文献阅读 | 全球环境展望-海洋与海岸

题目

GEO-6 Chapter 7 Oceans and Coasts

期刊

GEO-6

时间

2020年9月

研究背景

几十年来，随着人口数量的增长和对海洋资源的使用增加，人类活动对海洋系统产生的压力持续增长。海洋资源利用的可持续性、健康状态的维持都给现代海洋管理带了挑战。

珊瑚礁白化

赤道带的珊瑚礁因长时间白化而大量死亡，并且在未来很长一段时间内无法恢复。珊瑚礁白化主要是由于人类排放的温室气体（GHGs）增多导致海洋温度升高。虽然白化现象对温室气体的排放有一定的滞后性，但其效果已经非常明显，将带来周边地区渔业、旅游业、生境、人们居所的损失。

可持续发展的海水养殖业

渔业和水产业在2016年估值3620亿美元，其中水产业约2320亿美元。这项产业支撑了无数人的生计，其中大部分都是长时期、小范围的水产养殖，而商业化大规模运作占了市场价值的大头。鱼类为31亿人提供了超过20%日常所需的蛋白质和微量营养元素。在未来，人类会更多的将海洋中生物作为食物，因而，海洋渔业的可持续发展需要持续的监测、评估、管理和本土社区的投入。碳足迹方法被国家和地方政府用来管理渔业。即使渔业的碳足迹给了海洋生态巨大的压力，但减少渔业对海洋影响的行动已经取得了一定的成果。主要从两方面进行：渔业捕捞的监测和捕捞技术的提高。

海洋垃圾

由于内陆对生活垃圾管理不善，每年有大约八百万吨的垃圾进入海洋。2025年，海洋中塑料将可能达到100-250万吨。越来越多的塑料颗粒出现在海洋生物的消化系统中，并随着食物链进入人类体内。这些塑料微粒对人的健康风险还不明确，但已有大量证据表明，塑料微粒对海洋生物具有的物理损害，如：海洋垃圾缠绕住生物肢体、塑料潜在的毒性、作为介质富集其他有毒物质等。海洋垃圾不仅在直接清除上花费巨大，并且在旅游业、工业、渔业等造成了巨大的潜在损失。

研究结果

海洋与人民生活息息相关。海岸生态系统从海岸线稳定性、海水水质水量的调控、生物多样性、重要物种的生境维持等方面发挥着重要作用，海洋是地球生态系统里的重要组成部分，对热量传递、气温和降水有着重要影响，同时也是很多重要经济资源的宝库。但是人们的行为对海洋环境产生了破坏。人们有责任和义务管理好海洋资源，但由于洋流可以携带多种物质进行跨境转移，管辖权的设立又是一个新的挑战。政府部门和各机构不仅要联合管理，并且要进行综合决策，关注海洋各组分的内部联系，着力解决气候变化、海洋酸化等问题。人类活动从渔业、航运、港口、海洋石油、其他能源产业、海上采矿和海洋旅游等行业对海洋系统产生着巨大的压力，其中不同的行业对资源的利用也有重叠。

图1  与海洋环境有关的驱动因素和压力的示意图

珊瑚礁白化危机

当环境中温度、光线、营养成分改变时，珊瑚会将组织中的共生藻类排出，只剩下白色的骨架，这种现象叫珊瑚礁白化。珊瑚礁白化的程度随着不同地区和不同种类而不同。现发现，2050年可能只有50个还能存在的珊瑚礁区域，这些区域的保护需要政府的努力，如：设立自然保护区。       与CO₂浓度升高相比，珊瑚白化具有一定的滞后性。第五次IPCC评估报告指出，有证据表明珊瑚礁白化可能正在进行中。也有人预测，在CO₂在大气中达到350ppm时，珊瑚白化可能会突然发生。如今，大气中CO₂的浓度已经超过了400ppm，珊瑚的存活岌岌可危。有模型预测在2070年前，即使2015年巴黎协定顺利履约，二十一世纪末存活的珊瑚也不再是我们如今拥有的这些了。       珊瑚礁经历的热度压力如下（图2），其中Alert Level 2热度压力表明大范围的珊瑚白化和死亡；Alert Level 1热度压力代表珊瑚显著白化；其他等级表明，珊瑚白化正在发生。

