第一章 美丽海洋建设概述
　　2012年11 月，党的十八大报告提出，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。这是“美丽中国”概念的首次提出，“美丽中国”是生态文明建设的奋斗目标。建设“美丽中国”，就是要实现人与自然的和谐统一，生态环境健康可持续的发展。
　　海洋是资源的宝库，是高质量发展的战略要地。海洋保有地球上90% 的水资源，每年可为人类提供30 亿t水产品，占人类食品总量的30% 左右，蕴藏的海洋石油和天然气的可采储量分别占地球总量的45% 和50% 左右。海洋、森林和湿地是地球上的三大生态系统，据估算，每平方千米海洋为人类提供的生态服务价值为近6万美元/年。健康的海洋是人类社会可持续发展的基础。近年来，海洋灾害加剧、生物生产能力下降、生境破碎、生物资源和生物多样性衰退等，给人类可持续发展带来严重威胁，加强海洋生态保护修复迫在眉睫。
　　我国是同时拥有陆地与海洋的大国，既是一个陆地大国也是一个海洋大国，海洋国土面积约300万km2，仅大陆海岸线就长达1.84万km，陆地与海洋密不可分，海岸带区域在我国社会经济发展中占据极为重要的地位，是我国经济最发达、对外开放程度最高、人口最密集的区域，是实施海洋强国战略的主要区域，也是保护沿海地区生态安全的重要屏障，同时中国近海是我国港航交通运输、油气开发、食品资源获取和旅游等重大产业的源地与基础，因此，美丽海洋建设是美丽中国建设极为重要的组成部分。
　　从历史上看，世界上的陆海复合型国家如果只偏重一隅，即使能取得一定的成就也终究会被超越。陆地与海洋绝不是两个截然不同的舞台，它们二者是相互联系、相互影响、相互决定的。在这种背景下，中国的全面发展特别是高质量发展是离不开陆海两域的。因此，全面而深刻地处理陆地与海洋间彼此对立又相互统一的复杂关系，以深邃长远的战略眼光解决陆海分离的地缘困境，坚持陆海统筹、海洋强国的发展战略，平衡好、协调好、建设好21 世纪新型的陆第一系，是维护我国国家权益与国际地位的基础，所以，实现中华民族伟大复兴就必须建设海洋强国。
　　第一节 美丽海洋建设——近海与海岸带生态调控和环境治理的思路
　　美丽海洋建设的实质是在最大限度地保持海洋的自然属性基础上最大限度地利用海洋，实现人海的和谐发展，使海洋与社会得到永续发展。要实现这一目的，首要的任务是减少陆源污染物的入海，降低来自陆地的污染水平，其次，在海岸带区域实施进一步的污染降低 / 减缓措施，发挥海岸带的生态功能，最后，要尽量避免海洋本身的污染，实施海洋生态的调控，实现海洋自身的可持续发展。
　　一、基于陆海一体化思路，减少陆源污染物的入海
　　无须忌言，近海的污染主要来源于陆源排放。要实现海洋的可持续发展，必须卡住陆源污染物入海这一关键源头，从根本上减少来自陆地的污染物量和污染水平，所以，陆海统筹、陆海一体化的指导思想和实施策略是美丽海洋建设的根本。海洋的问题大多源于陆地，海洋的问题也影响着陆地。因此，应加强入海河流、排污口的综合整治，从源头上控制入海污染物的排放，改善海洋水质；加强港口、养殖区、海上作业平台的污染防控，防止海洋开发利用和污染降低陆域环境质量；调整海岸线及其两侧的开发利用布局，防止陆海相互影响；打通和建设生态廊道，使陆海生物有序迁移；提高海洋资源开发利用水平，引领带动“向海经济”的高质量发展。
