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海洋恢复生态学
1.4.2.3.4 四、 海水养殖
四、 海水养殖

我国的海水养殖历史悠久,发展迅速。从20世纪30年代开始,我国就首先进行了海带的养殖。至20世纪50年代,随着海带养殖技术的日益成熟,养殖规模不断扩大,海带养殖产量不断提高。目前我国的海带和紫菜养殖产量位居世界首位。伴随着藻类养殖业的发展,我国的贝类养殖和虾蟹养殖在20世纪80年至90年代也达到了高峰,相继又出现鱼类养殖的高潮。

我国海水养殖的方式主要有池塘(围堰)养殖、底播养殖、浅海养殖(筏式养殖、网箱养殖)、盐田养殖(盐田与养殖综合利用池塘)和工厂化养殖(图6-19和图6-20)。养殖的种类有鱼、虾、贝、藻等近百个品种。

由于养殖规模扩大和因管理不善导致的无序、过度密集养殖,海水养殖已成为导致近岸生态系统退化的主要原因之一。海水养殖主要通过三条途径引起近岸海域生态系统的退化:通过海洋污染引发生态系统退化;通过生态破坏引发生态系统退化;通过生态景观破坏引发生态系统退化。

图6-19 筏式养殖

图6-20 底播养殖

(一)造成海洋污染引发生态系统退化

海水养殖引起的近岸海域污染可归纳为四个方面:来源于残饵、排泄物等营养物质的污染;来源于养殖药物的污染;来源于底泥的富集污染;生物污染。

1.来源于营养物质的污染

海水养殖过程中的污染物主要是残饵和排泄物中所含的营养物质,包括氮、磷、悬浮颗粒物和有机物。统计表明,海水养殖过程中产生的残饵、排泄物的数量不容忽视,排出的氮、磷营养物质成为水体富营养化的污染源,导致某些浮游植物的过量繁殖,成为刺激近海赤潮发生的一个重要原因。赤潮的发生就是生态系统严重退化的显著标志。通过对海水精养营养负载计算得到,当养殖1t的鱼时,外排的总悬浮物为9104.57kg,颗粒有机物为235.40kg,生化耗氧量为34.61kg,三氮为14.25kg,磷为2.57kg,可见水产养殖对水体造成的营养物质污染相当大。我国沿海赤潮发生的规律与虾养殖产量有较好的正相关关系,而与全国废水排放量却没有相关关系。举例说明,马銮湾由于近年来水产养殖的迅速发展,生态种群结构已发生明显变化,夏季、秋季、冬季湾内浮游植物数量迅速增加。桑沟湾高密度的海水养殖使得湾内外水交换能力降低,污染物更易积累,造成湾内赤潮发生,近年来还出现了褐潮。

2.来源于养殖药物的污染

由于长期不合理的高密度养殖等原因,养殖生物病害问题时常发生。20世纪90年代初,我国沿海水产养殖暴发大面积病毒性虾病,发病的养殖面积占当时全国对虾养殖总面积的76% ,减产近 12万吨,严重影响了我国对虾养殖业的健康发展。为了预防病害发生和清除敌害生物,在养殖过程中出现大量滥用化学药品的现象。据报道,英国水产养殖中使用的化学药品达23种,1990年挪威在养殖上使用的抗生素比农业上使用的还多。海水养殖过程中使用的药物会有相当一部分直接流入海区,引起生物群落的变化和生态系统的退化。

首先,这些毒性不同的化学药品会对海水造成一定的污染,引起水体质量下降。其次,这些化学药品在杀灭病原生物和消除敌害生物的同时,对其他海洋生物也会产生一定的毒性效应。由于海洋生物对这些化学药品的敏感性具有种间差异性,很可能造成一些生物大量死亡,而另一些生物大量繁殖,改变了原来的群落结构,破坏了原有的生态平衡,一定程度上引起了生态系统的退化。再次,这些有毒化学药品通过富集作用和沿食物链的转移,将对较高营养级的生物甚至人类产生更大的毒害作用。

