黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及科技支撐對(duì)策建議

張 杰, 楊俊芳, 李忠偉, 馬 毅, 任廣波, 張洪亮, 王安東, 劉艷芬, 許明明, 胡亞斌, 郭防銘, 李曉敏

黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及科技支撐對(duì)策建議

張 杰1, 2, 楊俊芳1, 李忠偉1, 馬 毅2, 任廣波2, 張洪亮3, 王安東4, 劉艷芬5, 許明明1, 胡亞斌2, 郭防銘1, 李曉敏2

(1. 中國石油大學(xué)(華東), 山東 青島 266580; 2. 自然資源部第一海洋研究所, 山東 青島 266061; 3. 國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心, 山東 青島 266033; 4. 山東黃河三角洲國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理委員會(huì), 山東 東營 257100; 5. 東營市海洋發(fā)展研究院, 山東 東營 257091)

習(xí)近平總書記多次就黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展作出重要指示批示。長期以來, 黃河三角洲的生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn), 相應(yīng)的科技支撐方面也存在一定的問題。本文從黃河三角洲生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)健康和高質(zhì)量發(fā)展兩個(gè)方面綜述了面臨的挑戰(zhàn)情況, 并進(jìn)一步總結(jié)了黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展科技支撐存在的問題, 概括為“弱”、“散”、“偏”、“缺”四個(gè)方面; 基于此, 提出了黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展科技支撐的對(duì)策建議, 主要是建議成立一個(gè)能夠提供黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展相關(guān)問題全套解決方案的研究平臺(tái), 更有效地為黃河三角洲應(yīng)用服務(wù)單位提供支撐。

黃河三角洲; 生態(tài)保護(hù); 高質(zhì)量發(fā)展; 面臨挑戰(zhàn); 對(duì)策建議

1 黃河流域重大國家戰(zhàn)略與黃河三角洲

2019年9月18日, 習(xí)近平總書記在“黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話”(以下簡(jiǎn)稱“黃河講話”)中明確指出, 將黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升為“重大國家戰(zhàn)略”。這是繼京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)和長三角一體化發(fā)展之后的第五個(gè)區(qū)域性重大國家戰(zhàn)略, 標(biāo)志著黃河流域?qū)⑦~入生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展新階段。

黃河三角洲位于黃河流域下游, 是黃河流域生態(tài)“一帶五區(qū)多點(diǎn)”空間布局中的重要組成。習(xí)近平總書記多次就黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展作出重要指示批示。在“黃河講話”中總書記強(qiáng)調(diào), “下游的黃河三角洲是我國暖溫帶最完整的濕地生態(tài)系統(tǒng), 要做好保護(hù)工作, 促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)健康, 提高生物多樣性”[1]。繼而在2020年1月3日的中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第六次會(huì)議上進(jìn)一步提出, 要“實(shí)施黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程, 推進(jìn)黃河流域生態(tài)修復(fù)保護(hù)”[2]。2021年10月20日, 總書記實(shí)地察看黃河三角洲, 并在22日的推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上指出, 要提高河口三角洲生物多樣性[3]。10月, 中共中央、國務(wù)院印發(fā)《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》, 強(qiáng)調(diào)要加大黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)力度, 并謀劃建設(shè)黃河口國家公園, 推進(jìn)黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展[4]。

黃河三角洲在保障海洋生物“三場(chǎng)一通道”(產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)和洄游通道)、維持候鳥遷徙驛站功能等方面具有重要的生態(tài)價(jià)值, 是我國暖溫帶最廣闊、最典型、最完整、最年輕的濱海濕地。黃河三角洲是黃河近百年來由于尾閭擺動(dòng), 在入?？谛纬傻囊詨ɡ麉^(qū)寧海為頂點(diǎn), 北起徒駭河口南至支脈溝口的扇形地帶, 面積約5 400 km2, 海上區(qū)域包括黃河口近岸海域。黃河三角洲動(dòng)植物資源多樣、種類豐富, 據(jù)2021年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì), 保護(hù)區(qū)內(nèi)植物有685種, 各種野生動(dòng)物達(dá)1 629種, 其中海洋水生動(dòng)物418種, 鳥類371種。生態(tài)學(xué)家把黃河三角洲視為研究新生陸地形成、演化、發(fā)展的重要基地; 鳥類專家視這里為研究東北亞內(nèi)陸和環(huán)西太平洋鳥類棲息、遷徙規(guī)律的特殊地域; 生物學(xué)家把這里看作是研究生物演化及演替規(guī)律的基因庫; 水土保持專家則把這里看作是反映黃河治理成效的晴雨表。

