书城自然科学沧海长歌:有趣的海洋生态与文明
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第16章 丰富而有序的海洋生态(6)

海洋污染主要是由于人类的无节制活动所造成的。就在几十年前,人们的头脑中有关环境污染、环境保护等概念还非常模糊,很多人都把海洋当做一个大垃圾箱,工农业废水和废弃物、生活污水和垃圾等都一股脑儿地倾倒至海洋和江河湖泊中。直至近些年,由于海洋中赤潮接连不断地发生,并且越来越频繁,越来越严重,给人类造成的损失也越来越大,海洋环境污染问题才开始引起人类的关注。

海洋污染包括化学污染、有机污染、生物污染、热污染等多种。随着世界范围内工业化进程的加快,由工业废水和废弃物造成的化学污染、重金属污染、有机污染、热污染,由海上石油开采与海难事故造成的石油污染,由农业造成的农药污染、化肥污染,以及由生活污水造成的有机物污染、微生物污染等,都呈现逐年加重的趋势。这些污染物有的被直接排放到海洋中,有的虽然未直接排入海洋,但通过降水和大陆径流最终还是被带入了海洋,由此而造成的复合污染已使海洋的水环境质量明显下降,部分海域的污染甚至达到了非常严重的地步。此外,水产养殖业的无序发展和养殖规模的无节制扩大,养殖废水、饵料残渣、养殖生物的排泄物等直接影响了养殖区及其附近海域的海水质量,水产养殖业产生的自身污染进一步加重了部分近海水域的环境压力。据调查,我国的部分海水鱼网箱养殖区,投喂的饵料大约只有20%被鱼类摄食,氮转化率仅有24%~28%,有1%~38%-的饵料直接沉降至海底,再加上鱼类的粪便等有机物沉积,使养殖海区海水和底泥中有机物及氮、磷含量明显增加,加剧了养殖区海底底质的老化。某些贝类养殖区大致上也是如此。

目前我国近海以及七大水系和主要湖泊中,氮、磷污染已成为最主要的污染,如何控制含氮化合物的排放已成为突出的环境治理议题。《2000—2004年中国海洋环境质量公报》指出,无机氮和磷酸盐已成为全海域的首要污染物,氮和磷已成为导致海水富营养化的最主要因子。氮和磷在自然界中的循环已引起人类的格外关注。一方面因为氮和磷是自然生态系统中必不可缺的重要营养素;另一方面氮和磷过剩又会导致水体富营养化,破坏水域的生态平衡。在最近的几十年中,由于海域富营养化而导致的赤潮,已经给沿海渔业经济造成了巨大的损失,不仅我国如此,世界沿海各国也都面临着同样的压力。

除了氮、磷污染外,随着海洋石油开采以及海上交通运输业的迅速发展,近年来石油污染也成为近海污染中最普遍和最严重的海洋污染之一。此外,由生活污水带入海洋的微生物、由远洋船舶带至新海区的外来生物,以及因未加科学论证而盲目引进的新物种造成生物污染,大量排入海洋中的工业冷却水造成局部海域的热污染等等,这些污染又进一步加剧了对海洋生态平衡的破坏。长此下去,造成的后果必将是灾难性的。因此,治理海洋污染,保护海洋环境,必须引起人类的高度重视,应成为世界各国共同关注的重大议题。

海洋植物生态系统的破坏

1.珊瑚礁生态系统

(1)特点:珊瑚礁生态系统是热带特有的浅水生态系统,存在25~29℃水温,水深<;40米的海域;是生产力最高,生物多样性最大的生态系统之一。

(2)我国珊瑚礁的分布:主要分布在南海(如海南三亚国家级珊瑚礁自然保护区)、广东、广西、福建、台湾沿海。

(3)经济环境功能:珊瑚礁生态系统是生产力最高,生物多样性最大的生态系统之一,是昼夜活动鱼类群体共享的栖居地;珊瑚礁中生物十分密集,种类多样;是巨大的新化合物来源库和物种储存库(如抗生素、抗癌药等)。在环境意义上,它能防止海岸侵蚀和风暴损伤;珊瑚岛也是永久居住、种植、海上避难的基地、娱乐区域和各种生物的庇护场所。

