海底電纜工程對中華白海豚的影響研究
——以廈門英春—圍里海底電纜工程為例

陳斯婷,楊淑珍,陳斌,姜尚

(1.自然資源部第三海洋研究所 廈門 361005;2.廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院河口生態(tài)安全與環(huán)境健康福建省高校重點實驗室 漳州 363105)

中華白海豚(Sousa chinensis)是世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄“易?！蔽锓N,是我國一級重點保護水生哺乳動物[1-3]。中華白海豚對棲息地環(huán)境要求較高,喜歡棲息在亞熱帶海區(qū)的咸淡水交匯水域,在我國主要分布于東南沿海的近岸及河口水域,福建、廣東、廣西以及我國香港、澳門和臺灣等地的沿岸海域均能發(fā)現(xiàn)其蹤跡[4-8]。廈門灣位于九龍江入?？?是中華白海豚的重要棲息地之一。中華白海豚作為近岸棲息的物種,極易受到海洋工程建設(shè)、漁業(yè)資源過度捕撈等人類活動的影響。當前關(guān)于中華白海豚的影響研究鮮見具體的海洋工程對中華白海豚的影響。本研究以廈門英春—圍里海底電纜工程為例,評價工程建設(shè)對中華白海豚及其棲息地的影響,以期為海洋工程建設(shè)對水生野生保護動物的保護管理提供借鑒。

1 項目概況

1.1 工程概況

廈門英春—圍里海底電纜工程位于廈門同安灣,廈門大橋與集美大橋之間的海域。海底電纜線路從新集美電纜終端站下海,至廈門島內(nèi)新環(huán)島路電纜終端站登陸,海纜線路長約3.7 km[9]。工程施工設(shè)計主要分為試航、掃海、預(yù)挖溝施工、敷設(shè)主牽引鋼纜、登陸準備、始端登陸施工、終端登陸等環(huán)節(jié)。施工期的主要工程行為包括掃海、集美登陸端的預(yù)挖溝施工、敷設(shè)主牽引鋼纜、施工船舶敷埋等。本海底電纜工程位于同安灣廈門大橋和集美大橋之間海域,處于廈門中華白海豚保護區(qū)外圍保護地帶,與中華白海豚保護區(qū)核心區(qū)的最近距離約

2.6 km。

1.2 廈門中華白海豚保護區(qū)概況

1997年廈門市建立中華白海豚省級自然保護區(qū),于2000年升級為廈門珍稀海洋物種國家級自然保護區(qū)。中華白海豚保護區(qū)核心區(qū)為第一碼頭和嵩嶼聯(lián)線以北、高集海堤以南的35 km2海域,以及鐘宅、劉五店、澳頭、五通4點連線的同安灣口20 km2海域,總面積55 km2。而廈門市其他海域為中華白海豚保護區(qū)外圍保護地帶,面積255 km2。廈門中華白海豚保護區(qū)未細分緩沖區(qū)和實驗區(qū),實行非封閉性管理[10]。本工程附近海域較少發(fā)現(xiàn)中華白海豚的分布[2]。

2 工程建設(shè)對中華白海豚的影響分析

工程建設(shè)對中華白海豚的影響主要是施工期的懸浮泥沙、海纜施工船舶噪聲、施工船舶航行,以及對中華白海豚餌料生物的影響。

2.1 施工期懸浮泥沙對中華白海豚的影響分析

從生理結(jié)構(gòu)上來看,中華白海豚是用肺呼吸的水生哺乳動物,這有別于用鰓呼吸的魚類,它呼吸時頭部露出水面直接呼吸空氣,渾濁的水體對其呼吸影響不大;其視覺不發(fā)達,主要依靠位于頭部的回聲定位系統(tǒng)來探測周圍環(huán)境和識別物體,進行攝食活動和個體間的溝通聯(lián)系[11],由此推測水中泥沙懸浮物的增加對中華白海豚的攝食影響較小。

從生境選擇上來看,中華白海豚對水的透明度、表層和亞表層水溫沒有明顯的偏好[6,12-13]。

從生態(tài)習(xí)性上來說,中華白海豚長期生活在河口海域,通常河口海域水體較渾濁,表明中華白海豚對渾濁水體具有一定的適應(yīng)性。2007年3月19日在雞嶼水域發(fā)現(xiàn)9頭白海豚時,正值退潮,雞嶼附近形成了面積比較大的渾濁區(qū)域,但仍見白海豚在其中自由活動、攝食。2007年11月13日、11月20日在目嶼島與海門島之間,及雞嶼南側(cè)渾濁的海域中發(fā)現(xiàn)10頭中華白海豚,經(jīng)監(jiān)測海水中懸浮物分別為27 mg/L和22 mg/L。另外,經(jīng)取樣監(jiān)測,當時周邊非渾濁區(qū)域海水中懸浮泥沙含量為