我國陸海統(tǒng)籌型的國家公園——黃河口國家公園正在黃河三角洲籌建。黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜性、多樣性和脆弱性等特點(diǎn)。長期以來, 受入海水沙量減少、人類活動(dòng)侵?jǐn)_和全球氣候變化等影響, 黃河三角洲正面臨天然濕地面積縮減、生物多樣性降低、水土污染加劇等問題和風(fēng)險(xiǎn), 生態(tài)承載能力不斷下降。建設(shè)黃河口國家公園是筑牢黃河三角洲生態(tài)安全屏障、推動(dòng)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)的重大舉措, 是強(qiáng)化典型自然生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性保護(hù)的有效途徑, 有利于嚴(yán)格保護(hù)黃河三角洲野生動(dòng)植物資源的“基因庫”, 提高河口濕地生物多樣性; 有利于進(jìn)一步促進(jìn)中國黃渤海候鳥棲息地申遺工作; 有利于增強(qiáng)黃河三角洲的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能, 緩解生態(tài)保護(hù)與發(fā)展的矛盾, 實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的綠色發(fā)展模式。

黃河三角洲是“山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)”和“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)”建設(shè)兩大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的核心, 其高質(zhì)量發(fā)展是落實(shí)兩大戰(zhàn)略的重要保障。黃河三角洲是重要的旅游地, 每年到訪的游客人數(shù)占整個(gè)東營市游客總數(shù)的80%左右, 濕地旅游休閑功能所創(chuàng)造的價(jià)值為7.28億元/年。勝利油田是我國第二大石油生產(chǎn)基地, 位于黃河三角洲腹地, 是正在建設(shè)中的山東石油化工基地和農(nóng)牧漁業(yè)基地, 在實(shí)施中國石油工業(yè)“穩(wěn)定東部, 發(fā)展西部”戰(zhàn)略方針中具有舉足輕重的地位。截至2020年底, 累計(jì)生產(chǎn)原油12.46億噸; 自1986年以來, 累計(jì)實(shí)現(xiàn)收入2.39萬億元, 為保障國家能源安全發(fā)揮了重要作用。

黃河三角洲是中國三大河口三角洲之一, 與長江、珠江和密西西比河三角洲相比, 在生態(tài)意義和科學(xué)研究方面具有不可替代性。黃河水量小而沙量大, 是世界上泥沙含量最高的大河, 其水年徑流量分別占長江和珠江的4.5%和14.3%, 含沙量分別是它們的49.1倍和91.2倍, 而每年輸送到黃河三角洲地區(qū)的沙量則分別是它們的2.2倍和12.6倍。黃河三角洲濕地與密西西比河三角洲濕地均為聯(lián)合國重點(diǎn)保護(hù)濕地, 黃河水年徑流量、含沙量和輸沙量是密西西比河的7.4%、42.6倍和3.0倍。不同于港口眾多且以航運(yùn)業(yè)為重要支撐產(chǎn)業(yè)的珠江、長江和密西西比河三角洲, 黃河三角洲需兼顧生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展, 以環(huán)境承載力為依據(jù), 嚴(yán)格限制高耗水、高耗能、高排放項(xiàng)目, 推進(jìn)集約發(fā)展、生態(tài)發(fā)展、高效發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

2 黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

2.1 黃河三角洲生物多樣性保護(hù)面臨的挑戰(zhàn)

黃河三角洲生物多樣性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn), 濕地生態(tài)服務(wù)功能下降。天然濕地面積萎縮、外來物種大規(guī)模入侵、土壤鹽漬化嚴(yán)重、石油污染嚴(yán)峻、水質(zhì)污染加劇等問題和風(fēng)險(xiǎn), 使得黃河三角洲生態(tài)承載能力不斷下降, 生物多樣性減少。

2.1.1 天然濕地面積萎縮、生境破碎嚴(yán)重

20世紀(jì)80年代以來, 黃河三角洲的天然濕地面積不斷減少, 由1983年的6 000 km2減少至2015年的3 000 km2, 銳減50%, 僅1993—2005年13年間, 天然濕地面積就減少了近40%。從1990到2010年間, 人工濕地面積比重不斷增加, 而天然濕地面積比重在降低。目前保護(hù)區(qū)及邊界所占海岸線100多公里, 其中沿海大堤就有50多公里, 人工堤壩和環(huán)海路的修建切斷了陸域和水域的聯(lián)系, 造成水動(dòng)力循環(huán)受到影響, 生境自然聯(lián)通性受到破壞, 濕地景觀的破碎化程度逐年加劇。

