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关于加强海洋生态文明建设与维护海洋经济健康发展的建议
海南省科学技术协会 | 2019/2/7 9:37:01 | 阅读:1216

      一、探索华南近海海域生态环境特征及治理策略

(一)全球海洋营养盐分布置特征。由于近岸的营养盐富营养化存在一些问题,绿藻爆发,大面积的近岸出现缺氧的地带,人类的活动对海洋的生态对海洋存在非常大的压力。这些海洋营养盐的出入,从人类活动上讲有几个方面,有海水养殖、河流携带废水排放、大气沉降、农业肥料等等。近些年来有针对性在关键海区建立多参数实施参数网,用参数网对海洋进行研究关注生态和核心问题。我国有大湾站、三亚站,这是我们中科院的,还有西沙、还有中科院的站,可以长时间观测数据通过大数据进行生态分析,人文影响和生态变化对海洋产生的影响。

大亚湾是广东一个非常重要的海湾,它的周围囊括了有深圳和贵州,所以它的海洋生态环境受到人类或者河流、净流等各方面的影响,尤其是近三十年来,它的人类活动范围影响更大了。大亚湾是处在亚热带区域历受热季影响,天气气侯受季风影响比较强烈,它不同的季风期像湾内水温条件是不同的季节差异比较大。大亚湾站从1980年代建站到现在累计了大量的数据,每年都有最少四个生态调查,从水文到生态环境、浮游植物、浮游动物、底栖等积累了大量的数据,把握大数据从南海到印度洋扩展到环境生态的观测,获取资料,运用大数据运用方法探明南海和印度将包括近海的海湾,在人类与全球变化生态情况下,揭示环境生态变化的关键结构驱动,海南近岸环境修复技术。

(二)研究的主要区域和方向是,一是典型的海湾河口,还有开阔海域的和其他海域。从1986年到2013年的数据进行的一个研究成果,通过长时间的大量数据分析,揭示了大亚湾的营养结构的本身变化。因为以前觉得大亚湾到底是氮还是磷很有争议,后来通过大量的数据分析,最后得出是从80年代到90年代的氮到磷的转变,同时,它的浮游植物这些藻类,有从一开始稍大型的、种类少的,然后到现在逐渐变成多样化更高,但是小型化的趋势。大亚湾的水质呈现一个季节变化的特点,人类活动是大亚湾西部和北部水域的主要因素,因为这里主要有周围的生活污水、近岸还有非常多的养殖,自主的神经网络能有效的识别状况,运用关键因子,把海量数据降为二维,可以充分认识环境的特征。应用河口富营养化评价模型,阐明受强人类活动干扰的大亚湾,由于季风驱动的影响,湾内外水体交换较为有效,整个海内而言富营养化较弱,水质较好。

(三)尤其是季风转换期的时候,像氮、铵盐、硝酸盐等浮游植物的结构和温度。三亚湾,运用识别三亚近海水质量时空变化特征,近海及河口终年受到陆源性污染,而外湾区则呈现季节性变化,人类活动直接影响区域很小。应用模型描述了采样时间、采样空间、采样深度以及水质变两四纬结构,为刻划海湾水环境时空演变提供的视角,温度和营养盐控制浮游植物群落结构。正式了陆源性污染主要通过三亚河输入,影响范围仅限于河口区域,三亚湾主要受到自然环境变化的影响。

(四)珠江口无机氮循环模型,阐明了珠江口东西两侧表层无机氮表现源会的差异:西部表层无机氮汇,而东部无机氮的源。构建主成分分析耦合自组织人工神经网络模型评价珠江口不同段水质状况,阐明珠江口海域水质可分为三大类、广州河段、零丁洋以及外伶仃。我们做的微生物的群落结构和生态特征,很明显分为三个区,淡水区、混合区、外部咸水区。上段受到营养盐和人类排的铵盐有显著的影响,中段是混合区就是各方面的因素影响不是那么明确,咸水区对微生物有强烈的作用。干季和湿季,干季珠江净流量减少,外排水比较严重,对整个珠江口都是一个很显著的影响,湿季周围降水平量加大,营养源就比较多,所以干季和湿季是有明显的差异。

