从累积影响评估到知情决策:GES4SEAS可操作生态系统框架及其在可持续海洋管理中的应用

《Frontiers in Ocean Sustainability》:From cumulative impacts to informed decisions: an operational ecosystem-based framework for sustainable ocean management

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月22日 来源:Frontiers in Ocean Sustainability

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  在海洋环境中开展累积效应评估(CEA)以支撑基于生态系统的管理(EBM)并实现欧洲及全球政策框架下的良好环境状况(GES)的需求日益增加。为期四年的欧洲重大项目GES4SEAS应对了这一需求,开发并操作化了一个创新的、基于科学的工具箱,用于评估和预测多重人类压

  
在海洋环境中开展累积效应评估(CEA)以支撑基于生态系统的管理(EBM)并实现欧洲及全球政策框架下的良好环境状况(GES)的需求日益增加。为期四年的欧洲重大项目GES4SEAS应对了这一需求,开发并操作化了一个创新的、基于科学的工具箱,用于评估和预测多重人类压力(包括气候变化)对海洋生态系统、其功能以及生态系统服务和社会效益供给的影响。为实现该目标,项目实施期间,研究人员提出了一个框架;如本综述所示,该框架通过近年进展克服了主要挑战。为此,GES4SEAS实施了涉及高层实践者咨询委员会(PAB)的共同创造方法,确保与政策需求对齐并增强成果采纳。这使开发一个综合概念与分析框架成为可能,该框架将EBM原则与关键管理要素及适当方法工具相连接,从而弥合理论与实施之间的差距。通过整合统计、经验和机制模型,在理解累积效应方面取得了显著进展,增强了识别非线性响应、临界点和生态反馈的能力。同时,项目交付了一套以Tikta软件为中心并由其他工具支持的互操作工具,能够对压力、生态组分和服务进行整体评估。这些工具在多个欧洲和国际案例研究(“学习站点”)中经过严格测试,证明其在不同生态和数据情境下的稳健性、可转移性和适用性。因此,GES4SEAS通过将碎片化方法转化为集成化、可操作的工作流以服务海洋治理,代表了CEA最新进展中的重大一步。该项目提供了实用的决策支持系统,可提高透明度、处理不确定性并促进适应性管理。通过加强科学—政策接口并使知情决策成为可能,GES4SEAS直接促进了可持续海洋治理以及全球变化下环境和社会经济目标的实现。
一、研究背景与问题
海洋空间需求上升,人类活动(生物与非生物资源利用、航运、旅游等)与全球变化产生压力(如海底磨损、富营养化、噪声、副渔获),可能退化海洋环境状态及生态系统服务(ecosystem services,ES)与社会效益。欧洲通过海洋空间规划指令、MSFD良好环境状况(GES)、水框架指令、鸟类与栖息地指令、自然恢复条例等追求可持续蓝色经济,并与联合国海洋科学十年、可持续发展目标、生态系统恢复十年衔接。问题在于:累积效应评估(CEA,评估多重压力叠加影响)虽有进展,仍缺数据、知识和工具;活动足迹已知,但压力足迹与效应足迹量化不足,难以把全部活动纳入CEA;多重压力对生物多样性、生态系统功能和服务的影响及临界点预测不足;气候变化适应、韧性、人类健康、入侵外来物种(IAS)、有害藻华(HABs)、水母暴发、顶级捕食者下降等管理不足;需要基于生态系统的途径(EBA)并通过基于生态系统的管理(EBM)落地。GES4SEAS因此开展,旨在从累积影响到知情决策,开发可操作生态系统框架和工具箱,支持可持续海洋管理。

二、研究开展与结论意义
项目提出概念与分析框架,设立实践者咨询委员会(PAB)开展共同创造,梳理26条EBM原则并映射关键要素与工具,开发SEAS4GES选择工具,整合统计、经验和机制模型理解累积效应,交付以Tikta为中心的8个互操作工具,在11个学习站点(Learning Sites)和25个案例中测试,并开展培训与传播。结论是将碎片化CEA转为集成、可操作工作流,增强透明性、不确定性和适应性管理,支持GES和蓝色经济,具有全球可转移性。

