海洋环境科学

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  海洋环境科学汉语拼音:Haiyang Huanjing Kexue;英语:Marine Environmental Science),研究人类活动造成的海洋污染生态破坏和采取综合措施保护海洋环境的学科。海洋是生命的摇篮、资源的宝库、全球环境的重要调节器。保护海洋环境是维护和改善人类的生存环境,持续利用海洋资源的前提和保证,是海洋科学技术领域的重大研究课题。它是应用海洋科学各分支学科和法学经济学管理学理论技术,实施保护海洋环境及其资源的一门综合性学科。

  第二次世界大战之后,许多沿海国家工农业生产和海洋开发迅猛发展,海洋污染事件多有发生,海洋环境问题开始引起人们的关注。1972年,联合国人类环境会议的召开,唤起了各国政府对环境,尤其是环境污染的反思、觉醒和关注,作为全球环境的重要组成部分,以研究海洋污染为重点的海洋环境科学基本形成。随后,由于大规模无序、无度开发海洋资源,尤其是近海资源,导致生态破坏日趋严重,影响了海洋经济的发展,加之温室效应等环境问题的全球化,使人们进一步认识到不仅要重视环境污染,而且还应重视生态破坏和生态建设。1992年召开的联合国环境与发展会议,确立了可持续发展的指导思想,进一步指明了海洋环境科学研究的方向。

海洋环境问题

  主要有以下两方面。

海洋污染

  海洋是地球表面的最低位置。有史以来人们就把各种废物直接或间接地排入海洋,但由于排入量少,海洋净化的能力强,不足为害。随着工农业生产的发展和沿海国家人口向沿海城市集中,大量石油、重金属、农药、放射性和有机污染物等生产和生活废弃物通过河流、管道、大气等途径排入海域,加之海上油气开发、油运、海上倾废、海水养殖排放的污染物,大大超过海洋的自净能力,使海洋环境遭到了污染损害。如波罗的海濑户内海,在20世纪60年代后期都因污染而一度成为“死海”;有些海域因污染严重,还发生了公害事件,如轰动世界的水俣湾汞污染事件,因油轮事故造成阿拉斯加海域和西班牙东北部海域严重油污染伤害大量海洋生物事件。20世纪80年代以来,中国每年有几百亿吨污水直接排入海,使河口、港湾、近海,尤其是渤海长江口和珠江口水域污染日趋严重,已在一定程度上破坏了海洋生态,损害了渔业和沿海人民的生活。

生态破坏

  这主要是在开发利用海洋资源时,只顾眼前,不顾长远,只顾局部地区和个别部门的利益,而不顾及经济效益、社会效益和环境效益三者之间的统一,无序、无度和掠夺式地进行开发所致。如盲目围海造田,大规模毁滩建养殖池塘,掠夺式采海砂,对渔业资源、珊瑚礁红树林过捕、过采和过伐,以及不合理的海岸和海洋工程等。海洋生态破坏和环境污染导致海洋生态环境服务功能下降,生物资源和生物多样性锐减,有些海域甚至呈现荒漠化。据调查世界海洋鱼类的70%已被充分捕捞或捕捞过度;增加养殖生物使病害流行,有毒赤潮频繁发生成为公害,不仅对海水养殖造成重大损害,而且威胁人体健康;海湾港口功能萎缩,影响了航运业;海水入侵,不少良田盐碱化,降低抵御海洋自然灾害能力;破坏景观,影响海滨旅游价值等。中国沿海生态破坏也较突出,如赤潮大规模频繁发生,红树林面积锐减,近海渔业资源严重衰退等。

研究内容和任务

  主要是:

  ①探索人类活动对海洋环境及全球环境演化的影响规律。海洋占地球表面积的71%,是全球环境不可分割的重要组成部分。人类的活动(尤其是大规模的海洋工程、严重的污染事故)对海洋环境、乃至全球环境(如温室效应等)演化的节律、规模和方向势必产生影响。为此,在了解海洋环境自然演化规律的基础上,可通过不同尺度的现场调查、室内模拟,探索人类活动对海洋环境影响的途径、机制和规律,为评价海洋开发活动对环境的影响提供科学依据。

