海洋环境的特性
第一章 保护海洋,保护家园
1.海洋环境的特性
广义的海洋是指地球上连成一片的海和洋的总水域,包括海水、溶解和悬浮于水中的物质、海底沉积物,以及生活于海洋中的生物。因此,海洋环境是一个非常复杂的系统。
世界海洋中所发生的各种自然现象和变化过程是有自身的特点,从环境的自然属性和功能考虑,海洋环境至少具有以下三大特性。
整体性与区域性
海洋环境的整体性指的是环境的各个组成部分或要素构成一个完整的系统,故又称系统性。海洋环境的区域性或称区域环境指的是环境特性的区域差异,不同地理位置的区域环境各有其不同的整体特性。海洋环境的整体性和区域性特点,可以使人类选择一条包括改变、开发、破坏在内的利用自然资源和保护环境的道路。
变动性和稳定性
海洋环境的变动性,是指在自然和人为因素的作用下,环境的内部结构和外在状态始终处于不断变化之中。而稳定性是指海洋环境系统具有一定的自我调节能力,只要人类活动对环境的影响不超过环境的净化能力时,环境可以借助自身的调节能力使这些变化逐渐消失,其结构和功能得以恢复。
海洋环境容量大
全球海洋的容积约为1.37×109立方千米,相当于地球总水量的97%以上。海洋作为一个环境系统,其中发生着各种不同类型和不同尺度的海水运动和过程。海水运动或波动是海洋污染物的输运的重要动力因素,任何污染物排入海洋通过环境自身的物理、化学和生物的净化作用,能使污染物的浓度自然地逐渐降低乃至消失。充分利用海洋环境具有容量大的特点,可成为解决陆源污染物出路(污水排放),实行总量控制和污水深水排放的重要途径。
2.海洋的环境问题
全球海洋环境或区域环境中出现了不利于人类或生物生存和发展的现象,目前均概括为海洋环境问题。它是当前世界上人类面临的重要问题之一。海洋环境问题的形成是多方面的,但目前所指的环境问题,主要是人类利用海洋环境不当和人为排污所造成的。
长期以来,人类从海洋中获取资源,然后又将使用过的自然物质及废弃物排入海洋,从而参与了自然环境中的物质循环和能量流动,不断影响着海洋环境。过去几千年,人类在生产活动中向海洋排入的污水废物数量较少,海洋具很大的自净能力和足够的环境容量将其分解、稀释、净化,因而造成危害不大。然而,从工业革命以来,特别是19世纪的后半叶,由于科学技术的迅速进步。工农业生产的迅猛发展,人类征服海洋的能力空前提高,每年都有数以亿吨新的各种废水废物排入海洋,日积月累,终于超出了海洋环境容量,加速了环境污染及对生态环境的破坏。近半个世纪以来,世界上相继发生过多起环境污染造成的公害事件。例如,1953~1956年日本的水俣病事件,1955~1972年的痛痛病事件,1983年上海的甲肝病事件等。特别是近些年来,由“温室效应”引起全球变暖,将可能在21世纪使海平面升高,使居住在沿海的上亿人口受到威胁。南极上空臭氧空洞逐年加大、北极的臭氧层也在迅速被破坏,这将使人类德康和生物构成危害的紫外线直射地球表面的强度增加。
“温室效应”不仅会造成海平面上升及沿岸人类的安全,随之而来气候异常与海洋自然灾害的增加,也会对生态环境造成威胁;酸雨、臭氧层破坏引起的紫外线增强等也是海洋生态系统的潜在危险因素。据估算,如果平流层臭氧减少25%,浮游植物的初级生产力将下降10%,这将导致水面附近的生物(鱼、贝类)减少35%。
还有更更严重的海洋生态灾害。有害赤潮是随着世界范围经济发展,沿海地区大量污水和养殖废水排放入海,导致近海富营养化日趋严重,酿成的一种生态灾害。它的发生不仅危害海洋渔业和养殖业,恶化海洋环境、破坏生态平衡,而且赤潮毒素还通过食物链导致人体中毒。赤潮灾害造成的巨大经济损失和对生态环境的严重破坏已使其成为世界三大海洋环境问题之一。中国也是世界上深受赤潮之害的国家之一。自20世纪70年代以后,赤潮的发生以每10年增加3倍的速度不断上升。每年赤潮灾害损失从90年代初期的近亿元增至90年代后期的10亿元左右。
面临全球海洋的众多环境问题,许多国家政府和科学组织都在重视和加强海洋资源的合理开发利用和海洋环境保护的研究,预测未来的人类活动对海洋生态环境和生物资源可能的影响和危害。
3.正在退化的海洋
人类依赖于海洋。大海养育着人类,在气候循环和其他维持生命的全球性过程中起到不可替代的作用。海洋是地球上生命的摇篮,而且现在仍然是众多生物的生存场所,其生物类群远比陆地上多得多。海洋支撑着日益增长的旅游业和休闲业;海洋运输仍然是世界贸易的主体。海洋提供了大量珍贵的药用化合物。海洋不是部落和沿岸居民,而是全人类文化的固有组成部分。海洋对于沿海国家的发展至关重要。简言之,海洋是世界自然和文化遗产极其重要的组成部分。
