灘涂養(yǎng)殖對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響

劉 斌，陶 瑩，黨曉霞

（1.河南省開封市環(huán)境科研設(shè)計(jì)所高級工程師，河南 開封 475000）

（2.河南省開封市環(huán)境科研設(shè)計(jì)所 環(huán)評二部部長、工程師，河南 開封 475000）

（3.河南省開封市環(huán)境科研設(shè)計(jì)所 環(huán)評二部助理工程師，河南 開封 475000）

灘涂養(yǎng)殖對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響

劉 斌1，陶 瑩2，黨曉霞3

（1.河南省開封市環(huán)境科研設(shè)計(jì)所高級工程師，河南 開封 475000）

（2.河南省開封市環(huán)境科研設(shè)計(jì)所 環(huán)評二部部長、工程師，河南 開封 475000）

（3.河南省開封市環(huán)境科研設(shè)計(jì)所 環(huán)評二部助理工程師，河南 開封 475000）

灘涂養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)，種群數(shù)量有限，生物組成簡單，因此極易受到影響。灘涂養(yǎng)殖不僅會產(chǎn)生自身污染，而且還會影響海洋生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性，還可在某些海域誘發(fā)赤潮。因此，應(yīng)規(guī)范灘涂養(yǎng)殖，以確保資源的可持續(xù)利用。

灘涂養(yǎng)殖；海洋生態(tài)系統(tǒng)；影響

灘涂是處于海洋與陸地交聯(lián)處的濕地生態(tài)系統(tǒng)，具有豐富的生物多樣性和較高生產(chǎn)力，是人類最早成功開發(fā)和利用的海洋地域。目前，我國的灘涂開發(fā)以養(yǎng)殖業(yè)為主，養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖種類逐年增加。灘涂養(yǎng)殖生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。然而，隨著養(yǎng)殖歷史的延長、養(yǎng)殖種類的增加和養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，灘涂養(yǎng)殖環(huán)境日趨惡化，生物病原大量滋生，致使很多養(yǎng)殖灘涂發(fā)生老化現(xiàn)象，生產(chǎn)能力嚴(yán)重下降，從而影響了海洋生態(tài)系統(tǒng)整體的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。

一、灘涂養(yǎng)殖環(huán)境中的生物組成

灘涂養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的生物種類有限，但卻是生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分，不同生物對生態(tài)系統(tǒng)的影響是不同的。

（一）灘涂養(yǎng)殖生物

灘涂養(yǎng)殖主要是貝類養(yǎng)殖，在該生態(tài)系統(tǒng)中，貝類等種群是優(yōu)勢種群，貝類養(yǎng)殖在我國海洋灘涂養(yǎng)殖資源中占有很大的比例。目前已開展人工養(yǎng)殖和人工育苗的種類有泥蚶、縊蟶、泥螺、文蛤、青蛤、西施舌、菲律賓蛤仔、彩虹明櫻蛤等。

秦培兵等曾對淺海貝類養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)鹽循環(huán)進(jìn)行了研究。研究指出，淺海中的濾食性貝類不僅影響水體中營養(yǎng)鹽的循環(huán)，而且對沉積物中的營養(yǎng)鹽循環(huán)也會產(chǎn)生影響。[1]

一方面貝類濾食水體中的浮游植物和有機(jī)碎屑等，使其組成和密度發(fā)生變化；另一方面，貝類又可向水體中排泄無機(jī)營養(yǎng)鹽，如銨等，還將糞和假糞排放于底泥中，改變了底泥的數(shù)量和質(zhì)量，增加了底泥中的營養(yǎng)鹽濃度，而底泥中的沉積有機(jī)物經(jīng)礦化作用和再懸浮作用，又可使沉積物中的營養(yǎng)鹽重新進(jìn)入水體進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)，為貝類及其他生物的生長提供營養(yǎng)條件（見圖1）。

圖1 淺海貝類養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)鹽循環(huán)

