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【关键词】 海洋生物 多样性 保护
海洋生物多样性具有现实价值以及潜在价值。首先,在人类的生物来源中,它是一个重要的来源,为人类提供了大量的动物蛋白,并且,有许多的海洋生物都具有较大的价值,例如存在一定的工业价值或者是存在一定的药用价值。所以,在人类生存与可持续发展的过程中,海洋生物多样性是其中的一项重要物质基础。
1 主要现状
1.1 海洋生态系统的多样性
从类型上划分,我国海域生态系统主要有以下几种[1]:(1)滨海湿地生态系统,(2)珊瑚礁生态系统,(3)上升流生态系统,(4)深海生态系统。
滨海湿地生态系统主要分为以下几种,第一是盐沼生态系、第二是河口生态系、第三是红树林生态系。海岸盐沼处于大海与陆地相互作用的地带,生态环境相对复杂,生物多样性也较为丰富,该地带也是进行海水养殖的重要区域。盐沼生态系为候鸟提供了它们所需要的食物以及栖息地,是由芦苇等多种盐生草本植物和许多的潮间带底栖生物所组成。
珊瑚礁生态系统主要在我国的南海地带,以造礁石珊瑚为主,生物多样性非常丰富,由以下几种动物共同组成一个生态系统,第一是海绵动物、第二是腔肠动物、第三是甲壳动物等。
在我国的东南海域,海洋上升流生态系统就存在于其中。由以下几方面的因素所组成[2],(1)因为受到地形的因素所影响,(2)受到风漂流的影响,(3)因为水团边界的影响。因为底层营养物质的上升,使得其初级生产力逐渐提升,往往会形成渔场区,与邻近海域相比而言,其生物多样性指数要更高。
深海生态系统主要在我国的东海以及南海的海域之中,通常是有一些构造较为特别,比较适应于在深水生活的动物所组成,其生物多样性非常贫乏。
1.2 海洋物种多样性
在海洋生态系统中,其物种的多样性也是极其可观的。在高级的分类阶元上,与陆地生态系统相比,分布在海洋生态系统的动物门类要更多。从动物的体形来看,与陆地相比,海洋有着更丰富的多样性,无论是巨大的鲸类还是微小的浮游生物。所以,与陆地食物网相比,水生食物网要更加复杂。随着人类的过度性开发,给海洋生物多样性带来了极大的威胁。如,随着工业生产的增加,全球气候逐渐变暖,使得珊瑚的共生单细胞藻类发生了大量的死亡,而共生藻类的消失又会带来极大的影响,如会导致珊瑚的死亡,会使得珊瑚礁就此消失,从而给渔业生产带来了大量的损失。又如,随着海洋的污染日益加重,使得潮间带以及海洋物种数受到了极大的影响。
我国海洋生物多样性有着许多的特点:(1)物种数呈现由北向南递增的趋势,(2)我国海域是水种分布的边界,如是西北太平洋温水种分布的南界。
1.3 所面临的威胁
随着时代的变化与发展,全球经济的不断增长,使得人类为了追求最大化利益,当前人类对海洋资源的开发逐渐加剧,我国海洋生物多样性已经面临着较大的威胁,主要受到以下几方面的威胁:
(1)过度捕捞:当前,海洋捕捞船只逐渐增多,社会的发展,科技的进步,当前的捕捞手段也较为先进,使得渔业资源逐渐枯竭,有很多的优质品种因为受到了损害而难以再形成渔汛。并且,浪费性捕捞使得大量的珍惜海洋生物受到了极大的损害,例如以下几种方式对海洋的生态环境带来了极大的影响,第一是底层拖网的方式,第二是毒鱼的方式,第三是炸鱼的方式。
(2)生境丧失:主要是受到以下几种活动的影响而造成,第一是滩涂围垦,第二是海岸工程的影响,第三是航道疏浚的影响[3]。上述这些活动如果情节较轻的话会对海洋生物的活动有着严重的干扰,情节严重的话则会使得海洋生物生境的彻底丧失。例如,我国红树林的面积就因为围垦的原因而有了极大的减少。
(3)环境污染:主要因为以下几种原因所造成,第一是陆源污染物的排放、第二是向海洋排污,第三是海洋石油的开采,第四是航运溢油。污染物会给海洋生物带来极大伤害,甚至会使海洋生物被毒死,有的还会影响其正常的繁殖。
(4)生态入侵:因为远洋船只的携带,或者是因为对外来种的盲目引进,使得本地的海洋生态遭受了极大的影响,许多原有物种因为外来种的侵入而被排挤甚至是消失。如,在我国福建海域曾发现一种沙筛贝,其原产于南美洲,它将海岸基岩的表面进行了强占,使得当地的附着生物全部消失。
海水养殖的单一化,不但将许多海洋生物的栖息地进行了强占,还会因为饵料的分解这一原因而造成了海域富营养化,甚至会造成赤潮现象的发生,从而使得大量的海洋生物死亡。除此之外,对单一品种进行高密度的养殖,经常会造成大规模的病害流行开来。
2 我国海洋生物多样性的保护
2.1 保护政策
在海洋生物多样性的保护工作中,我国政府一直非常重视。我国最先对《生物多样性公约》提出批准。我国是《联合国海洋法公约》的其中一个缔约国,对养护管辖海域的权力与义务坚决予以履行[4]。在《中国21世纪议程》中,强调一方面要维持海洋生物多样性,另一方面还要提升沿海居民的生活水准。
在关于保护海洋生物多样性的法律法规方面,我国政府制定了以下法律法规:(1)《海洋环境保护法》,(2)《渔业法》,(3)《自然保护区条例》等等。除此之外,在保护海洋生物多样性方面,我国政府也制定了许多的管理办法,如《红树林生态系统保护管理办法》等。
在对海洋生物多样性的保护工作中,我国还制定了多个行动计划,有一些计划已经得到实施。例如,在《中国海洋21世纪议程》当中,就有专门的一章是对海洋生物资源的保护进行阐述与说明,此外,还讲述了海洋生物资源的可持续利用。另外还编制了一些保护行动计划,例如《中国海洋多样性保护行动计划》。
2.2 生态环境监测体系的建设
在海洋生物资源的调查研究上,我国政府一直以来非常重视,一直以来,我国开展了多次对海洋综合调查。例如在1958年~1960年的全国海洋综合调查,1989年~1993年的全国海岛资源调查等。
在对我国海洋生物的类别上,我国学者都进行了分类学研究,在以下几方面的研究尤为深入,第一是藻类、第二是甲壳类、第三是贝类、第四是鱼类等,涵盖了许多学科,如遗传学、生态学等。尤其是对许多海洋经济生物的研究更加详尽,如海带、虾等。
在一些海洋科研机构中,我国在其中建立了海洋生态环境监测台站,例如在以下几个海域都进行了定期的海域生态监测,如大连湾、厦门附近的海域等等。
2.3 海洋自然保护区的建设
我国相关研究单位通过了关于“南海诸岛以及其相邻的海区综合科学调查项目”的研究,发现了南沙群岛不但生物多样性较高,并且也是生物多样性受到极大威胁的海区。在调查研究中发现,大量的造礁珊瑚已经受到了认为的毁坏,导致了大量的鹿角珊瑚受到了破坏。有许多的渔民以捕鱼为名,下海对一些具有观赏价值的贝壳进行扫荡,然后将其售卖给其他人。有许多稀有的种类已经逐渐消失,如法螺等。另外蜘蛛螺等也已经面临着非常危险的境地。一个物种的消亡,一方面意味着一种生物资源的缺失,另一方面会对生态系统的结构带来极大的影响,从而造成生态失衡的现象[5]。
幸而我国已经逐渐建立了海洋自然保护区体系,当前,由国家海洋局建设的海洋自然保护区已经有60多处,在这当中,属于国家级保护区的达到了18处。这些保护区在保护一些珍稀濒危的海洋生物种方面起到了重要的作用。
我国的海洋自然保护区在建设过程中,已经逐渐形成了一套较为完善的体制,从保护区的规划、人员培训等都有相应的制度法规。在各项工作管理当中,制定了相应的标准与规范,其中包括对保护对象的管理技术标准,对保护类型的分级标准等等。
我国海洋自然保护区在建设之初,存在着资金短缺以及装备较为落后的局面,但是仍然以保护自然为宗旨,对各项管理工作进行深入的调查研究。这些自然保护区在以下几方面都有着扎实的工作,如完善管理机构、强化监察执法等等。与此同时,在对保护区的规划与发展方面,对保护区的宣传教育方面以及对保护区的国际合作等工作中都做出了巨大的贡献。
参考文献:
[1]刘沫茹,姜涛.我国海洋生物多样性的保护现状及法律Σ[J].黑龙江省政法管理干部学院学报,2012,(02):126-128.
[2]张丽君.从海洋生物多样性保护看我国海洋管理体制之完善[J].广东海洋大学学报,2010,(02):15-18.
[3]马程琳,邹记兴.我国的海洋生物多样性及其保护[J].海洋湖沼通报,2003,(02):41-47.