图2  2014-2017年全球珊瑚白化期间最大热压力

捕捞渔业

除了自然状态的变化和气候变暖的影响，人们还通过攫取海洋的资源改变着海洋的状态。到2017年，海洋捕捞的产量达到了170百万吨，目前，还在不断增长。

如图3所示，捕鱼业曾经在过去15年里稳定在90百万吨左右，近些年在不断增长。

图3  世界捕捞渔业和水产养殖产量

近年来，关于海洋存量、趋势原因、管理手段效果的争论不断，一些渔业危机案例载入书册。渔业的可持续发展领域有大量研究进行，如：不可持续的扩张、管理发展和重建曾经存量的成功等，它们表明过度捕捞是可以避免的，但在不同的国家和地区也有所区别，影响因素有：经济的投入占比、避免过度捕捞补贴的占比等。其中，解决这些问题最主要的手段就是政府的决策管理。通过监测、评估、分析等进行控制时有效的，与此同时，非法、匿名、未经管理的过度捕捞的影响不可小觑。

图4  受科学、管理和治理等多种因素影响的鱼类种群状况和捕鱼死亡率

（相对于理论上的“理想”管理，垂直轴上的相对得分越高，表示库存状态越好）

政府的管理管辖区随着渔业在空间上的扩张不断进行。空间的重新分布使得存量也不断改变。甚至在数据记录之前，长生长周期的鱼类生物量已大幅降低。加之气候变暖导致的冰山融化，极地地区的过度捕捞如果没有恰当的管理也将面临同样的威胁。

现有的管理手段包括：控制总捕捉量（限制捕捉鱼的数目和大小、白天捕捉等）和加强技术创新等。但基于科学监测的自上而下的管理方式在所有的捕捞产业中并不同样适用。基于社区的小范围捕捞运用社区自组织自管理管理通常更为有效。从全尺度而言，联合管理以及工业产业积极的参与都能产生高配合、低损耗的结果。

市场导向的大规模渔业生产（主要位于海岸线上的发达国家）迅速扩张，小规模的渔业生产（主要在欠发达国家）也在扩大势力范围。人们一方面汲取海洋生物的营养，另一方面，又将自己暴露在持久性有机污染物等物质的威胁中。最后，全球变暖会使汞等物质释放出来，进入海洋中（图5）。

图5  甲基汞在食物链上的生物累积和生物放大过程

海洋垃圾

海洋垃圾在海洋的所有深度、海底，甚至是偏远的太平洋小岛都有分布，逐渐成为影响海洋生物、生境和生态系统的显著问题，其中3/4的海洋垃圾都是塑料（包括5mm的微塑料、纳米级的塑料颗粒等）。基于统计数据，在没有干预的情况下，到2025年海洋中的塑料垃圾将达到100-250百万吨。海洋垃圾逐渐和固废管理与处理联系起来。

这些垃圾主要来自陆地，由雨水冲刷或者直接进入海洋，还有一部分（但无明确数据）是海洋中的垃圾，如废弃的捕捞装备等。

图6  根据人类活动和分水岭特征向海洋输入潜在海洋塑料的全球地图

研究结论

海岸线附近的国家和地区经济严重依赖珊瑚礁。珊瑚礁的综合价值在不同地区估值很高，白化后的损失也很巨大（澳大利亚旅游业损失10亿左右）。在污染、白化的双重作用下，珊瑚礁不能再提供同样的服务功能，包括：保护海岸线、美学、旅游功能等。

海洋捕捞对海洋的生态系统产生的影响，包括捕捞活动中非目标物种降低生物密度、减少顶级捕食者而改变食物网、废旧的渔具对底栖生物的影响等。政策在此领域被全面的实施，取得了不同的成功。但是对一些欠发达中国家渔具对底栖生物的伤害仍然很大。海洋养殖对海洋生态系统的影响包括抗生素和其他药物的流入、过量鱼食沉积在海底分解后降低含氧量、鱼食等还会成为病毒或细菌的温床，提高了其他物种的风险等。人们面对这些问题采取了生态方法解决。海洋垃圾主要集中在海岸线，但塑料垃圾已经在全球分布。塑料垃圾可通过缠绕误食等造成生物死亡。

随着人们对海洋的探索逐渐增加，新型的海洋问题也逐渐出现，政策制定者也需要作出积极的行动来应对。其他危害现象包括：沿海采砂、深海采矿、海洋中工程的噪声等。

编辑：殷恒星

排版：张思露 江琴

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