中国环境与发展国际合作委员会
中国海洋与滨海生态系统焦点和可持续发展政策选择
执行总结
专案组1
中国沿海地区海水富营养化及相关生态环境问题
中科院海洋研究所 中国科学院
中国环境科学院 国家海洋环境监测中心
中国海洋大学
1. 介绍
海洋生态系统的改变和退化是由人类向沿海水域过度排放有机污染物所导致的海水富营养化造成的。沿海海域的海水富营养化被认为是海洋生态系统健康的主要威胁之一。在过去的40年里,我们对于海水富营养化有了深入的研究,对其产生原因,发展过程和影响有了进一步的认识。然而,在减少陆源污染物和大气输入,以及富营养化产生的条件方面进展不大。
对于海水富营养化的成因和影响,目前尚未有一个共同的定义。然而,关于沿海海水富营养化的一个恰当的定义对于监测、评价和关键控制的制定是十分重要的。为了发展和政策决策,我们将沿海水域海水富营养化定义如下:由人类活动导致海水中营养物质浓度和成分的改变,导致海洋生态系统结构和功能的变化,使得其价值和服务功能退化。
导致海水富营养化的主要原因是向沿海水域排放含有过量氮和磷营养物质的污水。在过去的100年里,人类活动加速了氮、磷等其他元素的生化循环。工业、城市、农业以及化石燃料所产生的大量氮和磷被排放入海,从而导致沿海海水富营养化。然而,沿海海水富营养化的直接原因是能源的消耗,化肥的使用以及土地利用的转变。人口的增长,经济的发展和农业集约化是其产生的间接原因。氮元素进入海洋的途径有很多,包括地表水、地下水和大气沉降,磷元素主要通过河流进入海洋。沿海海域海水富营养化的预防和控制不应该仅仅依赖于降低氮和磷的浓度,而是减伤两种元素的排放。
沿海海水富营养化是一个复杂的过程。例如,海洋生态系统对于营养物质入海的吸收响应是由特定的物理和化学因素刺激所决定的。这些反应不仅包括生物通过光合作用将二氧化碳转变为有机物,也是一套复杂的生态系统变化。此外,许多其他因素,入气候变化、过度捕捞、化学污染、外来入侵物种、土地的复垦、生物栖息地的破坏等因素也将影响海洋生态系统。这些多重的环境压力将导致海洋生态系统的服务功能和价值的下降。海洋生态系统对于养分富集的响应是非线性的,通过生态方法防治沿海海水富营养化是很有必要的。 科学研究表明沿海海水富营养化会对海洋渔业和社会经济发展这些依赖海洋生态系统健康程度的产业造成负面影响。营养物质倾倒到沿海区域将会直接导致初级生产者如浮游植物的群落、生物量和初级生产力的变化。进而在其他海洋食物网的浮游和底栖生物群落造成影响,并且降低水质和沉积物的质量。我国沿海越来越频发发生的赤潮和海水缺氧,都主要是由沿海海水富营养化所造成的生态后果。赤潮和缺氧有广泛的影响,许多海洋生物资源,如野生和养殖生物的大量死亡等等。海产品污染对海洋经济的可持续发展造成进一步的影响并损害
消费者的健康。
对于水体富营养化的研究得出的建议,如果营养物质减排措施得到有效的实施,那么由水体富营养化所影响的水生生态系统将得到逐步的回复。但是这种生态系统的影响在短期内是难以恢复的。因此,在早期对营养物质减排实施管理对于减轻沿海水体富营养化是十分重要的。
2. 中国沿海雨水营养物质污染的特征、来源和演替模式
在世界范围内,人口的迅速增长和沿海地区产业的蓬勃发展使得从土地和大气排放入海的营养物质大大增加。营养物质对于沿海地区的污染已经成为全球海洋环境的重要问题。近期在美国和欧洲的调查发现,约78%的美国海岸和65%的欧洲大西洋沿岸水体出现富营养化的症状。虽然营养盐污染并没有受到像溢油事故、工业污染问题同样的重视,但是其影响更为普遍和持久且更难处理。 中国现在也面临着日益严重的沿海海域富营养化问题。2000年以来,我国不符合清洁水质标准的海域已超过130000平方公里,已占我国近岸海域(深度小于10米)面积的一半。溶解无机氮和磷是影响沿海水质的主要污染物。至2009年,超过清洁水质标准的海域面积约有147000平方公里。中国沿海的河口和海湾是污染最严重的海域。渤海的辽东湾、渤海湾和莱州湾,长江(扬子江)河口和东海的杭州湾以及南海的珠江(珍珠)是污染最严重的海域。在中国沿海水域溶解无机氮污染比磷酸盐污染更严重。我国大部分沿海省市沿海水域的溶解无机氮平均浓度都超过一类水质标准(渔业和自然保护区海水)。在上海和浙江省,溶解无机氮的浓度已经超过四类水质标准(海港和海洋工程海水)很多年。在2008年,除了辽东湾,所有污染严重的海域都是由DIN引起的,但辽东湾的主要污染物是磷酸盐。
在过去的几十年,沿海富营养化状态不断恶化,沿海水域中营养盐的含量不断增加(图1),营养盐的含量随年份不断变化如上图所示。中度富营养化海域在过去的五年中以每年超过百分之六的速度增长。同时,严重富营养化面积增加了约66%。溶解无机氮浓度超过三类水质(主要工业用海和沿海观光区用海)的地区扩大从长江和珠江河口到渤海湾,辽东湾,莱州湾,厦门和江苏省沿海水域。中国沿岸地区水体富营养化指数从2001年到2008年有了明显的增加。富营养化指数最高的是东海,其次分别是渤海,黄海和南海。 尽管营养盐的浓度不断增加,但是仍然有过量的营养盐排放入海。此外,自从1980年以来海水中溶解无机氮的浓度不断增加,导致水中的N/P和N/Si不断上升。长江河口营养盐浓度的改变是最大的。特别需要指出的是,从二十世纪六十年代到21世纪,硝酸盐的浓度从11微摩尔增加到了97微摩尔;从二十世纪80年代中期到21世纪,磷酸盐浓度从0.4微摩尔增加到了0.95微摩尔。
营养盐输送入海与人类活动密切相关,主要通过河流、废水和生活污水、大气沉降和海产品养殖的途径排放入海。通过河流排放入海的营养盐占所有入海营养盐总量的绝大多数。在中国,城市和工厂大多坐落在河流旁边。因此,大量的工业污水和生活污水被排放到河流中,同时,农田周围施用的化肥被排放到河流中最终运输到海里。在2006年到2008年间,每年通过河流排放的铵态氮总量达到八十到一百万吨,排放的磷也达到二十五到三十万吨。长江是我国最大的营养盐排放河流,其次分别是珠江、钱塘江和黄河。在中国的四个海域中,东海是河流排入营养盐总量最多的海。
废水和污水的直接排放入海是沿海水域营养盐入海的主要形式。然而,大量从废水和污水排污口排放的营养盐只占河流通量的很小一部分。2006至2008年的监测结果表明铵态氮和总磷的废水排放逐渐减少,其中总磷的减少十分明显。自从2006年到2008年,铵态氮的排海量从4.66万吨减少到4.15万吨;总磷的排海量从1.2万吨减少到3200吨。
此外,大气沉降也是营养盐入海的另一种形式,比如以空气形式的干沉降和气雾形式的湿沉降。通过对黄海的千里岩岛和东海的嵊泗的调查发现,湿沉降比干沉降能带入更多营养
盐入海。黄海的溶解无机氮大气沉降通量几乎相当于其河流输入的通量。在东海,大气沉降的溶解无机氮的通量可比河流输入的溶解无机氮,但是大气沉降的磷酸盐通量只相当于河流输入总量的13%。中国是世界第一水产养殖大国,其产量占到世界总产量的70%。由水产养殖所导致的沿海海域海水富营养化受到政府和学者的高度关注。饲料和养殖动物的粪便以及其他海水养殖产业的副产品被认为是海水富营养化的原因。随着中国海产品养殖产业的不断发展,水产养殖所导致的污染越来越明显。
随着人口的不断增加,农业和工业的不断发展以及城市化进程的不断加快,沿海海域海水富营养化将会在今后的几年成为越来越严重的问题。
对农业和食品工业的影响
中国食品安全保障的基础在于农业生产的食物产品,而农业生产的产品又严重依赖于化肥的使用。化肥的使用在过去的30年中有了显著的增长(图2)。在2008年,我国施用化肥的总量已经达到了5239万吨。在早期,化肥是增加作物产量的重要方法。然而,长期过度的施用化肥来增加农作物产量会起到反作用。农业施用化肥将会导致富营养化,特别是氮元素污染,会越来越严重。食品产业的发展和沿海海水富营养化的问题的平衡是现在亟待解决的问题。 同时,畜牧业的废弃物也逐渐成为营养盐污染的另一个重要来源,其对于沿海海水富营养化的影响应该加强关注。
沿海地区的人口快速增长和城市化进程
随着人口的快速增长和城市化进程的加快,生活污水的排放量大大增加。从1998年到
生活污水的排放量以每年6%的速度增长。截至2008年,污水的排放总量比19982008年,
年增加了72%,达到了178亿吨。在不久的将来,预计随着沿海省市经济的快速发展,人口的增长和城市化进程将会进一步加快。
化石燃料消耗的增长
燃烧化石燃料会产生大量污染物,包括氮氧化物。一部分氮氧化物被排放到大气中,然后通过干沉降和湿沉降进入海洋。在我国过去的30年里,汽车的数量显著增长。从1985年到2008年,汽车数量以平均每年15.6%的速度在增加。如此快速的增长速度和其对沿海海水富营养化的潜在威胁是值得我们密切关注的。
3中国海水富营养化对海洋生态系统的影响
赤潮和缺氧是海水富营养化造成的最主要生态问题。之前的研究表明,富营养化是世界范围内赤潮频繁发生的主要原因。另一方面,世界范围内海水缺氧的415个沿海地区中,有169个地区受到了赤潮的影响。严重的缺氧将导致海洋生态系统的崩溃和鱼类资源的枯竭,使这里变成一片死海。除了赤潮和缺氧,沿海水域富营养化还会导致其他生态和环境问题,比如水母大量繁殖、鱼类资源枯竭等等。
随着沿海水域富营养化在中国变得越来越严重,海水缺氧等其他环境问题也逐渐凸显出来。
在对中国沿海的监测和调查数据表明,赤潮在我国沿海的发生频率、规模、影响都在快速增长,已经成为海洋环境的一个重要问题。从20世纪70年代,赤潮发生的频率在每十年三次。导致赤潮的生物种类也在不断的增加,更多的有毒物种被记录。在20世纪末,大多数导致赤潮的生物种都是无毒的硅藻,如骨条藻。然而从2000年以来,经常有有毒物种赤潮的记录,如亚历山大藻、米氏凯伦藻、裸甲藻和东海原甲藻。赤潮规模和影响的不断扩大,影响到了海产品养殖业和海洋生态系统的健康。在二十世纪80年代,赤潮的影响范围
大概只有几百平方千米。然而,到90年代末,赤潮的影响范围已经到达了几千平方千米,而且赤潮的持续时间也延长到一个月甚至更长。1999年渤海发生的赤潮事件的海域影响范围达到了6000平方公里。自从2000年以来,东海每年都爆发大规模甲藻赤潮,其影响面积达到10000平方千米。在黄海爆发的由浒苔引起的绿潮,影响范围达到了300002008年,
平方千米,其生物总量达到了约几百万吨。中国沿海地区发生的赤潮与沿海海水富营养化密切相关。据统计,长江河口作为赤潮发生频率最高的地区,其富营养化程度也是最严重的。海水中营养盐浓度和构成的改变,如氮磷比,将会导致海藻优势物种的改变,从而引发赤潮。
据报告,中国一些河口发生过缺氧事件,如长江和珠江。较强的缺氧现象在地层水也能观测到。自从二十世纪九十年代末以来,夏季缺氧事件发生的可能性增加了90%,同时也观测到许多大规模地区缺氧(大于5000平方千米)的情况。底层水缺氧的发生与经由长江水的运输和生物作用有直接的关系。然而,缺氧区域的形成与营养盐的生物作用的关系至今不明。
自从2000年以来,记录表明有大量有害生物和低价值水母灾害在中国爆发。水母灾害的主要物种是霞水母和冠口水母。通过调查,从1999年到2004年的六年间,东海的水母生物量增加了几百倍。先前的研究表明,引起水母爆发性增长的原因有过度捕捞、气候改变和富营养化。富营养化海区浮游生物的改变,尤其是甲藻数量的不断增加,促进了水母的增长。
沿海水域海水富营养化与生态系统改变的密切联系和社会经济的发展和海洋生态系统的健康和生产力形成了一套完整的理论。
对海洋经济发展的影响
富营养化海水导致的赤潮会导致大量野生和养殖海洋生物的死亡,严重威胁到海洋渔业资源和水产养殖业的发展。1998年在广东和香港发生的赤潮导致了5亿元的直接损失。2005年在黄海发生的浒苔绿潮造成了13亿元的直接损失,并且对沿海的海洋环境造成消极影响(amenity)除了对海产养殖业的直接影响,我国沿海水域富营养化还影响到生物资源。长江河口及其邻近海域是我国重要的海洋经济物种的产卵场和育幼厂。然而,这些受精卵和幼体的生长受到了由富营养化引起的生态系统改变的威胁,如赤潮和缺氧。
对人类健康的影响
沿海海水富营养化和其伴随的频发赤潮,赤潮中的有毒藻类将直接威胁到人类健康。麻痹性贝毒和腹泻性贝毒在我国沿海地区有广泛的分布,海产品中也检测到含有毒素。在黄海沿岸,更多的含有麻痹性贝毒的贝类样品被检测出来,检测出还有毒性的样品在过去的十年中增长了接近两倍。贝类中检测出含有腹泻性贝毒的频率远高于麻痹性贝毒。
对海洋生态系统服务和功能的影响
自从二十世纪90年代开始,沿海海水富营养化使得海洋生态系统发生显著改变,包括越来越频繁和严重的赤潮。这一现象在长江河口邻近海域更加明显。其他生态系统的改变,如缺氧、水母灾害和渔业资源减少,都与富营养化有着潜在的联系。这些变化都会降低海洋生态系统的服务功能和价值。然而,我们对于沿海水体富营养化和生态系统之间变化的关系的理解仍然是有限的,所以很难评估富营养化对海洋生态系统服务和价值的影响。
4.沿海水体富营养化和其对生态系统影响的管理学说
关于环境保护的政策框架和方针在中国有了长足的发展。制定了许多相关的法律法规、政策和规章,比如废水排放标准和海水质量标准,这些都是针对海水富营养化制定的。但是
海水富营养化不是一个单一的海洋环境问题。沿海水体富营养化的连续状态跟人类的陆地活动分不开,也取决于当地海水的状况。因此,很难用单一的适合沿海水域的法律或者现行的规定去预防沿海海水富营养化。
对于沿海水域富营养化的有效管理取决于对沿海水体主要营养盐污染物的理解以及对沿海水域主要陆源污染的监测和评估。一般的,有关代理沿海海水富营养化的管理和其责任都有明确的规定。
