06-各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状-00总体状况.ppt

第六章各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状-有机质和营养盐对海洋的污染及其危害,海洋防污染与环境保护,一、绪论-海洋环境科学的形成和发展二、海洋环境要素-海洋环境生态系统中的各种因子三、海洋环境的主要生态过程四、主要海洋环境类型五、海洋资源及其与环境的关系六、各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状七、海洋环境保护理论及法规八、海洋环境保护的任务九、海洋环境保护技术,海洋灾害：海洋自然环境发生异常或激烈变化，导致在海上或海岸发生的灾害称为海洋灾害。海洋灾害类型：海洋气候灾害（风暴潮、海浪、海冰、海平面上升、海雾）、海洋地质灾害（海岸侵蚀、海水入侵、湿地退化）、海洋生态灾害（赤潮、外来物种入侵、病原生物爆发）、人为灾害（石油、环境污染、失误海洋工程）我国是海洋灾害最严重的国家之一。P302表6-1,海洋防污染与环境保护,六、各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状6.1海洋气候灾害6.2海岸带地质灾害6.3海洋生态灾害6.4人为原因导致的海洋环境灾害有机质和营养盐对海洋的污染及其危害、石油对海洋污染及其危害、有机化合物对海洋的污染及其危害、重金属对海洋的污染及其危害、放射性污染及其危害、热废水对海洋的污染及其危害、固体废弃物6.5海洋环境生态破坏现状已在海洋主要生态过程章节讲述,6.1海洋气候灾害,风暴潮海浪灾害海冰灾害厄尔尼诺现象拉尼娜现象,风暴潮,定义：由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风、温带气旋和寒潮等天气系统）导致海水异常升降的现象，原因：强风（与大潮相遇）,根据风暴的性质，通常分为：台风风暴潮，多见于夏秋季节。其特点是：来势猛、速度快、强度大、破坏力强。分布：凡是有台风影响的沿海地区均可能台风风暴潮发生。温带风暴潮，多发生于春秋季节，夏季也时有发生。其特点是：增水过程比较平缓，增水高度低于台风风暴潮分布：主要发生在中高纬度沿海地区，以欧洲北海沿岸、美国东海岸以及我国北方海区沿岸为多。我国海区有些是在北方冷空气与温带气旋相配合的天气形势下发生的。,世界最大的三角洲是恒河三角洲,孟加拉湾风暴潮多发且灾害严重的原因？,中国、日本、朝鲜,北海沿岸,杭州湾,孟加拉湾,美国东海岸,墨西哥湾,6.1海洋气候灾害,海浪灾害P305海冰灾害厄尔尼诺现象拉尼娜现象,拉尼娜现象和厄尔尼诺现象循环出现,6.2海岸带地质灾害,6.2海岸带地质灾害海岸带及其临近区域由于自然和人为地质作用造成的灾害性地质事件，主要指在海岸带附近发生的土地盐渍化。海水入侵、海岸侵蚀、地震、沙土液化、滑坡。海岸侵蚀海水入侵港湾河口淤泥地震海啸灾害,海啸,由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等所引起的巨浪称为海啸。成因：大多是由海底地震引起的。通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起,印度洋海啸遇难者总人数已经超过29.2万人。印尼受袭最为严重，共有238945人死亡或失踪。确认死亡的人数达111171人。,海洋自然灾害防治,加强海洋自然灾害的预报与监测。加强沿海工程设施建设。