虽然海洋对人类福祉具有十分关键的作用，但是特别在过去几十年，人类围绕海洋的活动，如过度捕捞、海岸开发、大规模的水产养殖、人口沿海岸线的聚集，甚至全球气候变化已经很大程度地改变了海洋生态系统，削弱了海洋继续为人类提供服务的潜力（Halpern等，2012； Anderson等，2012）。例如，按照发表于Nature的一个基于10个公共期望指标来评价人类-海洋生态系统健康程度的指数（满分100），所有海洋国家中只有5%得分在70以上，32%的国家得分在50以下；我国得分仅为53（Halpern等，2012）。海洋富营养化是影响海洋生态系统健康的最重要因素之一（Howarth等，2000； Rabalais等，2009； Smith & Schindler，2009； Glibert等，2010；Howarth等，2011）。海洋富营养化，主要由人口增加、能源需求增加、大量使用含氮、磷的化肥、畜牧业废物的增加和水产养殖业的发展造成排入水体的各类营养盐大量增加而导致的（Glibert等，2010）。海域富营养化的生态环境效应包括：出现低氧区或无氧区、重要生境（如沉水植物和珊瑚礁）消失、生物多样性减少、海洋有害藻华（包括大型藻类形成的藻华）暴发频度和强度增加等（Smith and Schindler，2009；Howarth et al.，2011）。此外，还会出现诸如消费者生物量增加、水母类旺发、底栖和附生藻类生物量增加、大型植被种类组成改变、鱼类死亡事件增加、渔获量下降、水体透明度下降、水体异味、美学效果降低等（Smith and Schindler，2009）。国内学者根据富营养化发展的历史，对海洋富营养化新定义为“海水中营养物质过度增加，并导致生态系统有机质增多、低氧区形成、藻华暴发等一些异常改变的过程”（俞志明等，2011），该定义包括富营养化的“原因、效应和过程”三大要素。而且，由于富营养化海域生源要素的生物地化循环特征，会进一步增加氮、磷浓度，减少硅的可利用性，这一正反馈机制会进一步加剧水体的富营养化问题（Howarth等，2011）。20世纪90年代，人类排入河流和近海的氮是工业革命前的3倍以上，磷是3～4倍以上。2000年以来，污水处理技术的进步使许多工业国家的磷排放量下降，但氮的排放量或污染程度仍然很高（Howarth等，2011）。美国等发达国家也有2/3的海湾、河口生态功能因为富营养化问题而退化（Howarth等，2011）。再以我国氮肥使用量为例，在1970年代为500万吨/年，现在增加到2000多万吨/年，占全世界氮肥使用量的25%（Glibert等，2010）。已有研究表明，我国近海富营养化具有营养盐污染面积广、河口和海湾营养盐污染问题严重、近岸海域氮污染问题突出等特征（俞志明等，2011；周名江等，2013）。

生物恢复法是近几年发展起来的环境恢复手段，由于它的生态安全性和可持续性，已被广泛用于各种生境的恢复实践中（Chen等，2003；Conner等，2000；Parrotta and Knowles，2001）。在近海海域的生态恢复方面，国内外已有一些学者开展了利用大型海藻恢复或改善海洋生态系统，尤其是吸收海水营养盐的研究（Cohen and Neori，1991；Fong，2004；Pedersen and Borum，1997；Neori等，1996；Lavery and McComb，1991；徐永健等，2004）。

大型海藻是海区重要的初级生产者，生命周期长、生长快，能通过光合作用吸收水体的碳、氮、磷等营养盐，同时增加水体溶解氧。因此，大型海藻被称为海洋环境中的生物过滤器。大型海藻的生物滤器作用通过对水体过剩营养盐的吸收、利用来实现。

本案例是利用大型海藻长心卡帕藻（Kappaphycus alvarezii）作为恢复工具藻恢复半封闭海湾的富营养化水体，主要参考路克国博士论文《大型藻类在工程治理海水富营养化和抑制病源微生物中的作用》（2008）。案例分为两个部分：一是自然海域恢复前的准备，主要通过室内实验和人工修建的藻类养殖系统中进行的长心卡帕藻去除氮、磷的半连续实验，探索并完善利用长心卡帕藻进行富营养水体恢复的技术；二是利用长心卡帕藻恢复半封闭海湾——黎安海湾富营养化的水体，评价恢复效果。