环境保护部门
环境保护部门被授权的职责有:制定和执行环境方案、政策和标准;环境功能区的划分;监督和预防控制环境污染;协调解决主要环境问题。环境保护部门的责任是解决沿海海水富营养化问题,包括营养盐陆源污染的控制、监测水质和大气质量、自然保护和湿地保护等。
国家海洋局
国家海洋局是国土资源部下属的国家海洋行政管理部门,主要负责中国海洋环境的保护、海洋安全和权益的保护和海洋科学技术的发展等等。它的责任是监测海水质量和海水富营养化的海洋污染源,海洋生态系统状况和海洋生态灾害(如赤潮)。
农业部
农业部是国家用来管理农业生产,养殖业、水产养殖、耕地、乡镇企业和食品工业。农业部同时也管理宏观农村经济。农业部的责任是管理由农业生产施用化肥引起的相关沿海海水富营养化和环境友好型农业海产品养殖业技术的发展。
水利部
水利部的一项职能就是“制定水资源保护方案、组织水域功能区、控制饮用水区域污水排放;监测河流的水质和通量,河流和水库的水环境容量,制定污染物总量控制制度,制定水资源保护法律法规。”由此可以看出环保部和水利部都享有有管理水污染的职责。这些职责包括沿海海水富营养化,包括检测河流水质和构思河流营养盐总量控制制度。
管理部门对沿海水体富营养化的调查已经查明下列问题。
1 关于水体富营养化的政策和法规问题
虽然目前许多法律法规和标准与沿海水域富营养化有一些关系,但是这些法律法规和标准并非针对沿海水体富营养化制定。沿海水域富营养化是一个海洋环境区域性问题;因此,在这个问题上没有专门的国际公约、宣言或者行动导则。然而,目前有许多公约和宣言中都不同程度的涉及到这一问题。X现在迫切需要制定一个针对沿海水体富营养化的政策法规来协调监测、研究和控制活动。
海水水质标准中关于营养盐的标准主要是基于海水的个别功能,但是跟整个海洋生态系统健康的关系不大。
现行的海水水质质量标准同样是针对中国沿海水体的,并未考虑到各种特别区域的情况。
2.沿海水体富营养化有关管理部门的问题
沿海水体富营养化的管理部门之间缺乏沟通和协调。
不同部门的监测数据不同且经常误导。
环保部在处理非点源营养盐污染时的能力仍然有限。
3.对沿海海水富营养化的科学理解问题
海洋生态系统对于营养盐输入的响应是复杂的,我们现在对其导致沿海水体富营养化的原因仍然认识不足。深入研究需要对富营养化海域的营养盐输入来源、营养盐输入和生态系统的改变之间的关系、富营养化评估方法、生态管理目标等等进行研究,来支持沿海富营养化的知识基础管理。
5. 推荐政策
海洋是人类的共有财产。海洋环境保护和可持续发展也是许多国际公约和声明的重要组成部分。 沿海海水富营养化是一个区域性海洋环境问题;因此,没有特别针对这一问题的国际公约、声明或者行动。然而,这一问题许多公约和声明都广泛涉及到了。
1972年,“斯德哥尔摩宣言”第七条,国家的责任中写到“应尽一切努力防止海洋污染”1992年,里约首脑会议通过了“21世纪议程”。威胁海洋环境,造成“海洋环境污染”的污染物被分为很多类,包括污水、营养盐、有机物、沉积物、垃圾和塑料、金属、放射性物质、油类和烃以及多环芳烃。1995年,联合国环境规划署启动了“保护海洋环境免受陆源污染全球行动计划”,中国也参与其中,称其为“华盛顿宣言”。2001年,第一次政府审查会议在加拿大蒙特利尔召开,并签署了“蒙特利尔宣言”。2005年,第二次政府审查会议在北京召开,并签署了“北京宣言”。“北京宣言”中强调沿海富营养化是导致海洋生态系统改变的重要原因以及生态方法和区域合作处理的重要性。在GPA宣言中,“全球营养盐合作管理”计划在2009年5月启动,来管理营养盐污染。GPA计划强调对于沿海水体富营养化应该注意以下几个问题:沿海地区的联系和流域的管理;1.生态系统方法;2。3。加强区域合作。
沿海水体富营养化的问题首先在欧洲和北美被提出和集中研究。欧洲和美国也是首先制定和发展沿海水体富营养化法律法规的国家。欧洲水体富营养化法律法规的重点从岛屿水体富营养化转移到了沿海水体富营养化上,从水质监测到生态系统管理,从点污染源控制到无点污染源的控制。在欧洲,一系列针对水体富营养化的政策法规得以实施,包括普通农业法,水指令,硝酸盐指令,城市污水处理办法等等,这些都能有效的减轻水体富营养化。沿海水域富营养化是导致海洋生态系统改变的主要驱动力,欧洲的环境和海洋法律法规的规划都将其作为重点。基于欧洲环境法规的背景(第六次“环境行动计划”)和“综合海事法”,2008年六月欧共体制定的“海洋战略框架指导”,作为海洋环境综合海事法律的一部分。对于“海洋战略框架指导”,欧洲的海域应该在2020年达到更好的环境。沿海海水富营养化被认为是欧洲海洋环境的主要威胁。OSPAR和HELCOM标准需要实施欧洲标准去解决沿海水体富营养化问题。OSPAR发展了应对大西洋东北部沿海的富营养化问题的战略。它采用哪个“以目标为导向”和“以源头为导向”的方法来减轻海水富营养化的情况。大会基于PARCOM标准推荐88/2的总体目标“到2010年,海洋环境健康达到不发生富营养化”实施了减少50%营养盐(氮元素和磷酸盐)的目标。OSPAR同时建立了一般的程序来评估沿岸海水富营养化。富营养化EcoQOs评估一套参数包括营养盐和生产力的预算、浮游植物群落、耗氧量和水底群落。
营养盐污染时美国沿海水域面对的最普遍和棘手的污染问题。为了有效的管理沿海水体富营养化,美国制定了一系列的法律法规,包括1972年的“清洁水法”和“海岸带管理法”,1998年的“有害藻华和缺氧修正案”(2004年修订)等等。在2004年,一个新的海洋政策报告“21世纪海洋蓝皮书”在美国发布。在政策报告的第5部分,营养盐污染被建议制定一些列政策法规。它强调,点污染源应该持续减少,应该进一步侧重非点源污染,并改善
大气污染的防治工作。美国也支持了一系列关于沿海海水富营养化的研究。在1993年,美国实施的“海洋生物毒素和有害藻类”国家科技攻关计划。在1997年,沿海水域赤潮作为一个重要问题,环境保护署规定并强调应对微微藻和藻类大量繁殖的潜在影响做更详细的研究。在2005年,被称为“有害藻类的研究和响应”国家环境科学战略计划开始实施。
从全球角度,通过河流和大气向海洋排放营养盐的增加趋势将更加明显,尤其在亚洲最大的国家中国。随着中国经济近年来保持了约8%的高增长率,这种趋势在未来是可以预见的。人口的增幅以平均每年10万人口的速度在稳定增长。自20世纪60年代以来,随着人口的增加,粮食产量继续上升,平均每年增加约5%。此外,随着城市化水平的不断提高,城镇居民约占总人口的近一半。中国经济社会的快速发展可以预见将来出现的持续恶化的沿海富营养化问题:
在中国沿海水域的营养物污染状况将分为多个系列。全球营养盐从流域排放(全球新闻)由一个教科文组织的工作组开发的模型的基础上千年生态系统评估通过四种情况下,对排放到中国的海河流的营养成分进行了预测。结果表明,氮和磷的河流排放量在所有四种情况下将继续增大。
赤潮的规模、频率和影响预计将不断增加。许多研究发现,沿着中国沿海发生的赤潮在沿海水域富营养化状态有密切的关系。在长江口附近海域,甲藻赤潮的规模和氮污染状况直接挂钩。由营养物污染的加剧可以预测,赤潮在沿海水域的发生规模、频率和影响将继续加大。
在富营养化的沿海水域,生态安全问题将变得更加突出。海洋生态系统对于营养物污染的反应并不局限于初级生产者的变化,而是一系列相联系的生态系统变化。缺氧区的扩大、水母的大量繁殖、生物多样性的减少和生物资源的减少容易出现在富营养化的沿岸水域,这将影响海洋生态系统的健康,并导致更多的生态安全问题。
侧重于减轻和解决在中国沿海水体富营养化问题,对目前的管理系统提出以下建议: 建议1 减少通过土壤、大气和水(海洋和淡水)来源的营养盐排放,以减轻中国海域营养盐污染的状况:
建议1.1 陆源营养盐是沿海水域营养盐污染的主要来源。国内现在的污水处理系统能够有效的去除氮和磷,但是在处理非点源营养盐污染的能力仍然是相当有限的。建议把重点放在预防和控制非点源营养盐污染,落实“明智利用”化肥的措施,以达到控制沿海水体富营养化的目的。
建议1.2 由化石燃料燃烧产生的氮氧化物,可通过干沉降和湿沉降进入沿海水域。随着工业和交通运输企业的快速发展。建议以控制燃烧化石燃料产生废气的排放量来减少营养盐从大气沉降到大海。
建议1.3 湿地可以收集从地表径流流入大海的营养盐。然而,沿海湿地的范围和功能由于沿海地区土地利用的转化而缩水。建议加强保存、保护和恢复湿地和其他自然生态系统来回收营养盐。
建议1.4 不能忽视水产养殖业对沿海富营养化的响应,然而,沿海富营养化本身也对本地海鱼养殖业的可持续法杖构成了潜在威胁。建议发展环保养殖方法,以减少本地海鱼养殖业排放的营养盐。
建议2 湖泊和水库富营养化问题不同,湖泊富营养化主要是由磷污染引起的,氮过度富集是沿海水体富营养化的关键。从点源减少磷元素的排放是有效控制淡水水体富营养化的方法,但在减轻沿海富营养化问题的效果不大。建议把重点放在氮元素减排上,其实施意义在于沿海水体富营养化的预防和控制措施上,以减少中国海域污染。
建议3 沿海水体富营养化问题是严重的淡水富营养化问题,应该更努力控制沿海水体富营养化问题。建议对沿海流域实施氮和磷的总量控制。沿海水域,特别是河口和海湾。应该考虑到确定对氮和磷对土地的控制目标。
建议4 现行的制度是不够控制复杂的沿海水体富营养化问题。它建议制定具体的政策框架下的监测,预防和控制活动是supercised和coordinated.to沿海水体富营养化,改善目前的监测系统,特别是对营养的输入,从空中到sea.to设立管理制度,以配合提高信息交流和加强沿海水体富营养化的预防和控制能力的目的,机构间的活动。21。Colorado。Plains。 建议5 沿海水体富营养化是一个复杂的过程,目前对沿海水体富营养化的理解是不够的,以支持有效的管理。它建议建立一个机制,继续支持沿海水体富营养化的研究,以提高知识的养分,养分投入和生态系统变化之间的关系,水体富营养化的潜在影响的来源。 建议6 沿海生态系统正面临多重压力,包括全球变暖,过度捕捞,外来物种入侵,以及富营养化。建议,到设计全面polivies的,以解决诸如气候变化和过度捕捞,沿海水体富营养化和其他海洋环境问题,争取最大限度地环境效益。
Recommendation 4. The current system is insuffcient to control the complex coastal eutrophication problems.it is recommended to develop a specific policy framework under which the monitoring,prevention and control activities are supercised and coordinated.to improve the current monitoring system on coastal eutrophication,particularly on the nutrient input from the air to the sea.to set up a management regime to coordinate inter-agency cativities with the purposes of improving information exchange and enhancing capacities for the prevention and control of coastal eutrophication.
Recommendation 5 coastal eutrophication is a complex process,and the current understanding on coastal eutrophication is not enough to support the effective management. It is recommended to establish a mechanism to continuously support coastal eutrophication research in order to improve knowledge on the sources of nutrients,the relationships between nutrient input and ecosystem changes,and the potential impacts of eutrophication.
Recommendation 6 coastal ecosystems are now facing mutiple stresses including global warming,over-fishing,invasive species,as well as eutrophication.it is recommended to design comprehensive polivies to address coastal eutrophication and other marine environmental problems like climate change and over-fishing to seek to maximize environmental benefits.
