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由于海洋生态资源的过度开发、环境污染不断加剧,使我国典型海洋生态系统受损严重,局部海域生态系统失衡,生物多样性锐减。因此,开展海洋生态系统评价,可为有效保护海洋生态环境,持续开发利用海洋生态资源,提供重要的决策依据。目前,对生态系统的评价可分为两类,一是对生态系统状态的评价,二是对生态系统服务的评价。前者主要是在生态评价研究的初期,侧重于对生态系统所处的形势的评价;后者是在最近几年发展起来的,侧重于对生态系统所提供的产品和服务的价值评估。生态系统评价是当前生态学研究中的一个热点和难点,在发展的进程中暴露了许多亟待解决的问题,如生态系统评价具体内涵的界定问题,评价的尺度问题及评价方法局限性。
本文主要研究内容可以分为两部分:
1、系统研究生态系统功能与生态系统服务(包括定义与内涵、两者关系等),系统研究海洋生态系统功能、服务及价值评估(包括分类、涵义、定量方法等)。
2、从研究海洋生态系统功能指标及其与环境指标的定量关系入手,将相关关系的研究方法大致分为三类:统计方法(回归和聚类)、软计算方法、系统动力学方法,对这三种方法进行简单介绍(包括理论基础、实现方法、实现过程等),使用相关软件进行实例应用,比较优缺点。
研究结果显示,生态系统功能与生态系统服务是两个不同的概念,但两者同时又紧密相关。一般来讲,生态系统服务与生态系统功能有对应的关系,但两者关系不是一一对应。通过对海洋生态系统服务内涵及分类、价值分类、评估方法的分析,本文将海洋生态系统服务划分为供给服务(Provisioning)、调节服务(Regulating)、文化服务(Cultural)、支持服务(Supporting)四大类,每大类服务又包括若干种具体服务,系统介绍了每一种服务及其价值评估方法。在定量关系方法研究中,系统介绍了回归分析和聚类分析的理论基础及实现,强调了多元线性回归模型的高斯假设理论,提出回归模型的统计推断;以天津北疆电厂附近海域和驴驹河贝类增养殖区为例,进行了多元线性回归分析和聚类分析,并对结果进行了讨论。系统介绍ANN的理论基础、BP网络、RBF网络、FNN模型,以夜光藻及其环境因子为例,比较了回归方法和ANN方法的特点,论述了以ANN为工具研究定量关系的可能性。简单介绍了系统动力学方法及其应用实例。通过对统计方法、软计算方法、系统动力学方法的逐一论述,建立“定量关系研究”的方法体系。