生境修复和生物资源养护的基本原理与过程
1基本原理
生境修复与生物资源养护原理的主要研究内容包括生态系统结构、功能以及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制,生态系统的稳定性、多样性、抗逆性、生产力与可持续、先锋群落与顶级群落的发生、发展机理与群落演替规律,不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制,生态系统退化的诊断及其评价指标体系,生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及预测等。对一个完整的生态系统修复工程而言,生态系统的各个组成部分都需要在原位经过自然的生态过程,因此,事实上各生态学原理均可应用于生态恢复的实践中。生态系统修复涉及的基本原理主要有限制因子原理、能量流动原理、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性理论、生态位原理、演替原理、生物入侵理论、生物多样性原理、功能群构建原理等。其中,干扰与演替原理、功能群构建原理是应用于海洋生态系统恢复中的重要原理。
2基本过程
修复行为实质上是对生态系统的一次新的干扰,很难保证所有修复行为均对目标系统的修复起到正效应。要想系统向预期方向发展,需要有科学的理论框架,制定合理的修复方案,并对方案进行可行性论证。Zedler以湿地生态系统的修复为例,将生态恢复的整个过程划分为5个不同的阶段,即目标设定—开发概念模型、恢复区域的选址优化、原地非生物环境的操控、原地生物区系的操控、生态系统维护等。
Clewell等将生态恢复的过程分为修复计划准备、生态系统健康状况评估、修复计划制定论证、修复行动实施、修复后评估和管理等5个阶段,并指出了生态修复过程中涉及的51条指导原则。
海洋生境修复和生物资源养护设施
1人工鱼礁
人工鱼礁(artificialreef)是人为放置在海底的一个或多个自然或者人工构造物,它能够改变与海洋生物资源有关的物理、生物及社会经济过程,并可改善海域生态环境,营造海洋生物栖息的良好环境,为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所,达到保护、增殖和提高渔获量的目的。用于建造人工鱼礁的材料种类很多,礁体材料的选择直接影响礁体的结构特征和礁区生物的增养殖效果。根据材料的来源不同,人工鱼礁使用的材料可分为天然材料、废弃材料和人造材料等3大类。礁体设计对人工鱼礁效果的发挥至关重要,主要包括礁体材料、重量、形状、几何尺寸、内部结构等因素。礁体的材料、重量、尺寸、结构复杂性、表面粗糙度等应根据规划要求与生物因素和水动力学特征相适应。根据投放的不同目的和用途,人工鱼礁可以分为增殖型鱼礁、渔获型鱼礁和游钓型鱼礁等3种。
2增殖礁及增养殖设施
根据增殖对象生物不同,人工鱼礁可分为藻礁、鲍礁、参礁等,而增殖海参、鲍等海珍品的礁体可统称为海珍品增殖礁,又称海珍礁,。由于礁体可以保护刺参、鲍等海珍品免受敌害侵扰,并可为增殖海珍品提供食物来源和遮蔽场所,因此,海珍礁广泛应用于中国的海珍品增养殖中。在我国,很多种材料被用作刺参的人工附着基或礁体,例如石块、瓦片、混凝土构件、扇贝养殖笼、编织布、塑料构件,甚至柞木枝等。
作者所在的研究团队针对近岸泥沙质海湾、离岸开放海域和静水围堰等增养殖生境的受损现状和刺参、鲍等海珍品的生态习性,发明了适用于近岸海湾的牡蛎壳海珍礁及其配套制作装置、贝类排粪物再利用装置,适用于离岸开放海域的大型藻类抗风浪沉绳式养殖设施、“海龙I型”底播式海水增养殖设施,以及适用于围堰的多层板式立体海珍礁:这些设施设备实现了对不同类别生境的有效修复和高效生态增养殖,为海洋生境修复与海水增养殖产业高效健康发展提供了装备支撑。
海洋生境修复和生物资源养护技术
1海洋生境修复与改良技术
1.1海草床修复技术
海草是单子叶草本植物,通常生长在浅海和河口水域。海草床对海域生境的修复和改良具有重要的生态作用,海草群落不仅是海洋初级生产者,具有高的生产力和固碳能力,还可起到稳定底泥沉积物、改善水体透明度及净化海水的作用;同时,海草还是许多海洋动物重要的产卵场、栖息地、隐蔽场所及直接的食物来源,在全球C、N、P循环中具有重要作用。据《世界海草地图集》显示,1993年到2003年,全世界已经有约26000km2的海草床消失,达到总数的15%。海草床的衰退引起了人们的高度关注,许多国家都开展了海草床恢复方法的研究工作。海草床的恢复主要依靠海草的种子或者构件(根状茎),主要的方法有生境恢复法、种子法和移植法。
生境恢复法投入少、代价低,但周期长。移植法恢复大叶藻海草床是较为常用的方法,主要有草皮法、草块法和根状茎法,草块法成活率高,但对原海草床有破坏作用;根状茎法节约种源,但固定困难。应用种子来实现低成本、高效率、大规模的恢复海草床也是当前研究的热点,种子法破坏小,但种子难收集、易丧失、萌发率低。
1.2牡蛎礁修复技术
牡蛎礁(oysterreef)指目前正在生长及挽近刚停止生长的、于河口洼地中的牡蛎壳堆积体。牡蛎礁在净化水体、提供栖息生境、促进渔业生产、保护生物多样性和耦合生态系统能量流动等方面均具有重要的生态功能。美国切萨皮克湾(ChesapeakeBay)由于人类活动的影响而引起了生境的退化(富营养化和大叶藻藻床的破坏)及生物资源的衰退(美洲牡蛎数量大为减少)。近年来,弗吉尼亚海洋科学研究所(VirginiaInstituteofMarineScience)的科学家实施了牡蛎礁恢复计划,对礁体生物学、群落发生和营养动态进行了系统研究,并对恢复情况进行了追踪,如Harding研究了恢复的牡蛎礁区域浮游动物群落丰度和组成的水平分布和时间变化,作为切萨皮克湾牡蛎礁恢复进展的潜在标准。该系列研究对当地牡蛎礁的成功修复起到了重要作用。牡蛎礁的修复主要通过结合防浪堤设置专用礁体以及利用牡蛎壳礁体两种方式实现。
1.3珊瑚礁修复技术
珊瑚礁(coralreef)是石珊瑚目的动物形成的一种结构,它们是成千上万的由碳酸钙组成的珊瑚虫的骨骼在数百年至数千年的生长过程中形成的。珊瑚礁被称作“热带海洋森林”,其生态系统具有很高的生物多样性和重要的生态功能,珊瑚礁为许多动植物提供了生活环境,其中包括蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物,此外,珊瑚礁还是大洋带的鱼类的幼鱼生长地。
由于全球气候变暖、自然灾害、海水消耗、过度捕捞、海水污染等原因,导致珊瑚礁的衰退现象严重。世界珊瑚礁现状调查显示,全世界19%的珊瑚礁已经消失,15%的珊瑚礁在10~20年内将有消失的危险,20%的珊瑚礁在20~40年内将面临消失。珊瑚礁生态修复的主要方法包括有性生殖法(sexualreproduction)、珊瑚移植法(transplantation)、底质改良法等。有性生殖法是通过自然产卵产生的珊瑚幼虫来培育珊瑚幼体,再将幼体进行移植;珊瑚移植是把珊瑚整体或者部分移植到退化区域,以改善退化区的生物多样性,这是过去几十年来修复珊瑚礁的主要手段;底质改良是通过稳固底质或在底质中增加化学物质,以吸引珊瑚幼虫的附着和珊瑚的生长。
1.4人工鱼礁构建技术
人工鱼礁水动力学特征研究可以为人工鱼礁的选址和设计的优化提供科学依据。了解人工鱼礁水动力学性能需要首先研究人工鱼礁受水流作用时受力的情况和人工鱼礁内部及其周围流场的实际分布情况,其研究方法主要有理论分析、模型实验和数值模拟等。黑木敏郎与中村充在回流水槽中,观察和测定了圆筒形、四角形鱼礁模型周围水流的变化。Fujihara等运用数值计算法对设置鱼礁后的定常层流水域的流场变化进行研究,得到了鱼礁流场的上升流范围及分布特点。国外学者的研究表明:在鱼礁的阻流作用下,鱼礁下游的流场根据紊动程度可分为3个区域:紊流区、过渡区和未受扰动区。通透性礁体和非通透性礁体所产生的紊流区长度比和高度比均不同,通透性礁体的高度比小于1,长度比小于4,而非通透性礁体的高度比一般要大于1而略小于2,而长度比小于14。
合理的选址是人工鱼礁规划设计的基础。人工鱼礁投放区域的选择是否合理关系到其功能能否正常发挥,投放区域不当会造成人力与财力的损失,并有可能对生态环境造成破坏。李文涛等认为人工鱼礁的选址涉及地质科学、海洋科学、气象科学、生物科学、社会学等多个学科,需要考虑海洋物理环境、生物环境和社会等多种因素,其中国家的海洋功能区划以及海底底质类型、水深、水流等因素在人工鱼礁的选址中是必须首先考虑的;王飞等根据水深、底质类型、地形坡度、生物密度、平均流速、离岸距离等影响人工鱼礁选址的因素,并根据各影响因子的重要性程度确定其权重,建立了舟山海域人工鱼礁选址的多因子综合评价模式。
Tian对台湾省老鼠屿沿岸海区的五个预选礁区进行了综合性的选址研究,研究内容包括了海底地形、地貌、底质特性以及海况,调查中使用了回声测深仪、旁扫声纳、重力岩心提取器、地质测试仪、GPS、ADCP(多普勒流速剖面仪)和ROV(水下机器人)等先进的仪器设备。
2海洋生物资源养护技术
2.1人工增殖放流技术