中国环境与发展国际合作委员会
中国海洋与滨海生态系统焦点和可持续发展政策选择
执行总结
专案组1
中国沿海地区海水富营养化及相关生态环境问题
中科院海洋研究所 中国科学院
中国环境科学院 国家海洋环境监测中心
中国海洋大学
1. 介绍
海洋生态系统的改变和退化是由人类向沿海水域过度排放有机污染物所导致的海水富营养化造成的。沿海海域的海水富营养化被认为是海洋生态系统健康的主要威胁之一。在过去的40年里,我们对于海水富营养化有了深入的研究,对其产生原因,发展过程和影响有了进一步的认识。然而,在减少陆源污染物和大气输入,以及富营养化产生的条件方面进展不大。
对于海水富营养化的成因和影响,目前尚未有一个共同的定义。然而,关于沿海海水富营养化的一个恰当的定义对于监测、评价和关键控制的制定是十分重要的。为了发展和政策决策,我们将沿海水域海水富营养化定义如下:由人类活动导致海水中营养物质浓度和成分的改变,导致海洋生态系统结构和功能的变化,使得其价值和服务功能退化。
导致海水富营养化的主要原因是向沿海水域排放含有过量氮和磷营养物质的污水。在过去的100年里,人类活动加速了氮、磷等其他元素的生化循环。工业、城市、农业以及化石燃料所产生的大量氮和磷被排放入海,从而导致沿海海水富营养化。然而,沿海海水富营养化的直接原因是能源的消耗,化肥的使用以及土地利用的转变。人口的增长,经济的发展和农业集约化是其产生的间接原因。氮元素进入海洋的途径有很多,包括地表水、地下水和大气沉降,磷元素主要通过河流进入海洋。沿海海域海水富营养化的预防和控制不应该仅仅依赖于降低氮和磷的浓度,而是减伤两种元素的排放。
沿海海水富营养化是一个复杂的过程。例如,海洋生态系统对于营养物质入海的吸收响应是由特定的物理和化学因素刺激所决定的。这些反应不仅包括生物通过光合作用将二氧化碳转变为有机物,也是一套复杂的生态系统变化。此外,许多其他因素,入气候变化、过度捕捞、化学污染、外来入侵物种、土地的复垦、生物栖息地的破坏等因素也将影响海洋生态系统。这些多重的环境压力将导致海洋生态系统的服务功能和价值的下降。海洋生态系统对于养分富集的响应是非线性的,通过生态方法防治沿海海水富营养化是很有必要的。 科学研究表明沿海海水富营养化会对海洋渔业和社会经济发展这些依赖海洋生态系统健康程度的产业造成负面影响。营养物质倾倒到沿海区域将会直接导致初级生产者如浮游植物的群落、生物量和初级生产力的变化。进而在其他海洋食物网的浮游和底栖生物群落造成影响,并且降低水质和沉积物的质量。我国沿海越来越频发发生的赤潮和海水缺氧,都主要是由沿海海水富营养化所造成的生态后果。赤潮和缺氧有广泛的影响,许多海洋生物资源,如野生和养殖生物的大量死亡等等。海产品污染对海洋经济的可持续发展造成进一步的影响并损害
消费者的健康。
对于水体富营养化的研究得出的建议,如果营养物质减排措施得到有效的实施,那么由水体富营养化所影响的水生生态系统将得到逐步的回复。但是这种生态系统的影响在短期内是难以恢复的。因此,在早期对营养物质减排实施管理对于减轻沿海水体富营养化是十分重要的。
2. 中国沿海雨水营养物质污染的特征、来源和演替模式
在世界范围内,人口的迅速增长和沿海地区产业的蓬勃发展使得从土地和大气排放入海的营养物质大大增加。营养物质对于沿海地区的污染已经成为全球海洋环境的重要问题。近期在美国和欧洲的调查发现,约78%的美国海岸和65%的欧洲大西洋沿岸水体出现富营养化的症状。虽然营养盐污染并没有受到像溢油事故、工业污染问题同样的重视,但是其影响更为普遍和持久且更难处理。 中国现在也面临着日益严重的沿海海域富营养化问题。2000年以来,我国不符合清洁水质标准的海域已超过130000平方公里,已占我国近岸海域(深度小于10米)面积的一半。溶解无机氮和磷是影响沿海水质的主要污染物。至2009年,超过清洁水质标准的海域面积约有147000平方公里。中国沿海的河口和海湾是污染最严重的海域。渤海的辽东湾、渤海湾和莱州湾,长江(扬子江)河口和东海的杭州湾以及南海的珠江(珍珠)是污染最严重的海域。在中国沿海水域溶解无机氮污染比磷酸盐污染更严重。我国大部分沿海省市沿海水域的溶解无机氮平均浓度都超过一类水质标准(渔业和自然保护区海水)。在上海和浙江省,溶解无机氮的浓度已经超过四类水质标准(海港和海洋工程海水)很多年。在2008年,除了辽东湾,所有污染严重的海域都是由DIN引起的,但辽东湾的主要污染物是磷酸盐。
在过去的几十年,沿海富营养化状态不断恶化,沿海水域中营养盐的含量不断增加(图1),营养盐的含量随年份不断变化如上图所示。中度富营养化海域在过去的五年中以每年超过百分之六的速度增长。同时,严重富营养化面积增加了约66%。溶解无机氮浓度超过三类水质(主要工业用海和沿海观光区用海)的地区扩大从长江和珠江河口到渤海湾,辽东湾,莱州湾,厦门和江苏省沿海水域。中国沿岸地区水体富营养化指数从2001年到2008年有了明显的增加。富营养化指数最高的是东海,其次分别是渤海,黄海和南海。 尽管营养盐的浓度不断增加,但是仍然有过量的营养盐排放入海。此外,自从1980年以来海水中溶解无机氮的浓度不断增加,导致水中的N/P和N/Si不断上升。长江河口营养盐浓度的改变是最大的。特别需要指出的是,从二十世纪六十年代到21世纪,硝酸盐的浓度从11微摩尔增加到了97微摩尔;从二十世纪80年代中期到21世纪,磷酸盐浓度从0.4微摩尔增加到了0.95微摩尔。
营养盐输送入海与人类活动密切相关,主要通过河流、废水和生活污水、大气沉降和海产品养殖的途径排放入海。通过河流排放入海的营养盐占所有入海营养盐总量的绝大多数。在中国,城市和工厂大多坐落在河流旁边。因此,大量的工业污水和生活污水被排放到河流中,同时,农田周围施用的化肥被排放到河流中最终运输到海里。在2006年到2008年间,每年通过河流排放的铵态氮总量达到八十到一百万吨,排放的磷也达到二十五到三十万吨。长江是我国最大的营养盐排放河流,其次分别是珠江、钱塘江和黄河。在中国的四个海域中,东海是河流排入营养盐总量最多的海。
废水和污水的直接排放入海是沿海水域营养盐入海的主要形式。然而,大量从废水和污水排污口排放的营养盐只占河流通量的很小一部分。2006至2008年的监测结果表明铵态氮和总磷的废水排放逐渐减少,其中总磷的减少十分明显。自从2006年到2008年,铵态氮的排海量从4.66万吨减少到4.15万吨;总磷的排海量从1.2万吨减少到3200吨。
此外,大气沉降也是营养盐入海的另一种形式,比如以空气形式的干沉降和气雾形式的湿沉降。通过对黄海的千里岩岛和东海的嵊泗的调查发现,湿沉降比干沉降能带入更多营养
