推荐-项目名称： 多重压力下近海生态系统可持续产出与

项目名称：多重压力下近海生态系统可持续产出与

适应性管理的科学基础

首席科学家：张经华东师范大学

起止年限：20XX.9至20XX.9

依托部门：教育部上海市科委

二、预期目标

1.总体目标

本项目将遵循中国海洋生态系统动力学的总体发展目标，即从人类活动和气候变化两个方面认识我国近海海洋生态系统的服务与产出功能，量化其生态容纳量及动态变化，预测生态系统的承载能力和易损性。寻求我国近海海洋可持续开发利用与资源环境相协调发展的途径，使具有陆架特色的我国近海可持续生态系统理论体系和多学科交叉研究队伍进入国际先进行列。

2．五年预期目标

针对近海生态系统的功能与服务在多重压力影响下不断地发生变化、其所提供的食物产出也受到现有管理决策的影响的现实，在本项目中，将以生物地球化学过程对食物网的影响为重点，剖析在多重压力下近海生态系统功能的变化和食物产出的可持续性。通过本项目的学科整合与持续性研究工作，提升对近海生态系统变化的预测能力，为实现我国近海生态系统的可持续食物产出与适应性管理提供科学依据。其中包括：

➢深化对近海生态系统在多重压力影响下可持续发展机理的认识, 提高预测能力；

➢在多重压力的背景之下，剖析近海渔业在生态系统可持续性前提下的适应性管理对策；

➢提高海洋生态系统多学科交叉与整合研究队伍的能力建设，继续壮大和培育能积极参与国际前沿领域活动的优秀中青年学术群体；

➢在项目实施过程中，培养研究生50 名以上，发表科学150篇以上，出版学术专著或研究专辑1-2部。

➢通过本项目的实施，进一步丰富和完善近海生态系统数据系统和资料共享平台。

三、研究方案

1．学术思路

在项目实施中，拟选择长江口外与东海陆架的缺氧区、山东半岛的增养殖区为重点调查与实验区域。

生物地球化学研究所刻画的物质流动是生态系统的一个基本组成（例如：基本物质基础与支撑功能）特点，它控制和调节着海洋中物质循环的基础过程（例如：营养限制），支撑着海洋中的食物产出的数量与品质（例如：食物网的物质传递）。在海洋中，多重压力对生态系统的影响也将通过物质输运的性质、通量及其改变体现出来。相对于针对高营养层次的生物学研究而言，生物地球化学过程对气候变化的响应更为敏感、迅速，而且其变化引起的后果贯穿于整个食物网中。我们将在中国海洋生态系统动力学的前期发展基础上，以生物地球化学过程对食物网的关键作用为研究核心，针对多重压力对近海生态系统的食物产出的主导影响进行深入地分析，提高预测的水平；项目的研究成果将为近海生态系统可持续食物生产的适应性管理对策提供基础。

在项目的实施过程中，在生物地球化学过程对全程食物网的作用意义上凸现不同的生态系统亚区在多重压力下可持续发展的取向和相应的适应性管理问题。譬如，在长江口外和东海陆架区认识黑潮涌升与陆地径流的变化对缺氧区形成和演化的控制作用，检验缺氧同富营养化在因果上的关联和脱节，以及生物地球化学循环对水层-底栖系统耦合的调控机制。在近海的增养殖区域，认识富营养化、海洋酸化与不同的增养殖策略对食物网的关键种群结构和食物产出的影响程度，在食物网不同营养层次功能群的层面上分析海洋酸化和人为的“寡营养化”所带来的不可持续发展后果。

为了使关键科学问题的多学科交叉与整合研究收到预期效果，我们将在不同的典型生态区选择相应的重点研究主题，促使各课题的研究能够目标集中、步调一致, 对应“关键问题”聚焦“共性特点”研究, 使整个项目的研究成果能够最大程度上体现国家对海洋生态系统可持续食物产出的重大需求，帮助产业界克服相关的瓶颈障碍。