　　进入21 世纪以来，海洋的重要性与日俱增。可以说，陆海统筹对海洋强国的建设起到了战略引领作用。近年来经济的快速发展、频繁的人类活动已经给生态环境带来了前所未有的巨大挑战。坚持以陆海统筹为指导思想，坚持发展高效、环保的海洋产业，就要统筹好沿海地区与内陆地区的发展关系，合理配置好产业布局与资源要素，全面改善和提升海洋生态环境。
　　陆海统筹战略既要重视经济要素发展，又要重视生态环境保护。陆海统筹战略就是以陆海兼顾的大环境为立足点，在完善陆域国土开发的基础上，以全面提升海洋在国家整体发展中的关键地位为前提，并以资源开发、技术创新、产业布局、经济效益为着力点，充分释放陆地与海洋的发展潜能，搭建陆海协调的可持续发展格局。
　　高质量发展对陆海一体化提出了更高的要求。陆海统筹战略是一种重要的、务实的、前沿的发展理念，它的提出不仅仅受到国际海洋开发大趋势的影响，更是受到中国进入高质量发展阶段所驱动。改革开放以来，中国的经济一直呈现出高速增长的态势，但应更加重视经济增长背后的深层次问题，中国经济面对着某些发达国家的围堵、经历着国际金融市场的动荡；面对着劳动力供给的结构性矛盾、资源环境压力的加剧、技术水平及附加值较低等现实问题，我国原有的经济增长模式受到制约与挑战，其效能呈下行趋势。因而，利用海洋通道的重要作用，加快经济转型就成为重要且迫切的任务。在这样的大背景下，陆海统筹战略随之产生。经济的转型与升级，不论是从需求维度、供给维度、研发维度或是其他维度来说，都需要以陆地与海洋为基本载体，其中海洋更是21 世纪经济发展的全新增长点，构建高质量的陆域经济与外向型的海洋经济成为促进经济转型的有力抓手。可以说，陆海统筹战略为经济结构的调整、增长动力的创新、发展方式的转变提供了战略支撑，是对经济转型升级的深入实践与积极探索。
　　对海洋生态环境伤害最大的是由陆地向海洋排放的陆源污染物，陆源污染具有影响范围广、损害面积大、事后清理难的显著特征，对近海海域的水文环境造成了极大的破坏。现阶段，我国沿海地区的陆源污染态势已经十分严峻，大量排放的陆源污染物已经超过了海洋的自净能力。沿海地区不仅仅是人类活动最为密集的区域，更是经济活动、工业活动密集的区域。陆源污染物不仅仅导致了近海海域水质下降、赤潮频发等生态灾害，更带来了航道萎缩、港口淤积等现实问题。由此带来，第一，海洋生物多样性锐减，近岸海域生态环境恶化。不断增长的船舶数量与吨位、日渐成熟的海洋捕捞技术、持续扩张的养殖规模，不仅仅使野生珍稀海洋物种的栖息地大为减少，造成了海洋生物多样性减少，更导致了海洋生态系统的失衡。此外，由于盲目开发和大量的陆源污染物排海，使近岸海域生态系统受损，服务功能明显退化。第二，海洋生态灾害频发。海洋生态环境被大规模破坏，不仅仅造成了近海海洋生态系统的亚健康状态，更造成了自然岸线被侵蚀、被渠化，保有率大大下降的现象。赤潮、风暴潮、绿潮等海洋自然灾害频繁发生。2010～2017年，我国赤潮年平均暴发58 次，其中2012年就暴发73 次，是2010年以来最多的一年。虽然2013～2015年赤潮发生次数略有下降，但自2015年开始，赤潮发生次数连续两年居高不下，海岸带及近海海域环境质量恶化趋势明显。海洋自然灾害的频繁发生不仅仅使海洋经济蒙受了巨额损失，更令海洋生态环境愈发脆弱。第三，海洋资源过度开发。由于长期“灭绝式”的捕捞，近海渔业生态系统急速退化，个别鱼类已经形不成渔汛，部分水域甚至陷入了无鱼可捕的境地，海洋水产资源总量明显下降。
