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第20章 海洋植物的危害与保护(1)

海洋生物的多样性为人类开发利用海洋资源、拓展生存空间提供了一个巨大的资源宝库。发展海洋经济,不仅是当今世界经济的发展趋势,而且是解决人类面临的资源短缺、环境恶化、人口增加三大难题的必由之路。我国是一个海洋大国,以开发利用海洋资源、发展海洋产业为主要标志的“海洋经济”正在全国兴起。但是,在高速发展的海洋渔业中,却忽视了对海洋物种的保护和繁育,尤其是忽视了对在净化海洋环境、维护海洋生态平衡中发挥重要作用的“海洋森林”——海藻的保护和繁育。

§§§第一节海洋植物的危害

植物生态系统的破坏

1.珊瑚礁生态系统

(1)特点。在热带中有一种特殊的浅水生态系统,那就是珊瑚礁生态系统,它所要求的水温为25~29℃,而且有非常高的生产力,生物种类具有多样性。

(2)我国珊瑚礁的分布。在我国,珊瑚礁主要分布在南海、广东、广西、福建、台湾沿海等地。

(3)经济环境功能。由于在所有的生态系统中,珊瑚礁生态系统有着最高的生产力和最多的生物种类,所以其成为鱼类的重要栖息地,它们可以昼夜活动。另外,珊瑚礁生态系统巨大的新化合物来源库和物种储存库。从环境效益来说,珊瑚礁生态系统不仅可以防止海岸侵蚀,也可以减少风暴潮的损害。另外,它也为人类提供了休闲娱乐场所,是人们旅游的好去处。

(4)珊瑚礁生态系统被破坏的途径。通常来说,人类是破坏珊瑚礁生态系统的罪魁祸首,主要表现在通过炸药或者是毒药过量捕鱼;开礁和炸礁;附近港口疏浚;电厂排放的冷却水导致水温升高;石油和磷肥装运长期污染海区;旅游业所造成的破坏。

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、亚热带潮间带特有的木本植物群落,是一种海洋生态系统,具有非常高的生产力;所生存的环境非常独特,如热带海滩阳光强烈、潮起潮落、海水不断淹没和冲刷、土壤富含盐分。除此之外,与其他生态系统相比,红树林生态系统还有非常独特的生命史和生理结构。

(2)在我国的主要分布。在我国,红树林生态系统主要分布在海南、广东、广西和福建沿海的河口

海岸红树林两岸和淤泥质海湾。国家级红树林生态保护区有湛江、山口、北仑河口、东寨港……

(3)…红树林的经济和环境功能。作为生产力非常高的海洋生态系统之一,红树林生态系统不仅资源丰富,而且还有非常多的动植物种类。红树林生态系统是一种森林资源,在很多方面它都可以发挥作用,如制造木材、薪材、纸浆原料。另外,在红树林中有非常多的鸟类、昆虫和鱼类,在所有的生物种类中,有很多是非常珍贵濒危的物种。从环境效益来说,红树林可以美化环境,净化空气,是人们旅游的好去处。与此同时,红树林还有良好的自我修复能力,它可以防风抗浪、固堤护岸、防止侵蚀、保护沿海设施,也可以能防治污染,保护海洋环境。

(4)被破坏的途径。近年来,红树林生态系统受到人为的破坏非常严重,主要表现在沿海工业发展、城市扩张和倾废,侵占红树林区;将红树林砍伐,然后改造成稻田、椰树种植场、鱼池、虾塘、盐田等;被砍伐掉的红树林主要是用于工业生产和发展,谋求经济效益。

(5)保护的方法。在海滩海岸多种植红树,如果红树林区遭遇病虫害,需要及时防治。

3.滩涂湿地生态系统

(1)湿地和滩涂湿地的定义。具体到滩涂湿地的定义,在1993年,《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》对其作出了解释,即“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”。通常来说,湿地包括沼泽、泥滩地、河流、湖泊、水库、稻田、滩涂以及低潮时水深不超过6米的海水区。滩涂以及低潮时水深不超过6米的海水区归为滩涂湿地。