提高人们的防灾减灾意识与自救能力,6.3海洋生态灾害,6.3海洋生态灾害：由于海洋生态系统平衡改变带来的各种始料未及的不良后果赤潮灾害外来生物入侵病原生物爆发灾害其它海洋生态灾害,一海洋生物入侵（一）生物入侵，海洋生物生物入侵定义及现状（二）海洋生物入侵基本定义（三）海洋生物入侵的危害（生态危害+经济危害）（四）海洋生物入侵的防治二生态安全（一）生态安全的定义（二）生态安全的本质（三）生态安全的特点（四）目前关于生态安全的研究,一海洋生物入侵,（一）生物入侵的概念生物入侵:通过人类活动，有意或无意地将原产于外地的生物引种到本地；这些生物能在新的生态系统中疯狂地生长繁衍，从而改变当地原初的生态系统，最后对自然环境以及人类社会产生毁灭性影响的一种现象。入侵的四个阶段：侵入；定居；适应；扩展,随着经济全球化的发展，国际贸易往来的频繁，外来种几乎遍及全球的各个生态系统。因此已经引起了广泛的关注。生态学家认为生物入侵造成了目前为止最难以恢复的生态系统变异，这些改变是导致全球生物多样性丧失的主要原因，仅次于生境破坏；而且马上会上升到第一位。所以，科学家们已普遍意识到，目前生物入侵已成为全球变化的因素之一，并将同其它全球变化因素一起左右整个地球的未来。,一海洋生物入侵,（二）海洋生物入侵我国生物入侵的相关研究正逐步展开,但多集中于陆地生物入侵的研究,对海洋生物入侵关注很少。我国海岸线长32000km,主权管辖海域面积473104km2,跨越5个气候带,生态系统类型多,这种自然特征使我国容易遭受入侵种的侵害。另外,随着我国海洋运输事业的发展和海水养殖品种的传播和引入,外来海洋物种数量越来越多,使得我国海洋环境面临的入侵压力越来越大,防治形势越来越严峻。,（二）海洋生物入侵,据国家海洋局透露，目前为止，我国已从国外引进虹鳟鱼、欧洲鳗，海带等近三十种海水养殖生物，以及各种滩涂植物。引进大米草等一批滩涂植物进行栽培；大连、北海等10个地区的海洋水族馆还引进了近百种观赏性海洋生物；此外，一些外来物种还随远洋航运进入到我国福建、广东、广西及海南海域。对此，国家海洋局警示，外来海洋入侵生物与土著海洋生物争夺空间与食物，危害我国土著海洋生物的生存；通过与亲缘关系接近的物种进行杂交，将降低我国海洋土著生物的遗传质量，造成遗传污染，同时也可能带来病原微生物，对海洋生态环境造成巨大危害。,（三）海洋生物入侵的危害,1我国外来海洋生物入侵的生态危害世界海洋生态环境面临的四大问题:海洋外来生物入侵、海洋污染、渔业资源过度捕捞和生境破坏。入侵物种通过改变环境条件和资源的可利用性而对本地物种产生致命影响,不仅使生物多样性减少,而且使系统的能量流动、物质循环等功能受到影响,严重者会导致整个生态系统的崩溃。,1我国外来海洋生物入侵的生态危害,1.1破坏生态安全,威胁生物多样性海洋外来入侵生物对入侵海域特定生态系统的结构、功能及生物多样性产生严重的干扰与破坏。外来海洋生物的入侵降低了区域生物的独特性,打破了维持全球生物多样性的地理隔离。原生态系统食物链结构被破坏、生态位点均势被改变,入侵种的生物学优势造成本土物种数量的减少乃至灭绝,进一步导致生态系统结构缺损,组分改变,即导致生物多样性的丧失。,1.1破坏生态安全,威胁生物多样性,米草属的大米草是我国引入的最典型海洋生物入侵种,是列入2003年我国首批16种外来入侵物种名单中唯一的海洋入侵种。大米草原产于美国东海岸,20世纪60年代引入我国后,表现出良好的滩涂改良作用,但它会严重排挤其它物种,干扰甚至威胁了当地生态系统。