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1水環境修復與保護

水環境修復的目標是將生態系統恢復到未被破壞前的近似狀態，并能夠自我維持動態平衡，是實現漁業可持續發展的迫切需求。具體措施包括降低水體中的污染物濃度，開展生境的修復與保護工作及水生生物種群保護與恢復工作。水污染處理技術可分為物理技術、化學技術和生物技術三個類別，其中生物技術應用最普遍，在國際上已經形成了成熟的方法。水生的植物、動物和微生物在滿足自身生長需求的同時將污染物分解，并有效控制水中N、P等營養物質釋放，增加水中的溶解氧含量，抑制藻類生長，穩定水體生態平衡。對于受干擾的自然水體，一方面要建立人工魚礁、牡蠣礁等工程設施，人工魚礁的歷史可追溯到20世紀60年代，由日本首先列入國家計劃，主要材料為混凝土和鋼鐵，當前也有利用生物制品如牡蠣殼作材料，為典型優勢生物如華盛頓近岸河口太平洋大蟹提供棲息生境;另一方面要建立重要物種自然保護區，除了保護自然生境外，更重要的是在不破壞生態平衡的前提下對自然棲息地進行修復和重建。國內處理水體中污染物較常見的操作方式有設置生物浮床、混養底棲生物和投放微生態制劑等，修復的持續時間相對較長。此外，也要采取措施控制污染物的排入總量，尤其重視養殖區域的非點源排放，從源頭防止生態環境破壞。人工設施方面我國起步較晚，20世紀80年代才開始試點建設人工魚礁，使用的材料從早期的舊輪胎、舊船體等廢舊品逐漸發展成現在的鋼筋混凝土、鋼材、玻璃鋼，并逐步從小型魚礁過渡到大型魚礁。人為構建牡蠣礁也顯著增加了礁上大型底棲動物物種數和總生物量，提高了固碳能力，同時魚類洄游通道和產卵場人工修復措施已成為我國的研究特色。近年來，我國越來越重視自然保護區建設，國家級自然保護區投資10年間增長了2．3倍，達到82．5美元/hm2。根據我國國情，構建水生自然保護區分為三個步驟:①評估擬建區域內的資源總量，漁業資源調查是珍稀水生生物種群保護與恢復工作的前提，首先要建立長期基礎性調查體系，由國家資金持續穩定支持;②根據實際需求建立新自然保護區和加強現有保護區管理，目前我國共有自然保護區2349個，其中水生生物自然保護區230個，約占總數的10%，目前存在缺乏專門管理機構，未建立健全規范的水質和生物監測流程等問題，并亟需構建適宜的評價指標體系;③通過開展增殖放流恢復被破壞的漁業資源，其中增殖放流效果評估是重中之重，主要利用放流個體標記和回捕率分析來衡量，目前除傳統實物標記外，分子標記和耳石標記等新型標記法也逐漸成為研究熱點。此外，增殖放流對野生種群規模和遺傳多樣性、生物群落結構、生態系統的影響及風險防控研究也需要引起重視。

2污染事故應急處置關鍵技術

隨著城市現代化建設的高速發展，突發性水污染事故頻繁發生如松花江水污染事故、太湖藍藻暴發、銅礦水滲漏事故等，造成重大經濟損失的同時也嚴重污染了水環境，因此，事故應急監測和應急處置方面的研究非常必要。總體來看，發生頻率高、污染影響大的水環境污染事故主要有溢油、化學和有機污染物、重金屬和水體富營養化污染等幾個類別。針對海底管道泄漏和海底井噴兩種原油泄露源，分別對應水下干法、濕法維修和蓋帽虹吸法、打減壓井法等不同的封堵技術。2010年美國BP墨西哥灣溢油事故應急處置案例中將上述關鍵技術結合運用，形成了一套應急處置方案，最終原油消除率達到80%以上。針對化學物質和有毒有機物泄漏類污染事故，標準的處置流程為:首先，采取措施堵塞排水口，盡可能減少化學物質隨著排污水管線流入天然水體;其次，根據自然條件如風向等確定污染區域，進行布點采樣監測，確定水體中污染物的濃度;然后，根據泄漏化學物質的性質，選擇燃燒、投加活性炭、投入試劑進行氧化還原反應、微生物分解等手段，降低污染物濃度;最后，對污染區域進行跟蹤監測，掌握污染物變化趨勢，確保完全消除對環境造成的有害影響。針對重金屬污染處理的傳統方法包括離子交換法、硫化物沉淀法。目前，污染小、去除率高的電化學凝聚法及微生物和植物吸收法是目前的研究熱點，更適用于靜態水體(如濕地或池塘)污染時使用。例如有研究表明利用鳳尾蕨除砷，3個月內砷濃度可以從10．2μg/L降至2μg/L，砷積累量達161mg/kg。針對水體富營養化，通過研究藻類生長機制、環境條件等控制因素，用生態工程技術控制藻類暴發，能夠從源頭抑制水體富營養化。隨著我國城市現代化建設的高速發展，突發性水污染事故頻繁發生，但處置水平還稍顯不足，需要借鑒發達國家經驗，重點進行關鍵技術、裝備和材料的研發，形成應對不同類型污染事故的標準流程。針對海上溢油開發環保型表面活性劑、高性能吸油氈等，還可進行微生物分解原油的篩選和探索，從根本上提升溢油應急處置能力。針對化學物質污染，在我國苯類物質泄漏事件的發生幾率較高，目前常用燃燒法進行處置，但難以完全消除有害影響，對其消解規律和新型治理方法的研究應引起特別重視。針對重金屬污染，我國學者對砷、鉻、鎘等的處置方法也進行了大量研究，以鐵或鋁作為陽極，生成的氫氧化物可作為絮凝劑與砷酸根離子發生反應，達到除砷效果;以水洗廢啤酒酵母為吸附劑，對鎘的去除率大于96%;采用堆肥－零價鐵混合滲透性反應墻(permeablereactivebarrier，PRB)除鉻，去除率接近100%，但利用電化學和植物吸收重金屬的方法還未見報道。針對水中的氮、磷以及有機污染物積累引起的藻類暴發，大部分湖泊地區采取人工打撈收獲藻類的傳統方法，雖然能有效減輕局部水華災害，緩解藻體死亡分解引起的毒素污染，但只是暫緩藍藻進一步蔓延，并造成人力資源、水資源浪費，亟需借鑒國外先進經驗，轉變污染處置的理念，從治理轉變為預防，研究控制藻類爆發的有效方法。