(五)粤西上升流真光层聚球藻受低温、高盐水体和光强控制,而原绿球藻则在非上升流区被发现。揭示了西沙海域上层海洋盐硝酸彦最大值形成机制,硝化作用与光限制下浮游植物代谢,揭示了西沙海域水质受人类活动干扰严重。南海北部微生物的结构变化,除了受营养源的调控以外,还有像温度、盐度等来进行调控,同时还受到微生物自身之间还有互相影响的调整的过程。另一方面就是养殖环境的组成结构,这也是我工作的主要内容,因为前期就是研究它健康的养殖动物和不健康的动物不一样,生病的动物内脏益生菌较多。为了进一步验证研究环境,我们一直觉得环境对养殖的影响非常大,我们研究了混氧池塘,像虾蟹贝,之前合作的一个区域,养的虾、青蟹,虾一生病以后,然后蟹也生病,后来发现他们有一个共同的微生物存在,后来把它换成了另外一种就不患病了。后来我们又在养殖区把环境参数和水体的微生物和肠道的微生物做统计分析,我们发现营养源对微生物结构的影响是决定性的,尤其是致病菌,尤其是像弧菌,弧菌营养源结构的变化对它的影响非常大,也就是说,在调节养殖区的水质其实是可以防止病害的发生的。

(六)这是中国近年来一直爆发绿潮,像养殖区里的爆发绿潮,水质变清,吸收淡磷,使其他藻类成活不起来,经过我们的研究发现,它的作用机制一是与正常的相比会减少氮磷含量,降低以后,本来微生物生态群落结构,它是一个异养性的和自养性的微生物都是很多的,但是后来爆发以后,微生物的结构全部趋向于异氧化,浮游藻类也非常说,弧菌体病毒非常多,最终导致养殖生态系统物质转化的能力降低。因为前期可以改善水质,可以用来预防病害,所以我们做了一个工作,就是改善水质目标,筛选用高效的微生物益生菌提高水质改良,病害预防等,及养殖污水处理技术。它与市场销售的比,它的生长速度很快,效果很好,我就又大规模实验,比如广东。

(七)另外主要成果与进展,珊瑚生态系统模型,主要是通过统计学模型,统计珊瑚生态系统环境要素与生长参数,通过统计学模型挖掘其关键因素,认识珊瑚生态系统演变特征,主要有主成分分析,因子分析、结构方程、时间序列等。

非线性模型:珊瑚生态系统,影响珊瑚生长的要素识别,构建因果关系,环境变化是因,珊瑚生长状态是果。此种因素关系主要是非线性的,建立人工神经网络等模型阐明其生态时空编译。

还有动力学模型。结构方程模型,基于变量的协方差矩阵来分析变量之间关系的一种统计方实际上是一般线性模型的拓展,包括因子模型与结构模型,体现了传统路径分析与因子分析的完美结合,模型中既包含有可观测的显在变量,也可能包含无法直接观测的潜在变量,结构方程模型可以替代多重回归、通过分析、因子分析。

人工神经网络,类似于人类大脑,大量的处理单元互相连接而形成的复杂网络结构,是对人脑组织结构和运行机制的某种抽象、简化和模拟,主要有输入层、隐藏层和输出层组成。生态系统动力学模型:生态系统一定时空范围内、环境与生物之间进行的物质循环、能量流动、信息传递的动态过程,依据生态系统主要环境要素如营养要素、光等,影响生物生长,以及生物与生物之间的相互作用,通过建立相关的随时间空间变化的状态方程,描述生态系统的动态演变特征。

通过现场调查,摸清环生态状态,结合模拟结果,采取人工敢于手段,调整各生物生长要素,进行有计划、有措施、有组织、有目的、分阶段引导,朝着预期目标演进。前期对全国红树林进行生态调查的时候,积累了五大量的数据,后来根据统计的PSR模型建立了体系,根据这个体系预测是非常准的。

二、对我国海洋牧场建设的建议

习总书记在413讲话,它主要提出来关于海南海洋经济的发展,因为海南是海洋大省,所以在海洋发展方面要走出一条人海和谐合作共赢的方式。其中最主要的是提出来支持海南建设现代化海洋牧场,就是因为有这句话以后,有两个作用,第一个作用,对海南的海洋牧场推动力非常大。第二也肯定了我国这些年来做海洋牧场的成绩。

