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德国科普作家、自然学家和专题记者埃莉·H.拉丁格在《狼的智慧：我的25年荒野观狼之旅》一书中写道：我们应该知道，修复生态系统远比保持它难得多，这不仅需要人们彻底改变思想上的认识，也许还需要有奇迹的发生，特别是在某些重要物种已经“消失”了之后。这句话放之“海洋”而皆准。
9 r* Q" d+ w% b% J$ [ 2022年3月3日
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是世界野生动植物日
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今年的主题是
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“恢复关键物种，修复生态系统”
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今天，让我们聚焦“典型海洋生态系统的修复与评估”这样的专业问题上来，无论我们可以学懂多少内容，但是，为了自然与海洋，为了人与自然关系终可回归到和谐的轨道上来，我们只有不断努力，提升自身的认知。
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海洋生态系统
7 D% E; T0 R: D- t 图源：pixabay
3 z% _% ?1 u9 `: ?. N 海洋生态系统是最具价值的人类资源之一，为人类和其他物种提供多样的服务。其中和人们关系密切的海洋生态系统主要分布在沿海区，包括河口生态系统、沿岸和内湾生态系统等。
8 \1 A! @) X& U 典型海洋生态系统
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典型海洋生态系统包括红树林、珊瑚礁、盐沼湿地、海草床等，它们具有极高的生物多样性和生产力，为人类提供了丰富的自然资源、为海洋生物提供了产卵和养育的场所、同时保护生态海岸以防受到海浪和飓风等侵蚀。
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然而，受大规模围填海工程、入海污染物大量排放、过度捕捞、近海油气矿产资源的开发与密集运输等人类活动影响，以及全球气候变化、自然灾害等自然因素的共同作用，典型海洋生态系统出现了诸如生境丧失、资源衰减、富营养化，以及水动力条件紊乱和生物多样性下降等一系列生态系统退化问题。
3 y1 t) ?& K" a5 q0 m9 b7 B 红树林、珊瑚礁和海草床生态系统的特点 制图/柠语
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海洋生态系统修复
1 x% t' s: } c 海洋生态系统修复是指协助受损的生态系统进行恢复的过程，即利用其自身的修复能力，并配以必要的人工辅助措施，使衰退的海洋生态系统恢复到原来或接近原来状态的结构和功能。即通过减少环境压力、重新引进目标种、移除侵入种或重建人工生境，让海洋生态系统得以重建。
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从海洋生态系统修复的内容来讲，可以分为生境修复和生物修复。
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生境修复是指采取水文修复、沉积学修复和化学修复等有效措施，对受损的生境进行恢复与重建，使退化状态得到遏制并改善；生物修复是通过采取自然或人工措施恢复和重建受损的一种或多种生物。
) a* j* j+ a# i& S7 n) a 从海洋生态系统修复的方法上可将其分为主动修复、被动修复和创建。
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主动修复需要人们通过控制和干预来修复、再建或促进群落结构和海洋生态系统过程，如重新塑造自然形态、通过水控制设施来重塑水流通道、土壤移植和人工移植植被等。被动修复方法是指减少导致海洋生态系统退化或损害的影响因子，使受损生态系统在自然条件下修复到一个健康的状态，如重点在加强生态水文过程来重建海洋生态系统自我修复的水文地貌。创建指的是在某地建造一个之前从未出现的海洋生态系统的过程。
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从海洋生态系统修复中人工措施的实施程度上，可将其分为自然生态修复、人工促进生态修复和生态重建。
* c, d A9 }6 Z6 Y* }2 k3 O 图源：pixabay
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自然生态修复是指采取相应的措施减少和消除人为和环境压力，遏制海洋生态系统的退化，使其得以自然恢复。