2．技术途径

借鉴前期“973”项目的成功经验，在项目实施过程中，将突出生物地球化学过程对生态系统在多重压力下可持续发展中的关键支撑和调节作用；拟采用历史资料的分析和同化、海上/野外调查与现场试验、受控生态模拟实验、数值模拟等技术和方法相结合的系统研究策略。

利用历史上的气候资料、国际上近100年来的观测和同化数据和我国自20世纪50年代至今的黄、东海的渔业资源、生物、地质、化学和物理等调查与实验资料，丰富现有的数据库以便开展深入地分析，进一步刻画黄、东海生态系统的基本特征。

运用海洋立体监测系统和遥感资料，认识近海中尺度过程对物理（例如：锋面和层化）、化学与生物（例如：营养盐和叶绿素）特征的季节性调控作用，并将相关资料进行同化。

海上观测与现场调查将针对不同典型生态区的重点研究主题分别进行设计，统筹安排实施，以利项目的研究工作在整体上相互协调和促进，确保研究工作的相互交叉和成果的整合。在实施中，受控生态模拟与室内实验将紧密结合，测定主要功能群的能量/物质收支、转换效率及有机物质的降解速率；利用分子生物学、生物标志物和同位素示踪等先进技术研究生物地球化学对全程食物网的调控作用。

在项目实施过程中，进一步完善已有的三维水动力数值模式，发展刻画生物地球化学循环的模拟技术，提高预测的水平。探讨基础生产的供给功能及与生物地球化学过程的耦合机制，发展环境友好型的多元生态优化养殖模式，为制定适应近海生态系统可持续发展的渔业管理措施提供支持。

本项目的关键科学问题、主要研究内容与各课题之间的关系，以及预期实施目标的概括示意框图如下：

在项目实施过程中，组织和参加对东海陆架和长江口邻近海域进行两年，共计6个航次120天的海上调查；对山东半岛增养殖区进行10次，共计183天海上与野外实验工作。

3．创新点与特色

本项目将在中国海洋生态系统动力学的发展框架之下，以海洋生物地球化学对全程食物网的调控作用在多重压力作用下的时、空变化为研究主线，剖析多重压力对近海生态系统可持续产出的制约。因此，本项目在海洋科学的基础研究前沿领域和为国民经济与社会的可持续发展服务等两个方面均具有明显的特色。

在地球系统科学的框架下，以海洋生物地球化学与食物网相互作用为主线研究生态系统在多重压力下的可持续性，乃是国际IGBP计划关注的热点问题之一，在国际学术舞台上是一个热点研究领域。本项目在陆架边缘海切入上述主题并开展多学科整合研究，对世界上其它地区的相关工作具有推动作用。

在本项目中，将多重压力下近海生态系统可持续产出同实现生态系统水平的管理有机地结合起来，研究成果也将直接服务于国家中、长期发展战略中对实现高品质海洋食物产出的管理体系建设的需求。

本项目的实施将进一步促进中国海洋生态系统动力学的研究在世界学科的前沿领域发展，亦将提升物理、生物、化学、渔业海洋学诸学科之间的交叉与整合研究水平，为新的学科生长点和新技术的建立提供了发展平台。

本项目在实施过程中，也将为培养具有多学科交叉和整合研究能力的青年科学家提供教育、训练和成长的良好环境，使之适应21世纪全球变化科学和可持续科学发展的需要，并为其积极地参与国际学术活动奠定基础。通过这样的方式，我国在海洋相关学科的“能力建设”水平也将获得整体的提升。

4．可行性分析

在本项目提出之前，中国海洋生态系统动力学的研究已经走过了15个年头。期间，项目团队也发展出良好的国际学科背景以及业己形成的研究梯队，为在本项目中取得突破提供了人员和技术保障。本项目的实施具有扎实的前期工作基础、学科发展的学术思想也不断得到凝练和提升，并将进一步扩大我国在国际海洋生态系统前沿研究领域的影响。

我国是世界上较早地开展“海洋生态系统动力学”研究的国家之一，并且在早期就注意到生物地球化学过程在海洋可持续生态系统中的重要作用。在前15