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海洋环境及危机
     发布时间:2009-4-14    
地球上生命的历史,始终是生物与环境相互作用的历史。动植物的形体与习性,大部分是由环境塑造的。就地球整个寿命来看,由生物反过来改变环境的作用微不足道。唯有现代这一段时间,才有一种生物 -人类,拥有无比的力量去改变世界的本质。
------------------ ~Rachel Carson, 1962, from Silent Spring(李文昭译)~
   由35亿年前第一个原核生物开始,生命起源于海洋,也茁壮自海洋。然而,时间和演化拉远了人类与海洋的距离,人们渐渐开始遗忘海洋,以及它在岩石圈、水圈、气圈、生物圈所扮演无可取代的角色。「海」字拆开了,就是以水为生命之母;这正是联合国教科文组织UNESCO主席Federico Mayor所言。就现代科学的知识而言,海是地球上各类生命的起源,其功能就好比是胚胎中的羊膜水一样,需仰赖它来孕育出各类的生物。
   一般人对海洋功能的理解,常在于海水浴场、远洋捕鱼等肤浅的认知。事实上,就如最好的分类学者只能分辨出公海约20%的浮游生物,海洋的功能行易有限公司远远超我们的想象。海洋之所以被遗弃,是在于人类的不了解,以致一连串的海洋环境问题接踵而来。以下几个议题,就是要就「海洋的功能-被忽视-导致环境问题」几个面向一一分析之。

一. 全球气候调节

   水的特性,是足以使2000年来的科学家因而兴奋的。它简单而特殊的化学结构及物理性质,不但使冰能浮于其上防止冻结,更具有极大的热容量,使拥有广大水体积的海洋得以成为世界上最好的温度调节器。借着夏天吸热与冬天放热,使近海地区能有温和湿润的气候之外,占全世界70%的大洋在寒-温-热带间的流动,更将全球热量调和均分,如果没有海洋的吸热、放热机制,全球温度可能会比平均高摄氏1~2℃。这将会使海洋体积膨胀,使极区的冰川融化,提高全球的海平面。另外,海洋生物的光合作用亦可借着合成O2去除大气中过多的温室气体CO2,来调节气候。
   目前人为活动对海洋调温机制影响最大的,可说是全球暖化了。在这种不确定情形下,由于大气层中累积的CO2或其它温室气体,阻碍了地球散热导致水温升高。一面使全球增温,另一面也使气候产生变化,像风、雨、各种剧烈天候。在珊瑚礁的死亡原因中,很重要的一点就是水温过高。不仅如此,沿海地区的淹没,不只是生态环境受影响,大量人口聚居的海岸地区也连带遭殃。根据研究,极地海洋的温度比赤道增加幅度更多,减少了冷热对流,科学家担心会出现如同1500年代墨西哥湾流减弱时的小冰河时期。另外,别忘了圣婴现象成因之一也是由于秘鲁一带水温的异常。

二. 海洋的生产力

   浩瀚的海洋,看似毫无生气;然而,海平面下可是个无限蓬勃的生命世界。由于生物的多样性及丰富,海洋世界自成一个完整的食物链,维持着庞大的生命体系。和陆地比起来,海洋某些区域的单位净生产力甚至高于陆地的雨林。例如海岸地区的生产力是100~250gC/m2/yr),河口是200~500gC/m2/yr),涌升流区是300~800gC/m2/yr),盐水沼泽是1000~4000gC/m2/yr);这和热带雨林的150~500gC/m2/yr)相比毫不逊色。就算是生产力较低的开放海域,也因为面积广大而拥有最多的总生产力。一般而言,沿海水域的生物较远海丰富多了,因为在这里有大量的食物来源,加上浮游植物和底栖植物需生长于可行光合作用的表层海水,因此20%的生产力来自于大陆棚(约海平面下200公尺)上方9.9%的海水。另一项奇特的发现,是海底热泉(hydrothermal vent)所拥有的高生产力。硫化物由海底孔洞释出,在孔洞周围于是聚集了大量可行化学合成作用的细菌,将无机物制造为有机物;因此,由细菌、管虫、贝类、海蜗牛等所形成的食物网,提高了深海的生产力至500~1000倍。
   海洋如同一个巨大的流动有机体,蕴藏了无限的生产力。然而近年来却因人为的不当开发,而严重影响海洋生产力。造成生物多样性和生产力衰退的原因中,栖地的破坏亦发生于海洋生态系。如世界上有一半的盐水沼泽和红树林因为砍伐填塞而消失,而海滩约有70%处于侵蚀状态。另一个具高生产力的「海中热带雨林」--珊瑚礁更是受到水质恶化、污染等而呈衰退。例如新加坡为了商业发展,曾砍伐绝大部分的红树林,破坏海藻床及95%的珊瑚礁;而著名的旧金山湾原为美西最大的河口,在过去140年来,将60%的水域填成陆地,使得物种种类变迁,外来种也使得原生种无法发挥经济价值。不仅如此,家庭和工业发水、有毒废弃物也连于影响湾内水质,毒素和重金属「烂泥」,严重破坏了海洋的生产力。

