面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法

1.本发明涉及海洋空间管理技术领域，具体涉及一种面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法。


背景技术：

2.海岸带是陆地和海洋交互作用强烈的地带，也是空间开发利用最密集、资源环境压力最突出和各类矛盾问题最集中的复杂非线性系统。为有效应对海岸带生态风险和生态安全问题，保障区域可持续发展，亟须针对海岸带的生态环境特征，深入开展陆地和海洋交互作用研究。陆海统筹通过科学统筹和协调海岸带的资源、产业、生态和环境等要素，促进陆地和海洋社会、经济和生态功能的协同提升，是对陆地和海洋交互作用机制的科学认知和应用，也是协调社会经济高质量发展与生态系统适应性管理的具体途径。
3.韧性(resilience)是研究社会-生态复杂系统的重要概念，为实现陆海统筹提供有效测度手段。韧性研究基于适应性循环(adaptive cycle)理论，其聚焦非线性系统的状态转换和突变过程，通过构建指标和算法，实现耦合系统的动态分析以及预警点/阈值的识别。因此，除可统筹考虑复杂系统的关键要素外，韧性还可进一步刻画复杂系统的动态变化，与陆海统筹生态管理具有密切的联系。
4.现有技术中，针对陆海统筹生态管理对海岸带韧性研究的需求，基于海岸带关键子系统(土地、水和生物多样性)之间的联结和复杂的相互作用，提出了海岸带韧性测度的新方法，即土地-水-生物多样性的联结(land-water-biodiversitynexus)，具体内容包括：运用概率分布模型、快慢变量和预警突变模型，评估海岸带社会-生态系统在不同时间尺度下的韧性，识别使耦合系统发生突变的关键指标，同时识别对耦合系统产生显著效应的关键子系统。但是该方法流程复杂，不适用于推广应用。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法。
6.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
7.提供一种面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，该方法包括以下步骤：
8.s1、基于土地、水、生物多样性的自然属性，采用生态系统服务级联框架筛选土地子系统、水子系统、生物多样性子系统的关键指标，构建土地-水-生物多样性联结指标体系；
9.s2、基于土地-水-生物多样性联结指标体系识别对海岸带生态系统产生显著效应的关键子系统，确定海岸带生态系统由量变转为质变的主控指标；
10.s3、以关键子系统间的生态系统服务权衡协同关系指示海岸带的生态韧性强度，提出小尺度海洋空间生态韧性优化策略。
11.生态系统服务级联框架包括自然生态系统、社会生态系统，自然生态系统和社会生态系统通过流相互影响和作用，流用箭头来表示，指明这些影响的方向，所述流包括生态系统惠益、生态系统价值、生态系统影响因素变化、生态系统结构与功能、生态系统服务、生态系统服务变化。
12.进一步地，步骤s1中，土地子系统根据海岸带土地利用及产出情况筛选；水子系统根据海岸带河流、滩涂、海洋利用情况筛选；生物多样性子系统根据能否提供生态系统服务筛选。
13.进一步地，土地子系统关键指标包括建设用地面积、林地面积、耕地面积、人工岸线长度、人工岛面积、有居民海岛面积、无居民海岛面积、围填海面积；水子系统关键指标包括水产养殖面积和产量、海洋捕捞业产量和产值、海洋牧场面积、港口货物吞吐量、海洋交通运输业产值、饮用水源水质达标情况、海水水质达标情况、赤潮发生频次、入海污染物排放总量、风暴潮个数和等级、海岸侵蚀面积；生物多样性子系统关键指标包括红树林面积、海草床面积、滨海湿地面积、归一化植被指数、海洋初级生产力、生物岸线长度。
14.进一步地，步骤s2中，主控指标包括一级指标，一级指标又分为若干二级指标；其中，一级指标包括供给服务、调节服务、文化服务。
15.进一步地，供给服务的二级指标包括食品供给；调节服务的二级指标包括气候调节、废物处理同化、海岸侵蚀防治；所述文化服务的二级指标包括休闲、娱乐和旅游。
16.进一步地，指标分析方法为：自然间断法划分等级，取三者最大值作为生态保护重要性评价结果，等级越大则生态重要性越高。
17.进一步地，生态系统服务变化包括生态系统产生量变化、生态系统内供需关系变化、生态系统服务流变化、生态系统协同关系变化。
18.进一步地，生态系统影响因素变化包括社会生态位、自然生态位、经济生态位。
19.本发明的有益效果为：
20.1.从陆海统筹出发，创新性地采用生态系统服务级联框架(esc)筛选土地子系统、水子系统、生物多样性子系统的关键指标，构建海岸带“土地-水-生物多样性”联结指标体系。
21.2.提出以“土地-水-生物多样性”子系统间的生态系统服务权衡协同关系指示海岸带区域的生态韧性，为海岸带自然资源可持续管理提供有效理论支撑。
附图说明
22.图1为本发明方法流程图；
23.图2为筛选基于生态系统服务级联框架(esc)的关键指标方法流程图。
具体实施方式
24.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
25.实施例
26.参照图1，一种面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，该方法包括以下步骤：
27.s1、基于土地、水、生物多样性的自然属性，采用生态系统服务级联框架筛选土地子系统、水子系统、生物多样性子系统的关键指标(图2)，构建土地-水-生物多样性联结指标体系；
