大亚湾水质环境对人类活动干扰的响应及关键控制因子量化解析

Nowadays, the main bays in the world are suffering anthropogenic pressures of complex and high strength. Daya Bay is a shallow-water tidal resonance bay, which is also a typical bay with rapid deterioration of the ecological environment quality by human activities, and the tidal resonance complicates the water-quality response process. Based on the relevance analysis, hierarchical analysis, principal component analysis, numerical simulation, quantitative assessment, this project aims to identify the key controlling factors of anthropogenic-pressure and carrying-capacity and their contributions to the dissolved inorganic nitrogen and phosphate concentration; to reveal the compound effect of human activities such as land-based pollution, marine culture and land reclamation on the water-quality; and finally to put forward reasonable countermeasures for ecological environmental management on the Bay according to the current situation evaluation and trend prediction. Furthermore, the project outcomes are expected to provide a quantitative basis and scientific reference for effectively improving marine ecological environmental quality of the Bay and strengthening the management; to play important roles in achieving the sustainable development of social economy around the Bay and promoting the marine ecological civilization construction during the National “13th Five-Year” Plan.

当前，全球主要海湾都不同程度地受到人为压力的影响，而后者呈现多元高强复合特征。大亚湾是全球少有的浅水分潮共振海湾，也是受人类活动影响导致生态环境质量迅速退化的典型海湾，水动力环境的特殊性使其水质响应过程更为复杂。本项目将从水质关键控制因子的识别和量化解析入手，综合运用关联性分析、层次性分析、主因子分析、数值模拟、量化解析等方法，剖析影响大亚湾氮、磷含量的人为压力和海域承载关键控制因子，揭示陆源排污、海水养殖、围填海等多重人为压力对大亚湾水质环境的复合效应，根据水质现状评估和趋势预测结果有针对性地提出准确合理的海湾生态环境管理对策建议。项目预期可为更有效地改善大亚湾海洋环境质量及提高海洋管理水平提供量化依据和科学参考，对实现大亚湾地区社会经济可持续发展、推进国家“十三五”期间的海洋生态文明建设等发挥重要作用。

近年来，随着沿海地区经济和人口的不断发展，人类活动对海湾水质状况的影响日渐加剧。海湾水质与人为压力及海域承载等相关因子间的关联性尚未清晰，提升了基于多个影响因子水质效应量化评估研究的必要性和紧迫性。本项目针对主要人类活动对大亚湾海洋环境的影响，探讨不同因子对大亚湾水质变化的贡献程度及其复合效应。. 本项目研究内容主要包括：（1）结合现有文献、近年数据资料、数值模拟等多种途径分析陆源排污、围填海、海水养殖等三种人类活动对大亚湾水质环境的主要影响；（2）根据大亚湾周边社会经济发展的主要趋势及对大亚湾周边主要人类活动的分析，结合大亚湾自身水动力要素和生物地球化学迁移过程涵盖的要素，构建大亚湾水质环境对人类活动响应的评价指标体系，并分析各因子指标的年际变化趋势；（3）通过对大亚湾水质环境影响因子纵向关联的层次性和横向关联的独立性进行解析，运用变异系数法、双变量相关分析、主成分分析和线性回归分析等多种方法筛选和识别控制因子和关键控制因子，明确对海湾产生较大影响的指标；（4）分别基于状态空间法的承载力占比计算和情景模拟/数值实验进行水质效应评价，量化解析不同因子和人类活动对大亚湾水质环境变化的贡献程度及其复合效应，并在此基础上有针对性地对大亚湾海洋环境综合治理提出合理化对策建议。. 本项目对明晰大亚湾水质效应及其驱动因子之间的关联性及其量化解析方法的应用等均具有较好的学术价值。研究成果有助于控制人类活动对大亚湾海洋环境产生的不良影响、提升大亚湾海域的水质，为更有效地改善大亚湾海洋环境质量及提高海洋管理水平提供量化依据和科学参考，对促进大亚湾地区社会经济可持续发展、推进我国海洋生态文明建设等都有重要的指导意义。. 通过四年的研究，项目基本完成既定目标。在SCI等期刊发表论文3篇，开展了国内外学术交流活动，提升了青年学者的科研水平。项目执行期内，项目组成员2人晋升副教授、毕业硕士研究生2名。