& v7 D5 o9 i. y 人工促进生态修复是指通过判断生态系统自我修复能力的水平，来选择实施必要的物理、化学、生物等人工干扰措施，以使海洋生态系统得以恢复。
8 c3 ]/ v9 o) q8 \ l+ h 而当海洋生态系统受损严重至完全退化甚至丧失时，则采用必要措施重新建立生态系统，这个过程被称为生态重建。生态重建还包括在一些没有某些生态系统的区域建立新的生态系统。
4 o+ b4 C4 t* E3 B5 H$ F+ F 因此，海洋生态系统修复是受损海洋生态系统修复和提高的过程，通过多种措施的系统修复，受损海洋生态系统的群落组成及其结构由简单恢复到复杂、生态功能则由单一功能恢复到多功能。
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图源：pixabay
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海洋生态系统修复的目的不是仅对某个受损物种的简单恢复，而是整合资源，从海洋生态系统的结构、功能、生物多样性和持续性及与邻近海洋生态系统的共通性等多方面进行有效的修复。海洋生态系统修复过程注重生态系统的自然调节、恢复和演化，尽量降低人工干扰程度，使受损海洋生态系统得以最大程度的恢复。
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评价典型海洋生态系统修复效果很复杂，因为涉及太多的“指标”
; @. `7 T5 c0 v: B 评估指标是进行生态修复成效评估研究的关键。随着对典型海洋生态系统研究的深入，大量的指标被引入生态修复成效评估体系中，更多的指标固然可以更加全面地反映生态修复的成效，但也会带来指标的重复且大大增加评估的工作量。因此，目前生态修复成效评估面临的主要问题就是如何选取评估指标，如何建立指标体系。
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图源：pixabay
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海草床生态修复的主要方法有种子法、植株移植法和生境修复法，相应的成效评估指标大致划分为海草群落、生物多样性、水环境和底质环境等。其中，海草群落指标反映了生态修复后海草床植被的恢复情况，是评估海草床生态系统修复状况最常见的指标。由于海草覆盖率指标更为直接有效，很多项目甚至只考虑这一项指标。
! w) e; V9 K- G- x3 C) ^ v 海草床生态系统生态修复成效评估指标的选取与修复方法密切相关，除了一些通用的指标外，不同修复方法的指标选取各有侧重。在海草床生态修复项目监测、评估时间方面，大多数项目的监测、评估都是在短时间内进行的，缺乏连续长期的监测，有研究认为理想的监测时长应为5年以上。
( e6 [+ j* D$ W8 G* ? 常见海草床生态修复成效评估指标 制图/柠语
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已有的珊瑚礁生态修复方法有构建人工珊瑚礁法、构建人工礁结合珊瑚移植法、珊瑚幼虫收集-培养-移植法、珊瑚有性繁殖法、珊瑚杂交培育法、珊瑚礁噪音模拟法等，其中，前三种方法较为常见，成效评估研究也主要围绕这三种方法展开。
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目前，针对不同生态修复方法的成效评估指标研究已较丰富，但仍未形成一套标准化的指标体系。已有的指标主要是生态指标，集中在生物指标和环境指标两方面。常用的生物指标有移植珊瑚生长状况、移植珊瑚存活率、珊瑚盖度等，这些都是最广泛运用于表征珊瑚礁生态修复情况的指标。
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常见珊瑚礁生态修复成效评估指标 制图/柠语
$ L. E" D# K% q; q4 }1 l* D* x4 d& M 盐沼湿地主要进行生境修复和生物资源恢复，生态系统修复成效评估的指标涵盖了生物指标和非生物指标两大类。目前，针对盐沼湿地生态修复成效评估的相关指标研究较少。
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常见盐沼湿地生态修复成效评估指标 制图/柠语
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红树林生态系统的生态修复方法包括生境修复法和植被修复法 （自然恢复法、人工种植法、移植法等），其成效评估指标和盐沼湿地类似，也涵盖了生物指标和非生物指标两类。
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图源：pixabay