但如果養(yǎng)殖物種超過養(yǎng)殖環(huán)境的負(fù)荷能力，養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)環(huán)境將會受到影響。以水產(chǎn)養(yǎng)殖大省浙江省為例，近年來，浙江省沿海灘涂貝類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展很快，但由于在養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖方式和養(yǎng)殖品種方面缺乏必要的規(guī)劃和控制，加上養(yǎng)殖技術(shù)、飼料加工、水產(chǎn)動(dòng)物免疫和病源生物研究與疾病防治的滯后，給近岸局部海域的生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)面影響，水域營養(yǎng)指標(biāo)升高，下層水體貧氧，底層沉積物中有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)鹽含量升高，有害微生物和嗜污生物占優(yōu)勢，海洋環(huán)境富營養(yǎng)化程度加重。[2]另外，其他的養(yǎng)殖生物如魚、蝦、藻等也會對養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，其過程與貝類養(yǎng)殖類似。

（二）灘涂養(yǎng)殖環(huán)境中的微生物組成

在灘涂養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中，微生物在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中占有重要地位。養(yǎng)殖灘涂中主要的菌群包括異氧細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、氨化菌和硫酸還原菌等。這些細(xì)菌在營養(yǎng)鹽的循環(huán)、有機(jī)物的運(yùn)輸和礦化以及能量流動(dòng)等方面具有重要作用[3]，而且對灘涂污染物的降解、環(huán)境凈化、生態(tài)平衡的保持也具有重要意義。

灘涂養(yǎng)殖環(huán)境中的微生物組成還可作為灘涂養(yǎng)殖的影響指標(biāo)。薛超波等對寧波市北侖區(qū)灘涂養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)灘涂中異養(yǎng)細(xì)菌的菌群組成中革蘭陽性菌占有絕對優(yōu)勢，說明灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境受到大陸的明顯影響，隨著河川入海、人類頻繁的活動(dòng)和海、氣界面的交換，陸地土壤和淡水里大量的細(xì)菌被攜帶入海洋環(huán)境。[4]而灘涂底層中革蘭陽性菌的比例高于表層，則反映出由于潮汐的活動(dòng)，灘涂表層的菌群組成受到海水明顯的影響。反硝化細(xì)菌、氨化細(xì)菌、硫酸還原菌均是灘涂沉積物環(huán)境中與營養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)化關(guān)系密切的生理類群，對灘涂養(yǎng)殖環(huán)境起著一定的“緩沖”作用，有利于海區(qū)的自然平衡。但其大量出現(xiàn)，必然是環(huán)境惡化的結(jié)果。另外，也有很多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖環(huán)境中微生物組成的改變是環(huán)境受到污染的結(jié)果。[5-7]

（三）灘涂養(yǎng)殖環(huán)境中的底棲生物群落

底棲生物在灘涂貝類養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中發(fā)揮著重要作用，并且可以用來監(jiān)測灘涂生態(tài)環(huán)境的污染狀況。

大型底棲生物種類繁多，各地區(qū)灘涂中種類各不相同，如福建湄洲灣大型底棲動(dòng)物種類就有101種，其中環(huán)節(jié)動(dòng)物52種，占總種數(shù)的51.49%；軟體動(dòng)物25種，占總種數(shù)的24.75%；甲殼類18種，占17.82%；脊索動(dòng)物3種，占2.97%；腔腸動(dòng)物、扁形動(dòng)物、棘皮動(dòng)物各1種，各占0.99%。[8]