(4)珊瑚礁生态系统被破坏的途径:过量捕鱼(炸药、毒药);开礁和炸礁(烧制石灰、水泥);附近港口疏浚(泥沙);电厂排放的冷却水(使水温升高);石油和磷肥装运长期污染海区;旅游业造成的破坏(如炸礁通航,游船在珊瑚礁处抛锚,潜水员脚踏,采集珊瑚、贝壳作纪念品)。

2.红树林生态系统

(1)红树林生态系统的特点:红树林生态系统是热带、亚热带(低盐、高温、淤泥质)潮间带特有的木本植物群落,是高生产力海洋生态系统之一;生存在独特的环境(热带海滩阳光强烈;潮起潮落,海水不断淹没和冲刷;土壤富含盐分);有独特的生命史和生理结构(如种子“胎生现象”、革质的叶、众多的气根)。

(2)在我国的主要分布:海南、广东、广西和福建沿海的河口两岸和淤泥质海湾。国家级红树林生态保护区有:湛江、山口、北仑河口、东寨港等。

(3)红树林的经济和环境功能:红树林生态系统是高生产力海洋生态系统之一;是一种森林资源,具有多种用途(如木材、薪材、纸浆原料等);红树林中鸟类、昆虫众多,红树林下鱼、虾、蟹、贝丰富;生物种类多达2000多种,也有许多珍贵濒危物种;红树林美化环境,景观奇异多姿,是良好的旅游胜地;红树林是有自我修复能力的天然沿海防护林(防风抗浪、固堤护岸、防止侵蚀、保护沿海设施);能防治污染(过滤陆源入海污染物、净化海水减少海域赤潮发生)。

(4)被破坏的途径:沿海工业发展、城市扩张和倾废,侵占红树林区;红树林被砍伐,改造成稻田、椰树种植场、鱼池、虾塘、盐田等;砍伐的红树林用于工业生产。

(5)保护的方法:海滩海岸植红树活动,红树林区的病虫害防治。

3.滩涂湿地生态系统

(1)湿地和滩涂湿地的定义:1993年《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》指出“不问其为天然或人工,长久或暂时性的沼泽地、湿草原、泥滩地或水域地带,带有或静止或流动,或为淡水、半咸水体者,包括低潮时不超过6米的水域”。一般理解的湿地包括沼泽、泥滩地、河流、湖泊、水库、稻田、滩涂(潮间带)以及低潮时水深不超过6米的海水区。后两者为滩涂湿地。

(2)滩涂湿地的分布:滩涂湿地多由河流携沙淤积而成,在河口两侧往往集中连片;我国沿海滩涂湿地分布广泛,面积最大为黄河三角洲滩涂湿地;在低纬度,多生长红树林,构成红树林生态系统;在中、高纬度,多生长芦苇等或为贝滩(如鸭绿江口滨海湿地自然保护区)。

(3)滩涂湿地的经济价值和环境价值:滩涂湿地是高生产力生态系统之一,是人类的重要资源库。是许多有商业价值生物的产卵地和育幼场,也是众多野生动物的繁衍地(两栖类、爬行类、鸟类甚至哺乳类等),为水产养殖、盐业发展提供有利条件;滩涂湿地的植物是饵料、燃料、工业原料;在环境意义上,它能储水、泄洪、抵御风暴潮,防止海浪冲击、保护海岸;吸收大量二氧化碳,调节气候;降解近岸海域污染,也是旅游观光的良好场所。

(4)滩涂湿地被破坏的原因:大规模的盲目围垦是滩涂湿地被破坏的主要原因,围垦为工业发展、城市扩张等工程用地,以及修建堤坝,开辟为盐田、虾田、农田及堆场等。此外,湿地污染加剧,泥沙淤积严重和海岸侵蚀不断扩展等也会进一步加剧其破坏。

