膠州灣長期觀測站位布局圖
海灣是海洋中受人類活動影響最大的區(qū)域，也是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)域。膠州灣作為青島的母親灣，承載、見證了青島這座海洋城市的高速發(fā)展，也受到了自然變化和人類活動的多重影響，發(fā)生過一系列生態(tài)問題。
赤潮暴發(fā)、水母暴發(fā)、海星暴發(fā)……近年來，一個又一個海洋生態(tài)問題在膠州灣接踵而至。當(dāng)人們談起膠州灣時，不由得懷疑這個海灣的生態(tài)系統(tǒng)正在不斷惡化。而事實是怎樣的呢？
基于近40年的長期觀測和研究，山東膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站（以下簡稱“膠州灣站”）的科研人員發(fā)布了膠州灣站《2021年度報告》，揭示了膠州灣20多年來生態(tài)系統(tǒng)變化，分享了針對當(dāng)下一些生態(tài)災(zāi)害背后的思考，給出了不一樣的回答，也讓我們對膠州灣的健康狀態(tài)有了新的認(rèn)知。
01
20年來膠州灣健康狀況穩(wěn)中有升
中國海洋湖沼學(xué)會生態(tài)學(xué)分會副理事長、膠州灣站站長孫曉霞說： “我們能夠看到膠州灣發(fā)生的生態(tài)災(zāi)害，但往往對災(zāi)害背后的原因難以覺察。因此需要對膠州灣進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查和研究，解析其生態(tài)系統(tǒng)變化背后的驅(qū)動因子，建立預(yù)警機(jī)制及防控措施，為膠州灣可持續(xù)發(fā)展提供支撐”。
膠州灣站隸屬于中國科學(xué)院海洋研究所，是我國溫帶海域唯一集監(jiān)測、研究與示范于一體的綜合性生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站。1981年建站以來，膠州灣站即不定期對膠州灣進(jìn)行監(jiān)測。2003 年開始，監(jiān)測頻率增加到每月一次，長期觀測站位穩(wěn)定在 14個，基本涵蓋了膠州灣主要生態(tài)區(qū)域。
膠州灣站的使命就是了解膠州灣已經(jīng)發(fā)生了什么變化，搞清正在發(fā)生什么變化，更重要的是預(yù)測未來將發(fā)生什么變化，而實現(xiàn)這一目標(biāo)的核心是能否獲得長期觀測資料。
一個生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)應(yīng)該用哪些標(biāo)準(zhǔn)來衡量？2019年，膠州灣站基于長期觀測數(shù)據(jù)資料，與澳大利亞科研團(tuán)隊合作，確定了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康的氣象、水文、化學(xué)、生物等關(guān)鍵環(huán)境影響因子，建立了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康評估體系，所撰寫的《中國近海典型海域生態(tài)系統(tǒng)健康評估》報告，作為中國典型案例提交聯(lián)合國大會，服務(wù)于聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
膠州灣站《2021年度報告》，基于膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康評估體系，對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)作了最新健康評估。該報告對比分析了自上世紀(jì)90年代特別是2000年以來膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)，健康評估結(jié)果認(rèn)為：自2003年起，膠州灣的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況穩(wěn)中有升。2021年膠州灣健康評估得分為近20年來最高。
通過比較近20年來不同時期膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康變化情況，發(fā)現(xiàn)其健康水平總體提升。在全球變暖的背景下，膠州灣氣溫、水溫都在升高，降水量波動較大，可以看出近海生態(tài)系統(tǒng)面臨著氣候變化的挑戰(zhàn)。不過，自2011年以來，膠州灣的水環(huán)境質(zhì)量不斷好轉(zhuǎn)，水體富營養(yǎng)化、酸化、低氧等生態(tài)問題在膠州灣并不明顯。同時，膠州灣近10年來浮游動物、底棲生物豐度呈上升趨勢。
02
維持膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康的重要因素
作為一個集城市建設(shè)、工農(nóng)業(yè)發(fā)展、生物資源開發(fā)、大型海洋工程建設(shè)于一體的典型海灣，膠州灣在承受多重壓力下，是如何維持生態(tài)系統(tǒng)健康？
膠州灣自身擁有良好的水體交換能力，像所有海灣一樣，膠州灣一面向海三面環(huán)陸，海灣內(nèi)外海水的流通性常常受限。不過，膠州灣面積約370平方千米，平均水深只有約7米，相對而言，低水深大大提高了膠州灣水體交換能力，從而增強(qiáng)了其生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力。
膠州灣的生態(tài)向好，與青島對膠州灣開展的一系列海洋環(huán)境保護(hù)舉措高度相符。水體交換能力也受到人類活動影響，“氮、磷等陸地生源要素的過度排放，例如生活污水進(jìn)入海灣，會導(dǎo)致水體中的浮游植物數(shù)量增多。如果浮游植物不能充分被浮游動物利用，且海灣水體交換比較弱，大量的浮游植物和碎屑將沉降到海底，在分解的過程中就會消耗大量氧氣，導(dǎo)致水體缺氧。大量浮游植物爆發(fā)性增殖或聚集，還會造成水質(zhì)變差，出現(xiàn)富營養(yǎng)化，引發(fā)赤潮等災(zāi)害。
通過分析，科研人員將膠州灣近百年的環(huán)境演變大致分為3個階段：1980年以前、1980-2000年和2000年至今，膠州灣分別經(jīng)歷了環(huán)境的未受污染期——污染期——治理好轉(zhuǎn)期。2000年以來，青島加強(qiáng)膠州灣周邊工廠企業(yè)和生活污水向灣內(nèi)直接排放的監(jiān)管，實行達(dá)標(biāo)排放，對海岸帶實行綜合治理，后來更是提出了“環(huán)灣保護(hù)、擁灣發(fā)展”的口號，實施夏季禁漁等一系列措施，促進(jìn)了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)狀況不斷改善，健康狀況穩(wěn)中有升。
大量濾食性貝類的存在，也是維持膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康的重要因素。雙殼貝類是重要的過濾器和循環(huán)器，據(jù)推算，膠州灣菲律賓蛤仔養(yǎng)殖區(qū)中的蛤仔在夏季僅需12天就能夠?qū)⑺w過濾一遍，而膠州灣的水體自然交換至少需80天，因此這些貝類對于促進(jìn)膠州灣水體交換意義重大。這些貝類養(yǎng)殖生產(chǎn)不僅形成海洋碳匯，而且通過濾食作用，過濾大量的藻華，一部分用于生長，一部分隨排泄物沉降，相當(dāng)于將水體中的氮和磷轉(zhuǎn)移到沉積物中，經(jīng)過再循環(huán)后重新用于初級生產(chǎn)。對膠州灣的長期觀測發(fā)現(xiàn)，有時膠州灣浮游植物數(shù)量異常增高，但并沒有引發(fā)赤潮災(zāi)害，一個重要的原因就是大量菲律賓蛤仔的存在。
03
膠州灣健康但也隱蔽著生態(tài)風(fēng)險
海洋界關(guān)注的一個焦點是如何理解和認(rèn)識膠州灣發(fā)生的系列生態(tài)現(xiàn)象。從20世紀(jì)90年代以赤潮暴發(fā)為主，到近年來赤潮暴發(fā)減少、幾乎沒有水母暴發(fā)、間或海星暴發(fā)，膠州灣的生態(tài)災(zāi)害類型在變化。整體來看，膠州灣健康狀態(tài)穩(wěn)中有升，但需要注意的是，其生態(tài)風(fēng)險仍然存在。
中國海洋湖沼學(xué)會理事長、生態(tài)學(xué)分會理事長，中國科學(xué)院海洋研究所研究員、膠州灣站前站長孫松介紹，在以野生捕撈為主的時代，易造成海洋生物資源大量減少、海洋生境破壞，繼而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變化，產(chǎn)生生態(tài)災(zāi)害；而在以養(yǎng)殖為主的時代，藍(lán)色農(nóng)業(yè)也會產(chǎn)生像陸地農(nóng)業(yè)那樣的“通病”：莊稼種植年代久了就會發(fā)生蟲災(zāi)，藍(lán)色農(nóng)業(yè)也會發(fā)生自然災(zāi)害。因為藍(lán)色農(nóng)業(yè)的高密度性、養(yǎng)殖區(qū)域水體的連通性等原因，其自然災(zāi)害更加易發(fā)且易轉(zhuǎn)移。
孫松舉例說，改革開放之前直到1980年，膠州灣內(nèi)僅有有限的有計劃的對蝦、底棲魚類等底拖網(wǎng)捕撈，大型底棲生物環(huán)境非常穩(wěn)定，受干擾破壞較??；1980年之后隨著改革開放的深入發(fā)展，灣內(nèi)捕撈作業(yè)逐年增加，漁船馬力加大、漁網(wǎng)網(wǎng)孔越來越小，對灣內(nèi)底棲生物資源、環(huán)境的破壞逐年加重，赤潮災(zāi)害也開始頻發(fā)；1996年，青島開始對膠州灣有限制地禁止拖網(wǎng)捕撈作業(yè)，1998年全面禁止一切形式的拖網(wǎng)作業(yè)，生物資源逐漸得以恢復(fù)，生態(tài)狀態(tài)逐漸向好。
孫松表示，2000年之后，膠州灣內(nèi)貝類等養(yǎng)殖業(yè)逐漸繁盛。不可避免的，高密度貝類養(yǎng)殖形成的高品質(zhì)食物吸引了大量海星(多棘海盤車)、白泥瑪 (經(jīng)氏殼蛞蝓)等肉食性動物向養(yǎng)殖區(qū)遷移和大量繁殖，加之氣候異常，從而形成如陸地蟲災(zāi)般的災(zāi)害，這屬于正常的自然現(xiàn)象，并不是生態(tài)惡化造成的結(jié)果。只要及時采取有效措施，不會引發(fā)較大災(zāi)害。