三. 沉积终点

   在水循环的旅程中,海洋是最后的一站;也就是说,所有的河水、雨水和其中所携带的物质,最终都会进到海洋中。沿海水域正承受着巨大的环境压力,汇集了陆上的污水、农药、工业重金属、垃圾、海洋放流等等「己所不欲」之物,带来了大量的营养盐、沉积物、病原体和毒物,使得这块高生产力的地区因而窒息。最有名的例子,当属美国东岸的Cheapeake Bay。它是全世界最大的河口域,却也是染最严重的地区之一。由于海岸地区军校、工业区等的设置,使得污染物不断排放至海湾中,如著名的米糠油事件,就是因为多氯联苯排放至海湾而来。
   另外,大量营养盐排放至沿海地区,造成了严重的优养化问题。因为农药、各种废水的排入,目前营养盐流入海中的量已是始前时代的两倍;再加上人类活动所产生近三倍的沉积物,两者混合使得近海藻类养分充足而大发生。大量繁殖的结果,藻类阻碍了阳光的穿透,使鱼类及其它生物窒息。另外含红或黄色色素的双鞭毛藻体内会产生有毒的代谢物,如果此种藻类大发生,经过生物累积作用进到人体,是足以致命的。这也就是一般所说的「赤潮(red tide)」(按:赤潮的发生与优养化之关系尚在研究中)。
   除了河川流入之沉积物外,空气中的污染物也借着降雨进到海中。约有90%的PbCd CuZnAsNiPCBsDDT等是由大气传至海洋。难怪,在北极熊身上有DDT、在企鹅身上有农药,并不是奇闻。

四. 人口密集的海岸平原

   海陆的交界,是许多生物偏好的栖地;同样的,它的便利性和生产力也吸引了人类,因而造成了许多的破坏。据估计,世界过半数的人口居住在临海100公里以内的地方,尤其以中国、南亚、欧洲、东南非、美洲等地海岸区的人口最为密集。贫穷是造成人类向世界各地海岸中的一大原因。海岸都市常建于河、海口交会之处,不但在生态上是生态交界区(ecotone),在人类社会上也是孕育了高度的多样性。这些地方所具有优良的海湾,特别适合出口贸易的进行,也因此带来许多就业机会。然而,都市所带来的废弃物带来了沿海地区的重大杀伤力。尤其是第三世界,更是都市化极度发展;而这些都市往往都位在海岸。
   除了环境上的破坏,海岸侵蚀也是十分严重的问题。海岸的工程、结构物、填土等,往往改变了沿岸的海流,或阻碍泥沙沉积。因此身为海岛的台湾,更是直接的面临到此一问题。许多地方的海岸受到了严重侵蚀,像头城澳仔脚、八里、马沙沟、七股、蚵仔寮、太麻里等地;其中蚵仔寮更以「黄金海岸」-花了大钱设置消波块-而闻名。
五. 输运网络

   海洋自古以来就一直是为人类探索的未知世界。航海术的兴起、海权时代的来临、海运的蓬勃发展……,人类对于海洋不再畏惧如前,借着新颖的科技及丰富的知识,海洋成为运输交通的大动脉。便捷的交通也带来了另一层的问题,就是原油外泄的问题。载运原油的船只在旅程中常会发生外泄的事件,这些原油如果在远洋外泄,情形还不算太严重。基本上这些油未经提炼,原始程度颇高,流入海中会有分解、挥发、沉到海底等几种情形,甚至还可为海中某些藻类用以作营养来源。但若是这些原油飘至近岸处,就可能对生态造成很大的伤害,例如海鸟的羽毛上沾染原油而无法飞行、高压水柱冲洗岩礁之机械性破坏、海岸生物的衰竭。在处理上,几个重要的原则就是:尽量抓住第一时间处理、在离岸的地方就处理好,及研发可分解原油之细菌等。尽管如此,类似的例子仍层出不穷。最为国人所熟知的,就是今年春节时在垦丁所发生希腊藉油轮阿玛斯号的漏油事件。

六.资源竞争

   根据估算,全球海洋每年之初级生产力约合二百八十亿吨碳,而目前全世界人口每年约需五十亿吨食物,虽然海洋之初级生产力并不能全部为人类直接利用,但是若能善加利用,确实可以解决一部份的人类粮食问题。谈到了粮食问题,就不得不面对一个大问题:过渔(overfishing)。在5060年代,水产品供应的量是人口成长率的三倍,渔民因而认为,只要有更多的渔船、更多的渔网,就会有更多的收入。海洋渔业的捞捕量在1991年就包含了85%的鱼、5%的甲壳类、10%的软件动物。鱼类捕获量的成长掩饰了资源枯竭和物种的消失,事实上,有70%的渔产是遭到过度捕捞的。虽然海洋渔获量在20世纪中有显著成长,但其速度已渐趋缓慢。以秘鲁为例,1970年代捕获量为世界之冠的「秘鲁鳀鱼」,三年之内产量自1200万/年跌到200万/年,当时固然受到了圣婴现象影响,但无以置疑的,过渔现象已为秘鲁渔业带来了极大的创伤。除了过渔,另一个重要的环境影响是意外捕获(bycatch),渔民残杀拋弃大量不要的鱼种,最恶名昭彰非流刺网莫属。海洋机关单位的经营策略之一,就是Maximum Sustainable YieldMSY),也就是决定可捞捕的最大量,针对区域性补鱼的固定鱼群数量及可捞捕之量做估计,希望能达到经营管理的目标。

文章出处:http://www.stuln.com/haiyangshiji/binhailvyou/stly/stlvxw/2008-7-21/Article_18897_3.shtml


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