三、关键技术方法(不超过250字)
采用PAB共同创造与迭代开发;概念框架和EBM原则—要素—工具映射;统计模型(分段回归、广义加性模型、机器学习)和机制模型(Ecopath with Ecosim-Ecospace);Tikta及Pressure2Eco、SCAIRM、CIMPAL、EasySat Indicators、GES4HABs、MAMBO、NEAT/NEAT-ES等工具;11个Learning Sites(含LS10覆盖全欧洲海)和25个案例,覆盖欧洲子区域海及法属波利尼西亚等;卫星遥感、Lagrangian粒子追踪、eDNA metabarcoding、生物记录/遥测、累积影响制图、敏感性情景和不确定性分析。案例来源为Learning Sites,无临床样本队列。

四、研究结果
2 Involving stakeholders for a successful co-creation process:通过PAB和迭代反馈,结论是高层利益相关者参与可确保工具与政策对齐、提高合法性和采纳。
3 Solving problems by developing a conceptual framework:通过梳理EBM原则并开发SEAS4GES,结论是“horses for courses”工具选择可把原则、管理要素和政策需求连接,弥合理论—实施差距。
4 Progressing the understanding of the mechanisms of cumulative effects:通过统计、经验和机制模型整合,结论是多重压力可致非线性响应、临界点和生态反馈;Ecopath with Ecosim-Ecospace情景显示管理措施可缓解累积影响,但受数据限制和专家判断约束。
5 Developing a toolbox for an integrated assessment of the ocean status:通过交付以Tikta为中心的8个工具,结论是可整体评估压力、生态组分、服务和社会效益,支持MSFD、海洋空间规划和自然恢复等。
6 Learning from co-creating and testing the toolbox:通过11个Learning Sites和25个案例“testing together”,结论是工具互补、需本地验证、明确数据缺口和不确定性;Tikta稳健可转移,跨数据丰富与贫乏区域。
7 Measuring the impact of the achievements:通过培训、传播和关键绩效指标评估,结论是已培训多国/RSC专家,SEAS4GES/MSFD统一报告方法被采用,但部分政策采纳未完成。
8 Conclusions on the achievements:通过综合评估,结论是项目把CEA从碎片化推向端到端工作流,支持知情、透明和适应性决策及GES。

五、讨论总结与结论翻译
讨论总结:GES4SEAS以最佳可得科学推进CEA,关键在PAB共同创造和EBA—EBM—技术措施—生态科学连续体;概念框架和决策支持工具使EBM可操作;机制模型整合新兴压力与传统压力;管理措施可潜在缓解或抵消累积效应但不确定性仍存;工具箱经多环境验证,强化统一数据和适应性评估;传播培训保障遗产,框架可全球转移。结论翻译:使用最佳可得科学,GES4SEAS通过从大体概念化和碎片化方法转向可操作、政策相关的EBM框架,显著推进了累积压力效应评估。关键成就在于通过PAB与高层利益相关者共同创造,确保科学发展与欧洲和国际政策需求直接一致。这种迭代协作将EBA转化为实践连续体,连接原则、管理过程和技术措施,克服科学与实施之间的传统差距。结构化分析框架和SEAS4GES等决策支持工具为选择fit-for-purpose方法提供明确指导,将EBM从理论愿望转为透明可操作的海洋治理决策支持系统。同时,项目通过整合统计、经验和机制建模,加深了对多重压力相互作用的理解,强调非线性响应、临界点和生态反馈;食物网模型和情景模拟首次在此整合水平上探索新兴压力(如海上风电、气候变化)与传统压力(如渔业、航运)的累积效应。项目证明管理措施(包括海洋保护区、渔业法规和栖息地恢复)可潜在缓解甚至抵消累积效应,但数据限制和生态系统相互作用复杂性仍带来不确定性。以Tikta为中心、Pressure2Eco、SCAIRM、CIMPAL+和EasySat等支持的集成工具箱的开发与验证是重大操作突破;多环境测试证明整体、多压力评估可在不同数据质量下实践,“testing together”产生可转移工作流并澄清不确定性,强化统一数据和适应性评估需求。总体而言,项目将CEA从碎片化分析转为连贯端到端工作流,支持知情、透明和适应性决策,直接促进GES并在全球变化下推进可持续蓝色经济。该框架基于EBA、EBM原则和CEA等普遍适用方法,提供连接人类活动、压力、生态响应、生态系统服务、社会效益和管理行动的科学过程,纳入共同创造、不确定性分析、适应性管理和情景测试,提供适用于数据丰富和贫乏环境的模块化工具,已在多样生态、社会经济和治理环境中测试,具有全球相关性,并为未来利用AI和大数据支持海洋管理奠定基础。
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