基于近40年長期觀測和研究，青島科研人員發(fā)布了膠州灣2021年“健康評估報告”，揭示了膠州灣20多年來生態(tài)系統(tǒng)變化，分享了針對當下一些生態(tài)災害背后的思考，給出了與“世俗眼光”不一樣的回答——

膠州灣：健康狀態(tài)新認知

赤潮暴發(fā)、水母暴發(fā)、海星暴發(fā)……近年來，一個又一個海洋生態(tài)問題在膠州灣接踵而至。當人們再談起膠州灣時，不由得懷疑這個海灣的生態(tài)系統(tǒng)正在不斷惡化。而事實是怎樣的呢？

山東膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站（以下簡稱“膠州灣站”）的科研人員長期對膠州灣進行“體檢”，近日發(fā)布了膠州灣站《2021年度報告》，給出了一個不同的答案。

膠州灣站水母實驗室

20年來膠州灣健康狀況穩(wěn)中有升

海灣是海洋中受人類活動影響最大的區(qū)域，也是海洋經(jīng)濟發(fā)展的核心區(qū)域。膠州灣作為青島的母親灣，承載、見證了青島這座海洋城市的高速發(fā)展，也受到了自然變化和人類活動的多重影響，發(fā)生過一系列生態(tài)問題。

“我們能夠看到膠州灣發(fā)生的生態(tài)災害，但往往對災害背后的原因難以覺察。因此需要對膠州灣進行系統(tǒng)調(diào)查和研究，解析其生態(tài)系統(tǒng)變化背后的驅(qū)動因子，建立預警機制及防控措施，為膠州灣可持續(xù)發(fā)展提供支撐。”膠州灣站站長孫曉霞說。

膠州灣長期觀測站位布局圖

膠州灣站是我國溫帶海域唯一集監(jiān)測、研究與示范于一體的綜合性生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站，位于美麗的濱海城市青島，隸屬于中國科學院海洋研究所。了解膠州灣已經(jīng)發(fā)生了什么變化，搞清正在發(fā)生什么變化，更重要的是預測未來將發(fā)生什么變化，是膠州灣站的使命，而實現(xiàn)這一目標的核心是能否獲得長期觀測資料。

“從1981年建站以來，膠州灣站即不定期對膠州灣進行監(jiān)測。從 2003年開始，監(jiān)測頻率增加到每月一次，長期觀測站位穩(wěn)定在 14個，基本涵蓋了膠州灣主要生態(tài)區(qū)域?！睂O曉霞介紹，得益于長時間綜合觀測與研究，膠州灣是我國研究最早、最多和相對最透徹的一個海灣。

每月10日左右，膠州灣站科研人員登上“創(chuàng)新”號科考船到各站點進行調(diào)查。

在研究的過程中，膠州灣站的科研人員也在不斷思考：一個生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)應該用哪些標準來衡量？2019年，膠州灣站基于長期觀測數(shù)據(jù)資料，與澳大利亞科研團隊合作，確定了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康的氣象、水文、化學、生物等關鍵環(huán)境影響因子，建立了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康評估體系，所撰寫的《中國近海典型海域生態(tài)系統(tǒng)健康評估》報告，作為中國典型案例提交聯(lián)合國大會，服務于聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標。

膠州灣站《2021年度報告》，基于膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康評估體系，對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)作了最新健康評估。該報告對比分析了自上世紀90年代特別是2000年以來膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)，健康評估結果認為：自2003年起，膠州灣的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況穩(wěn)中有升。2021年膠州灣健康評估得分為近20年來最高。

“在全球變暖的背景下，膠州灣氣溫、水溫都在升高，降水量波動較大，可以看出近海生態(tài)系統(tǒng)面臨著氣候變化的挑戰(zhàn)?！睂O曉霞說，不過，自2011年以來，膠州灣的水環(huán)境質(zhì)量不斷好轉，富營養(yǎng)化程度減輕?？梢哉f，水體富營養(yǎng)化、酸化、低氧等生態(tài)問題在膠州灣并不明顯。同時，膠州灣近10年來浮游動物、底棲生物豐度呈上升趨勢。通過比較近20年來不同時期膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康變化情況，其健康水平總體提升。

維持膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康的重要因素

作為一個集城市建設、工農(nóng)業(yè)發(fā)展、生物資源開發(fā)、大型海洋工程建設于一體的典型海灣，膠州灣在承受多重壓力下，是如何維持生態(tài)系統(tǒng)健康的？

“這首先得益于膠州灣自身良好的水體交換能力?！睂O曉霞介紹，像所有海灣一樣，膠州灣一面向海三面環(huán)陸，海灣內(nèi)外海水的流通性常常受限。不過，膠州灣面積約370平方千米，平均水深只有約7米，相對而言，低水深大大提高了膠州灣水體交換能力，從而增強了其生態(tài)系統(tǒng)的恢復力。

一些參數(shù)可以證明良好的水體交換能力對于海灣的重要性，比如溶解氧。溶解氧對于海灣生物就像氧氣對人類一樣重要。研究發(fā)現(xiàn)，海灣中的大部分生物，在水體溶解氧高于 5ppm時可以生活得很好。而膠州灣溶解氧近20年來一直高于5ppm，2006年以來穩(wěn)定保持在7．5 ppm以上。

當然，海水中溶解氧的多少不僅取決于水體交換能力，而且也受到人類活動影響?！暗⒘椎汝懙厣匆氐倪^度排放，例如生活污水進入海灣，會導致水體中的浮游植物數(shù)量增多。如果浮游植物不能充分被浮游動物利用，且海灣水體交換比較弱，大量的浮游植物和碎屑將沉降到海底，在分解的過程中消耗大量氧氣，導致水體缺氧?！睂O曉霞說，大量浮游植物暴發(fā)性增殖或聚集，還會造成水質(zhì)變差，出現(xiàn)富營養(yǎng)化，引發(fā)赤潮等災害。從這個角度而言，膠州灣的生態(tài)向好，除了自身原因外，更與青島對膠州灣開展的一系列海洋環(huán)境保護舉措高度相符。

通過分析，科研人員將膠州灣近百年的環(huán)境演變大致分為3個階段：1980年以前、1980－2000年和2000年至今，膠州灣分別經(jīng)歷了環(huán)境的未受污染期——污染期——治理好轉期。孫曉霞表示，2000年以來，青島加強膠州灣周邊工廠企業(yè)和生活污水向灣內(nèi)直接排放的監(jiān)管，實行達標排放，對海岸帶實行綜合治理，后來更是提出了“環(huán)灣保護、擁灣發(fā)展”的口號，實施夏季禁漁等一系列措施，促進了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)狀況不斷改善，健康狀況穩(wěn)中有升。

“同樣不容忽視的是，大量濾食性貝類的存在，也是維持膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康的重要因素。”海洋所研究員李新正長期研究海洋底棲生態(tài)學，在他看來，大量菲律賓蛤仔的存在，保持了膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?！半p殼貝類是重要的過濾器和循環(huán)器，據(jù)推算，膠州灣菲律賓蛤仔養(yǎng)殖區(qū)中的蛤仔在夏季僅需12天就能夠?qū)⑺w過濾一遍，而膠州灣的水體自然交換至少需80天，因此這些貝類對于促進膠州灣水體交換意義重大?！崩钚抡f，這些貝類養(yǎng)殖生產(chǎn)不僅形成海洋碳匯，而且通過濾食作用，過濾大量的藻華，一部分用于生長，一部分隨排泄物沉降，相當于將水體中的氮和磷轉移到沉積物中，經(jīng)過再循環(huán)后重新用于初級生產(chǎn)。對膠州灣的長期觀測發(fā)現(xiàn)，有時膠州灣浮游植物數(shù)量異常增高，但并沒有引發(fā)赤潮災害，一個重要的原因就是大量菲律賓蛤仔的存在。

膠州灣健康但也隱蔽著生態(tài)風險

膠州灣近年來健康狀況穩(wěn)中有升，與此同時，也存在著赤潮暴發(fā)、海星暴發(fā)等生態(tài)問題。如何理解和認識膠州灣發(fā)生的一系列生態(tài)現(xiàn)象，是海洋界關注的一個焦點。

“人類利用海洋的過程，經(jīng)歷了如同陸地上從狩獵時代到農(nóng)耕時代的轉變。如今人們不僅僅依賴野生捕撈為食，以海水養(yǎng)殖業(yè)為標志的藍色農(nóng)業(yè)正興起?！蹦z州灣站前站長孫松介紹，在以野生捕撈為主的時代，易造成海洋生物資源大量減少、海洋生境破壞，繼而導致生態(tài)系統(tǒng)變化，產(chǎn)生生態(tài)災害；而在以養(yǎng)殖為主的時代，藍色農(nóng)業(yè)也會產(chǎn)生像陸地農(nóng)業(yè)那樣的“通病”：莊稼種植年代久了就會發(fā)生蟲災，藍色農(nóng)業(yè)也會發(fā)生自然災害。同時，又因為藍色農(nóng)業(yè)的高密度性、養(yǎng)殖區(qū)域水體的連通性等原因，其自然災害更加易發(fā)且易轉移。

孫松舉例說，改革開放之前直到1980年，膠州灣內(nèi)僅有有限的有計劃的對蝦、底棲魚類等底拖網(wǎng)捕撈，大型底棲生物環(huán)境非常穩(wěn)定，受干擾破壞較??；1980年之后隨著改革開放的深入發(fā)展，灣內(nèi)捕撈作業(yè)逐年增加，漁船馬力加大、漁網(wǎng)網(wǎng)孔越來越小，對灣內(nèi)底棲生物資源、環(huán)境的破壞逐年加重，赤潮災害也開始頻發(fā)；1996年，青島開始對膠州灣有限制地禁止拖網(wǎng)捕撈作業(yè)，1998年全面禁止一切形式的拖網(wǎng)作業(yè)，生物資源逐漸得以恢復，生態(tài)狀態(tài)逐漸向好。

“2000年之后，膠州灣內(nèi)貝類等養(yǎng)殖業(yè)逐漸繁盛。不可避免的，高密度貝類養(yǎng)殖形成的高品質(zhì)食物吸引了大量海星（多棘海盤車）、白泥瑪 （經(jīng)氏殼蛞蝓）等肉食性動物向養(yǎng)殖區(qū)遷移和大量繁殖，加之氣候異常，從而形成如陸地蟲災般的災害。”孫松表示，這屬于正常的自然現(xiàn)象，并不是生態(tài)惡化造成的結果。只要及時采取有效措施，不會引發(fā)較大災害。

從20世紀90年代以赤潮暴發(fā)為主，到近年來赤潮暴發(fā)減少、幾乎沒有水母暴發(fā)、間或海星暴發(fā)，膠州灣的生態(tài)災害類型在變化。整體來看，膠州灣健康狀態(tài)穩(wěn)中有升，但需要注意的是，其生態(tài)風險仍然存在。

膠州灣科研人員評估發(fā)現(xiàn)，相較于上世紀90年代，膠州灣海域近年來水母數(shù)量增加了約20種，總數(shù)增加了5倍。這與青島在膠州灣海域開展系列海洋工程，為水母提供了附著棲息環(huán)境具有一定關系。“在全球許多海灣和海區(qū)，都出現(xiàn)過水母數(shù)量增加甚至暴發(fā)的現(xiàn)象。除了人類活動和氣候變化的外界因素外，水母本身世代時間短、高生殖力的無性生殖方式、生長率高等特點，也是導致異常增多或暴發(fā)的重要原因。”孫松分析，雖然膠州灣水母增加并沒有到暴發(fā)的程度，但水母等膠質(zhì)類浮游動物生物量的升高，將與魚類等生物進行餌料競爭，也會攝食魚類的卵和幼體，需要高度警愓生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生結構轉變。

