中國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科研究進展與展望

李純厚，齊占會

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部外海漁業(yè)開發(fā)重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，廣東珠江口生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測研究站，廣東 廣州 510300；2.西沙島礁漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)海南省野外科學(xué)觀測研究站，海南 三亞 572018)

漁業(yè)生產(chǎn)包括天然漁業(yè)資源捕撈業(yè)和水產(chǎn)增養(yǎng)殖業(yè)。近年來，受全球漁業(yè)資源衰退和漁業(yè)發(fā)展政策的影響，我國捕撈業(yè)的產(chǎn)量呈下降的趨勢；而水產(chǎn)增養(yǎng)殖業(yè)則自從1985 年確立“以養(yǎng)殖為主”的方針后迅猛發(fā)展，在30 多年的時間內(nèi)幾乎遍布內(nèi)陸和近海所有的可養(yǎng)水域空間，形成了世界獨有的規(guī)模大、強度高、發(fā)展快的業(yè)態(tài)格局，一定程度上可以視作是在較短時間尺度內(nèi)只在我國發(fā)生的人類主導(dǎo)的對自然水域的劇烈改造和利用過程，對自然水域的物理、化學(xué)和生物過程都產(chǎn)生了深遠影響。此外，由于水產(chǎn)品的可持續(xù)產(chǎn)出對于保障我國及全球糧食安全和營養(yǎng)安全發(fā)揮了重要作用，因此氣候變化和其他形式的人類活動對漁業(yè)生產(chǎn)和漁業(yè)水域生態(tài)系統(tǒng)健康的影響也備受關(guān)注。

漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科的主要研究內(nèi)容，包括解析漁業(yè)生態(tài)環(huán)境研究中的理論問題，闡釋有關(guān)概念、定義與基本原理；對漁業(yè)水域的生態(tài)環(huán)境開展持續(xù)監(jiān)測，了解漁業(yè)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀，分析其演變趨勢；揭示漁業(yè)活動對水域生態(tài)環(huán)境的影響機制與關(guān)鍵過程；闡明氣候變化等自然過程和人類活動對漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境和水產(chǎn)品可持續(xù)產(chǎn)出的影響；構(gòu)建受損漁業(yè)水域生態(tài)修復(fù)與生境恢復(fù)的方法與技術(shù)。其目標(biāo)是在實現(xiàn)水產(chǎn)品可持續(xù)產(chǎn)出的同時，確保漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境健康，甚至通過漁業(yè)活動改善環(huán)境狀況，為落實“大食物觀”國家戰(zhàn)略和實施生態(tài)文明建設(shè)提供科技支撐。本文綜述了我國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科各研究領(lǐng)域在近十年所取得的主要進展，并對未來應(yīng)關(guān)注的科學(xué)問題進行了展望。限于作者的專業(yè)領(lǐng)域，本文對研究進展的總結(jié)和所提出的展望都難免掛一漏萬，但希望能為本學(xué)科科研人員、漁業(yè)管理部門和社會公眾提供參考，并引起各方面對漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科的關(guān)注和思考。

1 漁場生態(tài)環(huán)境研究

1.1 深遠海漁場水域

開展深遠海漁場水域的水文、化學(xué)和生物生態(tài)學(xué)調(diào)查分析，揭示漁場分布與水域生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，探討漁場形成機制是漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科的重要研究方向之一。以南海外海漁業(yè)水域為例，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所等單位在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部財政專項“南海漁業(yè)資源調(diào)查與評估”、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“南海陸坡生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)與生物資源的可持續(xù)利用”等項目支持下，在調(diào)查漁業(yè)資源的同時，同步調(diào)查了漁場水域生態(tài)環(huán)境特征和漁場環(huán)境要素，從生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)角度出發(fā)，綜合多環(huán)境變量現(xiàn)場觀測、數(shù)值模擬、室內(nèi)實驗和理論分析等研究手段，分析了漁場水域的關(guān)鍵物理過程、生源要素輸運和循環(huán)過程、浮游生物群落分布及功能、南海漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)與食物網(wǎng)營養(yǎng)動力學(xué)，探討了支撐中層魚生物量的關(guān)鍵生態(tài)動力過程，從生態(tài)環(huán)境角度解析典型漁場的形成機制[1-6]。