海洋动物的悲鸣

1.儒艮的哭泣

儒艮,俗称美人鱼,与亚洲象有共同的祖先,于2500多万年前进入海洋生活。分布于印度—西太平洋海域,目前世界上仅存5个种群,1000~2000头,在中国属于国家一级重点保护动物。有专家估计,儒艮可能在25年后灭绝。儒艮白天在水深30~40米的浅海区活动,有时晚间或黎明也到河口区来觅食,但不能在淡水中栖息生活。儒艮多在距海岸20米左右的海草丛中出没,以2~3头的家族群活动,定期浮出水面呼吸。儒艮每天要消耗45千克以上的海草,摄食动作酷似牛,一面咀嚼,一面不停地摆动着头部,所以又称为“海牛”。

体重达500千克以上的成年儒艮,寿命最长可达70岁。它行动迟缓,从不远离海岸。它的游泳速度不快,一般每小时2海里左右,即便是在逃跑时,也不会超过每小时5海里。

儒艮与海马和海龟等一样,都把海草床作为栖身之处,当然,海草床还为其他各种海洋生物提供了温床,包括小型底栖生物,附生于海草上的动物、微生物、寄生生物以及鱼类,尤其重要的是,海草床为许多经济动物,如对虾的幼体提供了安全、隐蔽,并且营养丰富的栖息场所。一些动物实际上生活于海草床,附着于或结壳于叶子上,还有一些生物则生活在轻柔的海草床上。海草床是各种草食性动物的食物来源,使水下沉积物保持稳定,而且通过死后植物的分解,也为海洋生态系统增添了重要的营养物质。在珊瑚礁环境中,龙虾、海胆以及鱼类在晚上可能会离开珊瑚礁的保护而在附近的海草床中寻找食物。曾有人观察到大群黑色的长满刺的海胆在夜晚从珊瑚礁出发向着海草床行进寻找食物,直到白天来临时才返回的现象。

海草是种子植物在海洋中的唯一代表,是真正的已成功地适应了水下生活方式的陆上植物。其他的植物,例如红树林和盐沼中的海草,生活在海洋中但只有部分时间或周期性的生活在水下。在全球120个沿海国家都有分布,面积约为17.7万平方千米。

海草的初级生产力非常高,其生长速度很快,每天可长10毫米,与玉米、水稻不相上下,因而被认为对近岸海洋环境中的生产力和健康有主要的影响,它与珊瑚礁、红树林并列为世界上生产力最高的生态系统。2003年根据联合国环境规划署的资料,过去10年里,全世界的海洋中有10%的海草床消失了。造成海草床减少的原因是什么呢?归结起来,主要是沉积物淤积、污染和有害的渔业作业方式。

在广西壮族自治区的北部湾合浦海域,原先海草茂盛,但由于当地有挖沙虫的习惯,把几千亩的海草床,挖成了“瘌痢头”。底拖网作业也对海草床造成严重损害。小马力的渔船在10米以内水深的浅海区进行拖网作业,把大量海草连根拔起,极大地破坏了海草床以及当地的生态环境。海草床的丧失直接危害到像儒艮等珍稀动物的生存。

历史上,儒艮主要分布在中国广西、海南、广东和台湾海域,尤以北部湾海域数量为最多。广西合浦县沙田镇及周边海域共有9处海草床,面积500多公顷。在水温、水质、盐度适中,海底沟槽发育良好,海底草场茂盛的海域,最适宜儒艮的生存与繁殖。1958年以前,我们能看到,成群结队的儒艮在浅海中翻腾嬉戏,特别是天气变化时,不仅在水面扑腾,甚至游到离岸边3~5米远的地方。而在1958~1962年,4年间沙田海域共有250多头儒艮遭到捕杀。渔民们用小艇载着渔网到儒艮出没的海域,看见成群结队的儒艮就下网捕捉,有时一网就捕捉到十几头。