如福建霞浦县东吾洋沿海滩涂,1983年引种该草,7年后成为优势植物,使得原来生活在这里的200多种生物现仅存20多种,导致近岸海洋红树林生态系统的破坏,滩涂的鱼虾贝藻等海洋生物大量死亡。引种、驯化和栽培使得米草分布在北起辽宁锦西,南到广西北海,遍布整个东部沿海滩涂。,为了消灭大米草，宁德市曾悬赏20万元作为攻关的启动资金，但都因技术不成熟或付出成本过于高昂而停止。,1.1破坏生态安全,威胁生物多样性,1990年和1993年,在厦门马銮湾和福建东山相继发现一种原产于中美洲的海洋贝类沙筛贝。这些海域的海岸基石和养殖设施表面几乎全被它占据,把当地原有数量很大的藤壶、牡蛎等都排挤了。目前,沙筛贝在福建一些海湾已大量繁殖,已造成虾贝等本土底栖生物的减少,甚至绝迹,对当地生态系统造成巨大打击。,1.1破坏生态安全,威胁生物多样性,水葫芦拥有极其强大繁殖能力，甚至能以有性和无性两种方式繁衍后代：每逢春夏之际，水葫芦依靠匍匐枝与母株分离的方式每5天就能克隆出一个新植株，为祸不小。,大面积水葫芦聚集在福建水口电站坝前,1.1破坏生态安全,威胁生物多样性,另外,引种养殖还会伴随引入一些有害种。2000年大连旅顺海域裙带菜养殖浮筏上发现一种原产于日本的舌状酸藻,就是伴随着当地从日本引入的裙带菜苗绳进入该海域的,在我国藻体可长至1m,远高于其原产地的的记载长度(3050cm)。该藻死亡后会分泌硫酸,如在我国大量繁殖,必严重影响当地生态系统和物种多样性,1我国外来海洋生物入侵的生态危害,1.2破坏遗传多样性,造成遗传污染由于人类对海洋资源的开发利用强度日益加剧,中国海洋生物遗传多样性已经受到各种威胁。其中,海洋外来物种是除生境破坏外生物多样性受到威胁的第二大因素,它通过船底附着生物、船只压舱水和人为引进外来养殖品种或活饵料等途径迁至新栖息地,与当地物种杂交或竞争,影响或改变原生态系统的遗传多样性。,1.2破坏遗传多样性,造成遗传污染,我国近年引入许多外来海洋生物进行养殖,如凡纳对虾、大菱鲆、海湾扇贝、虾夷扇贝等，开展了不同程度和范围的杂交育种,使海洋生物遗传污染问题非常严重。游泳生物鱼虾等的移动能力较强,在人工放养、放流以及由于人为或自然原因造成的逃逸中,外来的养殖个体很容易进入野生自然群体,对其遗传结构和多样性产生影响。非游泳生物中贝类的遗传污染情况也很严重,尤其是皱纹盘鲍、扇贝和牡蛎。利用引进的日本盘鲍与我国的皱纹盘鲍杂交生产的杂交鲍,使我国遗传影响的个体几近100%,原种皱纹盘鲍种群基本消失,宝贵的遗传资源永远丢失。,1我国外来海洋生物入侵的生态危害,1.3带入病原生物外来物种在迁移的过程中极可能携带病原生物,而由于当地的动植物对它们几乎没有抗性,因此很容易引起病害流行,甚至可能对人类造成严重的伤害。,福寿螺,目前已被列入中国首批外来入侵物种。作为高蛋白质食物最先被引入台湾；1981年引入广东，1984年前后又被引入到其他省份养殖。但由于养殖过度，口味不佳，市场并不好，而被大量遗弃或逃逸，并很快从农田扩散倒天然湿地。福寿螺食量大，咬食水稻等农作植物，可造成严重减产，是名副其实的水稻杀手。另外福寿螺的螺壳锋利，易划伤农民的手脚，大量粪便污染水体。因每只雌螺可年产卵万粒左右，繁殖量惊人，可造成其他水生物种灭绝，极易破坏当地湿地生态系统和农业生态系统。食用未充分加热的福寿螺，可能引起广州管圆线虫等寄生虫在人体内感染，引起头痛、发热、颈部强硬等症状，严重者可致痴呆，甚至死亡。,北京福寿螺事件福寿螺未彻底加热蜀国演义被罚41万,北京蜀国演义酒楼黄寺店、劲松店2006年5月20日至8月8日经营的凉拌螺肉(又称香香嘴螺肉)中含有广州管圆线虫的幼虫，造成食用过凉拌螺肉160人患广州管圆线虫病。