1.2 近海重要漁業(yè)水域

在近?！叭龍鲆煌ǖ馈钡戎匾獫O業(yè)水域開展了生態(tài)環(huán)境調(diào)查，分析了漁場分布及其變動的原因。姜濤等[7]通過耳石微化學(xué)等技術(shù)，對長江中下游刀鱭等種類的洄游和分布開展了長期跟蹤研究，探討了重要漁業(yè)生境的現(xiàn)狀和演變趨勢[8-9]。尤其值得指出的是我國自2020 年開始實施長江十年禁漁計劃，這為揭示捕撈壓力對漁業(yè)資源和生態(tài)系統(tǒng)的影響提供了難得的機會。姜濤等[10]對比分析了禁漁前后長江中下游湖泊魚類資源的變動，探討了禁漁政策對資源恢復(fù)的效果。隨著禁漁時間的延長，長江水域漁業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境也將發(fā)生更多的變化，開展持續(xù)的跟蹤監(jiān)測，對揭示捕撈壓力去除后漁業(yè)資源恢復(fù)和生境演變過程有重要的科學(xué)意義。

1.3 近岸淺海和海灣漁業(yè)水域

近岸灘涂和淺海水域尤其是封閉和半封閉的海灣，如膠州灣、桑溝灣和大亞灣等是漁業(yè)活動的重要區(qū)域，近年來國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“人類活動引起的營養(yǎng)物質(zhì)輸入對海灣生態(tài)環(huán)境影響機理與調(diào)控原理”“典型養(yǎng)殖系統(tǒng)對自然水域生態(tài)系統(tǒng)的影響機理”等項目對這些區(qū)域開展了生態(tài)環(huán)境調(diào)查，在掌握漁場環(huán)境要素的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建Ecopath 模型和基于底棲動物群落的生物性狀分析模型等方法，分析了食物鏈組成和生態(tài)轉(zhuǎn)化效率，探討了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動主要路徑和能量傳遞效率，通過與歷史資料對比，分析了典型漁業(yè)水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的演變過程，揭示了生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展階段與穩(wěn)定性，并探討了生態(tài)系統(tǒng)對污水排放、海水養(yǎng)殖和核電廠溫排水等不同類型人類活動的響應(yīng)機制[11-15]。

2 漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價

2.1 長期性連續(xù)監(jiān)測與評價

我國1985 年成立全國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，截止2015 年已有48 家網(wǎng)絡(luò)成員單位。此外，近年來農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門在重要漁業(yè)水域新成立了一批國家漁業(yè)資源環(huán)境觀測平臺，如黑龍江流域漁業(yè)生態(tài)省野外科學(xué)觀測研究站(2022)、白洋淀流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心(2020)、廣東珠江口生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測研究站(2020)、西沙島礁漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測研究站(2023)等，對我國160 多個重要漁業(yè)水域的水質(zhì)[16]、生態(tài)(如浮游生物[17-18]、底棲動物[19]，微生物[20]，赤潮[21]等)、沉積物和生物體四大類要素共18 項指標(biāo)開展了連續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測總面積約1 100 余萬hm2，掌握了漁業(yè)水域的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和健康狀況，為發(fā)布《中國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況公報》提供了生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)資料，為制定科學(xué)合理的漁業(yè)產(chǎn)業(yè)政策提供了必要的參考依據(jù)。對這些長期連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)做更深入的分析挖掘，將有助于進一步明晰漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境的演變過程，揭示漁業(yè)活動對水域生態(tài)環(huán)境的影響機制，預(yù)測典型漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境的演變趨勢。

