（环境科学与工程专业论文）基于生态相似性的船舶压载水风险评估模型.pdf

英文摘要 a b s t r a c t w i t hc h i n a sa c c e s s i o nt ow t o ，c h i n ah a sb e e n c o m m u n i c a t i n gw i t ho t h e r c o u n t r i e sm o r ef r e q u e n t l y , a n da l s oe c o n o m i ch a sd e v e l o p e dm o r er a p i d l y a l i e ns p e c i e s e n t e rt h ec o u n t r yt h r o u g ht r a d e ，t o u r i s m ，t r a n s p o r ta n do t h e rm e a n s ，al o to fw h i c hh a v e c a u s e dt h ei n v a s i o n t h ei n v a s i v es p e c i e sn o to n l yc a u s e h l l g ee c o n o m i cl o s s e s ，b u ta l s o d a m a g et h ee n v i r o n m e n ts e r i o u s l y t h ei n v a s i o no fa q u a t i ce c o s y s t e mi st h em o s t s e r i o u ss i t u a t i o n b a l l a s tw a t e ri st h em a i ni n v a s i o nw a yo fa l i e na q u a t i co r g a n i s m s t h e c o m p l e xe f f e c t sc a u s e db yt h ea q u a t i co r g a n i s m sv i ab a l l a s tw a t e rh a v ea t t r a c t e dw o r l d w i d ea t t e n t i o n w i t ht h i sr e g a r d ，t h ep a p e ru s e dr i s ka s s e s s m e n tt op r e v e n tt h ei n v a s i o n o fa l i e na q u a t i co r g a n i s m s b a s e do nt h er e s e a r c ho ft h ei n v a s i o nb ya l i e nm a r i n es p e c i e s ，t h ep a p e ra n a l y z e d t h ef a c t o r sw h i c hc a ni m p a c tt h ei n v a s i o no fa l i e na q u a t i co r g a n i s m si nd e t a i l r e f e rt o t h e ”i n t e r n a t i o n a lc o n v e n t i o no fs h i pb a l l a s tw a t e ra n ds e d i m e n tc o n t r o l m a n a g e m e n t ”t h ea 4p r o v i d e dg u i d e l i n e sf o rr i s ka s s e s s m e n tw i t h i nt h e ( g 7 ) ， g l o b a l l a s tp r o j e c ta n dt h ei n i t i a lm o d e lo fo b rg r o u p ，t h en e wm o d e lh a sc h a n g e dt h e f a c t o r s a n di th a su s e dd i f f e r e n tw e i g h tt oa n a l y s i st h ef a c t o m t h ep a p e ro p t i m i z e dt h e r i s kf a c t o r s ，c o n s t r u c t e dn e w w e i g h ta n dm o d i f i e de a c hr i s kf a c t o r , c a l c u l a t e dv a l u e a t r i s ka n df i n a l l ye s t a b l i s h e dt h er i s kd e g r e