增殖放流是恢复渔业资源、优化水生生物群落结构、提高渔业生产力的有效手段,其形式是通过向天然水域投放鱼、虾、蟹、贝类等各类渔业生物的苗种来达到恢复或增加渔业资源种群数量和资源量的一种方法。19世纪中期,美国、加拿大对红点鲑进行了移植孵化实验,后来又将一种溯河性鲱鱼从北美大西洋沿岸移植到太平洋沿岸,并形成了有价值的自然种群。挪威、英国、丹麦和芬兰也先后进行了鳕鱼和鲆鲽类的资源增殖工作。日本于20世纪60年代提出“栽培渔业”概念,并在濑户内海进行了对虾、真鲷、梭子蟹和盘鲍的放流增殖工作,至2002年,日本放流水产苗种已达83种。
长距离洄游的大麻哈鱼类是目前世界上规模最大、最有成效的增殖种类,前苏联、日本、美国和加拿大等国先后进行了大麻哈鱼的增殖放流,放流数量每年高达30余亿尾,回捕率高达20%。目前世界上有94个国家开展了增殖放流工作,其中64个国家开展了海洋增殖放流工作。
我国近海渔业资源放流工作起步较晚,自20世纪70年代中后期开展对虾增殖放流以来,已经开展了海蜇、三疣梭子蟹、金乌贼、曼氏无针乌贼、梭鱼、真鲷、黑鲷、大黄鱼、牙鲆、黄盖鲽、六线鱼、许氏平鲉等游泳生物以及虾夷扇贝、魁蚶、海参以及盘鲍等底栖生物增殖放流工作,其中中国对虾的增殖和移植、海蜇的增殖、虾夷扇贝的底播移植等工作已初具生产规模和显著的经济效益;但在增殖放流过程中,存在管理体制不够健全、资金投入相对不足、科学研究相对薄弱,缺乏规范的增殖放流技术规程等问题。农业部下发了《全国水生生物增殖放流总体规划(2011—2015年)》,规范和细化了各海域增殖放流任务,提出了渤、黄、东海及南海具体适宜增殖放流的种类,对45种经济物种的适宜放流海域进行了规划。
2.2多营养层次综合增养殖技术
多营养级的综合养殖模式(integratedmulti-trophicaquaculture,IMTA)是近年提出的一种健康、可持续发展的海水养殖理念。对于资源稳定、守恒的系统,营养物质的再循环是生态系统中的一个重要过程,由不同营养级生物,如投饵类动物、滤食性贝类、大型藻类和沉积食性动物等组成的综合养殖系统中,系统中一些生物排泄到水体中的废物成为另一些生物的营养物质来源。因此,这种方式能充分利用输入到养殖系统中的营养物质和能量,可以把营养损耗及潜在的经济损耗降到最低,从而使系统具有较高的容纳量和经济产出。近年来,作者所在的研究团队针对浅海筏式、底播和岛屿的不同特点和增养殖对象的生态特征,研发了筏式贝-藻-参综合养殖、藻-鲍-参生态底播增养殖和离岸岛屿生态增养殖等多营养层次的综合增养殖新技术。
3海洋牧场建设技术
海洋牧场(oceanranching)是一个新型的增养殖渔业系统,即在某一海域内,建设适应水产资源生态的人工生息场,采用增殖放流和移植放流的方法,将生物种苗经过中间育成或人工驯化后放流入海,利用海洋自然生产力和微量投饵育成,并采用先进的鱼群控制技术和环境监控技术对其进行科学管理,使其资源量持续增长,有计划且高效率地进行渔获。建设海洋牧场需要一整套系统化的渔业设施和管理体制,如人造上升流、人工种苗孵化、自动投饵机、气泡幕、超声波控制器、环境监测站、水下监视系统、资源管理系统等。海洋牧场的构想最早是由日本在1971年提出。
1978~1987年,日本开始在全国范围内全面推进“栽培渔业”计划,并建成了世界上第一个海洋牧场——日本黑潮牧场。韩国于1994~1996年进行了海洋牧场建设的可行性研究,并于1998年开始实施“海洋牧场计划”,该计划试图通过海洋水产资源补充,形成牧场,通过牧场的利用和管理,实现海洋渔业资源的可持续增长和利用极大化。美国于1968年提出建造海洋牧场计划,1972年付诸实施,1974年在加利福尼亚建立起海洋牧场,利用自然苗床,培育大型藻类,效益显著。我国在20世纪80年代曾提出开发建设海洋牧场的设想,90年代又有学者对南海水域发展海洋牧场提出建议,并对南海水域进行了多项综合和专项调查,为开发建设海洋牧场提供了背景资料和技术储备。目前中国海洋牧场的开发还仅限于投放人工渔礁和人工放流,并且由于规模较小,形成的鱼礁渔场对沿岸渔业的影响甚微。
海洋生境修复和生物资源养护的监测与评价
1海洋生境修复和生物资源养护系统的监测
生态系统的监测是海洋生境修复和生物资源养护计划的重要组成部分,监测信息的收集是决定恢复生态系统管理方式的重要环节,通过监测可以确定修复工程是否向既定目标发展。因此,制定监测实施标准和规程对于复杂的监测活动十分必要,如美国的加利福尼亚区域海带修复计划中制定了海带恢复和监测规程,规程为参与潜水的志愿者列出了详细注意事项,以保证监测的一致性和精确性;全球海草监测计划(SeagrassNet)也制定了有关海草恢复的监测规程、野外取样和数据处理的注意事项、科学监测手册等。
监测主要分修复前监测和修复的长期监测。通过修复前监测,可以了解生境和生物资源的受损程度,确定现存生态系统的特点,并有助于确定恢复的目标和恢复方式。修复的长期监测是自修复计划正式实施以后对修复的全过程进行的监测,通过长期的系统监测可以对比修复系统与自然系统的特点,便于准确确定退化生态系统修复的生态变动过程及变动方向。
2海洋生境修复和生物资源养护效果的评价
在复杂的环境条件作用下,恢复的目标和效果可能会偏离既定的恢复轨道,因此,对海洋生境修复和生物资源养护效果进行评价是十分必要的。当前对恢复和自然生态系统及其功能参数特征的变异性了解还不够深入,因此,海洋生境修复和生物资源养护效果的评价方法与技术手段也相对复杂。生态修复效果评价的主要方法有直接对比法(directcomparison)、属性分析法(attributeanalysis)和轨道分析法(trajectoryanalysis)。评价生态修复效果应用最广泛的方法是直接对比法,即对比恢复的和自然的生态系统的结构与功能参数,包括生物和非生物环境参数;属性分析法是将恢复的生态系统的属性转化为定量和半定量的数据,以确定生态系统中各属性要素的恢复程度;轨道分析法是一种正处于研究过程中但比较有应用前景的方法,该方法通过定期收集恢复数据并绘制成趋势图,以确定恢复的趋势是否沿预定的恢复轨道进行。
恢复的生态系统的评价标准较为复杂。从生态学角度,恢复的生态系统应包含充足的生物和非生物资源,其能够在没有外界协助的情况下维持自身结构和功能的持续正常运转,且具备能够应对正常环境压力和干扰的抗性。国内外在采用系统模型评价修复效果方面的研究取得了一定进展。Madon等提出了用于规划湿地恢复的生物能量学模型(bioenergeticsmodels),该模型可以用于评估不同环境条件下鱼类的生长情况,华盛顿大学的研究人员利用该模型评估了河口湿地系统恢复过程中鲑鱼幼鱼的生长情况。Pickering等运用成本效果分析(CEA)、成本效益分析(CBA)和条件价值评估(CVM)等方法从生态学角度评价了人工鱼礁修复近海生态系统的潜力。
Pitcher等采用生态系统空间模拟技术(ECOSP-ACE)预测了香港禁捕保护区内人工鱼礁的资源和渔业的效益。
海洋生境修复和生物资源养护的综合管理
海洋生境修复和生物资源养护的管理是海域管理的重要组成部分,涉及对海洋生态系统的全面了解以及对生境修复和生物资源养护的监测与研究。海洋生境修复和生物资源养护的管理应该从规划开始,一直持续到修复效果达到预定目标。管理的目标是保障修复行动和修复效果的有效性。近年来,基于生态系统的管理(ecosystem-basedanagement,EBM)理念得到充分重视与发展。基于生态系统的管理是一种较为先进的资源环境管理方式,其核心内容是维护生态系统的健康和可持续,该理念强调从海洋生态系统整体出发制定渔业管理决策,并运用多学科知识,加强各部门合作,实现资源开发与生态保护相协调。适应性管理(adaptivemanagement)是海洋生境修复和资源养护中强调的另一种管理模式,该模式承认恢复计划指定过程中无法预测某些不确定发生的事件,管理的目标是解决实施过程中出现的这些不确定事件。该模式涉及附加恢复计划的实施,恢复系统中部分区域的实验研究、不同环境条件下的并行研究计划实施、评估整个过程有效性的实施等。适应性管理的模式广泛应用于海洋生境修复和生物资源养护实践中。
海洋生境修复和生物资源养护研究展望
海洋生境的退化与生物资源的衰退引起了国内外的高度重视,在典型生境的修复、关键物种的保护、修复效果的监测与评价、修复的综合管理等方面取得了较为显著的成效,对缓解海洋生态环境的持续恶化与生物资源的持续衰退起到了重要作用;但在生境修复与生物资源养护原理、生态高效型设施设备、生境修复与生物资源养护新技术、监测评价与管理模型、标准和规范等方面开展的研究与实践工作相对较少,也是制约海洋生境与生物资源持续利用的关键因素,这也必将成为未来研究工作的重点和热点。
1生境修复和生物资源养护原理
生境修复与生物资源养护原理是开展生态系统恢复计划的依据。不同环境条件下的演替规律、功能群结构与功能、不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制、生态系统退化的诊断及其评价指标体系依然是未来研究工作的重点。
2生态高效型生境修复和生物资源养护设施设备
生态高效型设施设备的研发是生境修复与生物资源养护工作的基础。该领域未来工作的热点将主要集中在生态高效型人工鱼礁、藻礁与海珍品增殖礁的研发,资源与环境远程监测设施设备的研制,水下摄像与测量仪器的研制等方面。
3环境友好型生境修复和生物资源养护新技术
生境修复与生物资源养护技术是实现预期修复效果的核心。未来研究的重点将集中在生境修复与生物资源养护关键物种的筛选与功能群构建技术、碳汇渔业新技术、海洋牧场构建技术、智能型远程监测与预警预报技术等方面。
4海洋生境修复和生物资源养护监测、评价与管理模型
