海洋污染、生境破坏与全球气候变化

1、第十三章海洋污染、生境破坏和全球气候变化、第一节海洋污染、第一节海洋污染和环境自我净化作用、海洋污染的定义，将人类活动直接或间接的物质或能量引入海洋环境，可能导致或引起海洋生物资源的损害、人类健康风险(包括渔业)、海水和海洋环境质量的损害等有害影响。海洋污染的特征是污染源的广泛持久性，风险扩散范围广泛防治的困难，海洋污染的主要类型和来源，海洋污染的主要类型和来源，海洋污染的主要类型和来源(继续)，海洋污染物的迁移和转化(以Hg为例)，物理过程的化学过程生物过程，海洋的自我净化能力和环境容量，海洋自我净化能力海洋通过自身的物理、化学和生物作用，使污染物浓度逐渐自然增加流入海洋环境的污染物的负荷高

2、于海洋自我净化能力时，就会发生海洋污染现象。物理净化稀释、扩散、沉淀、吸附、气化化学净化氧化还原、分解、交换和络合生物净化分解、吸收、转移、储存、代谢、海洋环境容量、环境容量：人类生存和自然生态系统绝对容量：绝对容量(WQ)由环境标准值(WS)和环境背景值(b)确定，例如各种水质标准。您可以根据以下内容计算：wq=ws-b(浓度单位)或wq=m (ws-b)(重量单位，m是环境介质的重量)年度容量：年度容量(WA)是在污染物累积浓度不超过环境标准中规定的最大允差的环境中，每年可以保留的污染物最大负载量。年度容量与绝对容量的关系为wa=kwq。第二，近海海洋的富营养化和生态影响，(a)富营养化(

3、eutrophication)富营养化(eutrophication)，氮、磷和其他植物所需的营养物质大量流入湖泊、水库、河口、海湾等水域，大量繁殖鸟类，水体透明度和溶解氧含量减少，水质恶化污染沿海海域氮、磷和其他营养盐的主要原因：肥料工厂和农业肥料等非点污染是由径流输送到海洋的营养盐(可能是最大的来源)的城市生活污水海洋养殖“自污染”海底沉积物中有机物的分解和排放大气沉降输入(如沙尘暴、工业粉尘等)的富营养化的主要生态影响，1赤潮和大型海藻赤潮：在特定条件下，海洋中的某些小型浮游生物爆炸性增殖或积累，表现出引起海水变色的有害生态异常现象。赤潮过程通常不长(几天几周)。大部分赤潮是由一种或两种

4、浮游生物的爆炸性增殖形成的。硅藻、甲藻、绿藻、鞭藻、腹鸟、绿藻、绿藻、绿藻、绿藻、绿藻、绿藻、原生动物等海洋中栖息着超过200种赤潮生物。赤潮是各种彩色藻类的统称。1980年以来我国沿海赤潮的发生趋势，赤潮危害的主要方法，复盖高密度赤潮生物，或附着于海洋动物的呼吸系统，导致海洋动物呼吸困难和窒息而死；赤潮生物的很多呼吸代谢(特别是夜间通过雾合成产生氧气)和死亡细胞分解过程中海水的很多溶解氧都会枯竭，水体严重缺氧。赤潮的衰退过程中，释放出H2S等大量有害气体和毒素，严重污染海洋环境，甚至导致海洋动物死亡。有些赤潮物种，例如费舍尔菲西丝达(Pfiesteria piscicida)，不仅毒死鱼，还

5、直接接触鱼吃鱼。有些赤潮生物对鱼和贝类无害，有毒性或毒性，但食物积累起来，使吃鱼和贝类的海洋捕食者和人类中毒。，河口和潮滩地区富营养化引起的底栖大型海藻的爆炸性增殖现象。20世纪70年代以来，大型海藻中发生鸟类的现象已在世界各地的亚热带和温带泻湖、河口、四万滩涂上常见，近年来热带珊瑚礁地区也发生了。通常产生藻类的大型海藻主要是大型绿藻，如浒苔spp和巨石(Ulva spp)。由于这种海藻的大量繁殖，潮滩和水底形成了厚厚的藻垫，复盖的沉积物和藻垫内部严重缺氧，底栖生物很难生存。2 .缺氧地区、海湾和河口的富营养化和有机物污染相互因果、相互促进，导致海域赤潮现象频繁发生，海底沉积物和下层水缺氧严重

6、，产生H2S等有毒气体，导致很多海洋生物死亡或逃生，即所谓的缺氧区或“死亡区”DO 2 mg/L引起的海洋生物生理紧张DO 2mg/L引起的海洋生物呼吸困难和死亡例子黑海曾经以丰富的鱼类资源而闻名，但近几十年来，多条河流大量排放上游农田肥料和城市垃圾，破坏了黑海水域的自然生态平衡。黑海的80%变成了动植物无法生存的“死亡地带”，中南部水域的深水中含有多种有毒物质，从下往上逐渐扩张。有些科学家认为，20年后，黑海将成为“死海”。沿海海域缺氧地区的形成机制，有机物污染严重的海底沉积物中大量有机物的有氧分解导致下层水体的溶解氧枯竭；频繁赤潮发生，许多赤潮生物和其他海洋生物的尸体堆积在海底，尸体分解导

7、致溶解氧消耗增加；富营养化导致浮游植物和细菌迅速繁殖，在水面上形成厚密的浮动层，阳光没有照射到海底，大型海藻或海藻等底栖植物死亡，不能继续给底水补充氧气，而且由于死植物的分解，水的氧气消耗增加；低氧区通常出现在流体力学弱或分层严重的海域，例如河口地区朝向大海，通常在上层和下层之间形成致密的水温，妨碍下层水的溶解氧补充。3 .食物网络结构简化，4 .重要的海洋栖息地损失，美国Waqueoit只有其他氮负荷的三个河口浮游植物，大型海藻，海藻的初级生产力净初级生产力的百分比构成。在图中，S、Q和c分别表示Sage Lot、Quashnet和Childs河口。三.有机污染物，1，持久性有机污染物(po

8、ps)的定义：持久性有机污染物通过大气、水、生物等介质进行远距离迁移，对生物甚至生态系统产生严重负面影响的自然或人工合成有机物质毒性高，难以分解，易于积累POPs的种类：根据10 3010，有12种(种类)包含禁止或管理控制，其中包括阿德林、氯丹、DDT、迪氏、李素迪氏、七氯醇、沙林、毒针、PCB、六氯苯、六氯苯前9种是农药。多溴二苯醚、多溴二苯醚、氯化石蜡、有机汞、有机锡、三氯甲基醚、聚氯乙烯、五氯酚、三卤甲烷、等可能在最近的POPs管理控制下。POPs的四个重要特性：持续性：结构稳定，不易分解。二恶英类物质的半衰期为气象中的400 d，水星上的166 d到21.9年，沉积物中的约17到27

9、3年。生物积累：很容易在强的亲脂性、脂肪(生物积累)中积累，并且根据食物链的关系，容易发生生物扩增。例如，在美国长岛湾的河口地区，大气粒子的DDT含量增加到310-6 mg/kg，水中浮游动物的DDT含量增加到0.04 mg/kg，小鱼的DDT含量增加到0.5 mg/kg，大鱼的DDT含量增加到2m/kg。远程移动能力：“global distillation”(全局蒸馏效果)、“Grasshopper effects”(蝗虫跳跃效果)。例如，南极企鹅检测出了DDT和代谢物，这是POPs远程迁移的代表性例子。高毒性：“三个原因”(致癌、致畸、诱变)效果和内分泌干扰效果。例如，科学家发现荷兰西部

10、瓦登海地区的海豹生殖能力下降，主要是因为这些海豹捕猎受PCB污染的鱼，影响了它们生殖系统的功能。2，石油和塑料污染，石油烃污染一度被认为是最严重的海洋污染。油轮泄漏、船舶排放、海上石油生产、陆地源排放等导致全世界每年进入海洋环境的石油碳氢化合物达600万t左右，对沿海地区海鸟和底栖生物的生存构成了巨大威胁。塑料污染也称为白色污染，是指使用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的所有类型的塑料产品后，任意处理，造成环境污染的现象。动物浮游生物、鱼类、海鸟因营养不良而死亡。第四，其他污染，汞、镉、铜、铅、锌、铬等金属元素砷、硒等非金属元素“水芹病”和“骨痛病”放射性污染239Pu、90Sr、

11、137Cs等生物污染，以及无意引进海上运输，运输，船舶压载水是主要渠道。在不同的海域开通了运河，造成了大量的生物入侵。有意引进养殖，入侵四阶段入侵沉降适应扩展生物入侵对区域生物群落和生物多样性的影响明显对入侵区域生物种群有不利影响，有时是毁灭性的灾难；没有明显的影响。对入侵区域生态系统具有积极意义。包括无意引入的生物入侵，会对区域原始生物群落和生态系统的稳定性构成重大威胁，从而导致社区结构的变化、栖息地的破坏、生物多样性的下降、疾病的频繁发生，甚至是原始生态系统崩溃的严重后果。这是因为入侵物种的人口增殖能力比区域物种高；生物群落的核心物种具有控制群落物种组成、物种多样性等群落结构的功能。外来物