eo fs o u r c ep o r t sf o rd e s t i n a t i o np o r t s t h e p a p e rd e v e l o p e dan e ws y s t e mf o l l o w i n gt h ec o r r e c t i o na n dp e r f e c tm o d e l ，t op r o m o t e t h ea p p l i c a t i o no ft h i sm o d e lf o rf u r t h e rt i m e m a i nt a s k sa r ea sf o l l o w s ： f i r s t ，t h i sm o d e lc o n t a i n sc o m m u n i t ys t r u c t u r es i m i l a r i t y , e n v i r o n m e n t a ls i m i l a r i t y , r i s ks p e c i e sf a c t o r , m a x i m u mt a n kv o l u m ef a c t o ra n dm i n i m u m s t o r a g et i m ef a c t o r t h i s b a l l a s tw a t e rr i s ka s s e s s m e n tm o d e li se s t a b l i s h e db yh i e r a r c h i c a la n a l y s i sa n df u z z y s t a t i s t i c a lt h i n k i n g s e c o n d ，t h ep a p e rh a ss e l e c t e do d e s s ap o r ta n dd a l i a np o r ta st h ed e s t i n a t i o np o r t t ov e n f yt h em o d e la n dt h er e s u l t sc o m p a r e dt ot h eg l o b l l a s tp r o j e c t ，u l t i m a t e l yt h e r e s u l t sa r er e a s o n a b l e t h a ti n d i c a t e st h a tt h en e wm o d e lb y o p t i m i z a t i o ni sp r a c t i c a l t h i r d ，t h ep a p e rh a su s e dv i s u a lb a s i cl a n g u a g e ，c o m b i n e dw i t ha c c e s sd a t a b a s et o 中文摘要 d e v e l o p m e n tt h es y s t e m t h es y s t e mi sd i v i d e di n t ot h r e em o d u l e s ：q u e r y a d d i t i o n a l p o r ti n f o r m a t i o nm o d u l e s ，a d d q u e r ya c c e s si n f o r m a t i o nm o d u l e ，p o r tr i s kf a c t o rc h e c k a n de d i tt h ec o n t e n t t h er i s ka s s e s s m e n tm o d e ls y s t e mc a np r o v i d ei n f o r m a t i o n ，s u c h a s ，q u e r y , a d da n dd i s p l a y a f t e rt h em o d e lv a l i d a t i o n , t h en e wm o d e li sf e a s i b l ea n dp r a c t i c a l ，w h i c hc a n d e v e l o pas y s t e m t h ed e v e l o p e ds y s t e mw i l lb es u b m i t t e dt ot h em a r i n em a n a g e m e n t d e p a r t m e n te v e n t u a l l y , t oa s s i s ti ns h i p sb a l l a s tw a t e rm a n a g e m e n t ，w h i c hc a nc o n t r o l t h ee m i