监测、评价与管理是修复行动有效实施的关键。未来研究工作的重点将集中在监测、评价与管理的智能一体化系统,监测、评价与管理的动态模型等方面。
(1.农业部渔业环境及水产品质量监督检验测试中心,天津 300221;
2.国家海洋局北海环境监测中心,山东 青岛266033)
摘要:2013年5月、8月对天津大神堂浅海活牡蛎礁区生物资源现状进行调查监测,利用侧扫声纳系统扫描分析,天然活体牡蛎礁已遭到严重破坏,保存良好的仅为60 hm2。调查结果与近三年比较,浮游植物、大型底栖生物、鱼卵仔稚鱼、游泳动物平均密度有所增加,浮游动物平均密度及鱼类、虾类、蟹类、头足类等游泳动物平均资源量降低较为明显。笔者提出,建立天然牡蛎礁核心保护区,在加强监管,开展集鱼型海洋生物资源养护设施建设的同时,积极开展增殖放流,改善浅海生态环境状况,达到部分修复当地已经消失的活牡蛎礁,提高生物多样性水平,遏制生态系统的退化的目的。
关键词 :天津大神堂浅海活牡蛎礁区;现状调查结果;分析与建议
天津大神堂浅海活牡蛎礁位于天津汉沽大神堂以南大、小沙岗及其边缘海域,在该海域形成了以活牡蛎礁为依托的独特生态系统。据调查,牡蛎礁附近海域生活着牡蛎、青蛤、扁玉螺、缢蛏、栉孔扇贝、甲虫螺和毛蚶等种类非常丰富的海洋贝类,是渤海非常宝贵的贝类种质资源库。随着渤海经济的快速发展,天津近岸滩涂区域受到了不同程度的人为干扰,高强度的海岸带开发、海洋捕捞及大量排污使近岸海域海洋生物生存栖息环境受到破坏,生物资源不断减少。为进一步了解天津大神堂浅海活牡蛎礁区生物资源现状,2013年5月、8月,笔者在该区域开展了调查监测,对现存牡蛎礁状况、渔业资源的种类组成、栖息密度及生态分布等进行了分析与研究,旨在为天津大神堂浅海活牡蛎礁独特生态系统保护与修复提供参考。
1研究方法
1.1调查区域
调查区域位于国家海洋局2012年12月21日批复的“天津大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区”区域及周边海域,调查面积约为63 km2。具体监测站位见图1。
1.2调查方法
1.2.1牡蛎礁区海底地形地貌调查采用HD-27单波束水深仪进行水深地形测量。采用英国GeoAcoustics公司双频数字侧扫声纳进行侧扫声纳测量,采用Chesapeake 公司出品的SonarWizMap软件进行侧扫声纳数据处理,绘制地貌图。导航定位系统采用美国 Trimble 公司生产的DSM 212H型信标接收机进行水深地形定位;采用美国 Trimble 公司生产的 SPS361 Dgps 信标接收机进行侧扫声纳定位导航。
1.2.2活体牡蛎礁成活比例调查采用贝类拖网(网口面积150 cm×15 cm,网长270 cm;网目尺寸4 cm)在每站位拖网10 min,平均拖网速度2.5 kn。对天然牡蛎礁样本进行分析。
1.2.3浮游植物调查采用37 cm口径浅水Ⅲ型浮游生物网自海底至表层垂直拖网,样品用5%福尔马林溶液固定保存,采样结束后在实验室内进行镜检分析。
1.2.4浮游动物调查采用50 cm口径浅水Ⅰ型浮游生物网自海底至表层垂直拖网,样品用5%福尔马林溶液固定保存,采样结束后在实验室内进行镜检分析。
1.2.5底栖生物调查采用0.05 m2箱式采泥器采集海底泥样,每站采泥4次,将泥样倒入孔径为0.5 mm套筛中用海水冲洗,挑拣每个调查站位内全部生物个体作为1个定量样品,以5%福尔马林溶液固定,带回实验室进行种类鉴定、计数、称重。
1.2.6鱼卵、仔稚鱼调查采用浅水Ⅰ型浮游生物网(网口面积0.2 m2,网长145 cm),由海底至海面垂直拖网取样,用5%福尔马林溶液固定样品,在实验室进行种类鉴定、计数、称重和分析。
1.2.7游泳动物调查采用单拖网(网口水平宽度8 m)拖取渔获物,每站拖网时间1 h,平均拖网速度2.5 kn。在实验室对样品的种类组成、生物量、资源密度等进行统计学分析,计算公式为:
D=Cqaa=1.8521000L·V·T
式中D为渔业资源密度(kg/km2),C为平均每小时拖网渔获量(kg/网·h),a为每小时网具取样面积(km2/网·h),q为网具捕获率,取值范围按表1执行。L为调查船网口水平宽度(8 m),V为调查船平均拖曳速度(2.5 kn),T为调查船拖曳时数(1 h)。
1.3评价方法
根据各站所获样品的生物密度,分别对样品的多样性指数、均匀度、丰度、优势度等进行统计学评价分析,计算公式为:
1.3.1香农─韦弗(Shannon-Weaver)多样性指数
式H′=-∑ni=1PiLog2Pi中:H—种类多样性指数;
n—样品中的种类总数;
Pi—第i种的个体数(ni)与总个体数(N)的比值(n1N或wiW)。
生物多样性指数评价指标见表2。
1.3.2均匀度(Pielou指数)
J=H′Hmax
式中:J—表示均匀度;
H′—种类多样性指数值;
Hmax—为log2S,表示多样性指数的最大值,S为样品中总种类数。
1.3.3丰度(Margalef计算公式)
d=S-1log2N
式中:d—表示丰度;
S—样品中的种类总数;
N—样品中的生物个体数。
1.3.4优势度
Y=fi×Pi ;Y>0.02时,定为优势种
式中:Pi---第i种个体数量在总个体数量中的比例(ni/N)
ni—i物种的密度(cells/L)
N—总密度(cells/L)
fi—第i种的出现频率。
2调查结果
2.1天然牡蛎礁现状调查结果
2013年10月与国家海洋局北海环境监测中心技术人员协作,利用侧扫声纳系统、单波束水深测量系统和高精度卫星导航系统对调查区域进行了海底地形地貌调查。本次调查侧扫声纳高频与低频扫宽量程均为200 m;航速保持在 4~5 kn左右, 测量过程中海底声学图像资料清晰,调查可以清楚地探测到古牡蛎礁体裸露情况,清楚地探测出海底地貌、海底障碍物(定制网)以及海底拖网刮痕情况等。
天津大神堂浅海牡蛎礁区位于北纬39°07′17.00″~39°10′15.00″;东经117°55′42.00″~118°00′00.00″。该区域水深较浅,介于0.5~4.5 m之间,海底地形总体上呈北高南低的趋势,等深线呈东西向展布,总体地形较为平缓。
本次调查测区总面积为5 918 hm2,调查发现牡蛎礁体保存比较好区域(即人类活动相对较少的区域)约79 hm2,位于1号牡蛎礁群北侧,占测区范围的1.3%;发现牡蛎礁体被破坏严重区域面积约1 177 hm2,位于2号牡蛎礁群西北侧和东南侧,占测区范围的20%。天然牡蛎礁分布见图2。
本次对活体牡蛎礁存活情况进行了取样调查,根据取样分析,活牡蛎礁所占比例平均为31?9%。活牡蛎礁所占比例最高值38.5%,出现在M02站位,最低为24.9%,出现在M05。活牡蛎礁分布不均匀,密度最大值为25.5 kg/网·10 min,出现在M03站位,最小值为1.8 kg/网·10 min,出现在M06站位。活牡蛎礁密度分布见图3。
2.2浮游植物现状调查结果
在调查海域监测到浮游植物共34种,分属硅藻门、甲藻门,其中硅藻门30种,占总数的88?24%;甲藻门4种,占总数的11.76%。主要优势种为虹彩圆筛藻、格式圆筛藻、具槽直链藻、浮动弯角藻、丹麦细柱藻、劳氏角毛藻等。
浮游植物密度变化范围(0.871~2 377.1)×104 cells/m3,平均密度为405.178 ×104 cells/m3。
浮游植物多样性指数变化范围为0.93~2?63,平均为1.69;丰度变化范围为0.18~0.57,平均值为0.36;均匀度变化范围为0.28~0.84,平均值为0.60。
2.3浮游动物现状调查结果
在调查海域监测到浮游动物共16种,其中毛颚类1种,占种类组成的6.25%;桡足类4种,占种类组成的25.00%;幼虫类8种,占种类组成的50.00%;水母类2种,占种类组成的12.50%,糠虾类1种,占种类组成的6.25%。主要优势种为无节幼虫、强壮箭虫、长尾类幼虫、双壳类幼虫等。
浮游动物密度变化范围1.52~19.60 ind/m3,密度平均值6.3 ind/m3;生物量变化范围0?01~51.25 mg/m3,生物量平均值7.2 mg/m3。
浮游动物多样性指数变化范围为0.00~2?322,平均为1.54;丰度变化范围为0.00~1?916,平均值为1.10;均匀度变化范围为0.685~1.00,平均值为0.93。
2.4底栖生物现状调查结果
在调查海域监测到大型底栖生物共32种,其中软体动物门腹足纲和瓣鳃纲12种,占种类组成的37.50%;节肢动物门甲壳纲10种,占种类组成的31.25%;环节动物门多毛纲4种,占种类组成的12.50%;棘皮动物门蛇尾纲2种,占种类组成的6.25%;脊索动物门硬骨鱼纲各4种,分别占种类组成的12.50%。主要优势种为凸壳肌蛤。
大型底栖生物密度和生物量平均值分别为199.69 ind/m2和91.23 g/m2。
底栖生物多样性指数变化范围为0.271~2?322,平均为1.28;丰度变化范围为0.221~0?861,平均值为0.68;均匀度变化范围为0.23~0.87,平均值为0.48。
2.5鱼卵、仔稚鱼现状调查结果
在调查海域捕获鱼卵、仔稚鱼9种,其中仔稚鱼4种,鱼卵5种。5种鱼卵隶属3科5属,其中鲱科2种,鳀科2种,鱼衔科1种;4种仔稚鱼隶属于2科4属;其中鰕虎鱼科3种,鲻科1种。
鱼卵密度范围为0~10.7粒/m3,平均值为1.79粒/m3,仔稚鱼密度范围为0~7尾/m3,平均值为4.7尾/m3。