儒艮是一种羞怯、胆小的海洋动物,稍有异常响动便逃之夭夭。20世纪80年代以来,由于沙田海域的各类机动渔船日益增多,最多时可达500多艘。渔船行驶时的隆隆机器声,使得儒艮不敢游到浅海的海草床中来觅食。

除此之外,我们人类发展的海水养殖业对儒艮也有影响。近两年来沙田海域发展了许多个体贝类养殖场,不仅占据儒艮的生存空间,损害海草床,更有甚者,为了防止人们偷盗贝类,有些人除了在海中设立“瞭望塔”外,还在海中插下无数根长4~5米、碗口粗的木桩,宛如“海上森林”。潮涨潮落时,这些木桩会在海水中发光,还会发出响声,儒艮游近时就会觉得如临大敌,哪里还敢游近浅海觅食呢?更令儒艮致命的是,当地渔民使用电鱼工具捕鱼,海域内时不时冒出电火花。高压电流所到之处,大小鱼虾无一幸免。尽管至今尚无儒艮被电、炸、毒死的报道,但儒艮经受的惊吓是不难想象的。

儒艮,由于人类对其栖息地海草床的破坏和滥捕,已经濒临灭绝。20世纪80年代以来,原本属于儒艮主要出没地的广西合浦海域,已经难觅儒艮的踪迹。1992年10月,国家确定广西合浦沙田及周边的350平方千米海域为国家级儒艮生态自然保护区。

2.鹦鹉螺与砗磲的悲叹

(1)鹦鹉螺的悲叹:对大多数人来说,对鹦鹉螺的了解和认识,可能更多的是在鹦鹉螺色彩艳丽、纹路多姿、珍珠层厚的贝壳上,其他就所知不多。其实,鹦鹉螺和章鱼、乌贼是近亲,大约在5亿年前,鹦鹉螺就已经在海洋里生活了,其家族曾兴旺一时,但是,由于种种因素,鹦鹉螺已风光不再,正在逐渐走向末日。

在生物学上,鹦鹉螺是头足纲软体动物中唯一具有真正外壳的螺,而且是最早、有记录出现的头足类,因此与中华鲟、鲎以及矛尾鱼一样,有“活化石”之称。鹦鹉螺平时群居生活在50~60米水深的海洋中,白天躲在珊瑚礁浅海的岩缝中,晚上出来觅食,主要的食物是虾、螃蟹及小鱼。它有一对发达的大眼睛和约90只的触手。和章鱼或乌贼不同是,鹦鹉螺的触手没有吸盘,但具有黏性,主要功用是捕捉食物。触手的另一项特殊功能是帮助“睡觉”。鹦鹉螺休息或睡觉时,会用黏性触手拉住岩石,以免被海流卷走。鹦鹉螺的外壳有许多空腔,称为气室,气室之间有一条膜质管子相通,贯通整个螺壳。鹦鹉螺的肉体只住在最外面,最大的一个腔室,称为“住室”。其他的腔室是用来充水或充气的。鹦鹉螺在逐渐长大的过程中,会向外再生长出一个更大的腔室,而把旧腔室封住成为气室。气室的功用是充水或充气,即下沉时充水,沉得越深,充水越多;上升时充气。

鹦鹉螺主要分布在中国的南海和菲律宾到澳洲一带的热带海域,据说发明潜水艇的灵感就是从鹦鹉螺而来的,而第一艘潜水艇的名字也就叫“鹦鹉螺号”。

(2)砗磲的悲叹:砗磲也叫车渠,是分布于印度洋和西太平洋的一类大型海产双壳类。砗磲一名始于东汉,以其纹理像车轮的形状得名。砗磲、珊瑚、珍珠和琥珀并列为西方四大有机宝石。砗磲的纯白度为世界之最。《大般若经》把砗磲与金、银、琉璃、玛瑙、琥珀和珊瑚并列称为佛教七宝。

砗磲的贝壳大而厚,壳面很粗糙,具有隆起的放射肋纹和肋间沟,有的种类肋上长有粗大的鳞片。