11～16 mg/L。

從行為學(xué)上來說,中華白海豚長期的進化使其對外界環(huán)境變化具有一定的趨避能力。懸浮物的負面影響可能會增加海豚體表感染細菌的機會,特別是新生的幼豚,但是考慮到中華白海豚可能會回避施工噪聲滋擾,遠離混濁區(qū),受到的影響可能會比較小[14]。

本工程施工期懸浮泥沙主要是廈門島登陸端電纜人工沖埋,以及中間海域電纜埋設(shè)作業(yè)產(chǎn)生的懸浮泥沙。懸浮泥沙在海水中的沉降、遷移、擴散過程,采用二維對流擴散方程進行計算:

根據(jù)計算,海底電纜鋪設(shè)作業(yè)引起懸浮泥沙濃度增量超過100 mg/L的影響面積約4.11 km2;超過50 mg/L的影響面積約5.43 km2;超過20 mg/L的影響面積約7.39 km2;超過10 mg/L的包絡(luò)面積約9.25 km2(圖1)。由于中華白海豚用肺呼吸,對渾濁水體具有一定的適應(yīng)性和趨避能力,而且中華白海豚靠回聲定位系統(tǒng)覓食、回避敵害和與同伴溝通,因此施工產(chǎn)生的懸浮泥沙濃度增加將對中華白海豚的活動空間有短暫的影響,但不會對中華白海豚的活動產(chǎn)生明顯的影響。工程建設(shè)引起的懸浮泥沙濃度增量10 mg/L的包絡(luò)線,未到達中華白海豚保護區(qū)核心區(qū)邊界,與核心區(qū)邊界距離約1.6 km。而且從近年來中華白海豚觀測結(jié)果來看,該工程附近海域較少發(fā)現(xiàn)中華白海豚的分布。

圖1 施工全過程的懸浮泥沙影響包絡(luò)線

2.2 海纜施工船舶噪聲對中華白海豚的影響分析

美國國家海洋漁業(yè)局(NMFS)頒布的鯨豚類A級(物理性傷害等級)最大可承受聲壓標準為180 dB,以及B級(行為妨礙等級)海洋哺乳動物可承受的單脈沖聲級160 dB和持續(xù)干擾聲級120 dB[15-16]。

施工船舶噪聲對白海豚的影響主要是噪聲源在水中傳播的影響。聲波在淺海的傳播衰減規(guī)律不同于在空氣介質(zhì)傳播,廈門大學(xué)許肖梅等采用射線聲學(xué)模型仿真得到的聲信號隨距離的變化關(guān)系(海深40 m,聲源處于水下3 m,接收機處于水下5 m),大致符合平方反比規(guī)律[17]。廈門大學(xué)許肖梅等對漳州郭坑簋渡鐵路橋附近的兩臺采砂船同時工作的水下噪聲進行測量(測量點水深10 m,水聽器所處深度5 m)結(jié)果為:在距離采砂船較近(5m)時,2.032 k Hz頻點上所測的噪聲譜級為109 d B,在距離為20 m相同的頻點上,所測到的譜級為102 dB,在30 m處所測到的譜級為101 dB。在離采砂船5 m的近距,與在同樣頻點上無采砂船工作時的77.5 dB的水下環(huán)境背景聲相比,噪聲強度提高了約30 d B[18]。隨著傳播距離的增大,譜級逐漸衰減。而船舶產(chǎn)生的機械噪音,可能干擾白海豚用回音定位和個體間交流,增加被船舶傷害的風險。

本工程水下噪聲主要是施工船舶作業(yè)及航行。類比上述監(jiān)測結(jié)果,施工造成水下聲壓在距離施工船舶5 m時,2.032 k Hz頻點上所測的噪聲譜級為109 dB,低于120 dB(非脈沖式噪聲可對動物產(chǎn)生行為妨害的限值)[15],而且隨著傳播距離的增大,聲波能量在傳播中隨距離的增加呈平方反比規(guī)律衰減,主要局限于施工區(qū)域及其周邊?？偟脑肼暭墑e遠低于NMFS頒布的鯨類最大可承受聲壓標準180 d B;對中華白海豚的聽覺影響較小,不會造成中華白海豚的聽力損失。而且施工噪聲具有間歇性,因此其影響范圍有限[16]。

另外,中華白海豚一般可以在喧鬧的海洋環(huán)境噪聲下嬉戲、生存,具有一定的抗水下環(huán)境噪聲干擾的能力,且中華白海豚等海洋生物在受到噪聲影響時,會自動避開游向遠處。工程作業(yè)可能引起中華白海豚的回避行為,對交流產(chǎn)生一定的滋擾影響。