2.6游泳动物现状调查结果
在调查海域监测到游泳动物27种,其中鱼类15种,占55.6%;甲壳类10种,占37.0%;头足类2种,占7.4%。主要优势种为口虾蛄;重要种和常见种主要为焦氏舌鳎、日本蟳、六丝钝尾鰕虎鱼、斑鰶、火枪乌贼等。
游泳动物多样性指数变动范围为0.784~2?065,平均值为1.65;丰富度变动范围为0.692~1.350,平均值为1.13;均匀度变动范围为0?206~0.558,平均值为0.45。调查海区均匀度、多样性指数均变化不大,总体呈现较低水平。
游泳动物平均生物密度为2 136.2 ind/h·网(19 678.11 g/h·网);现存平均资源量为1 617.59 kg/km2。
3讨论和建议
3.1小结
调查结果与近三年(2010-2012年)渤海湾天津海区鱼虾贝产卵场监测结果比较,浮游植物平均密度略有增加,增加了9.697 9×104 cells/m3;浮游动物平均密度降低68.22 ind/m3,平均生物量降低120.86 mg/m3,降低幅度较大;大型底栖生物平均密度增加68.098 ind/m2,平均生物量增加38.494 g/m3;鱼卵平均密度增加0.823粒/m3,仔稚鱼平均密度增加0.428尾/m3;游泳动物平均生物密度增加385.046 ind/h·网,平均资源量降低187.972 kg/km2。比较结果显示:鱼卵、仔稚鱼、游泳动物生物密度有所增加,可能与近年来不断加大的增殖放流力度有关。游泳动物生物密度增加,生物量下降,说明了鱼类、虾类、蟹类及头足类等重要的游泳生物平均个体减小了,这与海洋环境的破坏及基础性生物饵料的匮乏有关。
海洋生物多样性是海洋生物资源和生态系丰富程度的重要标志。调查结果显示,该海域浮游植物、浮游动物、大型底栖生物、游泳动物的生物多样性指数分别为:1.69、1.54、1.28、1.65,根据生物多样性指数评价标准,调查海域生境质量等级为“差”,说明该海域生态环境质量状况已严重制约了海洋生物多样性水平的提高。
天津大神堂浅海活牡蛎礁是全国唯一保存下来的现代纯天然泥质活体牡蛎礁。据报导,礁体资源在20世纪70年代礁群面积约为35 km2,2011年中国地质调查局天津地质调查中心在该区域进行了调查,调查结果为:牡蛎礁共有两个分散的礁体群组成(礁体群编号为1和2),两个礁群呈东北——西南方向分布,礁群区总面积约为4.75 km2(475 hm2)。与此比较,本次测量结果表明,1号和2号礁群破坏严重,已被渔民利用拖网刮平和布设了大量的定制网具。仅在1号礁群北侧发现两个小礁体,保存良好,面积约60 hm2。在其他区域,2号礁群及其西北、东南侧破坏严重。根据本次现场取样分析,现存的天然牡蛎礁中存在大量的死亡牡蛎贝壳,活体牡蛎礁平均仅占31.9%。可见,天津大神堂浅海活牡蛎礁生态系统退化程度是非常严重的。
3.2天津大神堂浅海活牡蛎礁区生态系统保护与修复的几点建议
在大神堂浅海活牡蛎礁分布最为集中区域设立呈东北-西南方向(与当地海底沙岗方向一致)的核心保护区,在核心区周围设立航标灯塔,建设监控平台,安装监控系统,禁止船舶进入和一切捕捞活动。在加强监督管理的同时,开展公众宣传,普及生态保护知识,建立环境与资源监测常态机制。
在核心区的外围设定一定规模的生态修复区,在修复区投放构型合理的箱型人工鱼礁礁体,构建生物功能群,发挥功能群组成及其主要种类在食物关系、营养层次转化中的重要功能作用,提升生态区的生物多样性水平。
根据大神堂浅海活牡蛎礁生态系统特征,投放牡蛎礁礁体,合理确定牡蛎礁礁体的捆扎工艺、规格和数量,建设牡蛎礁群,提高牡蛎幼体的附着成活率,养护活牡蛎礁生态区的密鳞牡蛎、长牡蛎、脉红螺、青蛤等贝类资源。
综合考虑大神堂浅海牡蛎礁区海流、潮汐的水动力学特点和海洋生物功能群的时空分布格局,优化牡蛎礁和人工鱼礁的单体组合方式,确定生态鱼礁区的布局方式,构建生态复合型鱼礁群,实现生物附着和栖息环境功能改善的最大化。
如滨海砂矿,目前多属中、小矿型,主要集中在广东、海南、福建沿海,山东和辽宁也有一些矿点。海盐盐化工业虽然发展较快,但仅限于从卤水中提取氯化钠、氯化钾、溴、镁和芒硝等,而经济价值高的微量元素,如铀、碘等尚未开发利用。我国滨海旅游资源丰富多样,但开发的很少。如山东有115处滨海旅游景观。已开发的只有50处,占43%。上海140处古迹旅游点,开发利用的仅有17处,占12%。全国100多处滨海沙滩资源,只有39处作为海水浴场被利用。在多种海洋动力资源中,我国只开发了潮汐能,其它如波浪能、海流能等仍处于试验和探索阶段。
2、海洋生物资源遭到严重破坏
中国海域生态环境趋于恶化,海洋生物资源丰富度锐减。海洋渔业面临的主要问题是:鱼的过度捕获、传统渔业资源衰退。造成这种情况的主要原因是缺乏规划管理、捕捞失控以及海洋环境污染加剧。部分河口、海湾及沿岸浅水区,由于不适当的拦河筑坝、围海造田、修筑海岸工程以及排污等,导致生态环境恶化,加剧了渔业资源的衰退。沿海除渔业资源遭到严重破坏外,其它生物资源也未得到应有保护。如山东的胶州湾,1963年曾有141种生物,70年代还有30种,到80年代初只剩下17种。一些珍稀生物,如中华白海豚、斑海豚、海龟、文昌鱼等,减少更加明显。几乎濒临灭绝的危险。
3、近海遭到不同程度的污染
目前中国近海日益受到城市工业废水、生活污水以及海港、船舶海上石油平台作业或事故排污的污染。80年代初期,每年排入沿海海域的工业废水达4.5亿吨,生活污水约15亿吨。其中以陆源污染为主。污水入海量以进入东海沿岸的最大,次为南海沿岸、渤海沿岸和黄海沿岸。
石油是近海海水中最主要的污染物,污染范围较广,东海近岸区和渤海部分海区的港湾和河口污染较为严重。石油污染不仅能使鱼、虾、贝类等海产品变味,严重时能产生毒性效应。油污染还会使海滨风景浏览区及海水浴场的环境质量恶化。影响游览和休养活动。1980~1995年间我国海域发现有一定规模的海面溢油事件115起。因污染对鱼虾产卵、繁殖及资源衰退等慢性影响造成的损失估计每年达数十亿元。
重金属的污染主要见于锦州湾、辽河口、珠江口等近岸海区。重金属易在底质中蓄积,不易降解,往往被生物富集,对人体健康具有潜在的威胁。
由于大量生活污水排入近海海域,近几年使浮游植物大量繁殖,形成“赤潮”。其发生的次数、规模和持续的时间有增加趋势,对渔业造成影响。据不完全统计,1980―1997年在我国海域共发现赤潮灾害380起,平均每年20起。90年代后,平均每年30多起。
4、特殊生态系统遭到破坏、岛屿生态环境恶化
珊瑚生长极为缓慢,造礁率仅为1~3mm/a,一旦遭到破坏,再行恢复很难。但由于挖礁制作工艺品和烧制石灰,我国的珊瑚礁资源破坏严重。海南岛沿岸的珊瑚礁80%遭到不同程度的破坏。既是海岸屏障,又是鱼虾栖息繁殖场所的红树林,由于大规模围垦造田和肆意砍伐,面积锐减,全国现存红树林只有2万hm2。同样具有较高经济和生态价值的滨海滩涂湿地,也在大规模的围垦下严重破坏,累计丧失滩涂湿地约100多万hm2,相当于原有滩涂湿地的一半。很多岛屿上的天然林和海岸红树林破坏严重。开采鸟粪、过量捕鸟、过分采石和工业废物的倾倒已经使岛屿生态环境恶化。
海洋资源与环境的保护
1、海洋的开发要统筹规划和管理
海洋拥有生物、化学、矿产、动力及海洋空间等多种资源,这些资源处于同一环境之中,在开发利用时涉及众多部门,彼此既紧密关联,又互相制约,应有专门的组织机构,从全局观点和长远利益出发,统筹安排海洋的开发和管理,制定海洋的开发规划,监督执行有关海洋的法规。
2、加强海洋环境及资源的调查研究
中国海洋环境复杂。资源储量还不是很清楚,这给海洋的保护和利用带来一定困难。为此,应进一步加强海洋水文、气象、化学、生物及地质等基础情况的调查研究。当前调查研究应以近岸和浅海大陆架海域为主,也要组织适当力量对大洋进行考察。为今后开发大洋公有资源做好准备。在海岸带资源调查中,除对各类资源储量进行清查外,还应重视生态系统功能和结构调查和研究。要加强灾害性天气的分析和预报,以便顺利地和合理地利用各类资源。
3、大力发展沿海水产养殖业,保护近海渔业资源,逐步发展外海和远洋渔业
近海主要经济鱼类资源已严重衰退,必须坚决采取保护措施。对于资源已遭严重破坏的种类,除应保护产卵场、设立幼鱼保护区之外,对其中某些种类要采取禁捕和增殖的措施,以恢复资源。对于尚有一定资源数量的种类,则应加强管理,合理安排生产,控制捕捞强度,使其持续利用。对于与邻国共同捕捞的对象,则有必要加强国际合作,共同加以保护。
海洋水产增殖、养殖是今后增加水产品产量的重要途径。中国有广阔的浅海水域可利用,也有相当的技术力量,发展养殖可以减轻近海的捕捞压力。发展外海和远洋渔业,是开创海洋渔业新局面的一个重要步骤,应采取切实有效的措施,力争近期内取得较大的进展。
4、加强海洋环境保护,防止海洋污染
1)加强海洋污染监测。根据中国海洋环境及资源的特点,划定各海区所属类别、范围及界线,进行监视、监测。对已污染的海区,不仅要了解环境中污染物的浓度水平,更应注意是否产生污染损害。
2)控制陆地污染,实行对陆源污染总量控制。应确定沿海排污口和可接受的排放量水平,对陆源污染物排放实行总量控制,可采用污水处理措施,消除和减少有可能在海洋环境中富集到危险水平的有机卤化物和其他有机化合物以及引起沿海水域富营养化或赤潮的氮磷污染物的排放;开发实施无害环境的土地利用技术和方法,减少水道和港湾产生污染海洋环境的径流量。
