杨晓梅和王志华研究组揭示中国海水养殖近20年时空变化及与近海水质的初步关系
在全球人口持续增长而陆地粮食生产系统发展空间逐渐受限的综合背景下,利用海洋进行的海水养殖日益成为世界粮食生产部门的重要角色。如果盲目追求养殖产量与经济效益,容易导致海水养殖无序发展,带来海岸带地区严重的生态与环境问题。我国是世界最大的海水养殖生产国,养殖产量超过全球其他所有国家的总和。探究中国海水养殖时空发展过程以及与近岸海洋水质的变化,不仅可为我国的养殖与环境管理提供参考,还能为全球海水养殖健康发展提供宝贵经验。
基于此,中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验杨晓梅和王志华研究团队,在首套中国离岸海水养殖空间分布信息数据集(2020)的基础上,利用遥感大数据监测,分别获得了2000年、2010年与2020年三个时期的海水养殖空间分布信息,并进一步以核密度的方法计算生成了三个时期的海水养殖中心,结合同时期的近海水质分布数据,初步探究了我国海水养殖发展与近海水质变化的关系。
研究发现:
(1) 中国海水养殖在2020年呈现出“北多南少”的空间分布格局。以长江入海口为分界线,北方养殖面积占比70.9%,南方养殖面积占比29.1%,养殖面积最多的省份为山东省(占比约39%)。
(2) 在近20年内,中国海水养殖呈加速扩张趋势。2000-2010年,养殖面积增长152.3%;2010-2020年,养殖面积增长184.3%;北方养殖增速高于南方。
(3) 超过90%的海水养殖区分布于自岸线20km以内的海域,超过80%的养殖区位于水深20m以内的海域。
(4) 新的海水养殖中心形成前的水质条件均为一二类,而唯一的养殖规模缩小的养殖中心,水质条件达到了劣4类。初步揭示了近岸海水水质与海水养殖中心形成和规模发展密接相关。
(5) 中国北部许多大规模高密度的养殖中心位于流速较快的地区,水质条件仍能保持一类水质,而中国南部一些规模并不大的养殖中心,由于位于水流速度较小的海湾内,水质条件却达到了劣4类。初步揭示大面积、高密度的海水养殖区不一定导致海洋水质恶化,海水流速也有可能是影响养殖区水质变化的一个重要因素。
以上成果发表在Journal of Geographical Sciences及Ecological Indicators期刊,论文第一作者为团队刘岳明博士。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及资源与环境信息系统国家重点实验室自主创新项目的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.111220
图1 三个时期中国海水养殖空间分布图
图2 三个时期中国海水养殖中心发展变化与近海水质的关系(上图为核密度计算得出的海水养殖中心;下图为近海水质,由优到劣分为:I类水体、II类水体、III类水体、IV类水体与劣IV类水体,水质数据来源于中国生态环境状况公报)
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