2.1.2 外來物種互花米草大規(guī)模入侵, 當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)優(yōu)勢(shì)種發(fā)生更替

互花米草原生于美洲, 山東省于20世紀(jì)80年代開始引種, 2003年被原國家環(huán)?？偩至袨槲覈着?6種外來入侵物種之一[5-6]。截至2020年9月, 黃河三角洲的互花米草面積為7 000多公頃, 相比2003年增加了600多倍, 其中山東黃河三角洲國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)約5 424公頃[7-8]?；セ撞菥哂休^強(qiáng)的適應(yīng)性和耐受能力, 在合適的環(huán)境中能夠快速擴(kuò)張, 其分布區(qū)內(nèi)浮游動(dòng)物的多樣性降低, 灘涂底棲動(dòng)物密度下降, 本地生態(tài)指示物種海草床等被互花米草替代, 國家二級(jí)保護(hù)鳥類黑嘴鷗的棲息地——鹽地堿蓬區(qū)已嚴(yán)重退化[9-12]。

2.1.3 土壤鹽漬化和石油污染加重, 濕地生態(tài)服務(wù)功能退化

1985—2004年東營市由其他濕地類型退化成鹽堿裸地的面積由4.93×105hm2增加到6.31×105hm2。黃河三角洲區(qū)域土壤鹽漬化面積約為4.429×105hm2, 其中重度鹽漬化土壤約占總面積的28.3%[13-15]。黃河三角洲上坐落著中國第二大油田——?jiǎng)倮吞? 在采油、輸油過程中, 大量重金屬、石油烴等物質(zhì)進(jìn)入土壤中, 對(duì)當(dāng)?shù)氐乇硪约暗叵律鷳B(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重的影響。溢油區(qū)土壤石油烴含量可高達(dá)6 320 mg/kg, 是石油烴類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值(500 mg/kg)的12.6倍[16]。孤東油田附近某些土壤中鎘含量超過了國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn), 污染嚴(yán)重[17-18]。

2.1.4 水質(zhì)污染嚴(yán)重、捕撈過度, 水生生物多樣性降低

20世紀(jì)70年代以前, 黃河三角洲地區(qū)的魚、蝦、蟹、貝類資源十分豐富, 然而由于水質(zhì)污染和過度捕撈, 水生生物多樣性明顯降低。2011—2020年黃河口海域氮磷比均高于16∶1, 氮磷比失衡較重[19-20]。根據(jù)1982年、1989年和1998年對(duì)黃河三角洲淺海魚類資源和魚卵、仔稚魚的定點(diǎn)調(diào)查發(fā)現(xiàn), 1998年捕獲的魚類種類比1982年同期少10多種。20世紀(jì)80年代前后, 黃河河口及鄰近海域初級(jí)生產(chǎn)力高于渤海平均水平, 2002年5月黃河河口及鄰近海域初級(jí)生產(chǎn)力比1984年同期下降20%左右[21-22]。

2.2 黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)健康和高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)受到不同程度的威脅, 健康狀況不容樂觀。黃河三角洲生態(tài)健康問題主要表現(xiàn)在沉積環(huán)境變差、水質(zhì)環(huán)境惡化、沿岸開發(fā)活動(dòng)環(huán)境壓力劇增和生態(tài)災(zāi)害頻發(fā)。

2.2.1 黃河三角洲沉積環(huán)境變差

(1)黃河調(diào)水調(diào)沙對(duì)河口生物分布影響嚴(yán)重

調(diào)水調(diào)沙期間, 黃河徑流量在短時(shí)間內(nèi)激增, 大量水沙伴隨著豐富的營養(yǎng)物質(zhì)輸入黃河口, 顯著影響了黃河三角洲近海海域營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu), 劇烈的環(huán)境變化對(duì)河口及近海海域生態(tài)系統(tǒng)造成顯著影響?？拷S河入海口處站位的魚卵、仔稚魚密度和葉綠素濃度相對(duì)較高, 魚卵、仔稚魚的多樣性指數(shù)和浮游植物群落結(jié)構(gòu)在調(diào)水調(diào)沙過程中出現(xiàn)波動(dòng)[23-27]。