s s i o no ft h es h i p sb a l l a s tw a t e rw h i c hc a r r i e da l i e na q u a t i co r g a n i s m s s ot h a ti t c a nr e d u c et h ei n v a s i o nr i s ko fa l i e na q u a t i co r g a n i s m sa n da v o i dt h ed a m a g eb yt h e i n v a s i o n k e yw o r d s ：b i o l o g i c a li n v a s i o n ；s h i p sb a l l a s tw a t e r ；r i s ka s s e s s m e n t 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博硕士学位论文 ： 基王生查担丝丝的盟照压戴丕凰险迁垡遗型：一。 除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体 已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 垒立墅一一 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 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来物种数据库，运用科学的方法进行防治；积极建立外来物种风险评估体系、风 险评估方法以及管理程序，防患于未然【l 】。 1 1 外来生物入侵 我国是一个海陆兼备的国家，地域跨越广，气候呈现多样化，因此来自世界 各地的大多数外来物种都可能在我国找到合适的栖息地。随着经济的发展，外来 物种通过旅游和贸易交通运输等多种途径进入我国，有相当一部分引起了生物入 侵。 目前我国的森林、农业区、水域、湿地、草地、城市居民区等几乎所有的生 态系统，都可见到外来生物入侵的现象。其中以水生生态系统的情况最为严重。 目前我国大约已有3 7 个外来入侵动物种，9 0 个外来入侵植物种【1 1 。 这些外来入侵物种已经对我国的生态环境、生物多样性、人类健康和经济造 成了及其严重的危害。 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 1 1 1 生物入侵现状 由于人为因素( 非自然原因) 造成生物物种离开原有的分布地进入新的栖息 地或生态系统，统称为外来物种( n o n i n d i g e n o u ss p e c i e s ) 。当外来物种在自然或者 半自然生态系统中建立了种群，并改变或威胁本地生物多样性时，就成为外来入 侵种( a l i e ni n v a s i v es p e c i e s ) 睇j 。 外来物种是出现在其自然分布范围之外的物种。它具有入侵性，对生态系统、 生态环境和物种造成不同程度的威胁。目前，我国外来入侵物种中，大部分是外 来有害生物，危害极其严重( 见表1 1 ) 。我国外来杂草共有1 0 7 种，7 5 属，其中 6 2 种杂草是有意引进的，传入我国的外来害虫有3 2 种，主要外来病原菌2 3 种【3 1 。 表1 1 不适当地引进物种造成引入地生态环境的变化 4 1 t a b i 1e c o l o g i c a le n v i r o n m e n tc h a n g e sc a u s e db ys p e c i e si n a p p r o p r i a t ei n t r o d u c t e d 第1 章综述 当外来物种成功入侵后大爆发，生长就会难以控制，对生态系统造成了不可逆 转的破坏。滇池里水葫芦疯长成灾，正是外来物种入侵的结果。同时，也导致了 我国生物多样性的丧失，更为严重的是生态灾害频繁爆剔5 1 。据保守估计，全国主 要外来入侵物种造成的农林业经济损失平均每年达5 4 7 亿元人刚1 1 。 1 1 2 生物入侵的特点 我国外来物种入侵有以下特点【6 】： ( 1 ) 涉及面广： 全国3 4 个省、直辖市均发现外来物种。除了极少数偏僻的保护区外，从高纬 度到低纬度，从高海拔到低海拔，都能找到外来物种。 ( 2 ) 涉及生态系统多： 从水域到陆地，从森林到草原，从城市居民区到农业区，几乎所有的生态系 统都有生物入侵现象。其中，海拔低的地区和热带亚热带的岛屿生态系统的受到 的生物入侵现象比较严重。 ( 3 ) 涉及物种多： 从杂草、昆虫、软体动物、线虫、真菌到细菌、病毒等都能发现入侵生物的 存在，我国所有的生态系统，森林、海域、湿地、草地、农田、城区等都受到了 不同程度的影响。 ( 4 ) 危害严重： 外来生物的入侵，几乎使我国所有的生态系统受到了不同程度的影响。