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互花米草作为生长在潮间带的米草属多年生植物，对红树林及其他近岸生态系统的过程和功能会产生严重影响。它们对红树林生态修复过程常带来阻碍，修复项目中常包括了互花米草的生态治理。
; ^. [$ @- d) r( e3 | 常见红树林生态修复成效评估指标 制图/柠语
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为什么说“能保护就保护，修复很难很慢”
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以珊瑚礁和海草床两种典型海洋生态系统修复为例。
; N5 A/ Y7 P& j# q 海草床资源修复速度缓慢。在海草床退化甚至消失的严峻形势下，对海草床进行修复成为海草床保护的重要手段。
0 Q$ Y8 f7 t- {! _4 A( O5 y 20世纪末，世界范围内的针对海草床生态系统的修复工作陆续开展。近年来，我国也陆续展开了对海草床资源的多种修复工作。然而受自然生态环境变化、人类海洋开发活动、修复技术的局限性等多重因素的影响，当前的多种海草床修复技术并不能够弥补已经受损的海草床资源。
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图源：pixabay
) s: m/ V; M' S; Q! |% h 最初，针对海草床的修复依靠移植成体海草来完成，这种依靠移植实现修复的手段虽然具有较高的成活率，但是其缺点也十分突出，即对现有成体海草需求量大。由于收集成体海草对于原有海草床生态系统具有极大的破坏性，因此与破坏效果相比，修复效果并不明显。
$ L/ L$ h' G; ]- ] M1 K( z 在此情况下，利用海草种子播种成为新兴的修复手段，相对于成体移植而言，收集种子对原有海草床的损伤较小，同时种子具有便于携带的优势，这些都使得利用种子播种成为现代大规模海草床生态修复的主要手段。但是利用种子播种所具有的低成活率特点，使得海草床生态修复面临新的困难。
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不同修复技术所具有的弱点都需要专业技术人员通过长期的研究和实践加以解决，从而无形中增加了海草床修复的时间成本。因此，同海草床退化速度相比，海草床修复的速度仍然缓慢，海草床生态保护和修复仍然具有长期紧迫性。
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图源：pixabay
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自19世纪40年代在澳大利亚大堡礁首次发现珊瑚礁白化现象，1990年人们首次在印度洋-太平洋和红海开展了大规模珊瑚礁生态修复。纵观珊瑚礁生态修复技术的领域演进，整体上可以分为3个阶段。
2 j3 X) M! F* a2 l. H5 Y" D 第一阶段（1991—2000年），以自然恢复和人工鱼礁替代技术（Artificial reef）为主。
5 V9 ?: I( D$ V+ ?) P 对于破坏程度较轻、相对健康的珊瑚礁生态系统，一般采用自然恢复方法，例如，珊瑚礁整体维持良好、礁栖生物丰度大且生物多样性高但局部珊瑚受损害的珊瑚礁生态系统，更适合自然恢复。针对破坏程度较高的珊瑚礁生态系统，多采用人工礁基替代技术及基质增强方法等生境修复方法促进珊瑚礁生态系统的恢复，例如，污染严重导致的珊瑚大量白化的珊瑚礁生态系统。发展到现阶段，常用的人工礁基材料有混凝土、钢材及天然岩石、生态材料、陶瓷材料和碎石聚氨酯等。
1 ?* \6 E W% S 第二阶段（2001—2010年），珊瑚无性繁殖和有性繁殖技术飞速发展，主要用于修复破坏程度中等的珊瑚礁生态系统，例如，珊瑚分布面积小、珊瑚幼卵附着率低情况下的区域。
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无性繁殖通常指珊瑚移植技术，珊瑚移植体可以是整株珊瑚或者珊瑚片段，但直接从供体中采集珊瑚碎片对原生珊瑚可能会有破坏性影响，另外，珊瑚整体作为供体数量有限，难以实现大规模移植。21世纪起，规模化培养珊瑚碎片至适合移植的尺寸的园艺养殖技术逐渐兴起，成为珊瑚移植体的主要来源，避免了对珊瑚供体的破坏。无性繁殖技术成本相对较低，但限制了珊瑚种群基因多样性，影响了其受精过程及对扰动的抵抗和恢复能力。有性繁殖技术的优点是能提高珊瑚种群多样性、适应性和进化潜力，增强珊瑚幼体对环境扰动的抵抗力，强化珊瑚生态系统弹性和恢复力，通过收集受精卵或胚胎并人工固定于基质或礁区的方法，促进非同步产卵区或珊瑚幼体不易附着的礁区的恢复。
@! ^7 A) B* S; }- S2 ^2 @ Y% b 第三阶段（2010年—至今），基因编辑、电流稳定等基质增强法开始用于实验研究，栖息地的破碎化（Habitat fragmentation）及栖息地连通对珊瑚礁生态系统恢复的影响成为研究前沿与热点，但以上技术在珊瑚礁生态修复技术的野外试验及实践应用案例有限.部分观测数据证明，靠近红树林系统的珊瑚礁生态系统遭受破坏后，其恢复能力远高于孤立的珊瑚礁系统。
1 O0 w" t' y% R5 S& Y 珊瑚礁生态系统修复技术演进图 制图/柠语
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数据分析结果显示，在珊瑚礁生态修复技术代表性的前10所研究机构中，澳大利亚詹姆斯库克大学发文量和总被引次数较高，美国麻省理工大学在影响力方面紧随其后。中国珊瑚礁生态修复技术虽起步较晚，但近些年发展较快。
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国内珊瑚礁生态修复技术相关科研文章发表数量较多的机构包括中国海洋大学、中国科学院南海海洋研究所、广西大学、中山大学、自然资源部第二、三海洋研究所、海南大学等。美国国家海洋和大气管理局及10所代表性机构之外的澳大利亚海洋研究所、昆士兰大学也是珊瑚生态系统修复领域影响力较高的研究机构，分别针对大堡礁、加勒比海域珊瑚生态系统的恢复问题开展研究，近些年来在珊瑚基因水平上的修复方面研究成果较多。
/ Y$ E0 I B4 ?# n. F" G o 图源：pixabay
) A9 |/ j2 K! B& t 为保护珊瑚礁生态系统的健康发展并维持其生态服务功能，我国相继建立了多个珊瑚礁自然保护区，包括南海三亚珊瑚礁国家级自然保护区、广东徐文珊瑚礁国家级自然保护区、福建东山珊瑚礁海洋自然保护区及广西涠洲岛珊瑚礁国家级海洋公园。
0 u9 i8 N+ D5 l; ^- a 在三亚鹿回头礁区、大亚湾、西沙赵述群岛、福建东山等地陆续开展了珊瑚礁修复项目，主要采用珊瑚移植和人工礁基替代技术，通过改善空间异质性来提高造礁石珊瑚幼体附着与珊瑚礁恢复，在我国南部岛礁开展的大规模实践也取得了良好的效果，1年后移植珊瑚的成活率从40%～95.2%不等，国际上珊瑚修复项目中珊瑚存活率中位数在60%～70%之间。
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珊瑚礁生态修复技术代表性机构 制图/柠语
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目前，世界各国对全球珊瑚礁生态系统修复研究开展了一系列工作，包括珊瑚移植技术、珊瑚有性繁殖技术等生物修复技术和珊瑚礁基质稳定等生境改善技术，修复项目实践中面临的限制性技术和发展瓶颈主要存在于以下几个方面：
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1.珊瑚幼卵的附着率和成活率。
+ ^) [) j. c' R3 j 改善修复区生境条件，维持珊瑚礁生态系统生物多样性，提高有性繁殖过程中珊瑚幼卵的附着率、空间密度和存活率，仍是亟待攻克的重要技术难题。
& H1 L# ?1 H; [ 2.珊瑚与礁区生物的相互作用关系机制。
3 [/ W2 @. B% I5 M 部分珊瑚共生生物能抑制珊瑚竞争生物的扩散与入侵，维持珊瑚群落稳态，部分微生物、病毒等联合作用会诱发珊瑚群落疾病，探究珊瑚共生生物（动物、藻类及微生物）与珊瑚的交互作用关系，是建立珊瑚礁预警系统亟需解决的难点。
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3.生境连通技术。
- b- ~7 n$ d+ q d ?2 Y3 r2 d 生境连通可改善珊瑚生态系统对抗外界扰动的弹性和恢复力，提高生物多样性，缩短受损珊瑚的恢复时间，提升珊瑚生态系统及其它连通系统的自组织能力和健康程度，但该技术仍缺乏理论研究基础及现场应用实践推广，是珊瑚礁生态修复技术体系中有待克服的瓶颈。
1 j, l. S( I; V4 v! x 图源：pixabay
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要特别指出，由于目前我们对珊瑚礁生态系统结构和功能的认识仍不透彻，现阶段较难按照可持续发展的规律来开发和利用珊瑚礁资源，因此整个珊瑚礁修复过程中修复方法、评价指标的选取并非一成不变，而是应当根据实际修复情况做出调整，不断优化与完善。
( j- L! g/ J7 Y 针对不同的修复区，需结合珊瑚礁生态系统实际情况，结合地域、修复方法、修复珊瑚种类等因地制宜科学地选择不同的评价指标，对珊瑚礁修复开展有效监测和效果评价。
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例如，针对我国人类活动频繁的沿岸地区(如海南三亚、广东深圳等)，可以通过环境管控、稳定基底以及选择移植一些对环境变化耐受力较强的珊瑚种类进行修复;同时，政府及相关部门应加强对当地居民以及参观游客的宣传教育、管理工作，提高大众保护珊瑚礁生态系统的意识。