(2)土壤普遍鹽漬化

黃河三角洲地區(qū)的土壤鹽漬化以氯化鈉型鹽漬化為主, 在土壤剖面形態(tài)上呈“T”型分布, 在平面上由陸地向海洋、從黃河故道向兩側(cè)面積逐漸增大, 鹽漬化逐漸加重。由于長期受到土壤鹽漬化的影響, 刺槐人工林出現(xiàn)了大面積干枯死亡, 給黃河三角洲地區(qū)林業(yè)生態(tài)建設(shè)帶來巨大損失[28-30]。

(3)地面發(fā)生沉降

黃河三角洲形成時(shí)間較短, 上部沉積物形成時(shí)代較新, 自重固結(jié)過程尚未完成, 很容易在人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng), 如開采地下水等的影響下產(chǎn)生地面沉降, 進(jìn)而導(dǎo)致海岸侵蝕加重、輸油管線變形或斷裂、河道排水泄洪能力下降, 嚴(yán)重影響海堤和油田設(shè)施等重大工程建筑的安全; 同時(shí)會(huì)引發(fā)洪澇災(zāi)害, 使生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化[31-33]。

2.2.2 黃河三角洲水質(zhì)環(huán)境惡化

(1)水環(huán)境污染居高不下

黃河三角洲水污染主要與石油開采、輸送等有關(guān), 石油開采過程中采油污水、洗井污水、廢棄油污的排放及開采、運(yùn)輸過程中石油的泄漏都會(huì)導(dǎo)致水體污染。個(gè)別取樣點(diǎn)苯并芘和四氯化碳濃度已超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)幾倍乃至上百倍, 污染嚴(yán)重。污水隨黃河水流入近海, 導(dǎo)致近海水質(zhì)狀況下降[34-35]。

(2)淡水入海量不足, 河口低鹽區(qū)面積萎縮

近10年黃河年均入海水量顯著衰減, 黃河三角洲生態(tài)供水不足, 破壞了其河口生態(tài)系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定, 河口毗鄰海域鹽度持續(xù)升高, 低鹽區(qū)面積萎縮。鹽度升高會(huì)引起浮游植物生物量降低, 減少浮游生物的種類, 進(jìn)而降低浮游生物多樣性, 會(huì)使浮游生物群落向耐鹽類型方向演替[36-38]。

(3)海水富營養(yǎng)化和氮磷比失衡

當(dāng)營養(yǎng)鹽總水平滿足浮游植物生長時(shí), 浮游植物通常按16∶1比例吸收氮鹽和磷鹽, 偏離過高或過低都會(huì)限制浮游植物的生長。黃河三角洲及鄰近海域氮磷營養(yǎng)鹽濃度較高, 水體氮磷比失衡現(xiàn)象嚴(yán)重, 海域無機(jī)氮濃度較高, 過高的營養(yǎng)鹽濃度會(huì)導(dǎo)致富營養(yǎng)化, 影響生態(tài)系統(tǒng)健康[39-41]。

2.2.3 沿岸開發(fā)帶來的環(huán)境壓力劇增

人類活動(dòng)尤其是沿岸開發(fā)直接或者間接改變著黃河三角洲濱海濕地生態(tài)過程和景觀格局, 如油田開發(fā)、沿海養(yǎng)殖和環(huán)海公路等圍填海工程, 引發(fā)濕地大面積減少、景觀破碎化、生態(tài)廊道斷裂、生物多樣性降低、水質(zhì)污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題[42-45]。此外, 過度捕撈使魚群沒有足夠時(shí)間繁衍, 種群殘留過少, 造成優(yōu)勢(shì)種更替, 難以形成漁汛, 破壞河口地區(qū)的生態(tài)平衡[46]。

2.2.4 黃河三角洲生態(tài)災(zāi)害頻發(fā)

(1)互花米草入侵

截止到2020年9月, 黃河三角洲的互花米草面積達(dá)7 000多公頃, 約占山東省互花米草面積的75%。互花米草的入侵給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重破壞, 黃河三角洲的本地生態(tài)指示物種海草床等被互花米草替代, 鹽地堿蓬區(qū)已嚴(yán)重退化。同時(shí)互花米草阻擋潮水能力強(qiáng), 潮灘不能及時(shí)得到潮水沖刷, 黃河三角洲濕地的生物多樣性也遭到嚴(yán)重破壞[9-12]。

