黄小平,中科院南海海洋所海洋生态研究室主任,研究员;1965年10月出生,现任"973"项目首席科学家,中科院热带海洋生物资源与生态重点实验室副主任,中科院珠江三角洲环境污染与控制研究中心副主任;长期从事近海生态环境与海草生态学研究,发表学术论文180余篇,其中SCI收录60余篇,出版专著2本,获得省部级科技成果6项。
我国海湾资源丰富,开发历史悠久,近几十年来,海湾开发利用已给地区带来了巨大的经济效益,但同时也产生了不容忽视的问题。人类在开发海湾资源过程中,由于对自然压力、社会压力、经济压力对海湾生态环境变化驱动的机制认识不清,过度开发破坏了海湾生态环境,造成海湾生态系统自我调节能力和生态服务功能下降。此外,由于缺乏集海湾海域及其流域为一体的资源开发利用总体规划和合理保护,我国海湾海洋交通运输、围海造地、临海工业的快速发展,以及海湾流域的开发,对海湾传统用海空间及其生态环境的不利影响日益凸显。
1 海湾生态环境恶化
近几十年来,随着我国沿海地区经济的快速发展,高强度人类活动已对海湾生态环境产生显著影响,对海湾的生态安全构成严重威胁。
1.1 环境污染严重,富营养化加剧
由于海湾及其流域的高强度人类开发活动,氮、磷及毒害污染物等大量输入湾内,对我国海湾水质和沉积物质量产生显著影响,我国多数半封闭性海湾水质污染严重,沉积物中痕量金属超标。例如,胶州湾海水中的无机氮含量从20世纪60年代的0.03 mg/L升至21世纪初的0.29 mg/L,1981—2001年间,海水氮磷比值从18升至57。广东大亚湾是一个半封闭的亚热带海湾,随着近年来工业废水、海水网箱养殖污染物、流域面源污水、城镇生活污水等排放量迅速增加,该海域已由贫营养状态发展到中营养状态,部分海域出现富营养化,海水无机氮含量逐步增加,氮磷比值从1985年的1.3升至2003年的61.9。大亚湾部分海域沉积物中铬、铅、锌等痕量金属含量已接近其自然背景值的2倍。
由于经济的快速发展与海湾水交换能力弱,世界很多海湾也不同程度地出现环境问题。例如,日本濑户内湾曾因严重的汞污染而产生世界闻名的水俣病事件,东京湾的经济总量占了日本全国的1/3,但为此付出了沉重的环境代价,2004年东京湾的总氮和总磷输入量已经分别达到208 t/d和15.3 t/d;而在墨西哥湾北部的Grand湾沉积物中,砷和铅积累严重。
1.2 生物组成简单化,生物群落结构异化
由于富营养化及营养物质组分结构改变等原因,我国海湾的生物群落结构发生明显变化。自20世纪60年代至21世纪初,胶州湾浮游植物优势种发生显著更替,中肋骨条藻等偏好富营养环境的藻类成为最明显的优势种,浮游植物多样性指数下降。浮游动物群落结构也发生重大改变,2008年被囊类等胶质浮游动物的平均丰度已达到20世纪90年代的5倍以上。大亚湾浮游植物种类数从1982年的159种减少至2004年的126种,浮游动物种类和优势种的更替频率呈现逐步增大的趋势,而优势种组成趋于简单化。
1.3 生态功能退化,生态系统失衡
人类活动引起大量营养物质输入海湾,可能通过改变生物群落结构而影响到食物网结构及其能量传递效率,这引起国内外的普遍关注。例如,氮硅比值的增加可导致硅藻支持的食物链削弱,甲藻支持的食物链增强,改变海湾生物的营养级结构,甚至可能导致食物链断裂和生态系统失衡。以胶州湾为例,人类活动已使其生态功能明显退化,生物资源显著衰退,游泳生物趋于小型化,这可能与被囊类等胶质浮游动物数量增加而导致食物链断裂有关。
2 海湾面积缩小,泥沙淤积
海湾空间面积的缩减表现为自然岸线、滩涂、湿地及海域可利用面积减小,甚至海湾消失。近几十年来,我国围湾造地、围湾养殖等工程用海加速增长,改变了海湾岸线的自然属性,缩减了海湾面积及纳潮量,并导致海湾自然环境恶化、海湾正常功能退化。例如,胶州湾水域面积从1928年的560 km2减少至2004年的367 km2,水域面积减少近1/3,其纳潮量由1935年13.6亿立方米减少至2005年11.1亿立方米,水交换能力大幅度下降,导致泥沙严重淤积。胶州湾原来的自然海岸已经逐步变为人工海岸,岸线大幅度向湾内推进,从1863年到2008年,胶州湾自然岸线由203.8 km缩减至19.3 km,而人工岸线由0增至158.8 km。由于高强度的围垦,泉州湾海域面积从1955年的163.3 km2减小至1990年的132.6 km2,而

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