书城科普读物高新科技的开发(海洋与科技探索之旅)
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第8章 海洋环境容量与倾废

海洋环境容量是指在一定的自然、经济条件下,结合各海域的使用功能及其环境质量的管理目标,预测该海域内允许排入的污染物的最大量。

海洋是一个客观存在的自然资源库,但并不意味着我们可以无止境地开发和污染,一定范围的海域所能容纳的污染物数量是有限的,环境容量是我们充分利用海洋自净能力的一个综合指标。海洋环境容量大小与海域环境空间的大小、位置、水文气象、水生生物、自净能力、生物的种群特征、污染物的理化特性以及该海域所执行的环境标准等均有密切关系。

从环境空间来看,空间越大,环境对污染物的净化能力就越大,环境容量也越大。

对海洋污染物来说,其物理、化学性质越不稳定,环境对它的容量也就越大。

海洋荒漠化及其危害海洋荒漠化是指在人为作用下海洋(及沿海地区)生产力的衰退过程,即海洋环境向着不利于人类生存的方向发展。海洋荒漠化的主要原因是海域环境承载能力的下降,具体表现为海域生产力的降低、海水水质的恶化、红树林及珊瑚礁的破坏、捕捞过度以及赤潮等生物灾害频繁暴发等。由于海水和生物的流动性,往往是“源头”海域受到破坏,影响毗邻甚至整个海域的生态环境。

我海域总面积约为4.277×106平方千米,由于沿海经济的高速发展,加之人类对海洋的不合理利用,某些海域正在经历着严重的荒漠化过程,其中,渤海近海海域的荒漠化趋势尤为显著。近20年来,随着环渤海地区经济的快速发展,渤海遭遇到空前的污染。受污染的海域面积由1992年不足26%增加到2002年的41.3%,某些沿岸海底淤泥中的重金属元素含量甚至超过国家规定标准的2000倍。大量氮、磷营养物排入近岸海域后,提高了海水富营养化的程度,导致赤潮频频发生。20世纪60年代以前渤海没有赤潮记录,70年代仅发生3次,80年代发生19次,90年代爆发27次,2000年至2008年已发生赤潮88次。最大一次的赤潮面积超过1万平方千米,累计经济损失数十亿元。同时,过度捕捞造成渔业资源严重衰退,表现为渤海渔业生物品种明显减少,传统经济鱼类资源量大幅下降,并呈低龄化和小型化趋势,幼鱼占捕捞总量的60%以上。

海洋倾废海洋倾废是指利用船舶、航空器、平台及其他载运工具,向海洋处置废弃物和其他物质的行为;向海洋弃置船舶、航空器、平台和其他海上人工构造物,以及向海洋处置因海底矿物资源勘探开发及与相关的海上加工所产生的废弃物和其他物质的过程,但是不包括船舶、航空器及其他载运工具和设施正常操作下产生的废弃物排放。

世界上最早实行海洋倾废的国家是美国。早在1875年,美国就开始在南卡罗来纳州的查尔斯顿港向海里倾倒酸液泥,开了向海洋倾废的先河。英国从1887年开始在泰晤士河口海湾倾废。此后,日本、法国、爱尔兰、新西兰等国也相继在海上倾废。不合理倾倒的废弃物污染了海洋环境,造成了严重的海洋生态破坏,例如,20世纪30年代在波罗的海由于水泥包装破损倾倒的7000多吨砷,杀死了大量鱼类。

为了保护海洋环境,1972年在伦敦召开的关于海上倾倒废物公约的政府间会议通过了《防止倾倒废物及其他物质污染海洋的公约》,即《伦敦倾废公约》。该公约的1996年议定书规定,缔约方“应禁止倾倒任何废弃物或其他物质,除那些列入清单的物质外”。被列入可排放清单的包括疏竣物质、污水污泥、鱼类废弃物,或由工业鱼加工作业产生的物质、海上船舶和平台或其他人造结构、惰性的、无机的地质物质以及最初构成铁、钢、混凝土和类似无害物质的庞大物品。我国在《海洋倾废管理条例》中也明确规定“严格控制向海洋倾倒废弃物”,并分别对禁止倾倒的物质和需要获得特别许可证才能倾倒的物质进行了界定。

海洋生态补偿海洋生态资源是人类社会与环境可持续发展的基础。但是,在开发利用海洋资源的过程中,由于人们的认识不足,生产规模宏观调控不力,导致海洋生物资源数量锐减,海洋生态系统遭到不同程度的破坏。为了保障海洋生态资源的永续利用和持续发展,有必要采用经济手段对海洋生态资源进行管理。由于海洋生态资源是公共物品,按照市场机制存在着生产不足或产出为零的情况,作为管理者的政府应该对海洋生态环境破坏的受害者和环境治理中作出贡献的贡献者给予补偿。

海洋生态补偿是指海域使用者或受益者在合法利用海洋资源过程中,对海洋资源的所有权人或者为海洋生态环境保护付出代价者支付相应费用,其目的是支持与鼓励保护海洋生态环境的行为。