同樣值得關注的還有，雖然膠州灣大型底棲生物近年來在生物量和棲息密度上有所恢復，但主要是個體較小的物種，像中國近海的漁業(yè)資源物種小型化一樣，膠州灣大型底棲生物也出現(xiàn)小型化趨勢。“貝類、爬行類等底棲生物對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和健康起到重要作用，必須時刻監(jiān)測膠州灣底棲生物群落結構及數(shù)量變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響，防范風險，防止生態(tài)系統(tǒng)退化甚至崩潰。”孫松說。

膠州灣站科研人員在膠州灣開展調(diào)查

力爭打造近海治理的全球典范

為什么要對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)開展長期觀測和研究？在膠州灣站的科研人員看來，膠州灣是我國東部沿海發(fā)展的一個縮影，是我國近海生態(tài)系統(tǒng)的一個典型海域。對膠州灣開展系統(tǒng)研究，能夠“一灣看近?！?，不僅了解我國近海的環(huán)境變化、生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，而且可以將在膠州灣的研究成果推廣到其他近海生態(tài)系統(tǒng)上，促進受損生態(tài)系統(tǒng)加快修復，實現(xiàn)近海生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

孫曉霞介紹，為了更好地對膠州灣進行監(jiān)測、對其健康狀況進行評估，如今，他們還建立了膠州灣海洋環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)，除了每月利用科考船進行調(diào)查取樣外，這些固定在海洋中的監(jiān)測系統(tǒng)將自動、連續(xù)、實時高頻監(jiān)測膠州灣的水溫、鹽度、溶解氧、葉綠素等參數(shù)。他們還正在建設近海生態(tài)系統(tǒng)演變綜合性野外受控實驗平臺，以此開展近海海洋生態(tài)系統(tǒng)演變研究、浮游生態(tài)系統(tǒng)受控研究、養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)受控研究、底棲生態(tài)系統(tǒng)受控研究，進一步科學認識膠州灣生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)律，開展災害水母、致災海星等生物生活史研究，為建立生態(tài)災害預警預測機制和防控技術體系奠定基礎。

如今，膠州灣站的科研人員一邊觀測，一邊研究，一邊示范。圍繞健康海洋與可持續(xù)發(fā)展目標，開展了“大葉藻海草床生態(tài)學及退化海草床的生態(tài)恢復”、“水母減災新技術研究”等課題，并基于長期觀測和科學研究及技術成果，圍繞近海生態(tài)災害防控、海水養(yǎng)殖和調(diào)控以及生態(tài)修復等方面，在膠州灣和桑溝灣等海域開展試驗示范。

來自廈門大學、中國科學院地理與資源研究所、自然資源部第一海洋研究所、中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所、生態(tài)環(huán)境部國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心等高校院所的院士專家對膠州灣站的工作表示肯定，并建議膠州灣站不斷推陳出新，開展能夠拓展服務于中國近海生態(tài)系統(tǒng)健康評估的體系，將膠州灣建設成中緯度藍色海灣示范區(qū)，服務于我國近海生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

“與國內(nèi)的海灣相比，膠州灣的生態(tài)問題并不顯著；與國際上切薩皮克灣、納拉甘西特灣、東京灣和布雷斯特灣等海灣相比，膠州灣也沒有發(fā)生嚴重的富營養(yǎng)化等生態(tài)狀況?！睂O松說，受到多重壓力下的膠州灣，能夠維持一個相對健康的生態(tài)系統(tǒng)，這讓國內(nèi)外對于近海生態(tài)系統(tǒng)的綠色可持續(xù)發(fā)展看到了希望。期待全社會關注膠州灣，政府等部門加強對膠州灣監(jiān)測和研究的支持，進一步發(fā)揮國家站作用，把膠州灣打造成維持生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的全球典范。（青島日報／觀海新聞記者 李勛祥）