28.具体地说，生态系统服务级联框架包括自然生态系统、社会生态系统，自然生态系统和社会生态系统通过流相互影响和作用，流用箭头来表示，指明这些影响的方向，所述流包括生态系统惠益、生态系统价值、生态系统影响因素变化、生态系统结构与功能、生态系统服务、生态系统服务变化。
29.生态系统服务变化包括生态系统产生量变化、生态系统内供需关系变化、生态系统服务流变化、生态系统协同关系变化。生态系统影响因素变化包括社会生态位、自然生态位、经济生态位。
30.s2、基于土地-水-生物多样性联结指标体系识别对海岸带生态系统产生显著效应的关键子系统，确定海岸带生态系统由量变转为质变的主控指标(包括一级指标和二级指标)；
31.s3、以关键子系统间的生态系统服务权衡协同关系指示海岸带的生态韧性强度(表2)，提出小尺度海洋空间生态韧性优化策略。
32.表1海岸带区域“土地-水-生物多样性”联结指标体系构建分析表
[0033][0034]
表2海洋生态系统服务分析及评价方法
[0035][0036]
本发明从陆海统筹出发，创新性地采用生态系统服务级联框架(esc)筛选土地子系统、水子系统、生物多样性子系统的关键指标，构建海岸带“土地-水-生物多样性”联结指标体系。提出以“土地-水-生物多样性”子系统间的生态系统服务权衡协同关系指示海岸带区域的生态韧性，为海岸带自然资源可持续管理提供有效理论支撑。
[0037]
于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0038]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、采用生态系统服务级联框架筛选土地子系统、水子系统、生物多样性子系统的关键指标，构建土地-水-生物多样性联结指标体系；s2、识别对海岸带生态系统产生显著效应的关键子系统，确定海岸带生态系统由量变转为质变的主控指标；s3、以关键子系统间的生态系统服务权衡协同关系指示海岸带的生态韧性强度，提出小尺度海洋空间生态韧性优化策略；所述生态系统服务级联框架包括自然生态系统、社会生态系统，所述自然生态系统和社会生态系统通过流相互影响和作用，流用箭头来表示，指明这些影响的方向，所述流包括生态系统惠益、生态系统价值、生态系统影响因素变化、生态系统结构与功能、生态系统服务、生态系统服务变化。2.根据权利要求1所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，步骤s1中，所述土地子系统根据海岸带土地利用及产出情况筛选；所述水子系统根据海岸带河流、滩涂、海洋利用情况筛选；所述生物多样性子系统根据能否提供生态系统服务筛选。3.根据权利要求2所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，所述土地子系统关键指标包括建设用地面积、林地面积、耕地面积、人工岸线长度、人工岛面积、有居民海岛面积、无居民海岛面积、围填海面积；所述水子系统关键指标包括水产养殖面积和产量、海洋捕捞业产量和产值、海洋牧场面积、港口货物吞吐量、海洋交通运输业产值、饮用水源水质达标情况、海水水质达标情况、赤潮发生频次、入海污染物排放总量、风暴潮个数和等级、海岸侵蚀面积；所述生物多样性子系统关键指标包括红树林面积、海草床面积、滨海湿地面积、归一化植被指数、海洋初级生产力、生物岸线长度。4.根据权利要求1所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，步骤s2中，所述主控指标包括一级指标，所述一级指标又分为若干二级指标；其中，一级指标包括供给服务、调节服务、文化服务。5.根据权利要求4所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，所述供给服务的二级指标包括食品供给；所述调节服务的二级指标包括气候调节、废物处理同化、海岸侵蚀防治；所述文化服务的二级指标包括休闲、娱乐和旅游。6.根据权利要求5所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，所述指标分析方法为：自然间断法划分等级，取三者最大值作为生态保护重要性评价结果，等级越大则生态重要性越高。7.根据权利要求1所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，所述生态系统服务变化包括生态系统产生量变化、生态系统内供需关系变化、生态系统服务流变化、生态系统协同关系变化。8.根据利要求1所述的面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，其特征在于，所述生态系统影响因素变化包括社会生态位、自然生态位、经济生态位。

技术总结
本发明公开了一种面向生态系统服务的海洋空间管理生态韧性优化调控方法，基于土地、水、生物多样性的自然属性，按照生态系统服务级联框架筛选并构建土地-水-生物多样性联结指标体系，识别对海岸带生态系统产生显著效应的关键子系统，从而确定海岸带生态系统由量变转为质变的主控指标；以三个子系统的生态系统服务权衡协同关系指示海岸带的生态韧性强度，提出小尺度海洋空间生态韧性优化策略，为海岸带自然资源可持续管理提供了有效理论支撑。带自然资源可持续管理提供了有效理论支撑。带自然资源可持续管理提供了有效理论支撑。


技术研发人员：唐棣 高元竞 张剑利 林国尧
受保护的技术使用者：海南省海洋与渔业科学院
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/28