羅 艷，林麗華，黃洪輝，謝 健

（1.國(guó)家海洋局南海海洋工程勘察與環(huán)境研究院 廣州 510300；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所 廣州 510300）

深圳市大鵬半島海域海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)*

羅 艷1，林麗華1，黃洪輝2，謝 健1

（1.國(guó)家海洋局南海海洋工程勘察與環(huán)境研究院 廣州 510300；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所 廣州 510300）

海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警就是對(duì)由人類活動(dòng)引起的海洋生態(tài)環(huán)境惡化以及海洋生態(tài)系統(tǒng)是否滿足海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展要求的警告。根據(jù)2010年7月和2010年11月在大鵬半島近岸海域的調(diào)查結(jié)果，采用一般性的區(qū)域生態(tài)環(huán)境預(yù)警方法，對(duì)大鵬半島海域進(jìn)行海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)。2個(gè)季節(jié)的評(píng)價(jià)結(jié)果均表明：大鵬半島海域總體生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量良好，該海域生態(tài)環(huán)境處于較安全狀態(tài)。

大鵬半島海域；海洋生態(tài)環(huán)境；預(yù)警評(píng)價(jià)

1 引言

大鵬半島位于深圳市龍崗區(qū)東南部，包括大鵬、葵涌、南澳三鎮(zhèn)［1］。該半島介于大鵬灣和大亞灣之間，包括北半島、南半島及其間的頸部連接地帶，形似啞鈴。2011年8月，第26屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)在深圳市舉行，大鵬半島海域就是主要賽場(chǎng)之一。為了保障第26屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)的順利進(jìn)行，確保作為大運(yùn)會(huì)主要海上賽場(chǎng)之一的大鵬半島海域海洋生態(tài)環(huán)境健康、安全，國(guó)家海洋局南海海洋工程勘察與環(huán)境研究院委托中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所于2010年7月和2010年11月對(duì)該海域的海洋環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行了全面調(diào)查，本研究將采用這2次調(diào)查結(jié)果對(duì)大鵬半島海域進(jìn)行海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)。

2 調(diào)查概況

兩次調(diào)查分別于2010年7月和2010年11月進(jìn)行，在大鵬半島海域共布設(shè)水質(zhì)（含葉綠素a）20個(gè)站位，沉積物15個(gè)（7月）和13個(gè)（11月）站位。調(diào)查范圍包括大鵬灣東部、大亞灣西部和大鵬半島南部近岸海域。調(diào)查采樣站位見(jiàn)圖1?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查采樣和分析按照《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB／T12763－2007）和《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》（GB17378－2007）規(guī)定的方法進(jìn)行。

3 生態(tài)環(huán)境預(yù)警研究進(jìn)展

預(yù)警思想古已有之，但預(yù)警一詞卻是在20世紀(jì)50年代冷戰(zhàn)時(shí)期提出的［2］。“預(yù)警”一詞在《辭?！分械慕忉屖蔷娴囊馑?，事先警告、提醒被告知人注意和警惕。應(yīng)用較早、較為成熟的是在軍事領(lǐng)域中的戰(zhàn)略預(yù)警概念，之后預(yù)警的概念開(kāi)始在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

近幾十年，國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)環(huán)境預(yù)警研究十分重視，已成為生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究的熱門領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代德國(guó)最早提出了處理一系列大尺度的環(huán)境問(wèn)題（如酸雨、歐洲北海污染和全球氣候變化等）的預(yù)警原則——即使沒(méi)有科學(xué)的證據(jù)，只要假設(shè)某些人為活動(dòng)有可能對(duì)生命資源產(chǎn)生某些危險(xiǎn)或危害的效應(yīng)，就應(yīng)采取適用的技術(shù)或措施減緩或取消這些影響［3］。

自1975年國(guó)際上建立全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（GEMS）［4］，開(kāi)始全球范圍的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、比較、排序和預(yù)警以來(lái)，許多學(xué)者對(duì)環(huán)境與生態(tài)預(yù)警開(kāi)展了大量的研究工作。例如，英國(guó)科學(xué)家齊舒姆為首的區(qū)域?qū)W派通過(guò)出版《區(qū)域預(yù)測(cè)》一書，較好地總結(jié)了英國(guó)的人口、資源、城市、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等方面的成果，為預(yù)警的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。