　　沿海地区快速的经济增长带动了工矿业、运输业、养殖业等现代化产业蓬勃发展，提高了城市化水平。但粗放的发展模式对陆海生态环境造成了极为严重的破坏，不断发展的重工业及不断膨胀的城市，也给海洋开发增加了一定的风险。沿海地区广泛分布着大型的火电厂、化工厂、核电站、炼油厂，而且更大规模的石油气管线与化工基地也在相继建设中，沿海地区的重工业已经呈现出集中化、规模化的趋势。这就使近海地区发生核污染、热污染、油污染等潜在环境风险的可能性增加。海洋环境潜在风险一旦暴发就会呈现出破坏性强、发生频率高、防控难度大等特征。与过去相比，海洋环境风险不仅在类型上明显增多，在影响范围与影响程度上也呈现出了明显的上升趋势。海洋环境风险已经限制了我国陆海两域的可持续发展，严重阻碍了人与自然的和谐关系。
　　陆域污染物的产生途径多种多样。非点源污染，也称面源污染，包括城市径流污染、农田径流污染、矿山径流污染、畜禽养殖污染、农村生活污染、土壤侵蚀等。非点源污染是指在降雨冲刷地表的作用下，污染物被带入水体形成的污染源。农业活动是非点源污染的最主要来源，城市地表径流次之。早期水污染主要由大城市的生活污水排放造成，产业革命后，工业废弃物排放成为水污染的主要来源。随着农业的发展，化肥和农药的施用量逐年增加，在许多水域，农业非点源污染已经超过点源污染，成为导致环境污染的主要原因之一。研究表明美国的非点源污染占污染总量的2/3，其中农业非点源污染的贡献率占78%，美国的经验表明随着污水处理、清洁生产技术进步，点源污染可以逐步实现控制，相比较而言，非点源污染更难以调控管理，是环境污染管理的主要问题。陆域社会经济活动产生的污染源强，通过河流和排污口入海，造成海域环境污染。陆源污染产生量的数据获取方法也不相同。工业点污染源的污染负荷可以通过行业产值与行业产值产污系数来估算，产值、污水产生量、用水量是影响工业点源污染的主要社会经济指标。城镇生活点污染源的污染负荷主要采用人均排污系数法和污水排放系数法估算，城镇人口数、生活用水量是影响城镇生活点源污染的主要社会经济指标。城镇径流非点污染源的污染负荷主要采用用地排污系数法估算，城镇用地面积是影响城镇径流非点源污染的主要社会经济指标。农田径流非点污染源的污染负荷与城镇径流类似，主要采用用地排污系数法估算。农村生活非点污染源的污染负荷主要采用人均排污系数法估算。畜禽养殖非点污染源的污染负荷主要采用畜禽养殖规模系数法、畜禽排泄系数法估算。
　　仅污水排放一项，我国每年废水排放量就达620 亿t，且相当一部分没有经过处理，近海海域及河流如渤海、黄海及海河、黄河、长江、珠江等污染严重，水质下降，水生生物受到损害。例如，渤海每年接纳数十亿吨污水，至2004年鱼类由原来的116种减少到不足60种，盛极一时的渤海中国对虾和小黄鱼渔汛已不复存在，产量分别由历史最高年份的4万t和1.9万t下降到目前的1000 t和几十吨。此外，石油的危害也很大，从开发到使用的过程中可能由于平台坍塌和油轮泄漏、搁浅、碰撞、遭遇风暴等进入海洋，并在海水表面形成油膜，减弱太阳光辐射透水的能力，影响海洋浮游植物的光合作用。石油污染物还会干扰海洋生物的摄食、繁殖、生长，使生物分布发生变化，改变群落和种类组成；大规模的石油污染事件会引起大面积海域严重缺氧，使生物面对濒临死亡的威胁。
　　海洋对污染物的净化能力是有限的，污染物排放量超过海水的自净能力会对海洋环境造成污染，使水体变色、发臭，水生生物难以生存，甚至威胁到人类健康（宋金明等，2019d）。因此，必须对海洋的净化能力有正确的认识，以便对区域污染物的排放总量进行控制，必须健全法律法规，加大执法力度，共同保护我们的海岸带湿地。适时建立排污交易市场，引导企业保护环境的积极性，使企业探索无污染的绿色生产工艺，这对于控制水污染、保护环境具有很大的作用。
