基于 GIS 集成海洋数据评估和管理高度人为影响的沿海区域:为海洋生态保护与可持续发展赋能

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  在沿海海洋生态环境监测与管理中,《欧盟海洋战略框架指令》(MSFD)的多指标整合需求未得到充分满足。研究人员以意大利坎帕尼亚海岸为对象,集成多指标评估海洋环境。结果显示,那不勒斯湾(GoN)等三海湾差异明显,GoN 更具独特性。该研究为区域生态评估和管理提供重要依据。

  在美丽的地中海,沿海地区宛如一颗璀璨的明珠,不仅是海洋生物的乐园,还承载着人类丰富的经济活动。然而,随着人类活动的日益频繁,这片海域正面临着前所未有的挑战。气候变化、经济发展带来的各种压力,让沿海海洋生态环境变得愈发脆弱。过去的环境监测项目往往将物理、化学和生物维度孤立开来进行研究,这种方式无法全面反映生态系统的真实状况。而且,监测数据常常分散、缺乏整合,难以准确刻画沿海海洋区域的生态特征。在此背景下,为了更好地了解和保护沿海海洋生态环境,促进可持续发展,来自意大利多个研究机构的研究人员展开了一项意义重大的研究 。
研究人员聚焦于意大利坎帕尼亚海岸,这片区域人口密集,拥有众多港口、渔业和水产养殖区域,同时也面临着严重的人类活动影响。他们旨在通过综合分析多种指标,评估该区域的生态状况,并将其与社会经济因素相联系,为海洋管理提供科学依据。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为沿海海洋生态环境的研究和管理开辟了新的道路。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们借助区域海洋建模系统模拟表面流场,以此刻画研究区域的物理动态。通过海洋学调查,在多个站点采集物理、化学、生物样本以及微塑料样本。利用地理信息系统(GIS)对各类数据进行分析,创建变量的栅格地图,并计算样本点与不同区域的距离。还运用主成分分析(PCA)和方差分析(ANOVA)等统计方法,探究不同海湾之间的差异 。

研究结果如下:

  • 水文和营养条件:通过模拟表面流场,研究人员发现不同海湾的水流模式存在显著差异。在温度、盐度、溶解氧等物理变量方面,各海湾也呈现出不同的特征,例如在河流入海口附近,温度和盐度会出现明显变化。营养物质的分布同样不均衡,总溶解氮和溶解无机氮在那不勒斯湾(GoN)的浓度较高。叶绿素 a 浓度在 GoN 最高,反映出该区域较高的浮游植物生物量 。
  • 微塑料和 “塑料球”:研究人员在三个采样点共收集到约 9000 个漂浮的微塑料物品,GoN 的微塑料浓度最高。对微塑料上的微生物分析表明,其上的原核生物和真核生物群落与自由生活的群落存在差异,且不同海湾的微塑料上的微生物群落也有所不同 。
  • 浮游生物多样性:在浮游植物中,鞭毛虫在各海湾均占主导地位,但硅藻和甲藻的分布存在差异。在原 zooplankton 方面,不同海湾的优势物种不同,GoG 和 GoN 以异养甲藻为主,而 GoS 则以纤毛虫为主。在 mesozooplankton 方面,GoG 和 GoN 的生物量较高 。
  • 浮游生物食物网:GoN 的浮游植物和原 zooplankton 生物量最高,且食物网中各营养级的分布存在区域差异,反映出不同海湾的生态系统功能差异 。
  • 指标整合和社会生态评估:ANOVA 分析表明,几乎所有分析变量在三个海湾之间都存在显著差异。PCA 分析显示,三个海湾在环境上存在差异,GoN 最为独特,且在不同变量维度上,各海湾的差异表现不同。网络分析揭示了变量之间的复杂关系,一些 “次要” 变量对特定社会经济活动具有重要影响 。

研究结论和讨论部分指出,多维分析比单一变量分析更能有效评估受人类活动影响的沿海海洋区域的生态状况。研究强调了观察和整合多个描述符的重要性,这些描述符可以反映不同子区域的主要生态特征,并将其与社会生态因素相关联。此外,研究还发现一些因素之间的协同作用对沿海生态系统状态具有重要影响,但在非整体监测中往往被忽视。这项研究为沿海生态评估和管理提供了新的视角和方法,有助于决策者制定更有效的保护策略,促进沿海海洋生态环境的可持续发展。它提醒人们,在关注海洋生态环境的保护时,需要综合考虑多种因素,采用跨学科的研究方法,才能实现人与自然的和谐共生。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号