以美國(guó)學(xué)者懷特為首的災(zāi)害學(xué)派，在洪水風(fēng)險(xiǎn)決策中，發(fā)展了新單項(xiàng)預(yù)警體系，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。以羅馬俱樂(lè)部為代表的未來(lái)學(xué)派，對(duì)全球發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)和綜合研究，試圖以綜合預(yù)警方式，達(dá)到整體識(shí)別的目的。Ken于1999年提出水生生態(tài)系統(tǒng)早期預(yù)警系統(tǒng)概念，并利用微生物作為污染早期預(yù)警指示物。Brent等2001年選擇生物監(jiān)測(cè)中的核心變量來(lái)對(duì)環(huán)境變化進(jìn)行早期預(yù)警。近10年來(lái)，國(guó)外生態(tài)環(huán)境預(yù)警的理論不斷完善，方法和手段不斷更新，從單項(xiàng)預(yù)警發(fā)展到綜合預(yù)警，從專題預(yù)警到區(qū)域預(yù)警。

圖1 調(diào)查站位

我國(guó)自20世紀(jì)90年代初才開(kāi)始有部分學(xué)者開(kāi)展生態(tài)環(huán)境預(yù)警研究［5］，例如，傅伯杰［6］于1993年提出區(qū)域生態(tài)環(huán)境預(yù)警的概念，即區(qū)域生態(tài)環(huán)境預(yù)警是對(duì)區(qū)域資源開(kāi)發(fā)利用的生態(tài)后果、區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化以及生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和警報(bào)。陳國(guó)階［7］于1996年提出了環(huán)境預(yù)警的概念，1999年正式提出生態(tài)環(huán)境預(yù)警的概念，即生態(tài)環(huán)境預(yù)警是對(duì)人類活動(dòng)引起的生態(tài)系統(tǒng)退化與環(huán)境質(zhì)量惡化進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出及時(shí)的警告。認(rèn)為生態(tài)環(huán)境預(yù)警應(yīng)集中研究生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境質(zhì)量逆化變化（退化、惡化）的過(guò)程和規(guī)律，作為及時(shí)的警告和對(duì)策（正向演化不需要預(yù)警而只需要研究如何開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)）。在其研究中，對(duì)一般環(huán)境評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和預(yù)警進(jìn)行了比較，討論了與環(huán)境預(yù)警相關(guān)的基本概念，如環(huán)境影響強(qiáng)度、環(huán)境影響累積量、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境容量、環(huán)境影響響應(yīng)、環(huán)境影響后果等。提出了環(huán)境預(yù)警數(shù)學(xué)模式，包括不良狀態(tài)預(yù)警、惡化趨勢(shì)預(yù)警、臨界點(diǎn)預(yù)警以及災(zāi)害預(yù)警等。邵東國(guó)等［8］1999年開(kāi)展了內(nèi)陸河流域生態(tài)環(huán)境預(yù)警方法研究，建立了預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指標(biāo)體系，并運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行預(yù)警。郭懷成等［9］于2004年提出了湖泊生態(tài)系統(tǒng)預(yù)警。

從國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展來(lái)看，生態(tài)環(huán)境預(yù)警還有許多方面尚待深入探討。目前存在的主要問(wèn)題：

（1）沒(méi)有成熟的理論體系，特別是沒(méi)有明確的定義和系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；

（2）缺乏完善的定量計(jì)算方法。因此，從理論和實(shí)踐2個(gè)方面深入探討生態(tài)環(huán)境預(yù)警將是今后研究的重點(diǎn)和趨勢(shì)。

4 海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警概念

生態(tài)環(huán)境預(yù)警目前還沒(méi)有統(tǒng)一的概念，但對(duì)于不同的預(yù)警對(duì)象，其實(shí)質(zhì)要求是一致的，即“對(duì)人類活動(dòng)引起的生態(tài)系統(tǒng)退化和環(huán)境質(zhì)量惡化問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)，發(fā)出及時(shí)的警告，并提出防范措施”。因此，海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警就是對(duì)由人類活動(dòng)引起的海洋生態(tài)環(huán)境惡化以及海洋生態(tài)系統(tǒng)是否滿足海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展要求程度的警告。它主要是對(duì)一定范圍內(nèi)的海洋生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行測(cè)度，分析預(yù)報(bào)不正常狀態(tài)的時(shí)空范圍和危害程度，對(duì)于可能出現(xiàn)的問(wèn)題給出防范措施的報(bào)警。

