图1 研究区海岛分布（左）、海岛生态系统健康指数（中）和标准化的海岛生态系统健康指数（右）

近日，自然资源部第一海洋研究所海岸带科学与海洋发展战略研究中心科研人员在海岛生态系统综合评估研究中取得新进展，研究成果以《Island ecosystem health in the context of human activities with different types and intensities》为题发表在环境科学与生态学领域TOP期刊《Journal of Cleaner Production》（SCI一区，IF=7.246）。论文第一作者为池源副研究员，通讯作者为中心负责人刘大海博士。

近年来，海岛生态系统评估得到了国内外学者的共同关注，基于不同角度、从不同的时空尺度、在不同区域开展了广泛的探索工作并取得了积极的成效。然而，当前的评估方法仍缺少对海岛关键生态要素的全面考虑和对海岛生态系统空间异质性的充分把握。同时，海岛生态系统受到自然和人为因子的复合影响，但不同自然和人为因子实际产生的影响尚未被有效地区分和准确地量化；在剥离了自然因子的协同影响后，人类活动对海岛生态系统的变化究竟产生了多大的影响还不清楚，亟待开展不同类型人类活动影响程度的量化研究。

针对这些问题，海洋一所海岸带科学与海洋发展战略研究中心科研人员构建了基于海岛植被、土壤、景观三个关键生态要素的海岛生态系统健康评估模型。该模型以空间异质性为特色，三个要素涵盖的12项指标均可直接基于遥感数据或通过遥感和现场数据耦合分析来实现空间异质性，便捷的数据来源和可重复的计算过程确保了该模型的适用性。该模型结合三个要素和12项指标得到海岛生态系统健康指数（IEHI）。然后，探明了海岛天然区并辨识了影响海岛生态系统健康空间异质性的主要自然因子，通过阐明自然因子与各关键生态要素的内在关系并赋予整个研究区不同位置相同的自然背景，首次明确了海岛生态系统健康的基线，形成了海岛生态基准数据库，并得到了标准化的海岛生态系统健康指数（S-IEHI）。进而，基于海岛生态系统健康的基线，针对四种海岛典型人类活动，即城镇建设、交通发展、农田开垦和人工林建造，分别测定了各类人类活动对海岛生态系统健康的影响，并量化了所有类型对海岛生态系统健康的叠加影响。最后，采用情景分析方法，模拟了在规模变化和质量提升两个方面9种情境下海岛生态系统健康的变化特征，以期为提升海岛生态系统健康提供切实依据。

上述研究在我国北方典型海岛群——庙岛群岛开展了示范应用（图1和图2）。研究结果显示了海岛生态系统健康在不同尺度上的空间异质性。在海岛尺度上，面积较小的有居民海岛和面积较大的无居民海岛往往拥有较好的生态系统健康状况；在岛内尺度上，有居民海岛内部的生态系统健康比无居民海岛表现出了更明显的空间异质性。四种人类活动类型中，城镇建设、交通发展和农田开垦对海岛生态系统带来了负面影响，单位面积分别可致海岛生态系统健康降低23.38%、28.56%和9.31%；人工林建造对海岛生态系统带来了正面影响，单位面积可将海岛生态系统健康提升17.14%。总体上，各类人类活动对研究区海岛生态系统的叠加影响是正面的，分别提升了有居民海岛和无居民海岛生态系统健康2.74%和5.91%。情景分析结果显示，采取质量提升的策略远比采取规模变化的策略更能有效提升海岛生态系统健康。

本研究集成了课题组以往工作中关于海岛植被、土壤、景观三个关键生态要素空间分析与模拟的系列研究成果，是涵盖多生态要素的、以空间异质性为特色的海岛生态系统综合评估，研究结果不但能够为海岛“双评价”和国土空间规划提供技术参考，也标志着“关键要素-综合评估-空间分异”海岛生态地理学研究体系的初步搭建。研究得到了国家自然科学基金、海洋一所基本科研业务费青年基金的支持。

图2 研究区不同人类活动类型对海岛生态系统健康的影响（左）和所有类型对海岛生态系统健康的叠加影响（右）：HAII：人类活动影响指数，即人类活动对生态系统健康的影响；HAI1：人类活动对海岛植被的影响；HAI2：人类活动对海岛土壤的影响；HAI3：人类活动对海岛景观的影响

文章来源：《农业环境科学学报》 网址: http://www.nyhjkxxb.cn/zonghexinwen/2021/0306/552.html

上一篇：南京环境科学研究所到庆元县考察生物多样性体
下一篇：这事儿跟你吃饭有关！新国家作物种质资源库将