2.3 施工船舶航行對中華白海豚的影響分析

施工期來往的船舶數(shù)量增多,船只的頻繁活動不僅可能造成白海豚生境的割裂,還可能導(dǎo)致中華白海豚因躲避不及,而遭遇船舶的撞擊或螺旋槳的傷害的風險有所提高。船舶撞擊的風險與船只的類型和航行速度有關(guān),船舶的撞擊和螺旋槳致死致傷主要是來自高速航行的船只[14,19]。船舶由遠及近靠近中華白海豚時,如果船舶速度較快,中華白海豚可能沒有足夠的時間反應(yīng),被船體或是螺旋槳撞傷或是致死;如果船舶速度控制在較低的水平,讓中華白海豚有足夠的反應(yīng)時間,可采取適當?shù)奶颖苄袨橐员荛_船舶。Sai等[20]研究發(fā)現(xiàn),中華白海豚對海上船舶交通的反應(yīng)并沒有很明顯的變化,但會影響白海豚的出沒和游行速度。因此,工程施工期要嚴格按照《廈門市中華白海豚保護規(guī)定》中規(guī)定的船舶通航速度,最大航速不得超過8 n mile/h[21],這樣對中華白海豚直接傷害的可能性是比較小的;而且中華白海豚在廈門海域具有較大的活動范圍,對船舶行駛具有一定的適應(yīng)能力和躲避能力。

2.4 對中華白海豚餌料生物的影響

中華白海豚餌料生物魚類的種類主要為鯡科、鳀科、鯔科和石首魚科等魚類。本工程施工對餌料生物的影響主要包括3個方面:①懸浮泥沙對漁業(yè)生存空間的影響;②減少漁業(yè)資源空間;③施工噪聲的影響。

懸浮泥沙對魚類的影響主要表現(xiàn)為直接殺死魚類個體;降低魚類生長率及其對疾病的抵抗力;影響魚類的繁殖;改變其洄游習(xí)性;降低其餌料生物的密度;降低其捕食率等。但施工期對餌料生物的影響不是永久性的,而是可逆的,隨著施工結(jié)束而恢復(fù)。

3 中華白海豚的保護措施

為了降低海底電纜工程建設(shè)對廈門中華白海豚的影響,應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施,以保護中華白海豚及其棲息環(huán)境。

(1)開展施工期中華白海豚活動觀測計劃,密切注意觀察施工船舶周圍區(qū)域是否有中華白海豚出入,應(yīng)在施工現(xiàn)場半徑500 m監(jiān)視范圍內(nèi)連續(xù)監(jiān)測5 min以上[19],確保施工范圍內(nèi)沒有中華白海豚活動后方可開始施工。

(2)開展施工監(jiān)理,并觀察對中華白海豚的影響,必要時立即采取措施,例如利用船只對中華白海豚進行聲學(xué)驅(qū)趕;甚至?xí)簳r停止施工。施工時,應(yīng)密切注意觀察施工船舶周圍海域是否有中華白海豚出沒,若有,應(yīng)立即停止施工,注意避讓,避免施工船舶機械對中華白海豚造成直接傷害等。一旦發(fā)現(xiàn)中華白海豚的異常情況,應(yīng)立即向主管部門報告,并積極配合保護區(qū)主管部門等采取應(yīng)急救助措施。

(3)根據(jù)《廈門市中華白海豚保護規(guī)定》,在廈門中華白海豚自然保護區(qū)內(nèi)進行活動,海上船舶除執(zhí)行緊急任務(wù)或搶險救災(zāi)、救護等特殊情況外,內(nèi)港航速不得超過8節(jié),同安灣海域航速不得超過10節(jié)[21]。本項目施工船舶航速不得超過10節(jié),航行時應(yīng)注意觀察周邊海域的中華白海豚的活動情況。若發(fā)現(xiàn)有中華白海豚活動,則應(yīng)注意避讓,以免對中華白海豚造成傷害。

(4)大力宣傳保護中華白海豚的相關(guān)規(guī)定和獎懲機制,尤其是對海上作業(yè)人員,包括漁民、工程作業(yè)人員以及船只、快艇駕駛員;開展中華白海豚保護及救助方面的宣傳和培訓(xùn),提高對中華白海豚的關(guān)注度及責任感。

(5)環(huán)境監(jiān)測計劃中應(yīng)包括中華白海豚活動觀測計劃。按規(guī)定開展生態(tài)補償,如開展中華白海豚餌料魚類增殖放流等。

4 結(jié)論與展望

廈門英春—圍里海底電纜工程位于廈門中華白海豚保護區(qū)外圍保護地帶,工程施工期懸浮泥沙、施工噪聲、施工船舶往來等可能對中華白海豚及其棲息地產(chǎn)生一定影響,采取相關(guān)環(huán)保措施的情況下,可減緩其影響。

單個海洋工程對廈門中華白海豚的影響可能較小,但長期涉海工程建設(shè)的累積性影響還有待進一步研究。另外,鑒于海洋工程等人類活動對中華白海豚的影響因素復(fù)雜,應(yīng)著手于對人類活動影響機制及多種影響綜合作用的研究,加強對中華白海豚的跟蹤監(jiān)測,提出相應(yīng)的保護措施[22]。