,1我国外来海洋生物入侵的生态危害,1.4引发赤潮由于外来赤潮生物对生态适应性强,只要环境适宜,就可爆发赤潮。近年来,我国沿海赤潮频发,很重要的起因之一就是无意中引入的外来赤潮生物。1997年秋至1998年春我国东海海域及南海粤东海域爆发大面积赤潮。据鉴定,赤潮原因种是球形棕囊藻,这是我国首次发现棕囊藻赤潮。作为我国赤潮的新记录种,棕囊藻引起学术界的广泛关注。1999年夏广东饶平、南澳海域再次爆发同种赤潮。2004年夏天球形棕囊藻赤潮又在我国渤海首次大规模爆发。渤海地区的赤潮球形棕囊藻是外来入侵种。目前,仅我国船舶压舱水带来的外来赤潮生物,已知的就有16个藻种之多。这些外来赤潮生物一旦引发赤潮,导致海洋生态系统的结构与功能几乎彻底崩溃,对海域原有生物群落和生态系统的稳定性构成极大威胁。,2004年6月大亚湾赤潮,2006年12月广东省汕尾市赤潮造成养殖鱼死亡,（三）海洋生物入侵的危害,2经济和社会危害外来海洋生物入侵造成的本地海洋生态环境污染和引入的病原微生物会对人类健康造成威胁。外来海洋生物入侵带来的本地物种减少、景观丧失、养殖退化、经济生物病害、赤潮频发等会直接造成渔业、养殖业、旅游业、运输业和其它基层海洋产业的经济损失,间接引发劳动就业、保险福利等一系列社会问题。据计,2002年,仅对虾白斑病、托拉病等外来入侵病害造成的直接损失就多达40亿元,其它间接损失更是数目惊人。外来海洋生物入侵对经济社会发展造成的危害之大可见一斑。,（四）海洋生物入侵的防治,外来海洋生物入侵的治理和修复技术不断发生的外来海洋生物入侵使我国海域外来物种的种类和数量越来越多,对本地物种的生存和生态系统完整性的威胁不断加剧。而且,海洋生态系统相较其它生态系统更开放,因此,外来生物入侵途径更多样,传播速度更快,入侵生物繁殖力更大。因此,开展对外来海洋生物入侵的危害控制和生态修复研究势在必行。目前,我国对于海洋外来物种入侵治理技术还是空白,可参照农业林业等治理入侵生物的已有经验,尽早分区域、分阶段地进行探索性研究。,1生物治理入侵物种在原生长地无危害,但在陌生区域取得巨大成功形成物种入侵。除去这些物种本身具有较大的繁殖能力和扩散能力外,其中最重要的原因是在新的栖息地,外来物种在一定程度上摆脱了原有种的生态竞争,从而异常繁荣起来。海洋生态系统的修复可考虑采用生物治理(如竞争性生物替代和特异性天敌的引入),但海洋生态系统的高度开放性及潜在的二次效应的危险性,要求实施前必须进行周密的科学论证,并分阶段性开展,以防引发新的生态灾难。另外,应科学地制定本地物种的恢复方案,创造适宜本地生物但抑制入侵生物条件,加强对本地种的恢复工作,建立以本地种为主的稳定的生态系统,达到长期控制外来入侵物种、杜绝外来物种再次入侵的目标。,2物理化学治理通过人工、机械等物理手段消除入侵外来物种,如用福建农业大学设计的“割草机”控制大米草,取得了一定成效。但此方法对扩散能力较弱的物种,作用于入侵初期前期,短时间内消灭控制有一定意义,而要控制消除扩散能力强、扩散面积大的海洋生物,人力物力需求过大,效果不佳。另外,通过化学手段防除入侵外来物种,特点是效果迅速,使用方便,易于控制大面积爆发的灾害,但费用大,对本地环境和生物的副作用大。特别是对海洋系统而言,流动性过大,波及较广,有时效果也不明显,且可能造成想像不到的污染。巴西曾针对入侵贻贝做过化学防治,代价大,收效小,对水质也造成一定程度的危害。,3新型生物技术改造现代生物技术发展迅速,人们已经能够利用现代手段在分子水平上改善和优化某些物种的性状,得到经遗传修饰的生物体,尤其是在微生物领域。这种遗传修饰技术是把双刃