盐入海。黄海的溶解无机氮大气沉降通量几乎相当于其河流输入的通量。在东海,大气沉降的溶解无机氮的通量可比河流输入的溶解无机氮,但是大气沉降的磷酸盐通量只相当于河流输入总量的13%。中国是世界第一水产养殖大国,其产量占到世界总产量的70%。由水产养殖所导致的沿海海域海水富营养化受到政府和学者的高度关注。饲料和养殖动物的粪便以及其他海水养殖产业的副产品被认为是海水富营养化的原因。随着中国海产品养殖产业的不断发展,水产养殖所导致的污染越来越明显。
随着人口的不断增加,农业和工业的不断发展以及城市化进程的不断加快,沿海海域海水富营养化将会在今后的几年成为越来越严重的问题。
对农业和食品工业的影响
中国食品安全保障的基础在于农业生产的食物产品,而农业生产的产品又严重依赖于化肥的使用。化肥的使用在过去的30年中有了显著的增长(图2)。在2008年,我国施用化肥的总量已经达到了5239万吨。在早期,化肥是增加作物产量的重要方法。然而,长期过度的施用化肥来增加农作物产量会起到反作用。农业施用化肥将会导致富营养化,特别是氮元素污染,会越来越严重。食品产业的发展和沿海海水富营养化的问题的平衡是现在亟待解决的问题。 同时,畜牧业的废弃物也逐渐成为营养盐污染的另一个重要来源,其对于沿海海水富营养化的影响应该加强关注。
沿海地区的人口快速增长和城市化进程
随着人口的快速增长和城市化进程的加快,生活污水的排放量大大增加。从1998年到
生活污水的排放量以每年6%的速度增长。截至2008年,污水的排放总量比19982008年,
年增加了72%,达到了178亿吨。在不久的将来,预计随着沿海省市经济的快速发展,人口的增长和城市化进程将会进一步加快。
化石燃料消耗的增长
燃烧化石燃料会产生大量污染物,包括氮氧化物。一部分氮氧化物被排放到大气中,然后通过干沉降和湿沉降进入海洋。在我国过去的30年里,汽车的数量显著增长。从1985年到2008年,汽车数量以平均每年15.6%的速度在增加。如此快速的增长速度和其对沿海海水富营养化的潜在威胁是值得我们密切关注的。
3中国海水富营养化对海洋生态系统的影响
赤潮和缺氧是海水富营养化造成的最主要生态问题。之前的研究表明,富营养化是世界范围内赤潮频繁发生的主要原因。另一方面,世界范围内海水缺氧的415个沿海地区中,有169个地区受到了赤潮的影响。严重的缺氧将导致海洋生态系统的崩溃和鱼类资源的枯竭,使这里变成一片死海。除了赤潮和缺氧,沿海水域富营养化还会导致其他生态和环境问题,比如水母大量繁殖、鱼类资源枯竭等等。
随着沿海水域富营养化在中国变得越来越严重,海水缺氧等其他环境问题也逐渐凸显出来。
在对中国沿海的监测和调查数据表明,赤潮在我国沿海的发生频率、规模、影响都在快速增长,已经成为海洋环境的一个重要问题。从20世纪70年代,赤潮发生的频率在每十年三次。导致赤潮的生物种类也在不断的增加,更多的有毒物种被记录。在20世纪末,大多数导致赤潮的生物种都是无毒的硅藻,如骨条藻。然而从2000年以来,经常有有毒物种赤潮的记录,如亚历山大藻、米氏凯伦藻、裸甲藻和东海原甲藻。赤潮规模和影响的不断扩大,影响到了海产品养殖业和海洋生态系统的健康。在二十世纪80年代,赤潮的影响范围
大概只有几百平方千米。然而,到90年代末,赤潮的影响范围已经到达了几千平方千米,而且赤潮的持续时间也延长到一个月甚至更长。1999年渤海发生的赤潮事件的海域影响范围达到了6000平方公里。自从2000年以来,东海每年都爆发大规模甲藻赤潮,其影响面积达到10000平方千米。在黄海爆发的由浒苔引起的绿潮,影响范围达到了300002008年,
平方千米,其生物总量达到了约几百万吨。中国沿海地区发生的赤潮与沿海海水富营养化密切相关。据统计,长江河口作为赤潮发生频率最高的地区,其富营养化程度也是最严重的。海水中营养盐浓度和构成的改变,如氮磷比,将会导致海藻优势物种的改变,从而引发赤潮。
据报告,中国一些河口发生过缺氧事件,如长江和珠江。较强的缺氧现象在地层水也能观测到。自从二十世纪九十年代末以来,夏季缺氧事件发生的可能性增加了90%,同时也观测到许多大规模地区缺氧(大于5000平方千米)的情况。底层水缺氧的发生与经由长江水的运输和生物作用有直接的关系。然而,缺氧区域的形成与营养盐的生物作用的关系至今不明。
自从2000年以来,记录表明有大量有害生物和低价值水母灾害在中国爆发。水母灾害的主要物种是霞水母和冠口水母。通过调查,从1999年到2004年的六年间,东海的水母生物量增加了几百倍。先前的研究表明,引起水母爆发性增长的原因有过度捕捞、气候改变和富营养化。富营养化海区浮游生物的改变,尤其是甲藻数量的不断增加,促进了水母的增长。
沿海水域海水富营养化与生态系统改变的密切联系和社会经济的发展和海洋生态系统的健康和生产力形成了一套完整的理论。
对海洋经济发展的影响
富营养化海水导致的赤潮会导致大量野生和养殖海洋生物的死亡,严重威胁到海洋渔业资源和水产养殖业的发展。1998年在广东和香港发生的赤潮导致了5亿元的直接损失。2005年在黄海发生的浒苔绿潮造成了13亿元的直接损失,并且对沿海的海洋环境造成消极影响(amenity)除了对海产养殖业的直接影响,我国沿海水域富营养化还影响到生物资源。长江河口及其邻近海域是我国重要的海洋经济物种的产卵场和育幼厂。然而,这些受精卵和幼体的生长受到了由富营养化引起的生态系统改变的威胁,如赤潮和缺氧。
对人类健康的影响
沿海海水富营养化和其伴随的频发赤潮,赤潮中的有毒藻类将直接威胁到人类健康。麻痹性贝毒和腹泻性贝毒在我国沿海地区有广泛的分布,海产品中也检测到含有毒素。在黄海沿岸,更多的含有麻痹性贝毒的贝类样品被检测出来,检测出还有毒性的样品在过去的十年中增长了接近两倍。贝类中检测出含有腹泻性贝毒的频率远高于麻痹性贝毒。
对海洋生态系统服务和功能的影响
自从二十世纪90年代开始,沿海海水富营养化使得海洋生态系统发生显著改变,包括越来越频繁和严重的赤潮。这一现象在长江河口邻近海域更加明显。其他生态系统的改变,如缺氧、水母灾害和渔业资源减少,都与富营养化有着潜在的联系。这些变化都会降低海洋生态系统的服务功能和价值。然而,我们对于沿海水体富营养化和生态系统之间变化的关系的理解仍然是有限的,所以很难评估富营养化对海洋生态系统服务和价值的影响。
4.沿海水体富营养化和其对生态系统影响的管理学说
关于环境保护的政策框架和方针在中国有了长足的发展。制定了许多相关的法律法规、政策和规章,比如废水排放标准和海水质量标准,这些都是针对海水富营养化制定的。但是
海水富营养化不是一个单一的海洋环境问题。沿海水体富营养化的连续状态跟人类的陆地活动分不开,也取决于当地海水的状况。因此,很难用单一的适合沿海水域的法律或者现行的规定去预防沿海海水富营养化。
对于沿海水域富营养化的有效管理取决于对沿海水体主要营养盐污染物的理解以及对沿海水域主要陆源污染的监测和评估。一般的,有关代理沿海海水富营养化的管理和其责任都有明确的规定。