3重點發展方向

通過對漁業生態環境學科研究現狀的系統梳理，可以看出近十年我國在生態環境學科方面的研究取得了顯著進展，主要的技術和流程也日趨成熟。而針對目前的政策導向和研究熱點，今后應更重視機理性、規律性研究和基礎數據庫構建，明確學科重點發展的方向。

3．1國家級大型環境監測數據

網構建研究我國環境監測網的基本架構已經比較成熟，未來研究重點應放在運用新型設備采集監測數據，并由政府相關部門牽頭構建大型環境監測數據共享平臺。新型水質監測設備如電化學傳感器能夠顯著提高監測相關參數的效率和準確性，減少人工成本。環境監測數據共享平臺屬于政府支持的長期基礎性科研數據庫構建的重要組成部分，其中包括環境監測專題數據庫，涵蓋所有監測點的監測指標如水溫、水體pH、典型污染物的濃度等，由環境監測站定期錄入，可供環境相關研究人員查詢;此外，還包括遙感影像數據庫，涵蓋全國多時相的衛星影像和資源衛星數據。

3．2災害預警的機理性研究

目前，我國對環境災害的預警還停留在經驗預測法和統計分析法，對災害的機理性研究偏少，理論研究方法比較落后，與國外相比還有較大差距。并且我國對赤潮預警的研究相對較多，對其他環境災害的研究目前還很欠缺。下一步的研究重點首先應該放在構建穩定合理的赤潮災害預測模型上，選取赤潮多發的典型區域，根據歷史數據統計，合理運用數值分析方法如模糊推理法，通過各種物理－化學－生物耦合生態動力學數值模型模擬赤潮的發生、發展、高潮、維持和消亡過程，盡可能排除環境因子選取的主觀性和盲目性，提高赤潮災害預測的精準度。除赤潮外，洪澇、海冰、海嘯等由多種因素綜合引起的環境災害都可借鑒這種數值預測方法。

3．3分子水平上污染物對生物毒理作用和遺傳變異規律研究

目前對常見污染物在水體中的存在形式、富集狀況和遷移轉化規律研究較多，但污染物在分子水平上對生物的毒理作用和遺傳變異研究還不夠，特別是重金屬和持久性有機污染物在生物體內富集和沉積，長期過程中對本體細胞產生的影響，其致癌、致畸、致突變作用的機理等仍沒有進行深入和系統的挖掘。加強分子水平上的研究能夠明確污染物對生物造成危害的具體位置和作用機理，并跟蹤和監測DNA的變化，從而為研究消除典型污染物危害的方法提供基礎和依據。

3．4水環境修復與健康養殖的整體策略

研究人工魚礁、洄游通道等設施的構建都是水域環境修復的常用手段。目前，海洋牧場、池塘一體化養殖等整體性環境修復與健康養殖結合的策略逐漸受到關注。該策略把資源環境、裝備、養殖等學科有機結合起來，在一定水域內采用規模化漁業設施和系統化管理體制，利用自然的海洋、湖泊、池塘生態環境，將人工放流的水生生物聚集起來，對魚、蝦、貝、藻等生物資源進行有計劃和有目的的放養，在海上范圍更廣，稱為海洋牧場;在淡水池塘中的一體化養殖則需要更多的人工干預如投喂、水質監測等。海洋牧場和池塘一體化養殖既能夠修復被破壞的環境和自然水體中的生物群落，又能夠保證一定的經濟效益，是目前環境修復的研究熱點。

4展望

我國的漁業生態環境研究工作近十年來取得了一系列重要進展和重要成果，在環境監測技術研究與生態環境監測網構建、環境災害預警技術研究、水域污染生態學效應、環境修復與保護、污染事故應急處置關鍵技術等研究方向上都有顯著進展，但目前仍存在很多問題，包括環境監測網的覆蓋面不夠廣、監測指標不夠全面、技術較為落后等;對環境災害發生的內在機理性研究欠缺;對分子水平上生物的毒理作用和遺傳變異規律探索不夠;以及水環境修復與健康養殖的整體策略構建不完善等。今后將針對欠缺的研究方向開展攻關，重點研究漁業生態環境領域前沿創新技術，全面改善和提升可持續利用技術水平，遏制我國漁業環境惡化的趨勢，使漁業環境與功能得到恢復，為我國漁業的長期可持續發展奠定良好的基礎。

作者：李丹徐瑞永孫昭寧鐘汝杰單位：中國水產科學研究院