膠州灣科研人員評估發(fā)現(xiàn)，相較于上世紀(jì)90年代，膠州灣海域近年來水母數(shù)量增加了約20種，總數(shù)增加了5倍。這與青島在膠州灣海域開展系列海洋工程，為水母提供了附著棲息環(huán)境具有一定關(guān)系。“在全球許多海灣和海區(qū)，都出現(xiàn)過水母數(shù)量增加甚至暴發(fā)的現(xiàn)象。除了人類活動和氣候變化的外界因素外，水母本身世代時間短、高生殖力的無性生殖方式、生長率高等特點，也是導(dǎo)致異常增多或暴發(fā)的重要原因。”孫松分析，雖然膠州灣水母增加并沒有到暴發(fā)的程度，但水母等膠質(zhì)類浮游動物生物量的升高，將與魚類等生物進(jìn)行餌料競爭，也會攝食魚類的卵和幼體，需要高度警愓生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。
雖然膠州灣大型底棲生物近年來在生物量和棲息密度上有所恢復(fù)，但主要是個體較小的物種，像中國近海的漁業(yè)資源物種小型化一樣，膠州灣大型底棲生物也出現(xiàn)小型化趨勢。貝類、爬行類等底棲生物對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和健康起到重要作用，必須時刻監(jiān)測膠州灣底棲生物群落結(jié)構(gòu)及數(shù)量變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響，防范風(fēng)險，防止生態(tài)系統(tǒng)退化甚至崩潰。
04
力爭打造近海治理的全球典范
為什么要對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)開展長期觀測和研究？膠州灣是我國東部沿海發(fā)展的一個縮影，是我國近海生態(tài)系統(tǒng)的一個典型海域。對膠州灣開展系統(tǒng)研究，能夠“一灣看近海”，不僅了解我國近海的環(huán)境變化、生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，而且可以將在膠州灣的研究成果推廣到其他近海生態(tài)系統(tǒng)上，促進(jìn)受損生態(tài)系統(tǒng)加快修復(fù)，實現(xiàn)近海生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。
除了每月利用科考船進(jìn)行調(diào)查取樣外，還建設(shè)有固定在海洋中的膠州灣海洋環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)，自動、連續(xù)、實時高頻監(jiān)測膠州灣的水溫、鹽度、溶解氧、葉綠素等參數(shù)。另外，近海生態(tài)系統(tǒng)演變綜合性野外受控實驗平臺正在建設(shè)，以此開展近海海洋生態(tài)系統(tǒng)演變研究、浮游生態(tài)系統(tǒng)受控研究、養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)受控研究、底棲生態(tài)系統(tǒng)受控研究，進(jìn)一步科學(xué)認(rèn)識膠州灣生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)律，開展災(zāi)害水母、致災(zāi)海星等生物生活史研究，為建立生態(tài)災(zāi)害預(yù)警預(yù)測機(jī)制和防控技術(shù)體系奠定基礎(chǔ)。
膠州灣站的科研人員一邊觀測，一邊研究，一邊示范。圍繞健康海洋與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，開展了“大葉藻海草床生態(tài)學(xué)及退化海草床的生態(tài)恢復(fù)”、“水母減災(zāi)新技術(shù)研究”等課題，并基于長期觀測和科學(xué)研究及技術(shù)成果，圍繞近海生態(tài)災(zāi)害防控、海水養(yǎng)殖和調(diào)控以及生態(tài)修復(fù)等方面，在膠州灣和桑溝灣等海域開展試驗示范。
來自廈門大學(xué)、中國科學(xué)院地理與資源研究所、自然資源部第一海洋研究所、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所、生態(tài)環(huán)境部國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心等高校院所的院士專家對膠州灣站的工作表示肯定，并建議膠州灣站不斷推陳出新，開展能夠拓展服務(wù)于中國近海生態(tài)系統(tǒng)健康評估的體系，將膠州灣建設(shè)成中緯度藍(lán)色海灣示范區(qū)，服務(wù)于我國近海生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。
受到多重壓力下的膠州灣，能夠維持一個相對健康的生態(tài)系統(tǒng)，這讓國內(nèi)外對于近海生態(tài)系統(tǒng)的綠色可持續(xù)發(fā)展看到了希望。期待全社會關(guān)注膠州灣，政府等部門加強(qiáng)對膠州灣監(jiān)測和研究的支持，進(jìn)一步發(fā)揮國家站作用，把膠州灣打造成維持生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的全球典范。
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