2.2 階段性全國綜合專項調(diào)查與評價

我國于2017—2019 年開展了第二次全國污染源普查，漁業(yè)方面對全國水產(chǎn)養(yǎng)殖的養(yǎng)殖方式、養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖產(chǎn)量、養(yǎng)殖面積，以及餌料、肥料、漁藥等投入品使用情況進行了綜合調(diào)查。以水產(chǎn)養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖戶為單元，開展了養(yǎng)殖換水量及化學(xué)需氧量、總氮、總磷、氨氮等涉水污染物產(chǎn)生量和排放量監(jiān)測，摸清了階段性水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源基本信息，掌握了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染物的產(chǎn)排水平、變動規(guī)律和主要影響因子，建立了不同養(yǎng)殖模式和品種的產(chǎn)排污系數(shù)，核算了全國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)排污總量。根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》(2020)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷等主要污染物的年排放量分別為66.6、2.2、9.9 和1.6 萬t，分別占畜牧業(yè)的6.7%，20.1%，16.6% 和13.5%，占農(nóng)業(yè)總量的6.2%，10.3%，7.0%和7.6%。2022 年中國水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽(豬牛羊禽) 的產(chǎn)量分別約為5 566 萬t 和9 227萬t[22-23]，據(jù)此估算，單位水產(chǎn)品所產(chǎn)生的化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷分別為12.0、0.4、1.8和0.3 kg/t，分別約占畜禽的11.0%，33.3%，27.6%和22.3%?？梢姛o論在總量上還是單位產(chǎn)量上，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的主要污染物均顯著低于畜牧業(yè)，是相對更加環(huán)境友好和清潔的產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)管理部門在制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策時應(yīng)充分考慮這些情況。

2.3 區(qū)域性專項調(diào)查與評價

近年來，國家高度重視水域生態(tài)環(huán)境健康，對重要水域開展了專項調(diào)查監(jiān)測，如農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2017 年立項了長江和西藏專項，開展水生生物資源和生態(tài)環(huán)境調(diào)查，其中長江專項調(diào)查范圍從長江源(楚瑪爾河和沱沱河) 至長江口(上海)約6 300 余km；西藏專項的調(diào)查范圍包括雅魯藏布江、怒江及瀾滄江干流西藏段共計3 885 km 以及重要通江湖泊。調(diào)查內(nèi)容涵蓋了漁業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，調(diào)查方法以常規(guī)調(diào)查為基礎(chǔ)，結(jié)合遙感、漁業(yè)聲學(xué)、3S 技術(shù)、耳石微化學(xué)等調(diào)查技術(shù)，初步摸清了長江流域和西藏重點水域漁業(yè)資源和環(huán)境“家底”，查明了重點水域生境結(jié)構(gòu)特征，為進一步開展這些水域的資源與生態(tài)環(huán)境保護提供了科學(xué)依據(jù)。

在南海近岸水域和長江、黃河下游水域，海水和淡水“貽貝觀察體系”(mussel watch)開展了漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境調(diào)查，優(yōu)化了新污染源的判別方法和生物質(zhì)量與衛(wèi)生安全風(fēng)險評估模型，建立了潛在生物標(biāo)志物綜合評判方法，以及基于個體水平、細胞水平和分子水平的綜合性毒性效應(yīng)評估指標(biāo)體系，對沿海漁業(yè)水域的有機氯化合物、石油烴、重金屬、微生物、放射性物質(zhì)等主要污染物的時空變化和趨勢進行了監(jiān)測、分析和預(yù)測，并針對性地提出了污染防控措施和治理對策[24-27]。

3 涉漁工程對漁業(yè)水域生態(tài)系統(tǒng)的影響

3.1 核電廠對漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)影響監(jiān)測評價

在氣候變化和全球減排CO2的大背景下，核電作為清潔能源被視為實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和凈零碳排放的重要途徑而廣泛建設(shè)。但是，核電廠建設(shè)的沿海區(qū)域也是漁業(yè)資源捕撈和海水養(yǎng)殖的水域，并且由于福島核事故等負面影響以及環(huán)保意識的增長，公眾對于核電站安全及其對鄰近海域生態(tài)系統(tