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第15章 丰富而有序的海洋生态(5)

海豹的繁殖方式和陆地上的哺乳动物一样,受精后,雌海豹要怀孕一年,然后上岸或在浮冰上产仔。小海豹出生以后,雌海豹即守在小海豹旁边加以保护,12小时之后,开始用乳汁哺育仔豹,哺乳期为25天左右。出生的小海豹全身披有白色胎毛,这便于在冰雪的环境中隐匿起来,不被天敌发现。不过,这种胎毛会吸收大量的水分,对游泳不利,因此,小海豹出生后第16天便开始脱落胎毛,9天后,胎毛全部脱完,换成短粗、光亮而有斑点的“毛衣”。更有趣的是,天气越是寒冷,刚出生的小海豹生长得就越是活泼可爱,它们跟在母亲的后面,在冰上戏耍。相反,在天气暖和时出生的小海豹则往往难以存活。这是因为寒冷时,刚生下的小海豹身上的湿毛很快就被寒风吹干了,浑身松软的绒毛像一床厚厚的罩毯,包裹着幼小的生命,使之免于受冻。而温暖时生下的小海豹身上却一直不干,潮湿的毛不能保温,极地寒冷的气候就会很快把小海豹冻死。

§§§第三节岌岌可危的海洋生态环境

从海洋动物怪象想到的

1.绿色的牡蛎与透明的鱼

当世界各沿海养殖场都堆满肥硕鲜美的牡蛎时,在日本一些排污口附近的海域,捕获的牡蛎却被禁止出售。因为这些海域的牡蛎与众不同,是绿色的。

这些奇怪的牡蛎引起了科学家的注意。经化验,这种牡蛎体内含有高浓度的铜和锌,尤其是在它们的生殖腺和心脏里,铜、锌的含量最高,是正常牡蛎的20倍。当人们化验排污口附近的海水时,也发现了同样的情况。原来,牡蛎正是由于受到海水中铜和锌的污染才成为绿色的。

众所周知,海洋生物对多种元素,具有很强的富集能力,同时也有一定的抗污染能力。海洋生物体内的污染物质与海水中同种污染物质的浓度对比关系,反映了海洋生物对这种污染物质富集能力的高低。是海洋污染研究中常用的指标。乌贼、牡蛎和鱿鱼,对铜、锌的富集能力都很高。其他生活在污染海区的生物,如大虾、长蜞鳕、鼠尾鱼等,体内也常富集铬、锑等重金属,当海洋生物体内的重金属元素浓度超过一定限度,就会引起器官坏死和组织破坏,最后死亡。

这种绿色牡蛎在被铜污染的海区屡见不鲜。在日本的名古屋、延冈、竹原、新居滨和日立等地的近岸海区,都曾发现过绿色的海洋水产品。微量的铜、锌是海洋生物不可缺少的,它们可以保护生物的呼吸,促进色素细胞的生长,但若摄入过量就会对海洋生物构成危害。

在正常海水中,铜的浓度为1.0~10.0微克/升,锌的浓度为5微克/升左右。当铜的浓度达到0.13毫克/升时,可使牡蛎着绿色;如果含量更高,超过0.19毫克/升,经过96小时,半数的牡蛎就会死亡。锌也可以使牡蛎变绿,并能明显地影响牡蛎幼体的发育,只要海水中锌的浓度为0.3毫克/升,牡蛎幼体的生长速度就会显著降低。当浓度达到0.5毫克/升时,幼体会停止发育甚至死亡。铜和锌对牡蛎的协同影响要比单一的影响大得多。如果海水中铜的浓度达到0.02~0.1毫克/升,同时锌的浓度达到0.1~0.4毫克/升,就足以使牡蛎着绿色。事实上,在被铜污染的海域里,几乎同时就存在着锌的污染。

由于被铜、锌污染的牡蛎不仅着绿色,还常有铜绿的味道,因此人们很少食用。食用绿色牡蛎后会出现腹泻、呕吐等症状。据报道,纽约市肝炎病患者的增多,也与食用被石油及铜渣污染的牡蛎有关。