(2)滩涂湿地的分布。由于滩涂湿地大多是由河流携沙淤积而成的,所以在河口两侧往往滩涂较多;在我国,沿海滩涂湿地的分布范围是非常广的,黄河三角洲滩涂湿地是面积最大的滩涂湿地;在低纬度地区,由于气温比较高,所以红树林较多,形成红树林生态系统,但是,在中高纬度地区,由于气温偏低,所以多生长芦苇等或为贝滩。

(3)滩涂湿地的经济价值和环境价值。从生产力方面来看,滩涂湿地是一种高生产力生态系统,它有丰富的资源。滩涂湿地不仅是许多具有商业价值生物的产卵地和育幼场,同时也是众多野生动物的繁衍地,在这里,人们可以发展水产养殖或者是盐业,提高经济效益。另外,滩涂湿地富有植物,其可以作为饵料、燃料和工业原料。从保护环境方面来说,滩涂湿地在储水、泄洪、抵御风暴潮、防止海浪冲击、保护海岸、调节气候、降解近岸海域污染等方面都发挥了重要作用。

(4)滩涂湿地被破坏的原因。滩涂湿地因为人为原因为大量破坏,主要表现在大规模的盲目围垦,人们通过围垦滩涂湿地来发展工业,扩展城市,修建堤坝,开辟盐田、虾田、农田及堆场……除此之外,由于滩涂湿地不断受到污染,自身的净化能力减弱,泥沙淤积严重,所以生态环境遭到严重破坏。

善变的幽灵藻

幽灵藻结构复杂,变化多端,行为难以琢磨,其生活史包括孢囊期、阿米巴期和鞭毛期,细胞大小在5~50微米变化。幽灵藻还“好吃懒做”,不像其他藻类那样靠光合作用养活自己,而是靠吃细菌、藻类、小动物或鱼组织的碎屑生活。在没有鱼的水中,幽灵藻靠摄食藻类生活,也不产生毒素;当鱼群经过时,幽灵藻一旦嗅到鱼的味道,立刻产生毒素,霎时转化为有毒细胞,向鱼群游去。接触到幽灵藻的鱼,即刻被毒得昏昏沉沉,继而鱼皮破裂,大量出血,最后奄奄一息、丧失活力。这时,幽灵藻就乘机摄食鱼脱落下来的上皮组织和流出的血液等。鱼死后,鞭毛期细胞转化到阿米巴期,继续摄食鱼体的剩余部分。如果遇到风暴突来等不利环境,幽灵藻就在细胞外面形成一层保护层,沉到水底休眠。幽灵藻不仅是鱼类的杀手,对蟹类、贝类也有致死作用,对人类也存在一定的威胁。

幽灵藻近年肆虐美国东海岸,渔民、水上运动者、实验室研究人员等都会受到幽灵藻的威胁。美国美卡州立大学水生植物实验室的博克华尔德博士,是最早开始研究幽灵藻的人,也是中毒最深的人之一。这些实验室研究人员,或是直接接触了有毒藻培养液,或是从空气中吸入了藻毒素。虽然这些人员每天接触毒素的时间可能只有一两个小时,但在不知不觉中就中毒了:哮喘,手脚刺痛麻木,眼睛灼热,视力模糊,胃痉挛,恶心,呕吐,皮肤溃疡且对抗生素无反应,伤口愈合很慢,严重时会出现短暂失忆,思考和推理能力减弱,阅读困难,经常会忘记人或事。让人稍感欣慰的是,不再接触毒素后,大部分患者的症状能完全消失,恢复正常的体质和智力。近年来,美国马里兰州、佛罗里达州等东部沿岸陆续出现幽灵藻。科学家认为,幽灵藻实际上早已存在,近年的频繁暴发,是近岸海域环境恶化的一个标志。