(2)外來物種泥螺入侵

自2002年在黃河三角洲灘涂引種養(yǎng)殖泥螺以來, 泥螺在自然環(huán)境中大量繁殖, 其分布范圍不斷擴(kuò)大, 目前已成為黃河三角洲潮間帶灘面的優(yōu)勢(shì)種群, 對(duì)本地土著生物托氏昌螺造成明顯影響, 破壞生物生態(tài)系統(tǒng)平衡[47-48]。

(3)老黃河口海岸侵蝕

近年來, 黃河三角洲及鄰近海域岸線正蝕退灘涂生物的繁衍生境, 破壞海區(qū)的生態(tài)平衡; 位于黃河三角洲北部的一千二保護(hù)區(qū)因海潮侵入作用, 以淤進(jìn)為主向淤進(jìn)與蝕退并存, 并在向以蝕退為主轉(zhuǎn)變, 最終海岸的蝕退嚴(yán)重影響到灘涂濕地面積, 使鳥類局部棲息地萎縮, 迫使生物資源量下降[49-51]。

(4)海水入侵、病蟲害頻發(fā)

海水大量入侵使黃河三角洲區(qū)域土壤的含鹽量明顯增加, 1999年以來, 黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)內(nèi)部分人工刺槐林出現(xiàn)大面積枯梢甚至死亡, 并逐漸演變?yōu)闄f柳林。同時(shí), 由于林木資源結(jié)構(gòu)較為單一, 造成檉柳林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差, 容易暴發(fā)病蟲害。海水入侵和病蟲害使人工刺槐林和檉柳林在調(diào)節(jié)氣候、維持生態(tài)平衡等方面的能力明顯下降[52-53]。

3 黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展科技支撐存在的問題

黃河三角洲一直是學(xué)者們的熱點(diǎn)研究區(qū)域。為應(yīng)對(duì)黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn), 眾多研究學(xué)者已在黃河三角洲區(qū)域開展了系列科學(xué)研究工作, 取得了長足的進(jìn)步。但是總體來看, 目前仍存在一定的問題。

3.1 黃河三角洲研究主題豐富, 但海洋生物多樣性、藍(lán)碳等關(guān)鍵方向薄弱

通過對(duì)2011年至2021年公開發(fā)表并收錄在《中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫》的黃河三角洲相關(guān)學(xué)術(shù)論文進(jìn)行檢索, 共統(tǒng)計(jì)到4 182篇文獻(xiàn)。采用文獻(xiàn)計(jì)量方法, 從研究方向和文章發(fā)表單位兩方面分析黃河三角洲地區(qū)科學(xué)研究的現(xiàn)狀。從圖1可以看出, 研究方向主要集中在濕地景觀監(jiān)測(cè)、泥沙輸運(yùn)和沉積、開發(fā)與管理、生態(tài)經(jīng)濟(jì)和石油污染等方面, 其中濕地景觀監(jiān)測(cè)方向占比最多。

圖1 黃河三角洲相關(guān)論文的研究方向分布情況(2011年至2021年)

陸海銜接是黃河三角洲的鮮明特點(diǎn), 海域生物多樣性對(duì)黃河三角洲生態(tài)保護(hù)至關(guān)重要; 藍(lán)碳監(jiān)測(cè)與評(píng)估對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)非常重要, 黃河三角洲濱海鹽沼濕地資源豐富, 單位面積碳儲(chǔ)量達(dá)到約10 kg/m2, 平均碳埋藏速率是陸地生態(tài)系統(tǒng)的10倍以上, 是重要的藍(lán)碳碳庫; 黃河三角洲保護(hù)區(qū)的鳥類多達(dá)371種, 它們是監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)濱海濕地健康狀況最直接、最敏感的關(guān)鍵生物指標(biāo), 其多樣性研究與保護(hù)具有關(guān)鍵作用。從圖1不難看出, 濕地景觀監(jiān)測(cè)方向的研究最多, 占比12.96%, 而作為黃河三角洲關(guān)鍵研究方向的海洋生物多樣性方面鮮見報(bào)道, 鳥類多樣性研究占比僅為3.88%, 濕地生物量和藍(lán)碳研究占比只有3.10%。海洋生物多樣性、濕地生物量和藍(lán)碳等關(guān)鍵方向研究薄弱。

3.2 黃河三角洲研究單位多, 但力量分散不集中

在黃河三角洲開展研究的單位涉及教育部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、中國科學(xué)院等所屬的多個(gè)高等院校和科研院所。圖2統(tǒng)計(jì)了2011—2021年發(fā)表黃河三角洲相關(guān)文章數(shù)量較多的單位, 主要有濱州學(xué)院、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國海洋大學(xué)、山東師范大學(xué)、中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所、山東大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、黃河三角洲保護(hù)區(qū)管理局、中國石油大學(xué)(華東)、自然資源部第一海洋研究所等。

