海岸带以其丰富的自然资源和独特的地理位置成为人类活动的中心地带。但随着经济的高速发展和人口的迅速增长,海岸带生态系统受到的压力日益增大,资源衰竭、生态退化和环境污染等问题日益严重。传统的海岸带管理模式已不能有效解决当前海岸带面临的突出问题。生态系统方法作为当今国内外海岸带管理的前沿与热点,为海岸带综合管理提供了一种新方法和新思路。因此本文选择基于生态系统的海岸带综合管理为研究对象,系统地开展了理论、方法和实践应用研究,旨在为海岸带综合管理提供技术支撑,实现海岸带地区的可持续发展。本文研究了基于生态系统的海岸带综合管理的理论基础,构建了海岸带生态系统综合管理模式,并以胶州湾为例进行了案例研究,取得如下主要成果:1.在梳理国内外海岸带综合管理发展的基础上,总结了基于生态系统的海岸带综合管理的产生、发展及存在问题,融汇研究得出基于生态系统的海岸带综合管理的相关理论基础,包括海岸带复合生态系统理论、可持续发展理论、生态系统方法理论、政策科学理论和流域分析方法理论,提出了基于生态系统的海岸带综合管理遵循的基本原则。2.根据研究目的和理论基础,构建了基于生态系统的海岸带综合管理的研究方法体系,由管理问题分析、管理目标确定、管理模型建立以及管理措施实施四部分组成,具体操作步骤为:研究范围界定、生态问题诊断、管理目标确定、生态系统综合评价、生态系统动力学模拟、管理策略优化和适应性管理机制。3.将海洋环境数值模型、灰色预测、层次分析和优化方法相结合,构建了海岸带生态系统综合管理模型,由海岸带生态系统综合评价模型、海岸带生态系统动力学模型和海岸带综合管理策略优化模型三个子模型组成。这些模型通过管理目标和参数相互关联,共同服务于海岸带生态系统适应性管理机制的实施。4.根据胶州湾生态系统的特征,利用Arcgis软件合理划定了胶州湾海岸带综合管理的范围,由流域-河口-海湾三部分组成。在变边界ECOM模型基础上,添加拉格朗日质点追踪模型,研究胶州湾的水交换特征,得出填海造地活动明显削弱胶州湾的水交换能力。通过胶州湾海岸带水交换特征、环境质量状况、陆域生态系统的初步诊断分析,确定了胶州湾海岸带综合管理的目标。5.从陆域生态系统、海域生态系统、社会经济系统和管理调控系统四个方面建立了胶州湾海岸带生态系统综合评价指标体系,共包括25个指标。采用层次分析法对1988年、1995年、2001年、2003年、2005年和2007年胶州湾海岸带的生态系统状况进行了评价。结果表明1988-2007年胶州湾海岸带生态系统质量一直处于下降趋势,随着人类社会的不断进步,管理调控能力的增强,下降趋势逐渐变缓,但总的生态状况不容乐观。6.根据建立的海岸带生态系统动力学模型,以2015年为规划管理年,预测了胶州湾的入海污染负荷,模拟了胶州湾的营养盐和浮游植物分布情况。结果表明,2015年胶州湾海域污染比2007年更加严重,湾中部以上区域的无机氮超过四类海水水质标准。胶州湾东北部和大沽河附近的无机氮和活性磷酸盐污染均比较严重,需要对其进行污染物削减和总量控制措施。7.根据生态系统综合评价和生态系统动力学模拟结果,提出了包括水污染总量控制、生态恢复与保护以及渔业生态系统管理在内的胶州湾海岸带综合管理策略。针对胶州湾东北部无机氮污染较为严重的现状,建立了以方案总投资最少为目标,以环境容量和水质达标为约束条件的方案优化模型,得出在李村河和娄山河流域建立二级污水处理厂,墨水河流域实施中水回用的方案可以有效改善东北部的环境污染问题且总投资费用最小。8.针对胶州湾海岸带的生态环境问题和综合管理现状,提出了建立胶州湾海岸带综合管理机构和生态补偿的海岸带综合管理机制,监督和保障海岸带综合管理措施的实施。并对胶州湾生态系统管理的不确定性因素进行了分析,提出了胶州湾海岸带的生态监测计划,建立了监测、评估、反馈调整的适应性管理机制。