臭名昭著的夜光藻

夜光藻是一种较大型的单细胞生物,近于球形,直径为0.2~2.0毫米。它介于动物和植物之间,传宗接代的方式类似于藻类,生活习性又类似于原生动物,所以又叫夜光虫。与其他藻类最大的不同是,它不能通过光合作用制造营养,而是通过细胞前端轻微活动的触手,将外界小型浮游植物或有机颗粒送入胞口内,在细胞内形成食物泡进行消化。

每当夜光藻的细胞受到刺激时就会发光。在夜晚,船只划过水面时,船桨会泛起火星,船尾则拖着长长的光带,海浪撞击海岸也会产生磷光闪闪的浪花。每当这时,人们无不赞叹夜光藻神秘的发光功能。遗憾的是,在夜光藻美丽的光环后面,接踵而来的是灾害:曾经磷光闪闪的海面,几天之后,鱼、虾、贝大量死亡,继而腐烂、发臭,呛得人咳嗽不止、鼻眼刺痛,真叫人难以承受。

夜光藻被认为是渔业衰弱的指标,主要有三大危害:

(1)使鱼类产生呼吸障碍。夜光藻不含毒素,但是形成赤潮后,大量黏附于鱼鳃上,阻碍呼吸,导致鱼类窒息死亡。

(2)危害水体生态环境。夜光藻死亡分解过程中产生的尸碱和硫化氢,又使海水变质,危害水体生态环境。

(3)诱发其他赤潮生物。夜光藻能渗出高浓度的氮和磷,可诱发有毒的赤潮生物——微型原甲藻的大量繁殖。一旦形成赤潮,危害程度更大。

世界范围内因夜光藻带来的环境灾害数不胜数,我国是夜光藻灾害,比较严重的国家,80%以上的赤潮是由夜光藻引起的。

绿潮灾害不容忽视

浒苔是一种无毒绿藻,还有食用、药用等价值,但是,大量繁殖的浒苔能阻塞航道,影响航运;遮蔽阳光,影响海底藻类和其他生物的生长;大量堆积后腐烂会消耗大量氧气,散发出恶臭气味,既破坏海洋生态系统,又严重威胁沿海渔业和旅游业发展。所以,现在已把浒苔一类的大型绿藻暴发称为绿潮,视做和赤潮一样的海洋灾害。

2007年以来,我国许多地方发生了绿潮灾害:

2007年7月,受大风和潮流影响,山东省乳山市部分近海和沿岸发现大面积绿潮,当天共打捞浒苔约30吨。

2008年6月中旬,大面积浒苔从黄海中部海域开始向青岛附近海域漂移。青岛是2008年夏季奥运会帆船比赛场地,奥帆赛场竞赛海域有浒苔面积曾达到15.86平方千米,占海域总面积的32.04%,为了奥运比赛,当地甚至连驻军都出动了,最终清除浒苔百万吨以上才使得比赛正常进行。

2009年6月,在黄海中、南部海域发生大面积绿潮,分布面积约1.2万平方千米,覆盖面积72平方千米。

2010年8月,三亚市大东海发生绿潮,工人清理了好几天,清理浒苔30多吨。

如果说赤潮是海体流淌的“血”,那么,绿潮就是海体流淌的“脓”。最有效治理绿潮、赤潮的办法就是不要让海水富营养化,也就是说不要向大海直接排污。大海虽然浩瀚深邃,但也有底线,容不得人类肆无忌惮!

什么是富营养化

富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积,湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖,进而演变为沼泽和陆地,这是一种极为缓慢的过程。但由于人类的活动,将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后,水生生物特别是藻类将大量繁殖,使生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡。

赤潮与海藻

1986年12月1日,福建省东山县杏陈乡忽然发生一起食物中毒事件。全村有136人不同程度地中毒,其中有一人因中毒严重而窒息死亡,其余135人经过医院抢救脱离险情。

