海岸带地区人类生存、发展、繁荣和生活质量的提高依赖于海洋生态系统提供的各种产品和服务。然而快速的经济增长、人口增加和城市化程度的加深,以及不合理的开发和利用模式,正在导致海洋生物多样性丧失,从而损害海洋生态系统为人类提供产品和服务的能力,威胁到海岸带地区的可持续发展。尽管学术界和管理界都认识到,建立海洋保护区是保护海洋生物多样性的有效手段,但是目前海洋保护区的规划常常只考虑珍稀濒危物种或者重要的自然生态系统等单一目标,缺乏对生态系统及其物种的整体性规划导致保护区分布非常零散、破碎化和孤岛化;许多保护区大都在行政区域尺度内选划,较少考虑生态系统的连通性,降低了保护效果;很多保护区的规划时没有考虑经济发展与生物多样性保护的平衡,由于保护成本成本过高导致很多保护区只存在于纸上而没有真正起到保护作用。在这种背景下,本论文利用生态学、生态经济学和系统规划的理论和方法,以及MAXAN、ArcGIS等工具,开展厦门湾海洋生物多样性优先保护格局的研究。希望可以得到同时实现社会,经济和生物多样性保护目标的解决方案,以平衡社会经济发展和海洋环境保护。取得如下研究成果。1)论文在梳理分析国内外关于生物多样性保护理论的基础上,提出了在生态系统的尺度设计海洋生物多样性优先保护格局的理念。近30年来,随着人们对人与环境关系的认识,生物多样性保护理论经历了“为自然而保护”;“为人类而保护”;“人与自然和谐”的发展阶段。保护区不再是孤岛,相反,保护区是创造人与自然共享的景观,强调在这个社会生态空间中保持生态过程、适应性和弹性。保护区既要考虑生物多样性和生态系统的连通性,又要考虑生物多样性保护的成本,以最低的成本达到生物多样性保护的目标。在这种情况下,保护优先模式的发展应该在生态系统尺度上,而不是在行政尺度上。2)本论文在理论分析的基础上,建立的基于生态系统的海洋生物多样性优先保护格局的规划方法和模型。该规划模型的核心思想是在生态系统的尺度设计出成本最低的海洋生物多样性优先保护方案。模型的目标函数是生物多样性保护成本最小化,模型的约束函数是达到预定的海洋生物多样性保护目标。3)论文根据生态学原理和厦门湾的实际情况,在考虑生物多样性的代表性、价值性和稀有性等因素的基础上,设计出了包括物种多样性、生境多样性和濒危物种的生物多样性保护对象极其保护目标。物种多样性保护对象包括浮游动物、底栖生物、游泳动物、鱼卵仔鱼,生境多样性保护对象包括厦门湾典型植被生境:红树林和盐沼,濒危物种保护目标包括中华白海豚和文昌鱼。4)论文利用建立的模型,对厦门湾基于生态系统的海洋生物多样性优先保护格局进行了研究。研究结果显示:厦门湾海洋物种多样性优先保护海域的面积约有188.11平方千米,约占厦门湾总海域总面积的14.72%,保护总成本2.99x10~8 yuan/a。其中关键优先保护区占海域总面比例为5.65%,总成本1.43xl0~8yuan/a;次优先保护区占比9.06%,总成本1.56x10~8 yuan/a。厦门市管辖海域内的优先保护区面积占较大比重,共有123.08平方千米,占总优先保护面积的65%,位于龙海市管辖海域内的优先保护区面积占比为26%,位于泉州市管辖海域内的优先保护区面积占比为9%。保护成本主要分布在厦门市,为2.86x10~8yuan/a,占总保护成本的95.65%,厦门市单位保护面积的成本为2.33 yuan/m2/a。比较基于生态系统的物种多样性保护格局与基于行政区的优先保护格局和基于濒危物种的优先保护格局可以发现,保护成本:濒危物种小于基于生态系统小于基于行政区划;保护面积:濒危物种小于基于生态系统小于基于行政区划;单位面积保护成本:基于生态系统小于基于行政区划小于濒危物种,所以综合保护成本、保护物种的代表性、保护效果来说,系统保护规划优于非系统保护规划。5)基于生态系统生物多样性与海洋生态红线区的比较显示,基于生态系统的优先保护格局以低于海洋生态红线区12.9%的面积和低于海洋生态红线60%的成本达到了海洋生态红线区的保护目标。显示基于生态系统的海洋生物多样性保护格局比海洋生态红线区更具有成本-效率性,即本优先保护规划方案能以更低的成本达到生物多样性保护目标。