3)控制与管理海上活动引起的海洋污染。应要求海运企业或海上活动作业者具备防治油污染和核放射事故的应急能力和设施。在港湾地区设立收集船上废油、化学品废物和垃圾的设施,逐步禁止在海上倾弃和焚烧危险物质。
5、加强海岸带、海岛资源的开发与保护
1)根据海岸带与海岛资源的种类、分布、集中程度和开发价值,优先开发综合价值高的海洋资源。
1.1鱼精蛋白鱼精蛋白的原料主要来自于各种鱼类的成熟精细胞,其中的碱性蛋白具有良好的抑菌作用,因此,将其用于食品中,能够有效抑制酸败菌与致病菌等,同时其具有较强的安全性。鱼精蛋白因其自身的优点,其发展速度较快。
1.2贝壳提取物贝壳提取物的原料主要来自于海洋生物,其具有良好的抑菌作用,特别是对根霉杆菌的抑制效果十分显著。在沿海国家对于贝壳提取物的应用较为广泛,主要是将海洋中的虾壳、蟹壳及其他贝类的甲壳质废渣进行处理,通过盐酸与经氧化钠的作用,便实现了对食品防腐保鲜剂的制备。但目前,由海洋生物制取的天然食品防腐保鲜剂较少,因此,要注重对海洋生物资源的开发。
1.3雪鲜雪鲜主要用于果蔬保鲜中,它具有较多的功能,如:安全、无毒等,它主要是由柠檬酸、焦磷酸钠与抗坏血酸等组成的,利于果蔬的保鲜,能够抑制其氧化褐变作用。雪鲜在使用过程中,主要是将其溶于水,进而对果蔬进行浸渍。
1.4中草药防霉保鲜剂中草药防霉保鲜剂其主要的原料来自于中草药,将其中的有效成分进行提出,进而制成食品防霉保鲜剂。在中草药中,大黄、金银花、黄连等,通过研制,将其制成了保鲜复合膜,从而实现对果蔬的保鲜。作为一种新型的保鲜剂,中草药防霉保鲜剂得到了广泛的关注与喜爱,其发展前景较为广阔[2]。
2天然食品防腐保鲜剂发展的前景
纯天然食品防腐保鲜剂存在诸多的不足,如:较大的用量、较差的抗代谢性、较短的抗菌时效等,因此,在具体的使用过程中,可以结合其他类型的防腐保鲜剂,从而实现其抗菌的目的。同时要对食品防腐保鲜剂的抗菌活性展开研究,从而掌握其规律性、功能结构与结构特征等,这一研究将利于对微生物食品防腐保鲜剂的应用,将使其逐渐具有低毒、高效与广谱等特点。天然食品防腐保鲜剂要不断进行研发,从而让每一种食品拥有专用的添加剂,同时要保证其高效、便捷与无毒等特点。由于天然食品防腐剂的成分相对复杂,存在一定的不安全因素,因此,在使用过程中,要保证其规范性,避免出现安全问题,损害人身的健康;在使用过程中,要保证其严谨性,减少对环境的污染,降低有毒物质的残留等。天然食品防腐保鲜剂要对其深入、持续的研究,对其作用机理、用量多少等方面进行研究,在研究之际,还要完善天然食品防腐保鲜剂的使用标准,从而保证其有效的研究与高效的使用。随着食品安全问题的广泛关注,我国要积极发挥天然食品防腐保鲜剂的作用,实现对其资源的合理配置,扩大其生产规模,降低其价格,同时要注重有机食品与天然食品防腐剂的开发,从而使其具有安全与高效等优点,并为人们生活水平的提高提供依据[3]。
3结语
关键词:水族馆;发展战略;核心竞争力
中图分类号:F27
文献标识码:A
文章编号:16723198(2014)05007402
1引言
我国最早的水族馆是1932年成立的青岛水族馆,到20世纪80年代,中国只有五家水族馆,但是进入20世纪90年代初,大连圣亚海洋世界的建立开创了中国建设现代水族馆的历史,大连圣亚的成功运作产生了强烈的示范效应,引发了水族馆行业的兴起,带动了我国兴建水族馆的热潮,进入了水族馆大规模的建造时期,据不完全统计,目前中国各类水族馆的数量约有七、八十家之多,主要集中分布于沿海地区的旅游城市以及经济较发达地区的省会城市,规模较大的水族馆主要集中在华北区、东北区、华中区、华东区、华南区五大区域,此外,在西南区、西北区以及香港、澳门、台湾地区也有所分布。作为具有鲜明特色的主题展示项目,水族馆业内地区性争夺客源的格局已形成了,日后竞争会更加激烈。因此,基于核心竞争力视角,探讨水族馆企业发展战略问题具有重要意义。
2水族馆行业运行特征及竞争程度分析
水族馆不仅是旅游业的重要组成部分,也是科学技术和文化知识的载体,具有较强的教育属性,水族馆通过收集、研究、饲养、保藏和展览的过程,重塑和再现海洋、陆地水域及其生态发展变化,从而达到传送科学技术和文化知识的目的,通过水族馆揭示海洋生物的奥秘,寓教于乐,尤其对青少年,使其在身临其境中受到启发,增强广大民众热爱海洋、保护海洋和地球生态环境的意识。因此,水族馆除具有旅游景点类企业的一般特点,还具有行业自身特征:一是水族馆属于人造景观,景点的独特性不是很强,进入门槛较低,市场竞争较为激烈。二是水族馆前期资金投入较高,对后期盈利带来巨大压力。水族馆建设前期资金投入主要是聘请国外专家的费用。因为国内的技术还不发达,建设一家大型水族馆单凭国内的技术很难完成,水族馆从设计、施工到设备的安装等所有技术操作几乎都需要聘请外国专家来完成的。因此,水族馆每年需要提取巨额折旧费用,如果不保证一定的收入规模很难盈利。三是创意在水族馆展示活动中占据了重要地位,创意是一种宝贵的无形资产,创意展示的好坏直接决定了一个水族馆的展示项目及其设计者的实力;现在水族馆的展示设计更加注重团队协作,从策划、内容挖掘、设计、制作都是通过专业策展公司和多学科专家共同操作完成。通过以上对水族馆行业的运行特征分析,结合我国目前水族馆行业发展现状,利用波特五力模型对行业竞争程度进行分析判断。
2.1与供应商的讨价还价能力较弱
我国现代水族馆发展历史较短,技术水平相比国外发达国家还比较落后,尤其在海洋生物养殖技术和维生系统方面主要依靠国外供应商,因此在与供应商议价方面处于劣势地位。此外,水族馆的日常运营需要大量能源,随着我国经济的高速发展,能源价格持续上涨,致使水族馆经营费用不断上升。
2.2与客户的议价能力较强
由于水族馆所具备的独特景观优势和丰富海洋生物,使其能够极大地满足人们好奇心理,在与其它旅游景点竞争中处于有利地位,与客户的议价能力较强,尤其对散客群体在定价方面具有相当大的自。
2.3准进入者威胁较大
水族馆行业飞速发展的最根本原因是其低投入高回报的特征。相对于房地产、医药等行业来说,水族馆的风险系数较低,投资较小,中等规模的2000万元左右,小规模的二、三百万元即可上马。同时,水族馆行业资金回报周期短,如投资一家2000万元的隧道式海底世界,拟卖门票50元/张,年客流量约为40万人次,不考虑其他因素,则资金回报周期最多为两年。正是由于水族馆低投入高回报特点,加之地方政府对形象工程的重视,国内兴建水族馆的势头不减,新建成的水族馆将分割现有市场,加大市场竞争压力。
2.4行业内部竞争较为激烈
目前,不断增加的水族馆数量使行业竞争日益加剧,在国内存在的众多的水族馆中,规模上存在大中小并存的局面,集团化的经营方式也有所出现,其中大连圣亚作为国内首个水族馆上市企业,其在经营上形成了集团化的经营方式,在多个城市分设不同经营项目。竞争的加剧使水族馆的经营项目呈现了多元化的趋势,一些水族馆通过不断追求自身的主题特色,力求在竞争中取胜。水族馆经营项目从常规的海洋动物展示、海洋动物表演,到增加引进娱乐设施,增加互动项目等,这种竞争演变使水族馆经营主题和特色竞争凸现,品牌效应日益显现,未来几年水族馆业必将进入整合阶段,行业领导者通过制定行业标准来扩大自身影响,同时通过输出管理来对水族馆行业进行整合。
2.5替代品竞争压力较大
随着整体旅游行业的发展,隶属旅游行业的水族馆业也正面临其他娱乐主题项目的竞争。目前国内娱乐主题项目公园的出现,成为水族馆业外部竞争的主要部分,虽然整体旅游客源近年呈现良好的发展态势,但是多种旅游资源的并存,使客源流量被分散。水族馆作为一个单体建筑很难在竞争中长期立于不败之地,要同其它文化娱乐和旅游设施相结合如增加游乐设施、纪念品零售等,许多国外水族馆纪念品的销售收入远远超过其门票收入,还可充分利用水族馆饲养技术上的优势,如日本大分生态水族馆开展鱼类育苗1997年就收入7亿多日元,另外面对日益变化的地球水环境,水族馆应充分发挥其在科并教育和自然保护中的作用成为地区性自然保护的中心。通过开展“一业为主,多种经营”,充分发挥水族馆的科普教育和水生生态保护功能。
3水族馆行业的关键驱动因素分析
第一,由于水族馆饲养的主要是海洋生物,那么就需要通过人工方式为海洋生物创造一个适宜的生存环境,必须具备先进发达的维生系统,维生系统的先进与否直接关系到生物的存活。可以说维生系统和养殖技术是一个水族馆发展的基础,也是成功的最关键因素。水族馆的维生系统越大,其涉及的水、电系统也就越复杂。以大连老虎滩水族海洋动物馆为例来看,平均每小时需要进水150吨,其中包括水处理、配水、温控等单元。而水、电系统的短暂停止即有可能造成水生生物的大量死亡,因此,水族馆对水、电系统的稳定性要求极高,希望能将导致生物死亡的因素降到最低,而随时可以待命的备用发电机组成为水族馆不可或缺的一环。
第二,水族馆水生生物的饲养管理技术。水族馆中水生生物的饲养管理是水族馆运营的基础,任何水族馆都必须把水生生物的饲养管理放在工作的首要位置,必须对所饲养的水生生物的生态习性、行为、饵料及生命周期等重要环节以及各种疾病的预防、诊断、治疗等进行观察和研究。我国水族馆的饲养管理技术一直处于长期探索阶段,随着先进的生化过滤、紫外线和臭氧杀菌技术、蛋白分离等技术的引进和运用,水生生物饲养管理技术也日渐成熟。
第三,水族馆维生系统的运行和馆内设备的运转需要大量能源的支撑,能源费用成为企业主要成本之一(尤其对于内陆的水族馆还需要将淡水转化为海水,能源消费更大),因此,成本的控制能力直接影响企业的盈利能力。
