海湿地面积7km2,昀高蓄水水位可达0.7m,水库库容的单位造价是6.1元/m3(福建省生态环境厅等,2021),因此该滨海湿地的涵养水源功能价值约为2989万元。
  六、生物栖息地与生物多样性保护功能评价
  建议采用成果参照法,该方法隶属替代市场价格法。滨海湿地的生物多样性保护功能价值由湿地的面积A和单位面积湿地的生物多样性保护价格P决定的:
  假设某地区滨海湿地面积7km2,Costanza等(1997)统计结果显示全球湿地的生物多样性价格为169美元/(hm2/a),折合人民币1065元/(hm2/a),因此该滨海湿地的生物多样性价值保守估算为74.6万元。
  七、娱乐功能评价
  滨海湿地的娱乐价值以旅游产生的直接费用为主,通过年度统计调查,使用替代市场价格法,由该地区年度旅游总收入GDPtravel与旅游单体数量Ntravel决定(高常军等,2017):
  假设某地区有一个滨海湿地,该地区旅游总收入是671.7亿元/年,该地区共有各类旅游单体13853个,因此该滨海湿地的娱乐价值可保守估算为485万元/年。
  八、文化功能评价
  滨海湿地的文化价值可以使用替代市场价格法,以科研论文成果产出来估算,通过统计,由该滨海湿地直接相关的论文数量Npaper和单篇论文产出成本Ppaper决定:
  假设用“中国知网”搜索中文论文“某某滨海湿地”、用ScienceDirect搜索英文论文“XX coastal wetlands”共得到该年度共有相关论文12篇,论文产出成本以每篇11.9万元计算(庞丙亮等,2014),该滨海湿地的文化价值保守估算为142.8万元。
  九、水质净化功能评价
  在水质净化方面,滨海湿地犹如天然的污水处理工厂。建议使用替代市场价格法,核算滨海湿地的水质净化功能价值,具体计算由湿地面积A、单位面积湿地处理污水量T和污水处理厂净化每吨污水成本费Purify决定:
  假设某地区滨海湿地面积7km2,滨海湿地中的滩涂污水处理量为196133.3t/(hm2/a)(Shaoetal.,2013),污水厂水处理成本是5.49元/t(谭雪等,2015),因此该湿地水质净
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目录
目录
**章 滨海湿地生态服务功能及其经济评价1
**节 滨海湿地生态服务功能1
一、提供食物与原材料1
二、汇碳固碳1
三、防风减灾2
四、涵养水源2
五、生物栖息地与生物多样性保护2
六、娱乐与文化2
七、水质净化3
八、土壤保持3
九、气候调节3
第二节 滨海湿地生态服务功能价值评估3
一、食物供给功能评价3
二、原材料供给功能评价4
三、汇碳固碳功能评价4
四、防风减灾功能评价4
五、涵养水源功能评价4
六、生物栖息地与生物多样性保护功能评价5
七、娱乐功能评价5
八、文化功能评价5
九、水质净化功能评价5
十、土壤保持功能评价6
十一、气候调节功能评价6
参考文献6
第二章 中国滨海湿地的台风防护价值评估8
**节 滨海湿地的防台风作用机制及评估模型8
一、滨海湿地8
二、台风灾害8
三、滨海湿地的防台风作用机制9
四、滨海湿地台风防护服务价值评估9
第二节 创建滨海湿地评估模型10
一、数据准备10
二、台风造成的经济损失的时空变化11
三、创建环境经济模型13
第三节 基于环境经济模型评估中国滨海湿地台风防护服务价值14
一、模型结果14
二、滨海湿地的台风防护服务边际价值15
三、基于成本效益评估滨海湿地的台风减灾价值15
第四节 总结和展望16
参考文献17
第三章 溢油胁迫下渤海滨海湿地脆弱性空间格局分异特征19
**节 前言19
第二节 数据和方法20
一、脆弱性评价指标体系20
二、数据网格化表达与标准化处理21
三、层次分析法(AHP)21
四、评价方法22
第三节 脆弱性空间格局22
一、AHP权重22
二、滨海湿地暴露性23
三、滨海湿地敏感性24
四、滨海湿地适应性25
五、滨海湿地脆弱性25
第四节 讨论和结论27
一、溢油胁迫下渤海滨海湿地脆弱性空间格局27
二、应对策略28
参考文献31
第四章 滨海湿地生态系统中微生物多样性研究33
**节 黄河三角洲滨海湿地微生物多样性分析33
一、黄河三角洲湿地土壤微生物研究概况34
二、黄河三角洲滨海湿地土壤微生物和植物根际微生物分析34
三、黄河三角洲滨海湿地生态修复区春季土壤古菌和细菌群落结构探究36
第二节 江苏滨海湿地微生物多样性分析36
一、江苏滨海湿地不同演替阶段土壤微生物生物量碳质量分数特征37
二、江苏盐城原生滨海湿地土壤中的微生物群落38
第三节 东北典型滨海湿地微生物多样性分析39
一、东北典型滨海湿地细菌群落及水体病毒多样性40
二、辽河三角洲滨海湿地微生物群落组成40
第四节 珠江三角洲滨海湿地微生物多样性分析41
第五节 人类活动对滨海湿地土壤微生物的影响42
一、湿地开垦42
二、石油污染43
第六节 总结和展望44
参考文献44
第五章 海草床湿地微生物多样性47
**节 微生物对海草床的生态重要性及其研究进展47
一、微生物在海草组织部位上的分布特征及其影响因素47
二、海草与有益微生物间的互利共生关系49
三、海草病害及其响应50
第二节 海草微生物研究领域中的空缺51
一、海草相关真核微生物与古菌类群有待研究51
二、海草生境中微生物介导的氮、硫循环基因分布规律仍然未知52
三、全球变暖如何影响微生态平衡从而威胁海草生长与健康53