  ②了解海洋净化污染物的能力或环境容纳量。巨大的海洋空间是净化处置废物的场所,而且利用海洋净化和处置废物,一般来说是经济的。海洋自净能力是一项特殊的宝贵资源,在利用时必须严格控制在其净化能力、容纳量范围内,以防止造成污染损害。由于不同海区自然条件的差异,净化能力强弱不一。为此,要对各海区的物理自净、化学自净和生物自净的过程、机制和动力进行研究,为合理利用海洋净化废物的能力创造前提条件。

  ③弄清人类活动与海洋生态系统之间的关系。种类繁多、数量庞大的海洋生物资源是人类食物的一个重要来源,海洋生态系统还积极参与全球环境的物质大循环和能量转化,对全球环境起调节作用。海洋生物的生长、繁殖不仅有其自身的规律,而且与其生活环境息息相关。对生物资源的开发利用,切不可超过其再生能力,“杀鸡取蛋”。如何维护海洋生态系统的健康,保证海洋生态系统和生物资源的持续利用,也是海洋环境科学的一项重要研究任务。

  ④揭示海洋生态环境变化对人类本身的影响。海洋生态环境受干扰、破坏,势必反作用于人类本身。这包括对海洋资源、海洋经济的损害,对人类生存环境的影响,直至危害人体健康和生命。因此,研究海洋生态受破坏的起因、途径、效应;研究各种污染物在海洋生态系统中的迁移转化,对各种生物和人体的影响,保证海产食品安全,是制定各种海洋环境标准和有效管理海洋环境的必要基础。

  ⑤研究海洋经济、环境和生态协调发展的理论和机制;研究海洋污染的监测和综合防治,海洋生态修复和生态建设的方法和技术;综合运用科技、经济、法学、法律和行政等手段对海洋环境进行综合管理和整治,包括对海洋环境进行科学区划、规划,制定环境法规和标准等。

  由于海洋环境的复杂性、综合性,因此环境问题的研究必须有多学科专家、技术人员的齐心协力联合作战,同时应十分注意海洋高技术在海洋环境科学研究中的应用。

发展

  海洋环境科学的兴起虽然时间较短,但却显示了其生命力。比如用海洋环境科学的知识改造濑户内海,已使“死海”恢复了生机。事实说明,一旦环境科学的规律和保护治理的技术被人们所掌握,环境问题也能解决或改造。

  新理论、新技术,如系统工程原理、生态系统理论、信息技术、生物技术、遥感技术、声学技术、纳米技术、超微量测试技术等在环境科学研究中的应用,将对学科的发展起很大的作用。

  海洋环境科学的发展依赖于海洋科学的各学科。同样,海洋环境科学的研究成果又不断充实、促使各有关学科的发展。如污染物入海后的稀释、扩散、迁移和转化规律的研究,对物理海洋学海洋化学海洋沉积学海洋生态学海洋微生物学的发展都起了促进的作用。

  海洋污染,尤其是河口和近海,其污染源主要来自陆地。因此有关污染物入海的途径、数量,海域的净化能力、容量仍将是研究的重点。

  随着全球变化、大洋和深海资源开发的进展,如大洋底矿产、生物资源、天然气水合物的开发,海洋环境科学研究将由河口、近海扩展到大洋和全球海洋。

  强化海洋环境管理,有序、有度开发海洋是持续利用海洋资源的前提,也是防治海洋污染和生态破坏的主要措施。因此,为加强海洋环境管理进行的理论、技术、法规等的研究将更加受到重视。

  海洋环境科学的发展,还突出地表现在它本身又开始形成了许多新的分支学科,如海洋环境化学海洋环境生态学海洋环境物理学海洋环境工程学海洋环境法学海洋环境经济学海洋自然保护学等。这些新的分支学科,在综合防治、评价海洋环境时,互相协作,互相渗透,又进一步推动了整个海洋环境科学的发展。