鲸鱼集体自杀的原因

你感到奇怪吗?近年来,海洋动物竟频频地集体自杀。

历史上曾经有过鲸类集体自杀现象的记载。近20年来,尽管鲸的数量已经比100年前大约减少了95%,可鲸集体自杀的次数却越来越频繁,规模也越来越大,引起了海洋生物学家们深深的恐慌。

1980年6月30日,澳大利亚新南威尔士州北部的居民,发现有成群的巨头鲸拼命冲上狭窄的特雷切里海滩。为拯救这些珍贵的动物,人们用绳索、驳船企图把它们拖回深水中。然而一切努力都无济于事,被拉回深水的鲸在海水中游弋片刻,又固执地冲上沙滩,在干涸的沙滩上艰难地挣扎;一些离水时间较长的鲸,干燥的皮肤上出现了血疱,鲜血不断从破裂处流出。鲸的哀吼声不绝数里,悲惨的场面令人目不忍睹。到第二天,大多数鲸窒息而死;未死的鲸,皮肤上血疱累累,全身激烈地颤动,表现出临死前的痛苦。据报道,这次共有58头鲸丧生。

类似现象在其他地方也出现过。1982年,在美国佛罗里达州的皮尔斯堡湾,人们发现,有150多条逆戟鲸不顾死活地冲上海滩,全部毙命。1984年,在加拿大的欧斯峡海湾,130多条抹香鲸不顾人们的阻挠,奋不顾身地冲上海滩自杀。1985年,在澳大利亚的塔斯马尼亚岛海滩上发生了同样的惨剧,至少有160条巨头鲸丧生。

无独有偶,在挪威海面和巴伦支海面上,最近30多年来,几乎每隔三四年就会发生一次奇怪的北欧旅鼠的自杀行动。旅鼠是以海滩上的贝壳类动物为主食的动物。它们成群结队地从山上、田野里冲向海岸,任何障碍都阻挡不住它们的前进,鹫鹰、野猫的袭击也不能令它们后退,一到岸边,就毫不犹豫地纵身跃入海中,在海水中挣扎着,直到戏剧性地结束自己的生命。

海洋动物和其他动物的集体自杀行为,成为生物学界的一个难解之谜。

鲸类为什么集体自杀?是由于鲸追捕食物误入沙滩,还是受到某种天敌的驱赶而慌不择路地冲上海滩?抑或是因为一条鲸导航失灵陷于绝境,呼吁它的同伴相救,以致招来集体自杀的悲剧?科学家们众说不一。

一些学者认为,普通海豚和抹香鲸的头部长有内含氧化铁的导航器,犹如一部磁性指南针,帮助它们识别地球磁场,掌握游动方向。重金属如镉、镍、汞、镁等一旦混杂在工业垃圾中进入海洋,往往最终将进入大型动物的体内富积,长此以往,严重损害了它们的脑神经细胞,破坏了它们的导航器,使之迷失方向而冲上海滩。

1988年,美国波士顿大学海洋生物研究所的几位专家,在解剖了13条发生在各地的集体自杀鲸后发现,这些鲸的胃液及胃中残留下来的磷虾中,均含有一定量的有机氯农药和多氯联苯,并且其中不少鲸患有各种疾病。他们认为,近年来频繁发生的大规模的鲸集体自杀现象,与海洋的有机氯农药和多氯联苯污染有着密切关系,由于食物受到污染,鲸患上各种以前从未有过的疾病,诱发了鲸在生理上的变态,痛苦不堪,从而促使它们走上集体自杀的道路。

美国科学家还发现了另一件与有机氯化物污染有关的怪现象。自从20世纪80年代以来,美国西雅图海岸一带的渔民经常捕捉到一些“变形鱼”,这些鱼中有些眼睛的部位变了形,有些尾巴打弯,变成了“T”字形鱼,有些则失去了原有的光泽,变成暗灰色,还有一些甚至成了“透明鱼”,人们甚至可以从外部看到它们的内脏。原来,西雅图是美国最大的港口,附近水域污染严重,而这一带的农场主又把大批不准出售的带有杀虫剂的大豆、水果、小麦和大麦倾倒在海洋中作为鱼食,于是导致了一批批的“变形鱼”。