外来 入侵物种不仅直接进入生态系统，损害生物多样性，破坏环境，而且会危害农业 工业生产，造成巨大的经济损失，部分外来入侵生物还会对人类的健康产生严重 的影响。 1 1 3 生物入侵的途径 随着国际贸易的同益频繁，现代交通运输和旅游事业的蓬勃发展，外来物种 通过远距离迁移、传播、扩散到新的环境中的几率也大大增加。外来生物入侵已 4 - 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 成为全球性的严重问题，受到了很多国家及其国际组织的重视。 外来生物通常通过三种途径5 】： ( 1 ) 自然入侵： 自然入侵是指某物种靠自身扩散传播或借助自然力量而传入、扩散到其自然 分布地区以外的地方，如通过昆虫、鸟类、风媒、水体流动带入植物种子或动物 的幼虫、卵、微生物等而繁殖造成的生物危害。例如原产地南美墨西哥的紫茎泽 兰( 又称飞机草) ，2 0 世纪5 0 年代前后从中缅、中越边境入侵到我国云南西部， 现如今已经进入到贵州西部，殃及四川凉山，侵占了其他当地草本植物的生存空 间。 ( 2 ) 无意识的引进： 无意引进是指某物种利用人类或者以人类运输系统为媒介，扩散到其自然分 布地区以外的地方，因而形成非有意的引入。无意识引进的物种通常是随着人或 者其他飞机、轮船、火车、汽车等交通工具而被引入。 随交通工具传入： 三裂叶豚草多出现在铁路公路两侧，最初就是随着火车从朝鲜引入中国的。 轮船的压载水带来了大量的外来海洋生物，我国沿海赤潮现象的频繁发生与外来 赤潮生物物种的入侵有着直接的关系。据统计世界上每年由船舶运输和转移的压 载水达到1 2 0 亿吨之多。另外一种通过船舶引入方式是营固着生活的生物( 如藤 壶) 等附着在船舶上而被带入船舶出入的沿海城市。 随国际贸易往来带入： 假高粱是2 0 世纪7 0 8 0 年代从美洲国家的粮食进口过程中传入我国的。1 9 9 9 年7 月，我国海关从同本、美国等进口的机电、家电等使用的木质包装上，前后 5 9 次查获号称“松树癌症的松材线虫。 入境旅游者带入： 旅游者在入境时携带的活体生物，如水果，蔬菜、宠物等，可能会携带有外 来有害生物。我国海关曾多次从入境人员所携带的水果中查获地中海实蝇、桔小 s 第1 章综述 实蝇。 边境走私传入： 边境走私货物如水果、种苗的走私，是危害我国经济和生态环境安全的一大 隐患。国内的许多超市、农贸批发市场等充斥着各种外国水果，在品种和数量上 远远超过合法途径进口的统计记录。显而易见，绝大多数是非法走私。这些走私 的国外水果中常常会带有危险性病虫，对我国水果安全构成严重威胁。 ( 3 ) 有意识的引进： 有意引进是为了农林牧渔业生产、发展经济、生态环境建设、生态保护等目 的，从国外引进了优良的动植物品种，但是同时也会增加了外来有害物种的传入。 例如，我国曾在1 9 0 1 年引入原产于南美洲的凤眼莲( 又名水葫芦) 作为花卉，由 于其根系发达，能吸收水中的氮、磷和一些有害的污染物，有净化水质作用，还 可以用作猪饲料，因而在5 0 年代得到了大力推广。但是由于其无性繁殖速度极快， 逸为野生后，严重威胁其他水生生物的生存。风眼莲在被引入昆明滇池后，曾大 量繁殖，使得滇池草海1 6 种高等植物只剩下3 种，6 8 种原生鱼种有3 8 种面临危 机。 1 1 4 生物入侵的危害 一旦生物入侵到某地区后，其不仅危害了当地整个生态环境，破坏了生物多 样性和整个生态系统，造成经济损失，甚至会带来长远的不可逆转的影响【7 】。 ( 1 ) 生物入侵影响物种多样性 外来物种入侵到新地域以后，在入侵地摆脱了原有的束缚，发挥了他们先天 的竞争优势，会出现大量的生长和繁殖。外来物种通过竞争或占据本地物种的生 态位，对本地种进行排挤，形成了单一的优势物种，间接地使依赖于原来本地物 种生存的当地其他生物的种类和数量也相应地减少，最后会导致整个生态系统单 一和退化，使原来物种多样性消失【8 1 。 ( 2 ) 生物入侵影响遗传多样性 外来物种入侵到当地，侵占了当地物种生态位，使得生态链出现片段化，残 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 存的物种也会进一步退化或者消失。同时，整个本土的生物种群也会不同程度的 破碎，伴随着遗传材料逐渐减少，造成了一些生物进行近亲繁殖或者导致遗传漂 变，因此生物遗传多样性也会逐渐降低。 ( 3 ) 生物入侵影响生态系统多样性 在自然界中，一个地区的生物之间是相互制约，相互协调存在的，只有这样 才达到了生态系统的平衡。但是外来生物入侵以后，就会使得生态系统内部的物 质循环和能量流动难以按照原来的方式进行下去，最终导致生态失衡。生态系统 内部的生物会消失，最终导致多样性的减少。 ( 4 ) 生物入侵对生态系统的破坏和威胁时长期的 环境受到污染时，一旦污染行为停止，环境会有自净能力逐渐恢复。但是， 一旦外来物种入侵后，即使停止继续入侵，已经入侵的个体也不会自动消失，而 会继续大量增殖。