环境保护部门
环境保护部门被授权的职责有:制定和执行环境方案、政策和标准;环境功能区的划分;监督和预防控制环境污染;协调解决主要环境问题。环境保护部门的责任是解决沿海海水富营养化问题,包括营养盐陆源污染的控制、监测水质和大气质量、自然保护和湿地保护等。
国家海洋局
国家海洋局是国土资源部下属的国家海洋行政管理部门,主要负责中国海洋环境的保护、海洋安全和权益的保护和海洋科学技术的发展等等。它的责任是监测海水质量和海水富营养化的海洋污染源,海洋生态系统状况和海洋生态灾害(如赤潮)。
农业部
农业部是国家用来管理农业生产,养殖业、水产养殖、耕地、乡镇企业和食品工业。农业部同时也管理宏观农村经济。农业部的责任是管理由农业生产施用化肥引起的相关沿海海水富营养化和环境友好型农业海产品养殖业技术的发展。
水利部
水利部的一项职能就是“制定水资源保护方案、组织水域功能区、控制饮用水区域污水排放;监测河流的水质和通量,河流和水库的水环境容量,制定污染物总量控制制度,制定水资源保护法律法规。”由此可以看出环保部和水利部都享有有管理水污染的职责。这些职责包括沿海海水富营养化,包括检测河流水质和构思河流营养盐总量控制制度。
管理部门对沿海水体富营养化的调查已经查明下列问题。
1 关于水体富营养化的政策和法规问题
虽然目前许多法律法规和标准与沿海水域富营养化有一些关系,但是这些法律法规和标准并非针对沿海水体富营养化制定。沿海水域富营养化是一个海洋环境区域性问题;因此,在这个问题上没有专门的国际公约、宣言或者行动导则。然而,目前有许多公约和宣言中都不同程度的涉及到这一问题。X现在迫切需要制定一个针对沿海水体富营养化的政策法规来协调监测、研究和控制活动。
海水水质标准中关于营养盐的标准主要是基于海水的个别功能,但是跟整个海洋生态系统健康的关系不大。
现行的海水水质质量标准同样是针对中国沿海水体的,并未考虑到各种特别区域的情况。
2.沿海水体富营养化有关管理部门的问题
沿海水体富营养化的管理部门之间缺乏沟通和协调。
不同部门的监测数据不同且经常误导。
环保部在处理非点源营养盐污染时的能力仍然有限。
3.对沿海海水富营养化的科学理解问题
海洋生态系统对于营养盐输入的响应是复杂的,我们现在对其导致沿海水体富营养化的原因仍然认识不足。深入研究需要对富营养化海域的营养盐输入来源、营养盐输入和生态系统的改变之间的关系、富营养化评估方法、生态管理目标等等进行研究,来支持沿海富营养化的知识基础管理。
5. 推荐政策
海洋是人类的共有财产。海洋环境保护和可持续发展也是许多国际公约和声明的重要组成部分。 沿海海水富营养化是一个区域性海洋环境问题;因此,没有特别针对这一问题的国际公约、声明或者行动。然而,这一问题许多公约和声明都广泛涉及到了。
1972年,“斯德哥尔摩宣言”第七条,国家的责任中写到“应尽一切努力防止海洋污染”1992年,里约首脑会议通过了“21世纪议程”。威胁海洋环境,造成“海洋环境污染”的污染物被分为很多类,包括污水、营养盐、有机物、沉积物、垃圾和塑料、金属、放射性物质、油类和烃以及多环芳烃。1995年,联合国环境规划署启动了“保护海洋环境免受陆源污染全球行动计划”,中国也参与其中,称其为“华盛顿宣言”。2001年,第一次政府审查会议在加拿大蒙特利尔召开,并签署了“蒙特利尔宣言”。2005年,第二次政府审查会议在北京召开,并签署了“北京宣言”。“北京宣言”中强调沿海富营养化是导致海洋生态系统改变的重要原因以及生态方法和区域合作处理的重要性。在GPA宣言中,“全球营养盐合作管理”计划在2009年5月启动,来管理营养盐污染。GPA计划强调对于沿海水体富营养化应该注意以下几个问题:沿海地区的联系和流域的管理;1.生态系统方法;2。3。加强区域合作。
沿海水体富营养化的问题首先在欧洲和北美被提出和集中研究。欧洲和美国也是首先制定和发展沿海水体富营养化法律法规的国家。欧洲水体富营养化法律法规的重点从岛屿水体富营养化转移到了沿海水体富营养化上,从水质监测到生态系统管理,从点污染源控制到无点污染源的控制。在欧洲,一系列针对水体富营养化的政策法规得以实施,包括普通农业法,水指令,硝酸盐指令,城市污水处理办法等等,这些都能有效的减轻水体富营养化。沿海水域富营养化是导致海洋生态系统改变的主要驱动力,欧洲的环境和海洋法律法规的规划都将其作为重点。基于欧洲环境法规的背景(第六次“环境行动计划”)和“综合海事法”,2008年六月欧共体制定的“海洋战略框架指导”,作为海洋环境综合海事法律的一部分。对于“海洋战略框架指导”,欧洲的海域应该在2020年达到更好的环境。沿海海水富营养化被认为是欧洲海洋环境的主要威胁。OSPAR和HELCOM标准需要实施欧洲标准去解决沿海水体富营养化问题。OSPAR发展了应对大西洋东北部沿海的富营养化问题的战略。它采用哪个“以目标为导向”和“以源头为导向”的方法来减轻海水富营养化的情况。大会基于PARCOM标准推荐88/2的总体目标“到2010年,海洋环境健康达到不发生富营养化”实施了减少50%营养盐(氮元素和磷酸盐)的目标。OSPAR同时建立了一般的程序来评估沿岸海水富营养化。富营养化EcoQOs评估一套参数包括营养盐和生产力的预算、浮游植物群落、耗氧量和水底群落。
营养盐污染时美国沿海水域面对的最普遍和棘手的污染问题。为了有效的管理沿海水体富营养化,美国制定了一系列的法律法规,包括1972年的“清洁水法”和“海岸带管理法”,1998年的“有害藻华和缺氧修正案”(2004年修订)等等。在2004年,一个新的海洋政策报告“21世纪海洋蓝皮书”在美国发布。在政策报告的第5部分,营养盐污染被建议制定一些列政策法规。它强调,点污染源应该持续减少,应该进一步侧重非点源污染,并改善
大气污染的防治工作。美国也支持了一系列关于沿海海水富营养化的研究。在1993年,美国实施的“海洋生物毒素和有害藻类”国家科技攻关计划。在1997年,沿海水域赤潮作为一个重要问题,环境保护署规定并强调应对微微藻和藻类大量繁殖的潜在影响做更详细的研究。在2005年,被称为“有害藻类的研究和响应”国家环境科学战略计划开始实施。
从全球角度,通过河流和大气向海洋排放营养盐的增加趋势将更加明显,尤其在亚洲最大的国家中国。随着中国经济近年来保持了约8%的高增长率,这种趋势在未来是可以预见的。人口的增幅以平均每年10万人口的速度在稳定增长。自20世纪60年代以来,随着人口的增加,粮食产量继续上升,平均每年增加约5%。此外,随着城市化水平的不断提高,城镇居民约占总人口的近一半。中国经济社会的快速发展可以预见将来出现的持续恶化的沿海富营养化问题:
在中国沿海水域的营养物污染状况将分为多个系列。全球营养盐从流域排放(全球新闻)由一个教科文组织的工作组开发的模型的基础上千年生态系统评估通过四种情况下,对排放到中国的海河流的营养成分进行了预测。结果表明,氮和磷的河流排放量在所有四种情况下将继续增大。
赤潮的规模、频率和影响预计将不断增加。许多研究发现,沿着中国沿海发生的赤潮在沿海水域富营养化状态有密切的关系。在长江口附近海域,甲藻赤潮的规模和氮污染状况直接挂钩。由营养物污染的加剧可以预测,赤潮在沿海水域的发生规模、频率和影响将继续加大。
在富营养化的沿海水域,生态安全问题将变得更加突出。海洋生态系统对于营养物污染的反应并不局限于初级生产者的变化,而是一系列相联系的生态系统变化。缺氧区的扩大、水母的大量繁殖、生物多样性的减少和生物资源的减少容易出现在富营养化的沿岸水域,这将影响海洋生态系统的健康,并导致更多的生态安全问题。
侧重于减轻和解决在中国沿海水体富营养化问题,对目前的管理系统提出以下建议: 建议1 减少通过土壤、大气和水(海洋和淡水)来源的营养盐排放,以减轻中国海域营养盐污染的状况:
建议1.1 陆源营养盐是沿海水域营养盐污染的主要来源。国内现在的污水处理系统能够有效的去除氮和磷,但是在处理非点源营养盐污染的能力仍然是相当有限的。建议把重点放在预防和控制非点源营养盐污染,落实“明智利用”化肥的措施,以达到控制沿海水体富营养化的目的。
建议1.2 由化石燃料燃烧产生的氮氧化物,可通过干沉降和湿沉降进入沿海水域。随着工业和交通运输企业的快速发展。建议以控制燃烧化石燃料产生废气的排放量来减少营养盐从大气沉降到大海。
建议1.3 湿地可以收集从地表径流流入大海的营养盐。然而,沿海湿地的范围和功能由于沿海地区土地利用的转化而缩水。建议加强保存、保护和恢复湿地和其他自然生态系统来回收营养盐。
建议1.4 不能忽视水产养殖业对沿海富营养化的响应,然而,沿海富营养化本身也对本地海鱼养殖业的可持续法杖构成了潜在威胁。建议发展环保养殖方法,以减少本地海鱼养殖业排放的营养盐。
建议2 湖泊和水库富营养化问题不同,湖泊富营养化主要是由磷污染引起的,氮过度富集是沿海水体富营养化的关键。从点源减少磷元素的排放是有效控制淡水水体富营养化的方法,但在减轻沿海富营养化问题的效果不大。建议把重点放在氮元素减排上,其实施意义在于沿海水体富营养化的预防和控制措施上,以减少中国海域污染。
建议3 沿海水体富营养化问题是严重的淡水富营养化问题,应该更努力控制沿海水体富营养化问题。建议对沿海流域实施氮和磷的总量控制。沿海水域,特别是河口和海湾。应该考虑到确定对氮和磷对土地的控制目标。
建议4 现行的制度是不够控制复杂的沿海水体富营养化问题。它建议制定具体的政策框架下的监测,预防和控制活动是supercised和coordinated.to沿海水体富营养化,改善目前的监测系统,特别是对营养的输入,从空中到sea.to设立管理制度,以配合提高信息交流和加强沿海水体富营养化的预防和控制能力的目的,机构间的活动。21。Colorado。Plains。 建议5 沿海水体富营养化是一个复杂的过程,目前对沿海水体富营养化的理解是不够的,以支持有效的管理。它建议建立一个机制,继续支持沿海水体富营养化的研究,以提高知识的养分,养分投入和生态系统变化之间的关系,水体富营养化的潜在影响的来源。 建议6 沿海生态系统正面临多重压力,包括全球变暖,过度捕捞,外来物种入侵,以及富营养化。建议,到设计全面polivies的,以解决诸如气候变化和过度捕捞,沿海水体富营养化和其他海洋环境问题,争取最大限度地环境效益。
Recommendation 4. The current system is insuffcient to control the complex coastal eutrophication problems.it is recommended to develop a specific policy framework under which the monitoring,prevention and control activities are supercised and coordinated.to improve the current monitoring system on coastal eutrophication,particularly on the nutrient input from the air to the sea.to set up a management regime to coordinate inter-agency cativities with the purposes of improving information exchange and enhancing capacities for the prevention and control of coastal eutrophication.
Recommendation 5 coastal eutrophication is a complex process,and the current understanding on coastal eutrophication is not enough to support the effective management. It is recommended to establish a mechanism to continuously support coastal eutrophication research in order to improve knowledge on the sources of nutrients,the relationships between nutrient input and ecosystem changes,and the potential impacts of eutrophication.
Recommendation 6 coastal ecosystems are now facing mutiple stresses including global warming,over-fishing,invasive species,as well as eutrophication.it is recommended to design comprehensive polivies to address coastal eutrophication and other marine environmental problems like climate change and over-fishing to seek to maximize environmental benefits.