3.来源于底泥的富集污染

据测定,海水鱼、虾、贝等养殖过程中通过残饵和排泄物等输入到水体的氮、磷和颗粒物分别大约有24%、84%和93%沉积在底泥中,成为海水养殖区沉积物环境的重要污染源。调查发现,海水养殖区底泥中碳、氮、磷的含量比周围海区沉积物中的含量明显高出很多。残饵和排泄物在底质堆积,也促进了微生物的活动,加速了营养盐的再生。同时,养殖过程中死亡生物体的沉降分解增加了对氧的消耗,在缺氧条件下加速了脱氮和硫还原反应,产生硫化氢和氨气等有毒物质。底泥的富集污染以及由此产生的有毒物质首先改变了底栖环境,其次对底栖生物产生毒性作用,最终改变底栖生物的群落结构,引起底栖生态系统退化。据报道,与非养殖海区的底栖生物比较,网箱养殖海区的大型底栖动物减少,筏式贻贝养殖区的底栖动物仅有耐污种多毛类,物种多样性明显降低。

4.生物污染

生物污染是指外来生物有意或无意地被引入一个新的生态系统中,对土著生物和生态系统造成影响或危害的现象,可分为植物污染、动物污染和微生物污染三种类型。污染生物主要包括病害生物和入侵生物。

随着养殖技术不断成熟,许多具有较高经济价值的物种从原来生活的区域被引进另一个区域进行人工养殖,这些物种被称为外来养殖生物。养殖过程中逃逸的某些外来养殖生物会形成“入侵”,通过掠食或摄食竞争造成当地土著种群灭绝,使群落物种组成单一,生物多样性降低,生态系统失去平衡。

海水养殖造成的生物污染还表现在遗传污染和病害生物污染两个方面。当逃逸的养殖生物与野生种群交配时,往往改变自然种群的遗传多样性,造成遗传污染。由此自然种群很可能逐步退化,甚至消失。据最新报道,经过基因改造的大西洋鲑逃逸后与野生鲑鱼交配产生的变种鱼类,使缅因湾和芬迪湾的野生鲑鱼面临灭种危险。由于高密度、无序的养殖,养殖生物易暴发疾病,携带大量致病生物逃逸的养殖生物会传染野生种群和其他海洋生物,极可能导致海洋生物的大量死亡和海洋生态系统的崩溃。

(二)造成生态破坏引发生态系统退化

生态系统是由生物性成分即生物群落和非生物性成分即生境组成的,海水养殖可通过直接影响生物群落和破坏生境再间接影响生物群落两种方式造成生态破坏。

1.直接影响生物群落

这种方式通常发生在采用筏式养殖、网箱养殖和底播养殖的开阔海区,它类似于在一个自然的浅海或海湾生态系统中人为加入高密度的养殖生物种群。自然生态系统有较高的物种多样性,通过种间关系以及与环境间的相互关系维持生态平衡,当人为加入某一高密度的养殖生物种群时,群落结构发生变化,物种组成趋于简单,整个生态系统处于极度不稳定的状态,必须靠人工调节来维持平衡。同自然海区进行比较,在贝类养殖的海区,由于贝类的摄食作用使浮游植物生物量下降,物种多样性降低。

2.通过破坏生境再间接影响生物群落

这种方式一般发生在采取池塘(围堰)养殖、盐田养殖和工厂化养殖的海区。养殖池塘、盐田和车间的大规模开发,占用了滨海湿地,一方面使湿地面积锐减,另一方面破坏了生物赖以生存的生境,从而引起生物群落的退化。滨海湿地是生物多样性极高的区域,也是许多重要的经济鱼、虾、蟹、贝类的栖息地、索饵场和育幼场,盲目地围垦养殖已经造成这些生境原有自然属性的改变,生物栖息地破坏或彻底消失。我国沿海河口湿地、红树林湿地和海藻场湿地都因为围垦养殖退化严重。

(三) 造成生态景观破坏引发生态系统退化

海水养殖引起近岸生态景观破碎化,养殖池塘、盐田和车间的修建会对滨海湿地的地形地貌造成无可挽回的改变,使其失去原有的完整性和系统性。