圖2 與黃河三角洲相關(guān)的論文發(fā)表單位分布情況(2011年至2021年)

上述科研單位以黃河三角洲為研究區(qū)開展了大量的研究。如, 中國石油大學(xué)(華東)主要開展水沙關(guān)系、石油污染治理、土壤鹽漬化和濕地景觀監(jiān)測(cè)等方面的研究; 自然資源部第一海洋研究所集中于入侵物種遙感監(jiān)測(cè)、潮間帶底棲、海水入侵和泥沙沉積等方面; 黃河三角洲保護(hù)區(qū)管理局側(cè)重于鳥類生物多樣性、濱海濕地生態(tài)修復(fù)工程、入侵物種監(jiān)測(cè)與防治等方面; 東營市海洋發(fā)展研究院聚焦潮間帶底棲生物群落結(jié)構(gòu)、濱海濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)與修復(fù)、海洋魚類監(jiān)測(cè)等方面的研究; 中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所主要開展?jié)竦赝寥赖胤植?、浮游植物群落結(jié)構(gòu)和調(diào)水調(diào)沙響應(yīng)等方面的研究; 山東省林業(yè)科學(xué)研究院主要開展土壤磷形態(tài)分布特征、底棲生物群落分布和植被空間格局等方面的研究; 北京師范大學(xué)側(cè)重于潮間帶濕地土壤生源要素的時(shí)空特征、濕地植被群落適宜生境和大型底棲生物等方面的研究等。上述科研單位涉及的研究主題眾多, 成果豐富, 知名度較高。各科研單位間加強(qiáng)合作, 多學(xué)科交叉, 集中力量開展有組織的研究, 能夠更好地解決黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的問題。

3.3 黃河三角洲科技支撐需要協(xié)同, 但各方偏守一隅、學(xué)科交叉壁壘多

黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展需要生物科學(xué)、海洋科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)、化學(xué)科學(xué)、管理科學(xué)等多學(xué)科交叉、多方協(xié)同創(chuàng)新來支撐。但是, 目前各單位偏重于已有的基礎(chǔ)開展研究工作, 數(shù)據(jù)與成果互通共享不夠, 學(xué)科交叉存在較多壁壘。

實(shí)驗(yàn)室是開展研究的重要平臺(tái)基地, 本文從現(xiàn)有的黃河三角洲相關(guān)實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行分析。目前, 密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室4個(gè)、省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室5個(gè)。具體如下:

在國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方面, 中國石油大學(xué)(華東)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在石油生產(chǎn)過程污染控制、重質(zhì)油高效清潔轉(zhuǎn)化、重質(zhì)油加工產(chǎn)品潔凈利用等方面的研究基礎(chǔ)雄厚; 華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在河口演變規(guī)律與河口沉積動(dòng)力學(xué)、海岸動(dòng)力地貌與動(dòng)力沉積過程、河口海岸生態(tài)與環(huán)境等方面的研究成果豐碩; 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在多源遙感信息時(shí)空融合、大型地理信息系統(tǒng)的建立、地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的構(gòu)建等方面具有顯著優(yōu)勢(shì); 北京師范大學(xué)水環(huán)境模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在水環(huán)境過程、水生態(tài)與水系健康、生態(tài)模擬與城市生態(tài)等方面實(shí)力較強(qiáng)。

在省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方面, 國家海洋局海洋生態(tài)環(huán)境科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在陸地海相互作用及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、浮游生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與生物多樣性等方面的研究成果突出; 水利部黃河下游河道與河口治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在水沙高效輸移及河床演變機(jī)理、下游河道與灘區(qū)綜合治理技術(shù)、水沙聯(lián)合調(diào)控等方面的研究成果豐碩; 自然資源部渤海生態(tài)預(yù)警與保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在黃河三角洲附近海域的海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)、生態(tài)災(zāi)害預(yù)警、生態(tài)損害評(píng)估、生態(tài)修復(fù)技術(shù)等方面的研究基礎(chǔ)較好; 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)黃河三角洲草地資源與生態(tài)國家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要開展耐鹽堿草關(guān)鍵基因挖掘與種質(zhì)創(chuàng)制、草種擴(kuò)繁與生態(tài)改良等方面的研究, 研究成效顯著; 濱州學(xué)院山東省黃河三角洲生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在鹽堿類濕地退化過程與生態(tài)修復(fù)技術(shù)、鹽堿地改良與綜合治理、貝殼堤植被恢復(fù)與生態(tài)重建等方面的研究實(shí)力較強(qiáng)。