　　这些陆源污染物大多通过河流和排污口进入海岸带与近海，所以，减少这些陆源污染物的入海量，降低其污染水平是建设美丽海洋的根本任务之一。
　　二、实施海岸带修复发挥其生态功能，进一步降低陆源污染水平
　　海岸带与近海不仅是我国发展的战略高地，也是保障沿海城市百姓生命财产安全的生态屏障。健康的海洋不仅能提供发展所需的资源和能源，还是维护生物多样性、抵御各类海洋灾害的天然屏障。因此，应进一步摸清海洋生态、资源家底，对重要的生境和生物群落，加强保护地选划与管理，提升管理能力；对退化的生态空间，加强修复，提升质量；加强防灾减灾和应急能力建设，建设生态海堤，筑牢生态安全屏障。
　　世界沿海国家在陆域资源匮乏及环境破坏的压力下，将发展的重点逐渐转向近海地带，导致海洋资源的过度开发利用，对海洋生态系统造成严重的损害。在海岸带区域生态系统敏感性极度脆弱的形势下，沿海国家纷纷选择可持续发展的道路。对资源的合理开发利用及对生态系统环境的保护是海岸带区域社会经济繁荣发展的前提，否则，衰退成为必然。而

目录
第一章美丽海洋建设概述 1
第一节美丽海洋建设——近海与海岸带生态调控和环境治理的思路 1
一、基于陆海一体化思路，减少陆源污染物的入海 2
二、实施海岸带修复发挥其生态功能，进一步降低陆源污染水平 4
三、应用生态环境调控技术，实现可持续利用海洋资源环境 6
第二节美丽海洋建设的必要性与任务 8
一、近海与海岸带的状况与美丽海洋不相适应 9
二、近海与海岸带可持续发展的国内外趋势 10
三、“近海与海岸带环境综合治理及生态调控技术和示范”的任务及目标 12
第三节美丽海洋建设的重要研发进展 13
一、陆源入海污染物控制与技术示范 13
二、海岸带污染物减排技术集成与应用示范 14
三、近海生态灾害防控与生物资源提质增效技术及示范 18
四、近海生态系统承载力评估、情景分析与战略布局 22
第二章陆源污染物入海的控制 23
第一节海岸带工农业格局及污染物入海防控 23
一、黄河三角洲工农业污染时空分布数据集构建 23
二、土壤田块尺度硝态氮的输移过程 30
三、区域尺度——黄河三角洲汛期土壤硝态氮的输移过程 34
四、分区面源污染物输出特征与土地利用结构的关系 41
五、农田施氮阈值及硝态氮减排潜力 48
六、区域面源污染负荷估算 57
第二节农业系统优化与污染物减排技术集成示范 62
一、黄河三角洲地区东营水土气资源与农业生产结构及肥料利用 62
二、基于无人机遥感的滨海盐碱地土壤空间异质性分析与作物光谱指数响应胁迫诊断 69
三、黄河三角洲 CYGNSS土壤盐分的反演 80
四、陆源水产养殖污染物识别、减排与处置方法 91
五、土壤微生物对盐碱地土壤肥力的提升及驱动机制 112
六、高效共生菌接种田菁修复滨海盐渍土壤 117
第三节沿海村镇污染物减排与资源化利用关键技术研发和示范 119
一、黄河三角洲地区东营面源污染治理情况研究与减排技术研发 119
二、黄河三角洲近海村镇废弃物对环境的影响及其管控策略 132
三、沿海地区农业废弃物无害化与资源化循环利用技术和机制 152
第四节针对典型污染物的近海工程安全保障技术与示范 169
一、典型污染物对近海工程安全的影响 169
二、基于材料光催化特性的海洋工程安全保障技术研发 198
第三章海岸带受损生态系统的恢复与修复 244
第一节受损滨海湿地生态修复技术研发与示范 244