(一)国内外海洋牧场的经济和发展的趋势。草原的牧场就是陆地上的牧场,有一块地方,可以种植一些草然后进行放牧,新疆、内蒙都是这样的类型,海洋牧场实际上也是这样,在一个地方有一块海域,有计划培养一些鱼类,然后有计划的管理起来,这样有目的的形成一个人工的渔场,这是关键的问题,所以现在现代化海洋牧场是基于海洋生态学的原理,和现代海洋工程的一些技术集节在一起,进行一些鱼类投放的增值,特别是建立一个新的栖息地,然后利用天然饵料,建立一批特殊海域。陆地的牧场,如内蒙、新疆等。有一些地方定期管理起来进行放牧。现在的海洋牧场没人管,大家都去捕捞,捕捞的越来越多,就没有东西捕捞了。海洋的海洋牧场是新的恢复海洋资源的方式,过去是捕捞性的,现在是养殖恢复。运用的是环境友好型的,陆和海要统筹到一起,海洋牧场要把一二三产业结合在一起。海洋牧场解决了两个问题,一是海洋污染的问题,二是过渡捕捞的问题,如果海洋牧场做好了以后,可以作为一个可持续利用海洋、发展海洋、利用海洋资源一个非常有效的措施,这个海洋牧场建设最大的问题,就是建设人工鱼礁。国际上统计有60多个国家已经成功进行了人工鱼礁饲料的投放,效果显著。比如美国在近岸投了很多人工鱼礁,所以休闲渔业发展的非常快,比如佛罗里达,它的人工鱼礁投了很多。人工鱼礁在有些地方可以建设成像森林一样的海藻。日本,它是岛屿型的国家,资源比较匮乏,所以他们的海洋牧场建设起到了很大作用,一是投资很多,二是科技创新上取得了很大的成就,我们很多鱼礁都是模仿他们的,他们有海底的大型鱼礁,还有浮鱼礁,在我国目前比较大型的鱼礁没有人做,浮型鱼礁也没有人做,所以日本引领了人工鱼礁发展,特别是科学技术应用方面非常明显是先进的国家。韩国跟着日本走,学习经验也跟着了很多工作,在海里放人工鱼礁根据不同的目的,可以种植海藻的叫海藻鱼礁,可以种植不同的,所以日本这方面的工作做的比较好,韩国也紧跟着。

(二)在我国分三个阶段,一是建设的实验期,从上个世纪70年代到2000年,很多省份多做了尝试,将近30年的时间投的鱼礁量,才10万个空方,现在一个海洋牧场都可以投这么多了,这说明是实验期。二是推进期,2000年到2011年,很多的地方投资的资金,这个时间投资了20多个亿元,环渤海、东海、南海都建了很多牧场。像广东、辽宁等这方面做的工作较多一些。加速期,2011年到现在,我国很多区域已经建设了,有些地方一个海洋牧场就建设上千公里,烟台200平方公里,广东近海300平方公里,所以现在的面积越来越大,我国在政府层面,特别是农业部发布了关于水生生物的养殖计划,还有促进海洋生物发展,生态优先,洋浦结合就是宜养为主。从2015年开始我国开始建设国家级的海洋牧场实验区,现在各个省都在稳步的推进,2015年到2017年,2018年停止了,因为建设的比较快,要消化。这几年总共建设了64个,总共建设了三期,两个省没有,一是福建,二是海南。

海洋牧场,从远岸到近岸,可以通过不同海域的情况建设不同的鱼礁,可以进行养护可以进行养鱼,最近实验室做了模型,放在我国的实验室的展览室,里面可以做宾馆、企业、育苗厂、科普馆等,稍微近海一点,鱼礁放进去以后,北方可以养海参、海胆、鲍鱼等等,效果是不错的。1020米的时候也放了不同的鱼礁,这个地方可以进行钓鱼,钓鱼的效果也是非常好的,在南沙有一些岛礁也可以做这样的工作。