第三节 黄渤海日本鳗草底栖微生物分布特征53
一、黄渤海日本鳗草底栖真核微生物时空分布特征54
二、黄渤海日本鳗草底栖古菌群落时空分布特征59
三、黄渤海日本鳗草底栖细菌群落时空分布特征65
第四节 威海天鹅湖海草床沉积物中微生物多样性研究进展72
一、海草共附生微生物多样性研究进展73
二、威海天鹅湖海草床沉积物微生物丰度及组成垂直剖面特征74
三、威海天鹅湖鳗草与日本鳗草不同生长时期根际微生物群落结构及其驱动机制82
四、威海天鹅湖鳗草与日本鳗草叶际与根际微生物群落结构特征及功能分析87
参考文献93
第六章 中国滨海湿地保护历程、付诸努力、挑战及应对策略102
**节 中国滨海湿地自然概况102
一、滨海湿地分布102
二、滨海湿地现状103
第二节 中国滨海湿地保护历程106
一、未保护阶段(20世纪50年代至80年代初)106
二、一般保护阶段(20世纪80年代初至1991年)106
三、特别关注阶段(1992~2002年)108
四、有效保护阶段(2003~2010年)108
五、全面实施阶段(2011年至今)108
第三节 中国滨海湿地保护成效109
一、滨海湿地得到了有效保护与恢复109
二、滨海湿地保护区的建设步伐加快110
三、滨海湿地调查与监测的大规模开展111
四、滨海湿地保护的科技支撑能力不断增强112
五、滨海湿地保护的管理水平不断提高113
六、滨海湿地保护的公众参与意识不断增强113
七、滨海湿地保护的国际交流与合作不断加强114
第四节 中国滨海湿地保护存在问题与挑战114
一、污染和人类活动对滨海湿地的威胁依然突出114
二、威胁因子对湿地产生的不利影响还在加剧117
三、海岸侵蚀与海平面上升的威胁正在增加119
四、湿地保护与恢复的资金投入还不够充足120
五、滨海湿地保护法律体系与管理机制仍不健全121
六、滨海湿地教育、科研及国际合作还需加强121
第五节 中国滨海湿地保护的应对策略122
一、探索应对滨海湿地所受威胁的有效措施122
二、逐步完善滨海湿地保护与生态补偿机制122
三、健全滨海湿地保护的法律与管理体系122
四、增加滨海湿地保护与研发资金的投入123
五、继续加强滨海湿地教育与国际合作123
参考文献124
第七章 典型干扰对滨海湿地结构与功能的影响126
**节 滨海湿地的结构特征126
一、滨海湿地植被类型与空间分布格局126
二、滨海湿地植被演替趋势127
第二节 气候变化对滨海湿地的影响128
一、气候变化对滨海湿地水文的影响128
二、气候变化对滨海湿地土壤的影响128
三、气候变化对滨海湿地生物多样性的影响129
第三节 围填海对潮滩湿地的影响129
一、围填海对潮滩湿地生态系统的影响129
二、围填海对潮滩湿地地形地貌的影响130
三、围填海对潮滩湿地水环境的影响130
第四节 滨海湿地修复130
一、植物修复131
二、微生物修复131
三、栖息地修复132
第五节 典型干扰对滨海湿地影响模拟实例研究132
一、莱州湾滨海湿地基本特征132
二、典型干扰对昌邑潮滩湿地影响分析与模拟134
第六节 结语与展望144
参考文献144
第八章 自然保护区建设对滨海湿地的保护作用研究与展望148
**节 中国海岸带自然保护区现状148
一、各级别海岸带自然保护区数量和面积148
二、海洋海岸带自然保护区类型148
三、海岸带自然保护区结构和功能149
四、海岸带自然保护区面积结构149
五、中国海岸带自然保护区受威胁现状150
第二节 海岸带自然保护区保护管理研究:以山东荣成大天鹅***自然保护区为例150
一、山东荣成大天鹅***自然保护区概况150
二、人为干扰对保护区大天鹅和生态环境的影响150
三、以天鹅保护为核心的保护区管理措施研究153
第三节 我国海岸带自然保护区的经营和管理156
第四节 结语和展望157
参考文献157
第九章 滨海湿地面积变化驱动因素的整合分析研究158
**节 研究背景158
第二节 数据和方法159
一、数据收集159
二、研究方法160
第三节 研究结果161
一、案例时空分布161
二、驱动因素的定性分析162
三、驱动因素的定量分析162
第四节 讨论165
一、人为因素是滨海湿地面积变化的主要驱动因素165
二、土地利用方式转变是滨海湿地变化的直接表现165
三、产业结构变化是滨海湿地变化的间接表征165
第五节 小结165
参考文献166
第十章 滨海湿地遥感监测研究现状与进展168
**节 滨海湿地遥感分类168
第二节 滨海湿地遥感影像的数据源169
一、Landsat卫星数据169
二、高分辨率卫星数据169
三、高光谱影像数据170
四、微波遥感数据171
第三节 滨海湿地影像预处理171
一、辐射定标171
二、大气校正172
三、几何校正172
第四节 滨海湿地信息提取172
一、监督分类方法173
二、非监督分类方法174
第五节 总结和展望177
参考文献177
第十一章 新时期滨海湿地管理制度建设181
**节 党的十八大以来滨海湿地管控基本政策181
一、滨海湿地在生态环境保护政策体系中的定位与范围181
二、党的十八大以来党中央国务院对滨海湿地管理的基本要求181
三、党的十八大以来滨海湿地管理的制度建设182
第二节 滨海湿地管理工作成效和主要问题186
一、工作成效186
二、当前滨海湿地管理问题186
第三节 管理建议188
参考文献189
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