施冬菊等［10］進(jìn)行了具體的解釋，所謂海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警機(jī)制，是指通過(guò)在海上設(shè)立固定的監(jiān)測(cè)站、監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)突發(fā)性海洋污染事故、海洋赤潮、海洋災(zāi)害等進(jìn)行應(yīng)急檢測(cè)；然后由專家依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合分析生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)以及可能對(duì)海洋生產(chǎn)帶來(lái)的影響；最后把專家意見(jiàn)和建議及時(shí)向社會(huì)發(fā)布，為預(yù)防和處置突發(fā)性、災(zāi)害性事故的發(fā)生，提供及時(shí)、有效的信息和技術(shù)服務(wù)，為各級(jí)政府提供決策依據(jù)。

5 大鵬半島海域海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)

將一般性的區(qū)域生態(tài)環(huán)境預(yù)警基本程序（明確警義—分析警兆—預(yù)報(bào)警度—排除警情）應(yīng)用到深圳市大鵬半島海域海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)中，其實(shí)施過(guò)程如圖2所示。

5.1 明確警義

明確警義是預(yù)警的起點(diǎn)，它包括警素和警度2個(gè)方面。警素即指構(gòu)成警情的指標(biāo)，也就是出現(xiàn)了什么樣的警情。警度是指警情處于什么狀態(tài)，也就是它的嚴(yán)重程度。根據(jù)多年來(lái)對(duì)深圳市大鵬半島海域生態(tài)環(huán)境連續(xù)監(jiān)測(cè)及有關(guān)文獻(xiàn)［11－15］，經(jīng)分析，大鵬半島海域生態(tài)環(huán)境安全主要存在以下3個(gè)方面的警情。

（1）海水養(yǎng)殖區(qū)經(jīng)常發(fā)生“反水”死魚(yú)事件，即在養(yǎng)殖區(qū)出現(xiàn)海水缺氧和底泥硫化氫釋放導(dǎo)致海水發(fā)臭的現(xiàn)象，多發(fā)生在夏、秋季。

圖2 海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)流程

（2）赤潮災(zāi)害頻繁爆發(fā)，多在春季、夏季和秋季發(fā)生。由于海水的富營(yíng)養(yǎng)化，赤潮暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)增加，不僅會(huì)對(duì)海洋生物和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成危害，還會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖魚(yú)類、貝類和甲殼類的大量死亡，一些有毒赤潮產(chǎn)生毒辣素在海產(chǎn)品中蓄積甚至危害消費(fèi)者的身體健康；此外，赤潮發(fā)生期間，海水變色影響旅游景觀，部分赤潮還能產(chǎn)生泡沫、異味等，影響海水浴場(chǎng)的休閑娛樂(lè)功能，對(duì)濱海旅游業(yè)產(chǎn)生較大沖擊。

（3）溢油污染事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境和海洋生物資源造成不同程度的危害。

從海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況角度，可分為良好、中等和較差3個(gè)層次，對(duì)應(yīng)于安全、輕警和重警三級(jí)警度。

5.2 分析警兆

警兆指標(biāo)即預(yù)警的指標(biāo)體系。海洋生態(tài)系統(tǒng)是一種類型和結(jié)構(gòu)多樣化很高、地域性特別強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng)，其影響變化包括內(nèi)在本質(zhì)（生態(tài)結(jié)構(gòu)功能）和外在表征（環(huán)境）的變化。根據(jù)大鵬半島海域生態(tài)環(huán)境安全的主要警情，結(jié)合多年來(lái)對(duì)該海域生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，提出了8項(xiàng)海洋水環(huán)境、沉積環(huán)境和生態(tài)功能因子相結(jié)合的海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)因子。其中海水溶解氧（DO）和沉積物硫化物作為海水養(yǎng)殖的主要警情因子，海水無(wú)機(jī)氮（DIN）、活性磷酸鹽（PO4－P）、海水透明度和葉綠素a作為海水富營(yíng)養(yǎng)化和赤潮暴發(fā)的主要警情因子，海水石油類則作為船舶石油類排放或溢油風(fēng)險(xiǎn)的警情因子。進(jìn)而依據(jù)多年積累的調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將各指標(biāo)因子的最大值和最小值作為確定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)，采用累積頻率法，并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研究資料確定各指標(biāo)因子的警戒線（表1）。