3.4 黃河三角洲科技支撐需要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及共享, 但缺乏監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

要素齊全、高時(shí)空覆蓋的監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)是開展黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展科技支撐的根本。近年來, 保護(hù)區(qū)等部門開展了一些針對(duì)鳥類多樣性的監(jiān)測(cè)工作。這些工作主要是通過人工巡護(hù)和零散的在線視頻的方式開展, 存在區(qū)域片面、目標(biāo)分散、技術(shù)落后、手段單一等多方面的問題, 歸根結(jié)底是因?yàn)?

第一, 監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)不完整。雖然在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)已布設(shè)了一定數(shù)量的攝像頭和紅外相機(jī), 但布放的區(qū)域零散, 只是針對(duì)個(gè)別重點(diǎn)區(qū)域, 不能覆蓋整個(gè)保護(hù)區(qū)甚至是黃河三角洲區(qū)域, 同時(shí), 天基衛(wèi)星和空基無人機(jī)遙感二者獨(dú)立或簡(jiǎn)單地組合都無法形成完整的監(jiān)測(cè)體系, 難以說明黃河三角洲的生物多樣性問題。

第二, 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不同。不同平臺(tái)或技術(shù)的監(jiān)測(cè)往往有各自的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn), 包括分類體系、作業(yè)流程和技術(shù)指標(biāo)等。因此, 導(dǎo)致不同技術(shù)、渠道獲得的數(shù)據(jù)和成果難以相互融通。黃河三角洲的監(jiān)測(cè)體系尚缺少統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范, 不能為生物多樣性監(jiān)測(cè)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

第三, 時(shí)空尺度不一。天基衛(wèi)星遙感得到的往往是大尺度的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品, 而且時(shí)間分辨率較高, 但監(jiān)測(cè)成果的空間精細(xì)尺度卻是短板; 空基、地基和?；玫降氖遣煌瑓^(qū)域的離散的精細(xì)監(jiān)測(cè)結(jié)果, 而且時(shí)間分辨率較低, 無法掌握黃河三角洲生物多樣性在某一個(gè)具體時(shí)間點(diǎn)上的狀況和變化規(guī)律。

因此, 完整的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、完備的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、高時(shí)空分辨率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及共享, 是開展黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展科技支撐的重中之重。

4 黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展科技支撐的對(duì)策建議

與長江三角洲和珠江三角洲相比, 黃河三角洲需兼顧生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展。目前黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展正面臨天然濕地面積萎縮、水土污染嚴(yán)重、外來物種大規(guī)模入侵等生態(tài)退化問題, 與之相應(yīng)的科技支撐, 還存在“弱”、“散”、“偏”、“缺”等問題。實(shí)現(xiàn)黃河三角洲生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展, 建好黃河口國家公園, 需要遵循整體化思路, 為管理部門和用戶單位提供系統(tǒng)性的解決方案。為此, 建議成立一個(gè)能夠提供黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展相關(guān)問題全套解決方案的研究平臺(tái), 一方面, 制定《章程》, 明確各共建單位的職責(zé), 規(guī)范和約束共建單位的行為和權(quán)利, 保障并促進(jìn)研究平臺(tái)健康規(guī)范運(yùn)行。同時(shí), 建立共建單位擴(kuò)容和退出機(jī)制, 不斷吸納國內(nèi)外優(yōu)勢(shì)力量, 聚焦關(guān)鍵方向, 學(xué)科交叉協(xié)同, 開展有組織的科研, 有效提升系統(tǒng)化的服務(wù)能力; 另一方面, 與黃河三角洲的其他研究平臺(tái)建立聯(lián)系, 開展學(xué)術(shù)交流, 加強(qiáng)協(xié)同, 更好地支撐黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展。

黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展研究院就是這樣的一個(gè)平臺(tái), 其由中國石油大學(xué)(華東)、自然資源部第一海洋研究所、山東黃河三角洲國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理委員會(huì)、東營市海洋發(fā)展研究院共同建設(shè)。中國石油大學(xué)(華東)扎根黃河三角洲辦學(xué)53年, 具有