在海洋环境中,有机氯化物大多是不易分解的长效药物。海洋生物对这类物质具有极高的富集能力,浓缩系数可以达到几千乃至数百万倍。鲸等各种海兽和海鸟、鱼类,在海洋生物中处于食物链的高层环节,经食物链传递的有机氯污染物,最终积蓄到它们的体内,使它们深受其害,一些种群发生了变态,个别的目前已面临绝迹的境地。

海洋生态环境的恶化

海洋生态环境是海洋生物存在、发展和海洋生物多样性保持的基本条件。海洋生态环境的任何变化都可能或强或弱地影响海洋生态系统,导致海洋生物资源发生变动,从上面文章里我们看到的海洋动物怪现象,就是由于海洋生态环境的恶化造成的。

一段时间以来,海洋生态环境恶化的趋向,受到各沿海国家的重视。为改善海洋生态条件,相关国家也曾采取了一些措施。然而海洋资源与空间的开发利用,已成为各沿海国海洋工作的重点。在对海洋的态度上,保护多服从于开发,所以,在海洋开发日益扩大的情况下,生态环境的破坏越来越严重。主要表现在:

一是某些河口、海湾生态系统瓦解或消失。由于受到污染和海洋工程的建设,像围垦、筑堤修坝、砍伐红树林、采挖珊瑚礁,使特定的生态环境完全改变,生态系统也随之变化或瓦解,如红树林的砍伐与围垦、珊瑚礁的采挖与炸礁、河口修筑拦河坝等,都会发生海域特定生态系统的消亡。

二是海岸带与近海生物的资源量和生态多样性降低。因生态环境被破坏而造成生物资源量减少和多样性下降的事例,在世界近海和海岸带可以说比比皆是。例如,沿岸与河口湿地生物资源量的减少,沿海湿地是多种水鸟、海洋哺乳动物和濒危生物的重要生态环境。湿地的生产力和近岸性对渔业经济、商业和娱乐活动特别重要。据研究,大西洋和墨西哥湾沿岸海域,大约有2/3的经济鱼种,在它们生命过程中的某些阶段必须依赖湿地环境。同时,这些湿地又是虾类、贝类、鳍脚类等动物索饵和隐蔽的场所。因此,沿岸与河口湿地是海洋中的高生产力区域。但由于各种原因,不断遭到破坏,仅其面积缩小就很惊人,在20世纪50~70年代期间,美国的河口湿地面积减少了约1.5万公顷。又如,海藻生态环境的破坏,海藻群落广泛分布在温带和热带沿岸水域,海藻从生,为各种鱼类和其他生物提供了良好的栖息地,在阿拉伯湾每公顷海藻丛,每年可以满足850千克小虾的生长所需,如果是热带、亚热带区域,海藻丛又同红树林、珊瑚礁群混生在一起,形成海洋生物繁殖、发育更为优越的环境,不同生长阶段的动物为觅食和寻求保护,就能够从一种生境迁移到另一种生境中去。对海藻的威胁主要来自挖泥船、围填海工程、捕捞使用的底层拖网和排钩以及污染等。据资料报道,世界各海区海藻丛受损比较严重,西澳大利亚科克本海的海藻在从1954至1978年的20多年里损坏了近1/5。无论是沼泽湿地和海藻生境破坏,还是其他海洋生境破坏,很自然地会使海域生物资源量减少和生物多样性下降。

三是生境恶化致使偶发灾害事故增多。近海生态环境变差也诱发其他海洋环境灾害,其与诱发的本质因素与所发生的灾害之间,彼此又互为因果,只是我们这里讨论的主体是生态环境恶化带来的问题。由于生态环境恶化而酿成的突发性灾害事故很多,如溢油事故。随着海运中的油轮大型化,油轮触礁、碰撞溢油的事件增多,例如1989年3月24日美国“瓦尔迪兹”号油船,在阿拉斯加州近海触礁,24万桶原油流入威廉王子湾,形成宽1千米、长8千米的油带,在风浪作用下,大量原油被冲到沿岸,覆盖在海滩、沼泽地、岩石上,波及范围长1280多千米。溢油破坏了该区域的生境,使渔业生产损失0.5亿~1亿美元,海洋动物受害十分严重,有3.3万只海鸟死亡,包括海燕、海鸠、海鹦等,生活在溢油区域的1.3万只海獭,死亡993只,19只海鲸相继死亡,不少海狗、海狮、鲱鱼、绿鳕及其他的鱼类大批中毒死亡。另外,栖息在潮间带的海螺、甲壳动物、海藻和海星等中毒窒息。该事件的发生不仅造成了很大的生态损失,而且使威廉王子湾的生境很难在一段时间内恢复。