由此生物入侵而消失的生物也不会再自动出现。这就需要借助 人为因素进行制止其繁殖扩散，才会缓解入侵行为的恶化。生物入侵造成的危害 不是一时的，甚至有的永久不可恢复。因此，我们应该加强对外来生物入侵的防 范。 ( 5 ) 生物入侵造成经济损失 生物入侵最直接的危害就是经济上的巨大损失，我国因为外来物种入侵造成 的损失相当惊人。( 见表1 2 ) 生物入侵导致生态灾害频繁爆发，对农林牧渔业造 成严重损害。 ( 6 ) 生物入侵影响人群健康 外来生物入侵不仅对生态环境和国民经济带来巨大的损失，还直接威胁到人 类的健康。外来入侵种带来许多新的医学问题。而且全球化会使那些对人来有害 病毒( 如传染性疾病) 的影响进一步扩大。豚草花粉是人类变态反应症的主要病 原之一。由豚草花粉所引起的枯草热给全世界很多人的健康带来严重的危害。因 此，我们要对生物入侵引起高度的重视【9 1 。 第1 章综述 表1 2 我国外来入侵种一些相关的经济损失和防治费用 t a b 1 2e c o n o m i cl o s s e sa n dc o n t r o lc o s t so fe x o t i ci n v a s i v es p e c i e si nc h i n a 1 2 船舶压载水引进外来海洋生物 1 2 1 船舶压载水的来源 船舶使用岩石、沙子和金属这类固体压载物已经有数千年的历史了。为了提 高装载和卸下的效率，在现代，船舶使用水作为压载物。当船舶空载时，为了使 船舶增强抗击风浪能力，保持稳定，在起航时从源港口要将一定量的海水抽进压 载舱里，到达目的港载货时，再将压载舱内的水放出，这部分海水称为船舶压载 水也叫压舱水( b a l l a s tw a t e r ) 1 0 】。 船舶压载水是船舶在空载或者部分装载以及海况条件恶劣的情况下，用来保 证船舶航行安全的。它用于调整船舶吃水差，给船舶提供平衡稳定性，来满足良 培 基_ 丁生态相似性的搿柏自压载水风险评估 好的操作性能需要。 因此，海洋生物会随着压载水会在源港口和目的地港之间的转移( 如图11 ) 。 船舶在航运过程中，会根据航运的需求对全船压载舱注入或排出压载水用 以保证船舶稳定性和航行安全。 船舶装载的压载水量会随着港口条件、船型、载货情况、航线和海况有较大 的变化。压载水一般来自船舶的源港口和途经的沿海水域，蛙多时能达到船舶载 重量的l 3 。世界上每年由船舶运输和转移的压载水有1 2 0 亿吨之多”2 1 。 出i - 、叁 ，：，一i 爿瓣j u 、。固 嚣燃：遗 凹1 1 压载水的据环示意图 f i g1 1c y c l e d i a g r a m o f b a l l a s t w a t e r 122 船舶压载水的现状 全球航运转移了世界上8 0 的货物，对1 吐界贸易起着至关重要的作用。不容 忽视的是，在转运货物的同时也转运了许多海洋水生生物。在沿海地区，非本士 水生生物入侵越来越普遍。特别是在沿海滩涂的港口存在着大量的外束海洋生物 返些生物最主要的入侵途径足通过船舶压载水转移。有关的国际权威机构( g e f ) 第1 章综述 认定，通过船舶压载水或附着在船壳上来转移外来生物是海洋的四大威胁之一1 1 3 】， 其他的威胁是过度捕捞海洋生物资源，陆源物质对海洋的污染和海洋栖息地的物 理改变。 所谓外来海洋生物，是指某物种在当地海洋生态系统内不存在，但是通过大 自然或者人为活动从其它海域的生态系统中引入的物种。一旦外来海洋生物传入 当地海域后，会进行大量繁殖，会对当地海洋生态或经济造成破坏，该物种就构 成了外来海洋生物入侵【1 4 】【1 5 】。 船舶压载水是转运和引进外来海洋生物到新的生态环境的最重要的因素。虽 然用水作为压载物的历史已久，但是通过船舶压载水作为媒介转移外来物种其后 果的严重性【1 6 1 ，是人们在最近3 0 年来才认识到的【1 7 】【1 引。 船舶压载水携带的海洋生物入侵已经达到了相当的严重的程度，其危害仍有 加剧的可能性。很多因素，例如压载水源港口的生物群落组成、季节气候和环境 因素、压载舱的大小、船舶航程的距离、压载水存放在压载舱中的时间、压载水 管理的实施、船舶到达的目的港的生物群落组成、季节气候和环境因素等等都会 影响以压载水为媒介的海洋生物的入侵。 自从二十世纪八十年代，几个组纠1 9 】例已经承担了压载水取样，来确认压载 水是引入有害物种和病原体的主要来源。研究【2 i 】【2 2 1 证实了，世界上不同地区都有 非期望生物体存在于压载水及其沉积物中，同时也存在于与水接触的船体上。它 同样也确定了人类病原体是通过压载水进行传播的【2 3 】。 这些生物体，一旦被排放，就可能在新环境中存活。如果当地生态环境适应 其生存，同时又缺少其所在生物链中的天敌，那么这些物种就会进行大量增殖， 不仅对当地的生态系统和环境和经济造成严重破坏，还会对人类的健康造成很大 的威胁。如下表1 3 ，是被报道出的的近2 0 年来，通过船舶压载水已经转移的海 洋生物。 