海洋中的各類污染物能夠以不同的方式進(jìn)入到沉積物中，引起底質(zhì)環(huán)境的變化，進(jìn)而影響底棲生物的結(jié)構(gòu)和組成，而底棲生物也可以通過攝食、排泄、掘穴等生命活動(dòng)影響沉積物中污染物的分布，因此可以利用底棲生物的結(jié)構(gòu)和組成來反映底質(zhì)環(huán)境的污染狀況。早在1916年，德國學(xué)者Wilhelmi就首先提出了利用小頭蟲（Capitella）來指示海洋污染，開辟了利用底棲生物來評估環(huán)境污染的全新領(lǐng)域，引起了國際上的廣泛興趣。我國底棲生物的污染生態(tài)學(xué)的研究開始于1980年代，并且發(fā)展很快，為我國的海洋環(huán)境保護(hù)和綜合整治提供了重要的科學(xué)依據(jù)。黃邦欽通過分析廈門和香港兩地的微藻種類組成、結(jié)構(gòu)、豐度、生物量和生理生化指標(biāo)的變化，揭示了微藻在海洋生態(tài)環(huán)境變化（如富營養(yǎng)化）中的指示作用。[9]莊棟法等通過研究柴油對底棲生物群落的影響，證明可以通過底棲生物群落結(jié)構(gòu)和組成的變化來反映底質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量狀況。[10]郭玉清等利用渤海小型底棲動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變動(dòng)和自由生活海洋線蟲與底棲橈足類數(shù)量之比的變動(dòng)，對渤海潮下帶的沉積環(huán)境污染狀況進(jìn)行了評價(jià)。[11]

大型底棲生物，特別是大型底棲動(dòng)物的生物量、分布密度和次級生產(chǎn)力等因素在灘涂養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中占有重要地位。從底棲生物群落組成可以明確資源配置因子，為合理配置資源提供依據(jù)，但僅從生物群落組成和數(shù)量分布上尚不足以解釋灘涂養(yǎng)殖對海洋環(huán)境和生物群落的影響。

二、灘涂養(yǎng)殖對生態(tài)系統(tǒng)的影響

（一）灘涂養(yǎng)殖貝類污染自身養(yǎng)殖環(huán)境

灘涂養(yǎng)殖貝類作為一種濾食性動(dòng)物，具有很強(qiáng)的濾水能力。養(yǎng)殖過程中，貝類可通過濾水體攝取有機(jī)顆粒、浮游植物和污染物等，并產(chǎn)生生物沉降，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物、污染物等由水體向底質(zhì)搬運(yùn)的過程。這樣就使得大量的有機(jī)物和營養(yǎng)鹽被滯留在底質(zhì)中，底質(zhì)中的微生物作用，主要是還原作用隨之加強(qiáng)，消耗水底溶解氧，使得水體處于缺氧或無氧狀態(tài)，還會產(chǎn)生H2S等惡臭氣體，使水體水質(zhì)變差，不僅污染自身養(yǎng)殖環(huán)境，也嚴(yán)重影響周邊海域環(huán)境。[12]

（二）灘涂養(yǎng)殖改變原來生物的生存環(huán)境

近幾年來，隨著我國沿海灘涂養(yǎng)殖增多，大規(guī)模的圍墾工程建設(shè)也在如火如荼地進(jìn)行中。對沿海環(huán)境的大規(guī)模改造，破壞了原有棲息生物的生存環(huán)境，對海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成巨大威脅。首先，這些工程建設(shè)可能改變潮流方向，使水流不暢、流速減緩、懸浮物增加、透明度降低以及加速內(nèi)灣淤積，原來的岸線環(huán)境破壞后影響棲息于其中的生物，那些依靠水流濾食生物的底棲動(dòng)物首先面臨威脅，原來的沙質(zhì)可能變成泥質(zhì)，群落結(jié)構(gòu)就將發(fā)生變化。其次，圍墾工程導(dǎo)致灘涂原生生物生存區(qū)域大面積減少，并引起局部潮間帶發(fā)生沖淤變化，灘涂環(huán)境發(fā)生重大變化。[13]

（三）發(fā)展灘涂養(yǎng)殖可能會造成生物入侵

隨著灘涂養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，人為引進(jìn)魚、蝦、貝、藻等物種成為一大發(fā)展趨勢，但這種行為可能對原有的種群環(huán)境造成入侵，極易引發(fā)生態(tài)災(zāi)難。外來種會排擠掉原先的關(guān)鍵種，改變當(dāng)?shù)厣锏倪z傳多樣性，從而導(dǎo)致群落組成結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的激烈變化，最終引起生物多樣性下降和生態(tài)環(huán)境衰退等不良后果。