第四,营销传播能力,成功旅游企业均能够利用品牌优势扩大社会影响力,吸引游客的注意力,水族馆不但要具备丰富的生物资源和经营项目,同时还需要通过各种营销方式,提升企业知名度和社会影响力,建立良好的市场声誉。
第五,水族馆作为旅游类景观企业,需要具备一定的景观资源优势。珍奇稀有的海洋生物和种类繁多的娱乐项目是吸引游客的重要法宝,国内外一流的水族馆,均具有丰富的海洋生物资源。目前国内水族馆的经营项目也由最初展示和科普教育为主,逐渐增加到动物表演、娱乐互动等多种类项目并存。
4结论与对策
第一,实施差异化发展战略,培养自身的品牌优势。水族馆行业未来发展的重点是企业的自身定位,水族馆不仅是一个盈利性的企业,同时还是一个普及国民海洋知识的有效途径。水族馆要想拥有一个稳定而持久的盈利局面,就要扮演好自己的社会角色。水族馆行业的竞争是品牌和特色的较量,水族馆企业未来发展的方向是聚集核心经营项目,实施差异化战略来打造自身核心竞争力。另一方面,水族馆在经营过程中也要努力培养自身的品牌优势,打造企业文化与经营理念,使企业具有可持续发展的生命力。通过举办晚会、会、研讨会、公益活动等一系列形式,积极拓展水族馆与外界交流的渠道,寻找更多的合作机会,同时也可以提高自身的社会知名度。这就要求管理团队不仅把水族馆作为一个景点来经营,而且要作为一个品牌来精心培育。使游客感受到独具特色的文化气息,才能提高游客的重游率。
第二,不断提升科研水平,发展成为科研和科普教育基地。随着全国水族馆的不断建设,众多水族馆中雷同的展示项目、近似的展示内容和相对固定的展示方式带给了水族馆越来越大的市场压力。因此,未来发展方向要突破仅是旅游观光景点的单一模式,还要争取成为科研基地、科普教育的基地,为保护环境、普及科教知识发挥更大的作用。水族馆可以通过与国内外的科研机构以及高等院校展开合作,并成立研究中心,对鱼类的饲养繁殖、鱼病防治、动物驯养、维生系统等专业领域进行研究。通过将相关研究成果转化为实际生产力,已成为水族馆提高科研水平和技术优势的重要途径。
第三,实施多元化发展战略,向“大旅游业”的经营模式迈进。从国内外海洋馆的发展趋势来看,现在水族馆业界正在向以海洋动物为核心,增加互动项目、加入体验的元素、引入娱乐设施的多元化经营方向发展。通过实施多元化战略,向“大旅游业”的经营模式迈进,一方面可以扩大经营范围,开发新的经营项目,为公司提供新的利润增长点;另一方面可以投资其他旅游项目,解决主营业务单一,旅游项目地理布局单调容易受到季节气候等因素影响的问题。从目前经营趋势来看,水族馆要想进行多元化经营可以从整合产业资源入手,打通旅游主业的价值链,进行业务多元化的拓展延伸,不断挖掘商业附加价值。
参考文献
[1]王能贻.我国水族馆发展浅析[J].渔业现代化,2000,(3):1920.
[2]思源.中国式海洋馆生存[J].海洋世界,2006,(10):69.
[3]张先锋.中国水族馆的可持续发展[J].海洋世界,2005,(1):4446.
关键词: 生物技术专业 海洋生物制药 教学改革
21世纪是海洋的世纪。“海洋生物资源丰富,向海洋要药”是医药行业不断发展的重要抉择和肩负的历史重任。为了更好地推动生物技术在海洋生物制药上的应用,我院为生物技术专业开设了“海洋生物制药”专业选修课。这门课程以多学科为基础,培养复合型人才,发展潜力巨大。
但是海洋生物技术制药这个学科在我国高校开展的时间较短,开展课程积累的经验较少。如何上好这门课?我们在教学过程中不断探索完善,初步总结出一套适合我国高校本科生物技术专业学生学习海洋生物制药课程的教学模式。
一、优化教学内容,选择合适的教材
海洋生物制药是生物技术制药的一个分支,发展成为一个独立学科的历史较短,教材较少。但是,随着我国经济实力和科技实力的提高,大规模发展海洋生物制药成为可能。目前海洋生物制药发展迅速,有关海洋生物制药的科研成果大量涌现,为我们选择海洋生物制药的教学内容和教材提供了空间。
根据生物技术专业的专业特点,我们首先确定了教学内容和重点。海洋生物制药的主要内容包括三部分:第一部分,海洋生物制药概述,内容包括海洋生物制药的发展和现状,海洋药用生物的类别。第二部分,海洋生物活性物质与生物技术制药,内容包括海洋生物活性物质的有效化学成分及其研究方法,海洋生物新药的生物技术及其筛选与评价。第三部分,海洋生物新药的药学评价,包括药理学、制备工艺、药物动力学、临床前安全性评价等。重点是学习和掌握海洋生物活性物质的有效化学成分及其分离结构鉴定的方法,掌握海洋生物新药的生物技术方法,海洋生物样品活性筛选方法。
由许实波主编,化学工业出版社出版的《海洋生物制药》至今已出版2版。经过对比,我们采用第2版作为教材。教学内容加入第1版海洋药用生物部分。“海洋生物活性物质的分离纯化和结构鉴定”参照李八方主编,中国海洋大学出版社2007年出版的《海洋生物活性物质》;“海洋生物制药的生物技术研究方法”和“海洋生物样品活性筛选”参考焦炳化和易杨华主编,科学出版社2005年出版的《现代海洋药物》。这样一来,重点更加突出,掌握更加牢固。
二、改革教学方法
(一)注重课堂互动式教学
传统教学活动往往以教师为中心,单纯进行灌输式或说教式教学。这不利于教学活动的顺利进行。教学活动是“教”与“学”两个方面的活动,教师是教的主体,学生是学的主体。如果忽略了学生这个主体,势必会让学生感觉教学内容单调枯燥,毫无兴趣,增加学习的难度。互动式教学是“二元双向式”教学模式[1],由教师主导教学,通过师生互动促进学生知识、能力和素质的协调发展[2]―[3]。互动式教学可以活跃课堂气氛,使学生有深刻的印象,从而更牢固地掌握知识,充分调动学习的积极性,积极思考,激发创新思维。
(二)讨论式教学
专题报告讨论会可以在较短时间内让参与者接触较大知识量,并针对热点问题进行探讨,完成对知识的深入了解和掌握。本课程中“海洋生物活性物质具有明显药理作用的研究进展”一章举例丰富,引起学生极大的兴趣,同时本章与科技发展密切相关,我适合以报告讨论会的形式进行教学。具体方法是:学生5―6人结成一组,针对感兴趣的药理作用方面查找文献,归纳总结,制成多媒体课件。讨论会每组派出1人报告本组的总结成果,其他同学就报告中的问题参与提问和讨论。然后由教师总结汇总,指出学生的优点和不足。该教学模式培养了学生获得相关文献的能力,知识归纳总结的能力,口头表达的能力和团体协作的精神[4]。
(三)多媒体教学
多媒体教学根据教学目标和对象的特点,通过教学设计,将文字、图形、动画与影音等组合并加工制作成教学课件,通过计算机和投影机作用于学生来实现教学活动,达到最优化的教学效果[5],具有生动、直观、形象的特点。海洋药用生物的形态采用多媒体教学可以加深印象,掌握生物的特征。多媒体教学通过教师备课可以把大量信息补充进课堂,开拓学生视野。对非重点内容,通过简单列出标题,使讲课和学习思路顺畅,可以提高效率,节省时间。对“海洋生物活性物质筛选”一章,我们总结补充了大量活性筛选的方法,顺序也进行整理。学生反映较好。而对“海洋药物的质量管理与控制”一章,除了对基本的方法和参照指标进行重点讲解,其余采用小标题形式,使学生了解质量管理与控制基本过程。
三、注重学科前沿
海洋生物制药是一门快速发展的学科,每天都有大量研究成果涌现。所以不拘泥于课本,给学生最前沿的科研成果,使学生掌握本学科的研究现状和梳理产业的发展方向,对他们以后从事与之相关的工作有重要意义。通过我们的教学实践活动,学生学习本课程的兴趣大大提高,对海洋生物制药的产业发展也有了自己的看法,有些同学更是把海洋生物制药作为自己以后从事工作的方向。
四、改革考核方式
考核不是目的,考核的目的是督促学生全面复习搭建知识构架和掌握本门课程基本理论和方法,同时也是反映教师教学质量的重要方法。对学生成绩的评定,采用了百分制,总评成绩由平时成绩和期末成绩组成。平时成绩占30%,期末成绩占70%。平时成绩由回答问题、讨论报告等课堂表现组成。平时成绩是为了防止学生临考突击,通过死记硬背通过考核。期末成绩主要是笔试本门课程的主要理论和方法以及占总成绩14%的发挥提高题。
五、提高教师自身修养
教师是一个受人尊重的职业,担负着“传道、授业、解惑”的重任,起到知识传承和教书育人的作用。在教学过程中教师的言行对学生起到潜移默化的作用。一句话,或者一个动作,都可能对学生产生莫大的影响。我们在教学过程中言行一致,带有良好的情绪,努力营造轻松、活跃的课堂气氛;不断更新教学观念,树立以人为本的教学思想;多和学生沟通,倾听他们的观点,及时回答他们提出的问题,对他们提出的意见虚心接受;不断加强科研工作,关注学科的发展,不断提高自身专业知识和水平。
六、结语
我们采取上述的教学方法、手段,提高自身综合能力,海洋生物制药课程受到了学生的普遍欢迎,学校督导组的肯定,获得学校青年教师授课比赛的优胜奖。
虽然海洋生物制药课程的教学改革取得了一些成绩,但是由于开课时间较短,经验相对不足。科技水平的提高和学生的求知欲的增强对我们提出的要求也越来越高。我们要在教学中不断吸收其他课程的教学经验,不断尝试新的教学方式,继续加强课程组建设深化教改,不断发展完善,以不断提高教学水平,加快课程建设。
参考文献:
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[2]任红杰.关于高校互动式教学的思考[J].高校理论战线,2007,(5):43-46.