(三)人工鱼礁投放到海底,是一个新的生态系统建成了,里面非常明显的是鱼要有多少就有多少,特别是繁殖季节。里面有非常多的大鱼,在鱼礁的过程中,转过来又转过去,因为是围绕鱼礁在转,这里形成了非常好的生态系统以后,也投了非常大型的渔船,里面有20公斤的石斑鱼,还有其他鱼类,还有各种不同的珊瑚,表面还有一些海藻,还有海星、海胆,这个是比较大型的鱼礁,3×3×3米,这是非常鲜艳的软珊瑚,这个视频是4月初时拍摄的。视频看完以后,人工鱼礁投放完以后,对渔业资源和生态修复是非常好的方法。

另外,珊瑚礁的鱼类最有意思的是非常漂亮、花花绿绿非常吸引人,现在记录了有两百多种不同的鱼类,在钓鱼的过程中,如果人工鱼礁建成了,钓鱼是钓不完的,如果捕捞的话,用网是可以捞完的。投的鱼礁就是水泥块,能不能再改变一下,把海南的文化投到海底去,可以做成去潜水或者像景观一样去观察,做景观的鱼礁,黎族有穿船型屋,进行设计,几个基木搭在一起船型屋就出来了,然后放到海底去,感觉有点像黎族的村落,模仿以后吸引一些大陆来想潜水的游客,可以到海底去观赏,现在已经建设了,年底可以投放。在琼北,像文昌、琼海,还有一些传统的民居,类似于四合院、骑楼结合在一起的民居,合成一个单元,合在一起拜访变成了一个民居,设计方面已经做完了。投放到海底去以后,可能很多鱼就来了,去看的时候就是在村落里面,有一些雕塑、人、动物,这样就非常直观和生动。

(四)在人工鱼礁上面可以自动长出来很多珊瑚,一是因为生态系好才可以长出珊瑚,人工鱼礁的方式是长珊瑚非常好的措施,我们要保护珊瑚、恢复珊瑚,这是非常好的方法。最近设计了一批种植珊瑚的鱼礁,而且在这个过程中可以插一些断枝,把断枝插到鱼礁上面,然后就会形成一大片的珊瑚。

(五)关于西海岸现代化海洋牧场建设,是2018年到2020年海口市重点项目。西海岸有一个填海的岛屿,南海明珠,根据海洋功能规划,为了不与海洋功能规划冲突,划了10050亩,这个划成了以后有几个区域,养殖区、专门投鱼礁区域、休闲的网箱养殖区,做完以后,现在水深是740米左右,整个是一万亩,6.7平方公里。在海口的西海岸,想把它的生态系统恢复起来,生态系统恢复起来我们需要“绿水青山就是金山银山”,为了改善修复海洋生态系统增加渔业资源,在这个过程中,再进行开展休闲渔业、休闲旅游。

(六)总书记在413讲话当中还有一个非常重要的,建设国际的碳汇型鱼礁中心,经营型的可以考虑做一些深水网箱的养鱼,但是深水网箱并不是为了养鱼而样鱼的,是为了旅游。另外,政府要拿出三个亿建设烈楼港码头。蜈支洲岛建设的是生态型的景观型的,在西海岸就不建设了,这边比较深,二是这个水不是很清,建设了以后进去也看不间。碳汇鱼礁准备建设要让它长牡蛎,或者在上面牡蛎长好以后把种子附上去。

(七)海洋牧场就是想利用现在恢复的海洋牧场,可以考虑休闲渔业的休闲的业态、商业的业态、旅游的业态,特别是周围高档的酒店,这样可以把西海岸这块开发起来,我们也做了调研,旧金山的渔人码头,有100多年历史,每年几乎1300多万人去旅游,不同的码头有不同的功能,基本上都是开展吃住娱乐休闲等多元素的业态结合在一起。为了把西海岸打造出来,模仿像旧金山的码头一样,把烈楼港的码头建设起来,再加上帆船基地,这样可以使得西海岸的海洋牧场建设成为一个休闲渔业的旅游综合体。