事故发生后,海洋科技人员也赶到现场进行调查,他们发现,引起村民食物中毒的主要原因是,村民们食用了受到赤潮污染后的花蛤。科技人员将村民们食用剩下的花蛤和海水样品化验后发现,当地海水和花蛤的消化系统中均有大量的赤潮生物——裸甲藻。裸甲藻有个很突出的特点,那就是它能分泌出甲藻毒素,它的毒素比普通毒药要高出100多倍。这种甲藻毒素一般分三种,即神经性贝毒素、麻痹性贝毒素和溶血性贝毒素。据村民们介绍说,人们是在吃了花蛤数小时后出现不适的。先是出现唇舌麻木、胸闷、头晕、呕吐、周身乏力麻木,发展到后来,头痛腹痛,昏迷休克,甚至死亡。从上述情况看,是人们食用了受赤潮生物污染的花蛤,其毒素对人体的中枢神经产生强烈作用,妨碍了人体血液中的离子通透,从而扰乱神经和肌肉传导,引起中毒。造成这起悲剧的罪魁祸首是赤潮生物。那么,什么是赤潮呢?

赤潮是一种生态异常现象,它是海洋遭受污染后所产生的一种生态异常现象,是有机物和营养盐过

赤潮多而引起的。科学家们认为,赤潮是在一定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌,在短时间内突然发生增殖或高度聚集而引起的一种海洋生态异常现象,它造成某一海域的生态环境遭到破坏,一些海洋动物大批死亡等严重后果。赤潮,顾名思义应当是红色的,但实际上,赤潮的颜色并不都是红色,其颜色是多种多样的。影响赤潮的颜色,主要看引起赤潮的海洋浮游生物的种类。由夜光虫引起的赤潮,呈粉红色或深红色;由某些双鞭毛藻引起的赤潮,呈绿色或褐色;由某些硅藻类引起的赤潮,则呈黄色或红褐色;由膝沟藻引起的赤潮,海水的颜色有时竟不出现明显变化。据统计,在浮游生物中,能够引起赤潮的大约有330余种。比较常见的有夜光虫、裸甲藻、铠角虫、鼎型虫、角毛硅藻、骨条藻、根管藻、盒型藻、小定鞭金藻、滑盘藻、束毛藻等。其中,甲藻类是最常见的赤潮生物,有20多种可以引起赤潮。

海洋中一旦发生赤潮,会给海洋生物、海洋环境乃至人类造成严重的危害。高度密集的赤潮生物能将鱼、贝类的呼吸器官堵塞,造成鱼、贝类的窒息死亡。这些受赤潮污染而死亡的动物,死亡后能继续分解毒素,毒害或杀死其他的海洋生物。赤潮生物的残骸,在海水中氧化分解,还能大量消耗水中的溶解氧,造成缺氧环境,威胁其他生物的生存。不仅如此,在缺氧环境中,厌氧微生物继续分解赤潮生物的残骸,在海水中产生硫化氢等气体,使海水发臭,恶化海洋环境。

赤潮是一种世界性的灾害,世界许多海洋国家都不同程度地遭受过赤潮的危害。20世纪50年代以来,随着世界经济的高速发展,大批工业、农业废水和生活污水排放入海,造成河口、内湾和沿岸水域污染不断加剧,导致赤潮发生愈加频繁。日本沿岸海域是赤潮多发海域,其中东京湾、伊势湾和濑户内海更是赤潮的“重灾区”。濑户内海在1976年发生赤潮326次。在1967~1991年间,在这一海域共发生4448次赤潮,造成渔业生产危害达421次,直接经济损失达数千亿日元。

除亚洲国家沿海多发生赤潮外,北美洲、南美洲沿海,以及印度洋沿岸欧洲地中海地区的一些国家海域,也时常出现赤潮。因此,赤潮成为世界性的海洋公害。

在现代,赤潮的成因与发生机制一直是各国海洋科学家所研究的课题。研究表明,赤潮的发生不是单一因素的产物,而是诸多因素综合作用的结果。在赤潮发生的整个过程中,其主要控制因素有:物理因素、化学因素和生物因素三方面。

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