然而,全世界海洋正在退化。渔业过度捕捞、过量的垃圾倾倒人海,海洋成了众多陆地污染物的最终排放场所。底栖拖网可能大范围地改变底栖生境。平均起来,在底栖拖网的过程中,有超过80%的渔获物被遗弃,其中绝大多数已经死亡。在许多区域,不可持续的捕捞作业仍然十分普遍,例如毒鱼和炸鱼。
特别是由于人口的剧增,海岸带将面临最严重的威胁。在大部分热带地区,海洋的生产力集中在珊瑚礁、海草床和沿岸的红树林等小区域,它们为鱼类提供了摄食和繁衍的场所。珊瑚礁受到全球变暖、建材开采、陆源污染和淤积的影响。它们是多样性最丰富和最受威胁的区域,也是海岸带社区生计的最主要来源。
但是,认为只有沿岸地区的生产力高是一个错误的概念。海洋中无硬质结构的软质海底通常分布着大量的海绵、无脊椎动物、蠕虫、线虫和藻类,这些也是极需保护的区域。
对公海开放使用所造成的不幸后果使得对其保护所作的努力难以见到成效。所有的人都在利用公海,但公海却不属于任何人。通常社会上没有任何机构或组织负责对公海实施精心管理和保护。这使得海洋自然保护加倍困难。
4.更加严重的危机
如果说现在问题已经存在,那么由于气候的变化,将来可能更加严重。预计海平面的上升可能淹没许多岛屿。由于存在数百个地势低洼的岛屿和环礁,太平洋和印度洋沿岸的国家特别易受其害。在气旋、风暴潮、特大潮和厄尔尼诺变动期间结果最糟。海岸线将更易受到侵蚀,使海岸带基础设施处于危险;红树林将消失、农田将被成水淹没。一项世界自然保护联盟的研究估测,海平面的升高将导致马绍尔群岛、基里巴斯、图瓦卢、托克芬群岛不复作为国家存在。在1990年和1991年,当年的最大潮几乎淹没了马绍尔群岛的马米罗城区,环境威胁正在使所有国家的生存处于危险中。
珊瑚礁是最易受到气候变化伤害的海洋生态系统之一。海平面上升的速度可能超过珊瑚构造垂直生长的速率;温度的升高可能导致珊瑚的白化,进而死亡。由于海平面的上升,覆盖在海平面或分布在珊瑚礁表面的大片藻坪可能被活的珊瑚所取代,使珊瑚礁可能进一步从赤道向外延伸。
气候变化的影响是多阶段的,即不同效应相互作用的结果可能导致生物多样性的丧失。例如,有若干证据表明,由于营养物质水平和/或沉积物增加的压力,珊瑚礁更易于受到温度变化和紫外线辐射增强的伤害。此外,如果覆盖在陆地上的植被大规模丧失,侵蚀的增加对于珊瑚礁将是十分有害的。洪水的增多将导致更多的淡水径流,可能还包含较高的侵蚀和营养物质的流失速度,所形成的低盐度将对珊瑚产生不利的影响。
气候变化的影响并不单单局限于热带。已有证据表明这点,比如冰川融化速度增大、盐度变化、温跃层和生产力改变等。在世界许多地方,海平面上升将导致红树林、盐沼和高生产力的滩涂等潮间带生境的消失。海洋温度变化可能造成海洋物种空间分布的变化;暖水物种可能向两极扩展,与当地物种相互作用,可能导致当地物种数量减少或被替代。许多海洋生境,特别是温带的生境物种组成和结构可能发生改变。
最大的危险是气候变化的速度和对海洋造成的影响可能超过海洋生态系统的适应能力。
5.保护海洋,刻不容缓
占地球表面积71%的海洋是人类共有的巨大资源宝库,是“全球生命支持系统的一个基本组成部分,是一种有助于实现可持续发展的宝贵财富”《联合国——21世纪议程》。同时,国际社会特别是国际科学界,已广泛认识到人类正面临着重要而急迫的全球海洋环境问题。
1992年6月。在巴西里约热内卢召开的联合国《环境与发展》大会,联合国和我国政府都把海洋环境保护列入“21世纪议程”和《中国海洋——21世纪议程》的优先项目计划,并强调为了实现环境可持续发展,发展海洋环境科学是至关重要的。1995年11月,联合国政府间海洋学委员会(IOC)召开的研讨会上达成“防止海洋遭受来自陆地污染的全球行动计划”,1996年3月,联合国海洋环境保护专家组(GESAMP)召开讨论寻求解决“海洋环境状况”的最佳方案,并制定关于21世纪年海洋健康的方案。
保护环境是我国的一项基本政策。我国海洋环境保护工作始于1972年的首次渤海环境污染调查。通过近30多年的不间断海洋环境质量监测、调查和保护研究,海洋环境科学才从无到有、从小到大、由浅及深地发展起来,为推动这门学科自身理论建设和环境管理做出了世人瞩目的成就。