服務(wù)黃河三角洲得天獨(dú)厚的區(qū)位優(yōu)勢(shì), 建設(shè)黃河三角洲研究院, 是舉全校之力建設(shè)的五大國家級(jí)平臺(tái)之一。自然資源部第一海洋研究所是國內(nèi)外知名的海洋科研機(jī)構(gòu), 海洋學(xué)科門類全, 擁有多個(gè)國際海洋海岸帶研究組織中國中心。山東黃河三角洲國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理委員會(huì)是黃河三角洲濕地保護(hù)和管理的主體單位, 也是黃河口國家公園籌備和建設(shè)主體單位。東營市海洋發(fā)展研究院是黃河三角洲海洋發(fā)展管理與科技支撐單位, 也是黃河三角洲海域生物多樣性保護(hù)與管理負(fù)責(zé)單位。四家單位政學(xué)研用結(jié)合, 搭建開放共享的平臺(tái), 統(tǒng)一分散的科研力量, 針對(duì)黃河三角洲生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題, 有組織地進(jìn)行攻關(guān), 能及時(shí)響應(yīng)黃河三角洲及黃河口國家公園建設(shè)發(fā)展需求, 為黃河三角洲乃至全流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供決策支持。

[1] 中華人民共和國中央人民政府. 習(xí)近平在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話[EB/OL]. (2019- 09-18), [2022-07-26]. http://www.gov.cn/xinwen/2019- 10/15/content_5440023.htm.

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[3] 中華人民共和國中央人民政府. 習(xí)近平主持召開深入推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)并發(fā)表重要講話[EB/OL]. (2021-10-22), [2022-07-26]. http:// www.gov.cn/xinwen/2021-10/22/content_5644385.t-m#1.

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Challenges to the ecological conservation and high-quality development of the Yellow River Delta and countermeasures for scientific and technological support

ZHANG Jie1, 2, YANG Jun-fang1, LI Zhong-wei1, MA Yi2, REN Guang-bo2, ZHANG Hong-liang3, WANG An-dong4, LIU Yan-fen5, XU Ming-ming1, HU Ya-bin2, GUO Fang-ming1, LI Xiao-min2

(1. China University of Petroleum, Qingdao 266580, China; 2. First Institute of Oceanography, Ministry Natural Resources, Qingdao 266061, China; 3. North China Sea Environmental Monitoring Center, State Oceanic Administration, Qingdao 266033, China; 4. Shandong Yellow River Delta National Nature Reserve Administration Committee, Dongying 257100, China; 5. Dongying Ocean Development Research Institute, Dongying 257091, China)

On many occasions, General Secretary Xi Jinping issued important instructions on the ecological conservation and high-quality development of the Yellow River Delta. For a long time, these goals have faced severe challenges and met certain issues in terms of corresponding scientific and technological support. This study summarizes the challenges related to the Yellow River Delta from two aspects, namely, biodiversity conservation, ecosystem health and high-quality development. Furthermore, it summarizes the existing problems in ecological conservation and the high-quality development of scientific and technological support, which can be summarized as weak, scattered, biased, and lacking. On this basis, the study puts forward countermeasures and suggestions for the aforementioned goals and mainly proposes the establishment of a research platform that can provide a complete set of solutions to effectively support the application service units of the Yellow River Delta.

Yellow River Delta; ecological conservation; high-quality development; challenges; countermeasures

Jul. 26, 2022

P74; X321

A

1000-3096(2023)5-0079-11

10.11759/hykx20220726003

2022-07-26;

2022-09-14

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(22CX01004A-8); 國家自然科學(xué)基金委-山東省聯(lián)合基金(U1906217); 國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題(61890964); 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(62071491, 42076189); 國家自然科學(xué)基金青年基金(42106179)

[the Fundamental Research Funds for the Central Universities, No. 22CX01004A-8; National Natural Science Foundation of China Joint Fund, No. U1906217; National Natural Science Foundation of China Major Project, No. 61890964; National Natural Science Foundation of China, Nos. 62071491, 42076189; National Natural Science Youth Foundation of China, No. 42106179]

張杰(1963—), 男, 內(nèi)蒙古包頭人, 研究員, 主要從事海洋遙感遙測(cè)研究, E-mail: zhangjie@fio.org.cn; 楊俊芳(1991—),通信作者, 女, 山東煙臺(tái)人, 講師, 主要從事海洋溢油光學(xué)遙感監(jiān)測(cè)研究, E-mail: yangjunfang@upc.edu.cn

(本文編輯: 趙衛(wèi)紅)