表1 海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

5.3 評(píng)價(jià)方法

海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)和等級(jí)劃分方法有2個(gè)步驟（表2）：①根據(jù)單個(gè)站位各項(xiàng)指標(biāo)的狀況確定單個(gè)站位的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)。②根據(jù)區(qū)域內(nèi)各站位的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)來(lái)確定區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)。

表2 海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合等級(jí)劃分

5.4 評(píng)價(jià)結(jié)果

采用海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)和等級(jí)劃分方法對(duì)大鵬半島海域各調(diào)查站位和全海域進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)預(yù)警評(píng)價(jià)。

2010年7月的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示（表3），大鵬灣西北部大梅沙海域的S1號(hào)站生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)較差，對(duì)應(yīng)出現(xiàn)了重警，這主要是因?yàn)樵摵Ｓ虍?dāng)時(shí)正暴發(fā)赤潮，浮游植物豐度為1.69×107cells／L，其中主要赤潮生物是錐狀斯氏藻（Scrippsiella trochoidea），其豐度達(dá)1.64×107cells／L，占總生物量的97.2%，海水水溫為30.17℃，溶解氧高達(dá)14.14 mg／L，透明度為0.6m。此外，大亞灣海域的楊梅坑（S11）、東山灣（S13～S15）和啞鈴灣海域（S17～S20）各站的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)為中等，對(duì)應(yīng)出現(xiàn)輕警，主要表現(xiàn)在沉積環(huán)境中有機(jī)碳以及海水中無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽和石油類含量濃度較高。

表3 2010年7月海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合等級(jí)評(píng)價(jià)（各站位）

續(xù)表

從全海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看（表4），大鵬半島海域總體生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量等級(jí)為良好，說(shuō)明夏季該海域生態(tài)環(huán)境處于較安全狀態(tài)。

表4 2010年7月海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合等級(jí)評(píng)價(jià)（全海域）

2010年11月的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示（表5），生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)為中等的站位主要出現(xiàn)在大鵬灣北部溪涌海域（S3），以及大亞灣海域的東山灣（S15）和啞鈴灣海域（S18～S20），對(duì)應(yīng)出現(xiàn)了輕警，主要表現(xiàn)在沉積環(huán)境中有機(jī)碳以及海水中活性磷酸鹽含量濃度較高。

從全海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看（表6），大鵬半島海域總體生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量等級(jí)為良好，說(shuō)明秋季該海域生態(tài)環(huán)境仍處于較安全狀態(tài)。

表5 2010年11月海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合等級(jí)評(píng)價(jià)（各站位）

續(xù)表

表6 2010年11月海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合等級(jí)評(píng)價(jià)（全海域）

6 結(jié)論與討論

（1）兩個(gè)季節(jié)的評(píng)價(jià)結(jié)果均表明，大鵬半島海域總體生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量良好，該海域生態(tài)環(huán)境處于較安全狀態(tài)。但是，大亞灣海域的東山灣和啞鈴灣海域兩次生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等級(jí)均為中等，這主要與該兩處海域?yàn)楹ＫC合養(yǎng)殖區(qū)有關(guān)，海水養(yǎng)殖自身污染和養(yǎng)殖生產(chǎn)作業(yè)船舶石油類污染物的排放等已對(duì)大鵬半島海域生態(tài)環(huán)境造成了不利影響，需要引起注意。

（2）合理開(kāi)發(fā)利用海洋資源，維護(hù)海洋生態(tài)的健康發(fā)展，已成為我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。只有充分了解海洋環(huán)境狀況，才能更好地保護(hù)海洋環(huán)境。因此，加大近岸海域海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)力度，建立健全海洋生態(tài)環(huán)境預(yù)警機(jī)制，不僅是為主管部門制定有針對(duì)性的管理措施提供科學(xué)依據(jù)，而且是保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境健康安全、海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。

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2009年深圳市海域使用金專項(xiàng)——大鵬半島海域生態(tài)環(huán)境預(yù)警機(jī)制研究.