+ ?/ @7 f, ]# J7 x 因此，在对当地的珊瑚礁修复效果进行评价时，除需要选择移植珊瑚成活率、珊瑚覆盖率、礁栖生物多样性、珊瑚健康状况等指标外，还应当将社会价值、文化价值、经济价值等指标综合起来对当地珊瑚礁修复效果予以综合评价。
7 B. C7 Z1 |$ l; G- Z. h6 M# X1 J3 l& [, H$ h 而针对人为影响较小、自然生长状况较为稳定的珊瑚礁生态系统(如我国南海诸岛)，常选择构建珊瑚苗圃、搭建人工礁、珊瑚移植技术以及有性繁殖等方法修复珊瑚礁。
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在修复评价指标的选取上则要充分考虑珊瑚多样性、礁栖生物多样性、结构复杂性、大型藻类与植食性生物种类和丰度、大型底栖生物种类和丰度等生态指标。
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参考文献：
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1.《典型海洋生态系统生态修复成效评估研究进展与展望》，海洋通报.2021年12月第40卷第6期；作者：吴霖，欧阳玉蓉，吴耀建，蔡灵，戴娟娟.
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2.《海洋生态系统修复研究进展》，应用海洋学学报.2018年8月第37卷第3期；作者：王丽荣，于红兵，李翠田，孙妮.
% H2 B: z6 d5 H5 a 3.《海草床资源保护与可持续发展研究》，国土与自然资源研究.2021年2期；作者：周媛媛.
" u, Q- F7 G; L1 L 4.《基于文献计量分析的珊瑚礁生态修复技术研究现状及发展趋势》，环境科学学报.2022年1月第42卷第1期；作者：王晓玲，林海英，张美琦，孙涛.
/ A1 K$ [/ W9 h5 m 来源：海洋世界传播
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未来两天海洋环境预报
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预计明天，
# Y& u4 ~) Z+ B$ p! P 渤海有1.3到1.8米的中浪；
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黄海有1.8到2.8米的中浪到大浪区；
0 o0 E9 }. B( j( a" L' H! H6 N 东海北部有1到1.5米的轻浪到中浪；
5 Q; f+ M, s$ y P) Y4 \ 东海南部、钓鱼岛附近海域、台湾以东洋面有1.7到2.3米的中浪区；
g: c+ i. U# Z/ D7 l6 S+ w 台湾海峡有1到1.5米的轻浪到中浪；
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南海、巴士海峡有1.5到2米的中浪；
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北部湾有0.7到1.2米的轻浪。
. D" f: R+ h! h 预计后天，
# w x; y! u" J: k; x2 R7 r 黄海的大浪区维持，并拓展至东海东北部，浪高有2到2.8米。
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) w v( h7 k4 b5 b: T 3月3~8日西北太平洋海浪数值预报动图
& }' `6 ^$ Y W: X4 E 美丽海岛海域海况
3 l0 Q7 h% W6 U" x! V+ {/ g 预计明天，
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钓鱼岛附近海域有2米的中浪，永兴岛、永暑礁附近海域有1.3~1.4米的中浪，这些海岛较适宜乘船旅行；
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我国其他各美丽海岛附近海域都是轻浪，海况不错，非常适宜乘船出行和海岛游玩。
+ I& ~' O8 G: R, N5 | 美丽海岛是指以下的35个海岛：
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觉华岛、长山群岛、菩提岛、长岛、刘公岛、灵山岛、秦山岛、连岛、崇明岛、嵊泗列岛、岱山岛、东极岛、普陀山、大陈岛、玉环岛、洞头岛、南麂岛、嵛山岛、三都岛、平潭岛、湄洲岛、东山岛、钓鱼岛、南澳岛、万山群岛、川山群岛、海陵岛、南三岛、东海岛、涠洲岛、分界洲岛、蜈支洲岛、永兴岛、黄岩岛、永暑礁。
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