三、海南珊瑚礁产业发展困惑及建议

分五个部分讲,现状、珊瑚礁产业、法律问题、困惑、建议。

在海南以前有非常多的珊瑚,三亚可以见到,但是现在很少了,以前2030年以前这样的珊瑚在大街上到处可见卖的商家,现在不给卖了。在国际上最早认识珊瑚,一千多年前在意大利沙丁岛,在岸边就可以捡到珊瑚。唐朝的时候,有很多诗人就用诗来阐述珊瑚。所以中国对珊瑚的认识比国外更早而且更有情怀。珊瑚纲,有12目,在中国南海有300多种,在国际上来说,珊瑚就有800多种,在世界上很著名的地方珊瑚金三角,珊瑚资源非常丰富。我去过很多国家,他们国家经济落后、交通不方便,而我国40多年的蓬勃发展,以前我们珊瑚都当做礼品送,所以搞的珊瑚都没了。

(一)珊瑚下降的原因是哪些?一是破坏,比如三亚、西沙,最近广西大学的一位教授写的一本书,80%都没有了,举了西沙永兴岛,凡是人类活动越多的地方,珊瑚消除的越快,永兴岛下降80%以上,衰退非常快。因为人太多了,经常有人拿回去当做纪念品了,因为那个时代就是这样子,包括渔民拿珊瑚都是去卖的。

二是海洋工程对珊瑚的破坏,像三亚军港、鹿回头。

三是水产养殖,水产养殖对珊瑚的影响不太大,海南岛是菱形的岛,大部分珊瑚礁分布在海南岛的周边,像陵水、新村港,珊瑚从种类到数量都是逐步下降的,下降7080%都不是很过分。

四是珊瑚的疾病,主要有白化病和黑死病等等,海南比较特殊在南海的北端,夏季的水温比较量,就是来三亚度夏,比南京、武汉都要凉快,为什么凉快,因为水温把气温降下来了。像澳大利亚大岛礁呈现的白化,这样的情况很少的。所以疾病对珊瑚礁的影响不是很大,大概5%左右。

五是变暖导致珊瑚礁死亡,在世界上炒的很热,但是至少在中国是伪命题,人类活动导致珊瑚死亡是我们更经常的看到。

海南是唯一一个颁布了珊瑚礁保护条例的,这个规定实在是有问题。总而言之,珊瑚礁覆盖的原因有这么多特点,最终导致珊瑚礁死亡的不是人祸而是天灾,这就是对海南珊瑚礁发展的基本判断。比如在三亚的海域要搞一个码头,就开始挖底下的海沙,它没有想到下面都是珊瑚礁。珊瑚礁还是有人为的原因,对比一下东南亚的情况,如果去印尼的一个岛,那边的人脸比较黑,去的话语言没有办法沟通,那么落后的地方有珊瑚,他们也没有台风,为什么破坏的这么厉害,50年代老百姓盖房子,政府也鼓励盖房子,那边随便砍树在海里面就行了,这是由于他们特殊的地理环境保护的珊瑚特别好。

(二)珊瑚礁监测技术,在中国2005年版本的珊瑚礁监测规程,这是国家海洋局颁布的一个行业规程,13年来对珊瑚礁的调查有积极推动的作用,但是珊瑚礁的复杂性,虽然20年来一直做监测,无论是哪个体系做哪个系统做的,其实对于珊瑚礁监测的结论很多就是没法存活性。现在用侧扫声纳和多波束扫描技术及高光谱设想技术,机器人自动观测导航技术是今后的方向。德国与美国两位教授合作,在海里搞了一个设备,在海外卖70万人民币,他们做的比我们做的现在好多了,他们一路开过去可以简单的判断,有珊瑚、藻类等等。珊瑚礁地形的自动生成技术,珊瑚礁调查现在就是划一个断面来的,但是缺少一个大体的东西,有可比较性。海底任何的珊瑚都做经纬度,传统方法就是潜艇潜下去就是瞎摸,现在做经纬度用电脑就可以直接查到。

(三)珊瑚产业,一是潜水旅游、二是海洋渔业、三是海洋垂钓、四是油轮观光、五是水族业、六是海洋馆、七医药卫生产业、七是国土保护。国家对南海岛礁的保护,其实要培养更多的珊瑚,潜水旅游是海南的重要业态,三亚潜水客100200万,带来经济效益12亿。受下游的技术制约,比如怎么把鱼养活,怎么建设好,技术不是很成熟,所以这些鱼养到成鱼就容易死,一般海水鱼很难成活到三四年的,死亡的很多。由于下游的技术支撑限制了观赏鱼的发展,如果其中一个搞的好,就会发展的很好。