进行海洋生态补偿,首先要确定某一海洋开发或保护活动的利益相关者,即受该活动及其结果影响的人、集团或者组织,主要依据如下:①确定海洋生态资源的经济价值;②为保护海洋生态资源作出贡献的应是主要的补偿对象;③充分考虑与海洋生态资源开发与保护相关的间接利益相关者;④进行保护海洋生态资源价值的生态补偿时,不要忽视海洋生态系统的服务价值。经济补偿或资金补偿是海洋生态补偿的一个方面,补偿强度可依据海洋资源价值和当地经济发展水平进行确定。

除经济补偿以外,海洋生态补偿还应包括对海洋生境的补偿和海洋资源的补偿。在资源补偿方面,我国已进行了大量实践,例如,20世纪80年代我国在黄海、渤海实施的中国对虾生产性增殖行动等。

海洋生态破坏海洋环境问题包括海洋环境污染和海洋生态破坏两个方面。海洋环境污染是指污染物质进入海洋,超过海洋的自净能力;而海洋生态破坏是取出性损害或开发性损害,又称非污染性的损害,即由于人类不适当地从海洋环境中取出或开发出某种物质、能源(非排污活动)所造成的对海洋环境的不利影响和危害。

人类不合理的生产活动所造成的典型海洋生态破坏包括:①海岸工程建设、围海造田、红树林毁林挖塘养虾等行为破坏了海岸环境和海岸生态系统;②人类对某些传统经济鱼类的过度捕捞,使近海的鱼虾资源数量锐减,品质下降,进而导致部分非经济生物由于天敌锐减而大量繁殖,使海洋生态失去平衡,海洋生态环境遭到破坏;③赤潮,危害水产养殖和捕捞业等海洋环境。河口和港湾多与大中城市相毗邻,人口密集,因而是出现海洋生态破坏现象的主要区域。在污染较大的海域,生态系统变得十分脆弱,更容易发生生态破坏。减少污染物的排海量和控制海洋资源的过量开采,是防止海洋生态破坏的主要措施。

海洋生态系统的服务功能海洋生态系统服务功能是指一定时间内特定海洋生态系统及其组分为人类提供的赖以生存和发展的产品和服务。海洋生态系统服务功能大致上包含食品生产、原料生产、氧气生产、提供基因资源、气候调节、废弃物处理、生物控制、干扰调节、休闲娱乐、文化价值、科研价值、初级生产、营养物质循环、生物多样性维持等14项基本功能。

根据海洋生态系统服务功能的相似作用和性质,可将这些功能合并为供给、调节、文化和支持四大类功能。

供给功能是指海洋生态系统为人类提供食品、原材料、提供基因资源等产品,从而满足和维持人类物质需要的功能。

调节功能是指人类从海洋生态系统的调节过程中获得的服务功能和效益。

文化功能是指人们通过精神感受、知识获取、主观印象、消遣娱乐和美学体验等方式从海洋生态系统中获得的非物质利益。

支持功能是为海洋生态系统物质功能、调节功能和支持功能提供所必需的物种多样性维持和提供初级生产的保证的功能。

这些海洋生态系统服务功能是海洋生态系统及其生物多样性的整体性表现,是生物与生物、生物与环境相互作用的结果,也是海洋生态系统对人类贡献。

海洋生态系统围隔实验在用人工方法把自然海水围成的相对封闭的生态系内,研究海洋生态系统结构、功能及其变化的实验称为海洋生态系统围隔实验。这种围隔的水深介于1~10米之间,海水与周围海水不能进行交换,不会受到潮流和水平扰动的影响,但与周围的自然环境极其相似,能够很好地解决在天然海域中试验条件差异较大的问题,使实验结果更具有客观性。围隔按水体积大小可分为3类,即小尺度围隔(1~10立方米)、中尺度围隔(10~100立方米)、大尺度围隔(>100立方米);按生态系统类型可分为浮游生态系围隔、浮游——底栖生态系围隔和底栖生态系围隔;按基质可分为软底围隔、岩基围隔和悬浮围隔。

目前,国内外围隔实验的研究的内容大体上包括4个方面:①海洋生物自然生态研究。主要研究浮游生物的种群结构、组成和环境之间的关系,食物链不同营养阶层生物之间的物质和能量的转移,并在此基础上建立数学模型。②污染生态学研究。例如,营养盐、重金属、石油和农药等污染物在生态系统中的迁移转化及其对生态系统结构、功能的影响。③渔业资源学研究,尤其渔业资源是对生物资源补充及对其造成影响的因素的研究。④海——气界面通量和水——沉积界面的相互关系的研究。1984~1987年,国家海洋局第三海洋研究所、山东海洋学院和厦门大学等单位同加拿大科学家合作,在厦门进行围隔式生态系实验工作,在20米×10米×5米的陆基水池中做了油和重金属对海洋生态系统影响实验。