一、红树植物抗污特征与红树林污染修复物种筛选 244
二、耐热红树植物筛选与生理分子机制 254
三、红树植物对潮汐淹水的耐受机制 260
四、红树林生态修复技术与示范 264
第二节健康滨海湿地构建关键技术与工程示范 269
一、黄河三角洲滨海湿地时空演变特征与健康滨海湿地构建 269
二、黄河三角洲自然湿地典型生物群落变化与调控 325
第三节滨海黑臭河道污染防治关键技术与工程示范 340
一、滨海水体及沉积物污染要素环境行为的识别 340
二、滨海污染水体及沉积物修复关键技术的构建 364
第四章海洋生态环境灾害的综合防控 392
第一节致灾水母类和棘皮类种群变动的关键过程及灾害防控 392
一、致灾水母微小个体的特异基因表达谱构建 392
二、致灾水母幼体早期生活史阶段发源区调查 397
三、致灾水母幼体防控技术研究 401
四、海洋酸化和铜离子对致灾水母幼体的生理影响 426
五、棘皮类种群变动特征与生态灾害 439
第二节多源性有害藻华形成的关键过程与灾害防控 464
一、多源性有害藻华形成特征 464
二、南黄海绿潮的关键过程及预测防控 469
三、藻华物种的多样性及其生物地理分布特征 474
四、藻华物种的环境适应性特征与暴发生物学机制研究 477
五、多源性藻华物种的种间竞争机制 488
第三节近海典型环境灾害的监测评估与防控示范 491
一、典型增养殖海域低氧生消过程及其生态效应 491
二、潮汐能增氧装置研制与工程化示范 528
三、低氧区沉积生境的微生物修复技术研发 550
四、近海典型海域微塑料污染特征与源解析 568
第四节近海潜在致灾生物的暴发风险与灾害防控 581
一、生态系统的长期变化特征 581
二、潜在致灾底栖生物的调查与筛选 594
三、关键功能群海胆类在海藻床的分布及其种群变动影响因素 616
第五章基于生态系统优化的海洋生物资源增效 624
第一节近海环境修复和资源增效的营养盐调控技术与示范 624
一、近海环境修复和资源增效的营养盐调控的意义 624
二、近海环境修复和资源增效的营养盐调控的重要过程 628
三、近海环境修复和资源增效的营养盐调控技术的研发与示范 651
第二节服务于“美丽海洋”的生物调控技术与示范 670
一、莱州湾与渤海湾牡蛎资源状况和生物技术调控 670
二、牡蛎礁修复技术研发与新型牡蛎生态礁体构建 681
三、莱州湾西南滩涂贝类养殖区菲律宾蛤仔养殖模式构建 721
四、基于桑沟湾生物资源承载力评估的生物调控策略 733
第六章近海健康与生态系统承载力评估及沿海产业战略布局 745
第一节近海环境健康评估 745
一、生态系统健康与海洋健康评价 745
二、近海健康“双核”评价体系的构建 764
三、海洋健康“双核”评价体系的应用——以渤海和烟台近海为例 773
四、控制近海海洋健康的关键过程 1——氮的迁移转化过程 790
五、控制近海海洋健康的关键过程 2——有机碳的循环过程 800
第二节近海生态系统承载力评估 814
一、近海生态系统承载力评估的意义与目标 814
二、近海生态系统承载力评估的过程分析 817
三、近海生态系统承载力的评估——以桑沟湾为例 830
第三节中国近海未来发展战略布局与系统解决方案 861
一、近海自然资源环境及海洋产业发展——以威海为例 861
二、莱州湾盐卤资源与盐卤产业 869
三、黄河三角洲海洋生态、资源、科技与产业发展布局——以东营为例 878
四、中国近海与海岸带海洋产业战略布局 887
参考文献898