目前国内珊瑚礁修复理论,有典型示范意义的非常好,对珊瑚礁的修复缺少稳定的基层路线,像大岛礁,澳大利亚是研究珊瑚最多的国家,很多东西都是澳大利亚发的,但是现在对大岛礁也是束手无策。在国内,最大的问题是华而不实,现在,急需从实践上证明珊瑚礁生态修复的一些有效的技术路线和典范。

在印尼、马来西亚、菲律宾都有一些珊瑚农场,但是规模不大,唯一一个可以合法出口珊瑚的是印尼,他们培养珊瑚卖到日本、美国去,产值达1亿美金,现在政府已经禁止出口了。在技术层面来看,到今年春节前,可能会培养到40万株珊瑚出来,其实做珊瑚做的很早,但是条件限制也没有做标,放下去以后找不回来,从2011年开始去了三亚凤凰岛培育珊瑚,凤凰岛比较小,离岸近不用开船,现在培养珊瑚有一些新的技术,能够让成片快速的成长,比如一个珊瑚从指甲这么大,长到很大需要很多年,但是现在有新的技术可以长得的很快。在国内做的比较领先的,是通过一个水蟋体可以把珊瑚繁殖起来,在环境方面,刚才说了珊瑚怕高温,珊瑚温度太高会死亡,其实海南很多地方温度是很高的,但是有一些地方温度是不高的,就利用上升流技术,利用物种的自然选择,筛选了耐污染和高温的物种。研制了抗台风的珊瑚人工礁,研究了利用双壳类与珊瑚混养的模式,降低海水中悬浮物,提高珊瑚所需要的光照强度。

(四)加快百万珊瑚培育计划,成为世界最大的珊瑚礁生态修复的实践典范。在科学上想做一些珊瑚的细胞培养工作,想找珊瑚的干细胞,开垦基因修饰研究,做基因的改良,已经组建了团队在做这件事。我们要种珊瑚不用人工种植,用机械种植,智能化的珊瑚礁设备已经实现,建立新型的珊瑚礁监测方法,实现珊瑚礁的监测可溯源性,建设出我们自己的珊瑚礁技术。

(五)珊瑚的一些法律问题。海南省珊瑚礁与砗磲保护规定,20171月份实施的,这是全国第一个规定,它修过三版,去年第四版的时候加上了砗磲两个字,这里面有什么问题呢?珊瑚定义不明确,珊瑚礁指微生物的东西、珊瑚以及保护物种。在国际上的公约里面,CITES是保护的,而我省却没有明确的规定。珊瑚礁与砗磲规定的另一些法律问题,新野保法,有规定繁殖、驯养的规定,要求对国家和地方保护的物种,要有名录的,我们海南的珊瑚礁是没有的,新野保法就是中华人民共和国野生保护法,都是20171月份实施的,要求对繁殖物种建立系谱,我这个是老虎、大熊猫等等,都要有一个编号,像身份证一样,来源要清楚,在哪里出生,后来要到哪里去,生老病死建立一个系谱。

(六)科研用途、科研单位,任何一个物种保护是不需要办理许可证的,比如中华鲟,它是不需要办证的。海南养珊瑚做科研说我们有问题,让我们办证,我说这个国家有规定,最后他们把口改过来了。海南省虽然是特区国家给很大权限,可是在实施过程中还不如大陆,像垂钓也好、旅游也好,很多东西有法律障碍。

(七)建议,一是希望海南省政府可以制定珊瑚礁和砗磲保护条例的实施细则,二是改进珊瑚礁和砗磲的监测方法,三是对于科研用途要进一步放宽规定,四是珊瑚礁产业,依赖科技的进步和管理的提升,国家要多加扶持。希望科研大学和各个方面的企业共同努力,我想有科技精神做这件事,这个产业是可以做起来的。我国珊瑚礁事业的发展,需要从制度层面重设计,并要有一批德才兼备的管理者把舵,环保和珊瑚礁要快速的发展。
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