四是近海海区富营养化,赤潮现象频频发生。赤潮是全球海洋的一种灾害,多造成较大的生态和经济损失,赤潮产生的原因是多种多样的,但海域富营养化是导致赤潮发生的基本条件。赤潮发生初期,由于植物的光合作用,水体中的叶绿素a、溶解氧、化学耗氧量都要升高,pH也要产生异常,造成水体环境因子的改变,海洋生物的结构发生变化,原有生态平衡被打破。赤潮的出现会进一步破坏海洋生态平衡。如1964年年底美国佛罗里达州西海岸发生赤潮,使大批鱼、虾、海龟、蟹和牡蛎等死亡,冲到海滩上的死鱼,长达37千米。赤潮发生后相当长的一段时间,海域的生态系统难以恢复。赤潮还直接危害人体健康。从20世纪70年代以来的资料看,赤潮毒素致人死亡的事件,几乎年年都有发生,据统计,至1978年世界因食含赤潮毒素的贝类而中毒的事件有300余起。未有记录的中毒死亡人数,肯定还要大得多。

近年来,海上倾倒造成的损害事故在我国不断发生,如1988年大窑湾建港工程违法倾倒淤泥,使大孤山、湾里、满家滩等地30多平方千米的水域水质变坏,该区域的养殖场共计减产8.4万吨,直接经济损失达3600万元;1992年在我国香港珠江口外伶仃岛一带海域倾倒废弃物,致使该海域一时无鱼可捕,污泥漂散到附近海水养殖区,引起大量鱼、贝死亡,仅网箱养鱼致死量就达1000吨,损失900万元。

海洋外来物种的入侵

海洋外来物种入侵,是指一个海域中的某些海洋生物通过各种渠道传播到另一个新的海域,很快适应了新环境并大量繁衍,侵占该海域土著物种的生存空间,与土著物种争抢食物,排斥土著物种,致使该海域原有的生态平衡被破坏,自然生态链断裂。海洋外来物种入侵也被认为是海洋生物污染的形式之一,对土著物种和海洋生态平衡的影响往往是灾难性的,可导致该海域生态多样性无可挽回地减少。

造成海洋外来物种入侵的主要原因是人类的无节制活动,科学家们对此十分担忧。例如:原来生活在北太平洋海域的多棘海盘车,可能是被远航的船舶或者压舱水带到澳大利亚,由于当地的环境条件适宜而大量繁殖。自1986年这种海星在澳大利亚塔斯马尼亚海域被发现,短短十几年的时间即遍布东起新威尔士州、西至西澳大利亚州长达数千千米的广阔海域。迄今澳大利亚政府所采取的所有清除努力均告失败,当地政府正考虑动用化学方法、物理方法、生物方法联合进行清除,但结果尚需数年方可知晓。还有入侵北美五大湖的斑马贻贝,已对该水域的码头、港口设备、船舶、渔场等造成了重大的生物污染。为消除该污染,当地政府每年都要花费超过6亿美元的巨资,而斑马贻贝对该水域生态环境所造成的损失则更是无法估算的。因此,海洋外来物种入侵问题也是必须引起人类高度警惕的重大问题。

我国江河湖泊中的水葫芦入侵、豚草入侵、福寿螺入侵、美国白蛾入侵等,都是20世纪发生在我国的外来物种入侵的重大事件,只不过这些入侵事件不是发生在海洋中,未被列入海洋外来物种入侵事件罢了。

日趋严重的海洋污染

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