（四）灘涂養(yǎng)殖可誘發(fā)赤潮

灘涂養(yǎng)殖區(qū)由于受到餌料殘?jiān)?、養(yǎng)殖生物排泄物等的污染，富營養(yǎng)化水平是很高的。而為了保持較好的水質(zhì)條件，通常要與近岸海水進(jìn)行水交換，養(yǎng)殖區(qū)中顆粒和溶解的有機(jī)物質(zhì)及無機(jī)營養(yǎng)鹽大量排入外海區(qū)。在局部地區(qū)養(yǎng)殖面積過大、排出的廢水超過原來該海區(qū)的自凈能力時(shí)，將加速海區(qū)的富營養(yǎng)化進(jìn)程，特別對于水流不暢的區(qū)域，會更頻繁地出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象。

三、建議與對策

灘涂養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展在給人類帶來經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān)。我們要在追求經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，合理利用灘涂資源，保護(hù)沿海灘涂環(huán)境。因此，應(yīng)在規(guī)范灘涂養(yǎng)殖業(yè)方面下功夫，以確保資源的可持續(xù)利用。

第一，合理規(guī)劃，發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖模式。要根據(jù)灘涂的底質(zhì)條件、水質(zhì)條件、海區(qū)生物組成等因素，對灘涂養(yǎng)殖布局進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，調(diào)整養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，最好對灘涂進(jìn)行分區(qū)養(yǎng)殖。

第二，大力推進(jìn)生物修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)是一門發(fā)展較為成熟的技術(shù)手段，是治理環(huán)境污染的有效措施。因此應(yīng)開展灘涂養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)的改進(jìn)和研究，同時(shí)還應(yīng)該借助現(xiàn)代生物技術(shù)，構(gòu)建并生產(chǎn)高效的基因工程菌，用以快速高效地降解養(yǎng)殖環(huán)境中的污染物，恢復(fù)灘涂養(yǎng)殖環(huán)境，推動(dòng)我國灘涂養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

第三，加強(qiáng)對灘涂養(yǎng)殖區(qū)的監(jiān)測和管理。對灘涂養(yǎng)殖區(qū)要安排專門人員進(jìn)行長期的監(jiān)測，預(yù)防海區(qū)重大災(zāi)害的發(fā)生。并要加強(qiáng)養(yǎng)殖區(qū)的規(guī)劃和管理，制定詳細(xì)的養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)劃，執(zhí)行有關(guān)養(yǎng)殖水資源開發(fā)利用管理?xiàng)l例和綜合利用海岸帶管理?xiàng)l例，評價(jià)各養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖容量和養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境的影響，對水產(chǎn)種苗、飼料、藥物質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管理，對養(yǎng)殖用藥和養(yǎng)殖產(chǎn)品安全進(jìn)行管理，對養(yǎng)殖者進(jìn)行養(yǎng)殖科學(xué)教育指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)等。

總之，在灘涂開發(fā)方面，有很大的發(fā)展空間。應(yīng)該綜合利用經(jīng)濟(jì)、行政和法律手段，逐步改善灘涂環(huán)境，合理規(guī)劃灘涂養(yǎng)殖，規(guī)范養(yǎng)殖秩序，重視生態(tài)效益，發(fā)展新工藝和新技術(shù)，以贏得我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的長遠(yuǎn)利益。

[1]秦培兵，盧繼武.濾食性貝類對淺海養(yǎng)殖系統(tǒng)中營養(yǎng)鹽循環(huán)的影響[J].海洋科學(xué)，2001，（5）.

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Effects of Shoaly Culturing on the Marine Ecosystems

LIU Bin TAO YingDANG Xiao-xia

The ecosystem of culturing in shoaly land is an artificial ecosystem.Population size is limited,and there are simple composition of biology.It is easy to be affected.Culturing in the intertidals will not only pollute its own environment,but it will also impact the marine ecosystem biodiversity,and in certain waters it can cause red tide.This paper starts with the biological components in the environment of culturing in the shoaly lands,combines their roles in the ecosystem,and elaborates on the effects on the marine ecosystems.

shoaly culturing;marine ecosystems;effects

X17

A

1673-8616（2010）01-0058-03

2009-10-20

[責(zé)任編校：潘麗清]