12、种可以携带各种病原体，在入侵地，生物会发生新的疾病。外来物种改变区域生物的遗传多样性。入侵物种的迅速扩散使原始自然生物群落的栖息地退化或严重破坏。生物入侵的生态结果，第二节近海生境破坏，第一，生境概念和生境破坏的生态影响1，生境概念生境(habitat)通常表示特定生物或生物群落的生境环境。栖息地包括湿地生境、潮间带生境、河口生境、深海热液喷口生境等，其中生物所需的各种生存条件(食物、活动空间和生物适应的其他生态因素)，表现出不同的物理和化学环境特征。不同的栖息地栖息着不同的生物组合。像红树林、珊瑚礁、海藻、海藻床这样的生物(结构)栖息地。生态生态生态位概念是社区内一种生物种群栖息空间的细分单

13、位，具有种间竞争和生态位分化的意义，是与生境不同的概念。2，生境破坏及其影响，生境破坏：人类活动或自然灾害对自然栖息地产生功能性变化，使该栖息地的原始物种生存的过程或现象。生境破坏：生境破坏导致生境质量和生物群落支持能力下降的现象。栖息地损失：持续的栖息地破坏和直接的栖息地破坏可能导致栖息地丢失。生境分裂：生境逐渐累积，原始生境被分割成碎片，分割成多个相互分离、不连续的生态位，出现生境分裂现象。生境破碎是物种退化和灭绝的重要原因：破碎的生境与外部世界有更长的界限，除了边缘地区的生境破坏外，生外胁迫因子对生境内部区域的入侵也大大增加。有些动物需要交替利用不同地区的食物资源(如鱼类的小饵回游)，有

14、些动物需要多个栖息地，以满足不同生活历史阶段的各种需要(如生殖回游)，但如果栖息地被隔离，它们不仅会保持在原地，而且由于过度使用该地区有限的资源，栖息地可能会变得更加荒凉，由于资源不足，繁殖率下降或死亡各片断化生境之间的野生动物个体数不能正常移动和交流，将出现介绍体数和近亲交配停滞等问题，导致遗传多样性水平降低，最终导致区域个体灭绝。第二，破坏人类对沿海海洋栖息地的活动，破坏河口栖息地，破坏红树林栖息地，破坏珊瑚礁，第三节全球气候变化和温室效应，第一，全球气候变化和全球气候变化全球环境变化：人类社会本身及其生存和发展的一系列变化，主要是全球人口增长、土地利用和全球环境global climat

15、e change(全球气候变化):表示全球气候平均状态在统计上发生重大变化，或持续10年以上的气候变化。全球变暖，近100年来全球平均气温也经历了两次“冷-暖-冷-暖”的波动，但总体上呈上升趋势。据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2007年的报告，在过去的100年里，地球表面温度上升了0 . 74 0 . 18，未来100年，全球气温也将上升1 . 4 5 . 8，整体特征是全球变暖。特别是进入20世纪80年代以来，全球气温明显上升，世界气象组织(WMO)2008年的报告显示，1998年至2007年是有记录以来最温暖的10年。全球变暖给极端天气、冰川消融、永久冻土融化、珊瑚礁死亡、海

16、平面上升、生态系统变化、旱涝增加、致命的热恋等生态环境带来了致命的后果。第二，全球气候变化对近海海洋环境的影响，物理环境变化，化学环境变化温室气体浓度的增加，将对海洋生物地球化循环产生重要影响。大气CO2的持续吸收能使几个世纪后海水的pH值实际下降，引起海洋酸化现象，改变海洋生物钙化所需的文石和方解石的饱和浓度。该模型预测未来100年海水的pH值将下降到0.30.5，这将大于过去23亿年的变化幅度，使很多海洋生物难以适应。最后，大气CO2含量的增加被认为是大气中臭氧的消耗，可能会提高地球表面紫外线辐射的水平。其他复杂的环境变化包括云、紫外线辐射、浮游生物生产力、海洋微藻释放二甲基硫(DMS)的过程和机制等海洋生物地球化循环对温室气体增长的复杂反馈，目前很难准确预测未来温度和CO2浓度的实际变化