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海洋恢复生态学
1.4.2.3.3 三、 海洋污染
三、 海洋污染

海洋污染主要包括陆源排污和海洋自身污染两种形式。我国近海海域的主要污染物80%以上来自陆源排污。据统计,每年上百亿吨的工业和生活污水将大量的氮、磷、石油类、重金属类(锌、镉、铅、汞、铜等)和其他有毒有害物质携带排放入海,造成近海域环境质量下降,生态系统退化。 海洋自身污染是指海上活动产生的污染物排放入海,如海水养殖活动导致的有机污染和海上油气开采与运输导致的石油污染等。海洋自身污染也是引起生态系统退化的不容忽视的污染途径。海洋污染的特点主要体现在两个方面:①污染途径多,除了自身污染途径外,人类活动产生的陆源污染物一部分直接排放人海,一部分通过江河径流流入海洋,一部分通过大气扩散和雨雪沉降而进入海洋;②扩散范围大,由于海水的特性,海洋是一个流动的相互联系的整体,进入海洋的污染物在海流的作用下,易于在海水中大范围地发生迁移和转化(沈国英等,2002)。

海洋污染的类型多种多样,包括重金属污染、石油污染、农药污染、营养盐污染、生物污染和放射性污染等。

图6-16说明不同浓度的重金属铜对东方小藤壶(Chthamalus challengeri)幼虫毒性大小不同,随着铜离子浓度由15μg/L升高到75μg/L,幼虫体内活性氧含量明显增多,指示铜离子对幼虫的毒性作用显著增大。图6-17反映了不同类型的有机污染物[多溴联苯醚(BDE)47和209]对褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)的毒性大小也不同,BDE-47的毒性大于BDE-209。

图6-16 重金属铜污染对东方小藤壶幼虫体内活性氧产生的影响

(引自齐磊磊,2014)
A.0;B.15μg/L;C.30μg/L;D.45μg/L;E.60μg/L;F.75μg/L

图6-17 有机有毒污染物BDE-47和 BDE-209对褶皱臂尾轮虫形态的影响(引自张璟,2013;标尺=20μm)

A.对照组;B.0.2mg/L BDE-47组;C.0.2mg/L BDE-209组。咀嚼器、胃部并没有出现明显变化,而卵巢组织形态有明显凝缩(卵巢体积A>C>B),脂质小滴数量下降(脂质小滴数量A>C>B)

海洋污染直接导致水质和底质恶化、生物多样性减少和生态系统退化。但是不同类型的污染物导致生态系统退化的机制是不同的。生物污染最显著的特点就是污染物是有生命的外来生物体,它主要是通过外来物种的入侵和引起海洋生物病害的发生来危害生物群落,引起生态系统退化。放射性污染主要是通过射线的辐射作用损伤生物体。由于有些放射性物质也能在生物体中富集和沿食物链放大,因此微量的放射性污染便可能导致生物群落的破坏,引起生态系统退化。营养盐污染是一类无毒有害的污染,通过导致海水富营养化一方面直接改变了浮游植物的初级生产力和生物量,引发赤潮、褐潮和绿潮生态灾害的发生;另一方面间接地改变了海洋生态系统的三大生态类群,即浮游生物、底栖生物和游泳生物的群落结构和季节性变化特征,从而导致近海生态系统退化。重金属和石油烃、农药(如有机磷农药和有机氯农药)等其他一些有机有毒污染物对生物体产生毒性效应。它们对海洋生物和海洋生态系统的影响一方面取决于其毒性大小,另一方面与受污染海区生物的敏感性有关。在这类有毒污染物污染的海区,敏感物种的种群增长受到毒性作用的抑制,往往表现为种群数量下降甚至消失;而耐污物种对毒性作用具有较高的抗性,通常表现为种群增长加快,种群数量迅速上升;最终物种多样性减少,群落结构简单,生态失衡。在这方面,底栖生物群落表现得尤为突出,与浮游生物和游泳生物相比,底栖生物的运动能力很差,对海洋污染的回避效应就很弱,敏感种类相继消失,只有耐污种如多毛类能够生存和繁衍。重金属和石油烃、农药等其他有机有毒污染物对海洋生物和海洋生态系统产生损伤的另一条途径是污染物的生物富集和放大作用。这类污染物一旦进入海区,一部分在生物体中富集,另一部分沿着食物链逐级放大。由于生物的富集和放大作用,海区微量的污染物也会使各营养级的生物受到毒害,从而干扰或破坏生态系统的营养级结构、能量流动和物质循环(图6-18)。污染严重的海区,生态系统的理化特征和生物群落特征完全改变,发生逆向生态演替,导致生态系统退化(沈国英等,2002)。

图6-18 海洋污染对生态系统作用的途径