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 表1 3 已报道的近2 0 年来入侵的海洋生物 t a b 1 3m a r i n ei n v a s i v es p e c i e sb e e nr e p o r t e di nt h ep a s t2 0y e a r s 1 2 3 入侵的外来海洋生物的特点 在外来入侵的海洋生物中，有很大一部分是通过船舶压载水引入的。这些外 来海洋生物具有以下特点： ( 1 ) 适于船舶的特殊环境： 船舶在海洋上航行数天，数星期至数月，压载舱中的生物极有可能随着环境 的不适应，逐渐死亡消失。但是也有些生物个体，存活数量明显上升，这说明它 们适应了压载舱的条件，有较强的存活能力，因此被船舶带到其他生物区的可能 性也增加了，对其他地区入侵风险也随之增大。外来海洋生物大部分通过船舶本 身，或者船舶压载水，入侵到世界沿海各地( 具体见表1 4 ) 。 ( 2 ) 具备特殊生物学特性： 有些海洋生物不经过生殖细胞结合而直接由母体的营养细胞分离进行无性繁 殖；也有些物种环境适应能力极强，在周围环境不适应自身生长的时间，会暂时 以休眠胞囊的形式存活，一旦周围环境适宜，休日民胞囊就会萌发形成活动的个体 进行正常生长繁殖。 第1 章综述 表1 4 海洋外来物种入侵渠道与入侵生物类型 t a b 1 4s o u r c e sa n dt y p eo f m a r i n ei n v a s i v es p e c i e s ( 3 ) 在原生长地为优势物种 造成入侵的外来海洋生物一般都是适应能力很强，数量多的种群。优势种一 般都是在原来生长地的生物群落中起着主要的作用。它们的特点是竞争力强，数 量多，密度大。一旦优势种被船舶压载水转移，它造成生物入侵的可能性很大【2 4 1 。 ( 4 ) 物种在入侵地有空闲的生态位 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 当本地物种的群落结构比较简单，或者生态系统已经开始退化，外来的海洋 生物就会入侵到本地空闲的生态位中。因为缺少了在原来地域中的天敌的控制， 缺少了种间竞争和相互制约的关系，它会在当地生存繁殖，造成入侵，甚至会取 代当地的优势物种。 1 2 4 外来海洋生物入侵的危害 外来海洋生物的入侵性传播是海洋环境面临的四大威胁之一，给当地的海洋 生态平衡和生物群落造成严重危害。 ( 1 ) 对当地水域的生态系统产生危害： 外来海洋生物入侵后，要与本土中处于同生态位的物种进行食物的争夺，与 不同生态位的本土物种争夺栖息地，也可能是捕食或被捕食的关系。这样的结局 就是，原来生态系统的生态链被破坏，生态位点均势被改变，从而导致了当地的 生态系统失衡，生物多样性丧失【2 5 1 。上世纪9 0 年代人们在美国的五大湖泊中相继 发现了欧洲的斑纹贻贝。斑纹贻贝是在浮游幼期时，通过船舶压载水从欧洲转移 到了美洲2 6 1 。欧洲的斑纹贻贝营固着生活，它在五大湖流域繁殖得很快，大量附 着在水中岩石、建筑上，堵塞了河边工厂的进、排水管路，同时也随着内河水系 入侵到五大湖的各个区域。侵占了当地贝类的生态位和生存空间，使本土贝类濒 临绝迹。生物多样性的减少了，使的当地的生态系统更加脆弱。亚洲蛤侵入到美 国的旧金山湾，因为适应了旧金山湾的环境，以惊人的程度繁殖，每天用于取食 而过滤的水体达到了整个湾内水体的量，使得当地旧金山湾的生态系统中其他的 滤食性生物就很难再寻找到食物。导致了当地滤食性生物的消失。从生态学上说， 为外来海洋生物的入侵，导致本土优势种被排挤甚至灭绝，使得当地生态链被破 坏，整个生态群落结构、功能严重失衡【2 7 1 。 ( 2 ) 引发赤潮： 近年来，由于船舶贸易的蓬勃发展，通过压载水引入的外来赤潮生物很多【2 8 1 。 当外来赤潮生物随压载水入侵时，一般才赤潮生物的适应性都很强，一旦环境适 宜，就有可能爆发赤潮2 9 1 。目i j ，我国已知的由船舶压舱水引入的外来赤潮生物，就有 1 3 第1 章综述 洞刺角刺藻、方格直链藻、新月圆柱藻、等1 6 个藻种之岁3 0 1 。我国沿海，尤其是 南部沿海地区，频频发生赤潮。 1 9 9 7 年秋季至1 9 9 8 年春季，球形棕囊藻( p h a e o c y s t i sp o u c h c t i s ) 在我国东海海域 及南海粤东海域大面积爆发。这是我国首次发现棕囊藻赤潮。引起了赤潮研究相 关学者的密切关注【3 。1 9 9 9 年夏季广东饶平、南澳海域再次爆发球形棕囊藻赤潮 赤潮【3 2 1 。2 0 0 4 年夏季，同种赤潮又在我国的渤海海域首次大规模爆发。目前尚未 明确球形棕囊藻如何扩散传播到渤海海域。赤潮一旦发生，整个海洋生态系统从 、结构到功能都不同程度的受到损害，海区原有的生态系统的平衡和生物群落结构 的稳定性都受到很大的挑战 3 3 1 。 ( 3 ) 造成基因污染： 遗传基因的多样性使得生物更加适应生存的环境，种内生物的遗传基因越丰 富，物种的环境适应力就越强【3 4 1 。海洋外来生物种通过船底附着、压舱水和人为养 殖或作为活饵料等途径迁移至新的栖息地，会与当地物种杂交生存，造成了基因污 染，改变本土生物生态系统的遗传多样性，影响生态系统的进化【3 5 1 。 目前实行的异地养殖很容易造成基因污染，需要谨慎行动。如青岛的红岛每 年需要从福建、辽宁等地方购买约l 亿多人民币的菲律宾蛤仔( v e n e r u p i s p h i l i p p i n a r a m ) 和缢蛏种苗，这些异地养殖会对当地的海洋生物的遗传基因多样性有 很大的威胁，甚至会使本土种群丧失【3 6 1 。养殖的鱼虾等游泳生物在人工放养、放 流或由于自然原因造成逃逸，由于其移动能力较强，很容易进入野生自然群体， 造成基因污染，使自然群体的遗传结构改变【3 7 】。 ( 4 ) 病原体对生态系统造成危害，对公众健康构成威胁： 世界卫生组织( w o r l dh e a l t ho r g a n i z a t i o n 简称w h o ) 在1 9 7 3 年制定国际防 止船舶污染公约的时候就指出以船舶压载水携带和传播的病原体会导致流行病的 蔓延。流行病的病原体如果随船舶压载水传播到新水域，就有可能在当地引发流 行病。 1 9 9 1 年在秘鲁爆发的流行性霍乱，霍乱菌属生物型e it o t ，血清型为i n a b a 的 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 亚洲霍乱弧菌所裂3 8 1 ，经过分析该病菌是从亚洲是通过船舶压载水带来的。人类 食用外来有毒物种( 如贝类，藻类等) ，造成中毒的实例也屡见不鲜。2 0 世纪8 0 年代，塔斯曼海( t a s m a n i a n ) 海域出现了三种外来的有毒甲藻，有毒甲藻产生的藻 毒素在牡蛎等食用贝类的体内积累。人类食用这些积累了毒素的贝类后，患麻痹 性神经中毒症( p 删如cs h e l l f i s hp o i s o n i n g ，简称p s p ) 1 3 9 】，甚至严重的会导致死亡。 ( 5 ) 对当地的经济造成破坏： 外来海洋生物入侵造成的损失包括两个方面，一方面是，由于外来物种入侵， 扰乱海产养殖业，直接导致鱼虾贝类的减产，使得养殖户受到经济损失。另外一 方面是，为了防止外来生物入侵以及对入侵的生物进行治理，需要国家投入大量 的财力物力人力。 ( 6 ) 不可预见的远期影响： 外来海洋生物通过压载水入侵到其他地域，本身有毒有害的会在短时间内表 现出来，使得流行病爆发，人类中毒，海产养殖品发生病变使养殖业受到冲击等。 但是也有一些海洋生物本身无毒无害，一旦入侵到新的地域，其缺少制约因素， 会进行大规模的增殖，可能会改变群落结构，对当地生态系统的结构、功能造成 破坏，生物多样性减少，甚至会导致本土物种的消失。这些一旦发生就很难再恢 复。正是因为有这些不可预见的远期影响，我们应该更加坚决的采取预防措施， 对外来生物的入侵进行防范。 1 2 5 国际对外来海洋生物入侵问题的关注 外来海洋生物入侵会引起灾难性后果，已经引起全世界的极大关注。为对付 此种威胁，世界各国及组织机构采取了系列行动，包括： ( 1 ) 联合国国际海事组织( i n t e r n a t i o n a lm a r i t i m eo r g a n i z a t i o n ，简称i m o ) 1 9 9 1 年通过了关于防止船舶压载水和沉积物的排放而带进有害生物和病原体的 指南的决议。 ( 2 ) 1 9 9 3 年，美国国家自然基金( u s n a t i o n a ls c i e n c ef o u n d a t i o n ， 简称n s f ) ，环境保护机构( e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y ，简称e p a ) 和国 15 第1 章综述 家海洋和大气管理机构( n a t i o n a lo c e a n i ca n da t m o s p h e r i ca d m i n i s t r a t i o n ， 简称n o a a ) ，海军研究所( o f f i c eo fn a v a lr e s e a r c h ，简称o n r ) 等四单位组成 了e c o g a b 机构，着手组织治理入侵生物的研究。 ( 3 ) 联合国国际海事组织( i m o ) 制定了关于控制和管理船舶压载水，减 少有害水生物和病原体传播的指南。该指南于1 9 9 7 年经i m o a 8 6 8 ( 2 0 ) 大会决 议通过，该决议要求各国政府采取紧急行动以应用该指南1 4 0 1 。 ( 4 ) 世界自然保护联盟( i n t e r n a t i o n a lu n i o nf o rc o n s e r v a t i o no f n a t u r e a n dn a t u r a lr e s o u r c e s ，简称i u c n ) 是全球外来物种计划( g l o b a li n v a s i v e s p e c i e sp r o g r a m m e ，简称g i s p ) 的一个关键性合作伙伴。1 9 9 9 年，国际海事组织 ( i m o ) 与联合国发展计划署( u n i t e dn a t i o n sd e v e l o p m e n tp r o g r a m m e ，简称o n d p ) 和全球环保基金会( g l o b a le n v i r o n m e n t a lf u n d ，简称g e f ) 合作实施一个全球 项目压载水管理项目( g l o b a ll a s t ) 。 ( 5 ) 2 0 0 1 年i m o 海上环境保护委员会( m a r i n ee n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n c o m m i t t e e ，简称m e p c ) 第4 5 届会议上形成了具有法律约束的公约船舶压载水 和沉淀物管理国际公约草案文本，在2 0 0 4 年2 月提交船舶压载水管理外交大会 并获得通过，现已成为强制性国际法律公约。 ( 6 ) 2 0 0 4 年2 月1 3 日，国际海事组织( i m o ) 通过了国际船舶压载水和沉积 物控制与管理公约【4 ，根据生效条约，该公约将在合计商船总吨位不少于世界 商船总吨位3 5 的至少3 0 个国家签署，并在批准、接受或核准无保留，或交存了 必要的批准、接受、核准或加入文件之后的1 2 个月后生效。截止到2 0 0 9 年5 月 3 1 日，合计商船吨位占世界商船总吨位的1 5 3 6 的1 8 个国家提交了相关文件【4 2 1 。 1 2 6 我国涉及外来海洋生物入侵的管理机构和法规 我国地域广阔，气候温度适合多种生物生存，生物物种繁多，因此外来海洋 生物入侵的几率也大大增加，国家为了重视这个全世界人类关注的生物入侵问题， 设立了许多国家管理机构，也制定了许多相关法律来防范外来海洋生物的入侵。 ( 1 ) 中华人民共和国海事局隶属交通部 4 3 】。海事局除了对海上交通事故，以 1 6 基于生态相似性的船舶压载水风险评估 及船舶登记审批等商船活动负责外，海事局的职责还包括：船舶安全和防止船舶 造成污染，经1 9 7 8 年议定书修订的1 9 7 3 年国际防止船舶造成污染公约( m a i 冲0 l 7 3 7 8 ) 和其他有关i m o 公约。 ( 2 ) 中华人民共和国国家海洋局【删是国务院下属的机构，主要负责开发和利 用海洋资源；防止海上工程如海上石油开采等造成污染，禁止海上倾倒废弃物； 负责海洋生态保护，建立海上自然保护区，以及海洋生物的检测，海洋环境的监 测和评估等科研工作。在压载水管理方面国家海洋局参加的活动主要是科研和监 测及对可能的替代压载水更换区域进行评估等。大连海洋环境监测中心承担了压 载水管理项目的港口生物调查工作。 ( 3 ) 国家质量监督、检验检疫总局主要负责产品质量的监督、人员和货物的 检疫等【4 5 1 工作。船舶到达港口后的第一道进港手续是检疫，在我国所有对外开发 的港口均有检验检疫局的相关机构，他们会根据船舶压载水申报表，对船舶压载 水进行相应处理。 ( 4 ) 国家环保总局是国务院下属的负责国家环境保护和环境污染控制的国家 机构【4 6 1 。国家环保总局主要负责三方面的工作：第一，陆源污染和海岸工程污染 的防治；第二，根据海洋环境保护法，负责协调、监督和指导国家海洋环境保护 工作；第三，协调生物多样性公约的实施；监督对生物多样性的保护；以及调查和处 理损害和影响生态和生物多样性的事件。 ( 5 ) 中华人民共和国海洋环境保护法【4 7 】是主管海洋环境保护的总法，它具有 一般性的特点，不会为减少外来有害生物和病原体对压载水管理做具体的要求， 但是它限定了压载水管理机关和海洋环境保护部门的职责，使得海洋环境保护和 压载水管理部门各行其责，同时要合作协调。 ( 6 ) 中华人民共和国防止船舶造成海洋污染条例【4 8 】是根据原海洋环境保护法 由国务院于1 9 9 3 年1 2 月2 9 日颁布的。该条例的大部分条款与实施m a r p o l 7 3 7 8 公约有关。由于海洋环境保护法已被修正，该条例目前也正在修订中。经修正的 条例将包括关于压载水管理的一般性条款。 第l 章综述 ( 7 ) 中华人民共和国渔业法【4 9 】主要管辖渔业和水产养殖业，该法中未对船舶 压载水的管理做相关规定。但是渔船同样需要加装和排放压载水，船舶压载水所 携带的外来有害生物的传播会大大影响国家的渔业资源和生态系统。因此有未来 在该法的修正中会增加对渔船和水产养殖业涉及生物入侵和压载水管理的行为做 出相应的