[3]胡展英,傅华勤.关于高校互动式教学的思考[J].江西青年职业学院学报,2008,18,(3):83-85.
[4]牛莉娜,林英姿,王华民,陈锦龙,饶朗毓.讨论式教学法在《医学微生物学》教学中的应用[J].西北医学教育,2008,01.
海洋在人类社会的发展史上具有重要的地位,海洋生态环境是人类生存和发展的物质基础之一,同时随着海上货运量的逐年增加不可避免的在船舶运输中产生了一系列的污染海洋环境的问题,使海洋的生物资源遭受严重破坏,甚至危害到了人类的健康和生存。随着船舶事业的蓬勃发展,无数的船舶在海洋上航行越来越频繁,随之而来的是与日俱增的船舶和各种有害物质品种进入海洋,使海洋生态环境受到不同程度的破坏,从一定程度上造成了海洋污染。在一般情况下,带来物质污染可分为油性污染物和非油性污染物。
1.1油性污染物一般情况下,船舶带给海洋的油性污染物主要是船舶在营运作业期间向海洋中排放的油性混合物和船舶在遭受海难事故中产生的溢油问题,这两类问题都不同程度的造成了海洋中有毒污染物的增加,对海洋的生态环境改变具有直接作用,因此需要慎重对待和分析。船舶在营运期间向海洋中排放的油性混合物主要有:油船的压载水、洗舱水、船舶机炉舱的含油舱底水和分油机排出的油渣。其中油船压载水是指油船在卸货后空载返航时,为保持船舶有一定的吃水和稳性而注入货油舱的海水或淡水;油船洗舱水是指油船在进坞修船、通过运河和狭窄航道或换装不同品种油料时,为清洗货油舱所用的清洗水;船舶舱底水是指船舶动力装置运转期间,由于燃油系统、滑油系统等的渗漏,船舶检修时漏入舱底的油料,擦洗机器的破布棉纱等,当混入机炉舱舱底水中,未经处理排放时将造成可观的污染;分油机排出的油渣是指主副机锅炉烧用的燃油所产生的渣料。
船舶由于海上事故原因所产生的事故性溢油主要有船舶因触礁、碰撞、搁浅和失火等意外事故所造成的油船货油舱、货船燃油舱等破损的大量溢油,这类污染的特点是:常常发生在近岸或港湾内,往往在短时间内把大量石油类突然倾泻海中,对海洋生物资源,沿岸居民的生活环境和港湾设施危害甚大。
1.2非油性污染物船舶所产生的非油性污染物主要指散装运载含有有害物质的液体或固体货物所产生的货舱洗舱水和舱底水,船舶生活污水和各种垃圾。船舶在运输中产生有害洗舱水、压载水和舱底水的原因是随着油气运输船和化学制品运输船的数量越来越多,吨位越来越大,船舶所运载的含有害物质货物产生的货舱洗舱水和舱底水排放时约含0.6%运输量的有害残液,船舶从一港驳入的压载水可能带有有害生物到另一港排放时将给当地的海生物带来危害,这些有害残液或压载水排放时将危害海洋生物和人类健康。船舶所产生的生活污水主要包括盥洗水、粪便及厕所冲洗水、厨房和医务室排出水及运送动物舱内的清洗水等,这些污水带有大量的细菌和传染病毒,对海洋生态系统的平衡也具有重要影响。船舶运输过程中产生的垃圾主要来自运输货物而产生的包扎和垫舱材料、船舶维修保养而产生的废弃物,比如油漆、铁锈、废纸、玻璃及纤维、生活食品废料及食品包装等,这些垃圾排放入海也将造成污染。
2船舶防污染的传统方法
对于处理船舶所带来的污染问题,传统意义上一般采取化学和物理两种方法,按照所使用方法的原理来分主要分为化学分离法和物理分离法以及其他方法,下面简单介绍以下这三类方法。
2.1化学分离法化学分离法按照所使用方法的不同主要分为两类:沉淀法和电浮分离法,这两类方法使用条件不同,但是所达到的效果则相似。沉淀法是利用使油污沉淀或上浮的原理,通过向含油污水中投放絮凝剂或聚集剂而达到油水分离的一种方法,其中所使用的两种沉淀剂又有细微的区别,絮凝剂可使油凝聚成凝胶体而沉淀,而聚集剂则使油凝聚成胶体使其上浮。电浮分离法的原理是把含油污水引进装有电极的舱柜中,利用电解产生的气泡在上浮过程中附着油滴而加以分离、从而实现油水分离的方法。
2.2物理分离法物理分离法按照分离原理不同,可以分为以下几类:
2.2.1重力分离法重力分离法是利用油和水的密度差,使水中油滴克服水流阻力上浮与水分离的一种方法,这种方法的主要影响因素是油粒直径、油和水的密度、温度,其中一般认为油粒直径小于50um的情况下这类方法就不再起作用,比如重力分离法就很难分离乳化油,另外重力分离法如按其作用方式的不同,还可分为机械分离、静置分离和离心分离三种。
2.2.2过滤分离法过滤分离法的原理是让油污水通过多孔性介质滤料层时,油污水中的油粒及其它悬浮物被滤料层截留,而水可以通过滤层排出,这类方法的特点主要有:一是油水分离的过程主要靠滤料层阻截作用,将油粒及其它悬浮物截留在滤料表面;二是具有很大表面积的滤料对油粒及其它悬浮物的物理吸附作用和对微粒的接触媒介作用,增加了油粒碰撞机会,使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。
2.2.3聚结分离法聚结分离法的主要原理是运用润湿理论和碰撞聚结理论,当微小油粒通过多孔材料时,让这些细小微粒互相碰撞促使油粒聚合增大从而上浮和分离,这类方法最大的特点是精细化,但是在使用聚结分离法时影响粗粒化程度的因素主要有聚结元件的材料选择和材料充填的高度密度等,决定聚结分离程度的关键是材料和油粒之间的相互作用,也就是说只有材料和油发生润湿,聚结才能发生。
2.2.4吸附分离法吸附分离方法的原理是用多孔性固体吸附材料作为滤器,当污水通过滤器时微小油粒被吸附在固体表面上,从而使油水分离,这类方法的特点是由于分子间普遍存在着引力,所以这类吸附方法没有选择性,并且可以吸附多层粒子。
2.2.5气浮分离法气浮分离法的原理就是通过产生气泡将污水中的细微油粒吸附上浮,从而达到油水分离的目的。
2.3其他分离方法在实际操作中,除了常用化学分离法和物理分离法之外,经过方法创新,还有其他的一些分离方法,这些分离方法主要有:电解分离法、凝聚分离法、活性污泥法(生物化学法)、超滤膜过滤法、反渗透法。
3生物工程技术在船舶防污染中的应用
以上部分主要列举出了一些传统的物理法和化学法在船舶防污染中的应用,虽然化学法处理污染的效果好,但因其操作条件差,腐蚀性高,还存在着二次污染又不能满足环保的要求,物理法也存在着一定缺陷,因而可以考虑在船舶防污染中应用生物工程技术,在船舶防污染中引进生物工程技术的原理是由于被污染过的海洋污水中存在着许多成分复杂的有毒物质,而运用生物技术中的微生物自身的降解作用可以降解海洋污水中的有毒物质,将其转化为无毒物质,从而使污水得到净化。将生物技术运用到船舶防污染中,可以有效保护海洋环境,目前,在该领域得到应用的生物工程技术主要包括生物修复、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等,具体而言主要有以下几个应用方面:
3.1处理油污染船舶带给海洋的油性污染物都不同程度的造成了海洋中污染物的增加,对海洋的生态环境具有严重的破坏作用,生物工程技术在处理这类污染过程中采取的原理是运用微生物的生物降解将石油中的大分子降解为小分子,最后完全氧化为二氧化碳和水,这种方法具有高效、经济、安全、无二次污染的独特优点,对于海洋环境没有副作用。
3.2处理有害防污漆污染为了防止船底生物附着造成污染,减小船舶航行的阻力,节省燃料,提高船舶运营效率,运用生物工程技术的原理就是利用海洋生物的自身防污损机理,确保海洋生物污染预防机制正常运行,加大对有益微生物的筛选,从而提取和分离防污活性物质,制备天然生物防污剂用于海洋附着生物的防除。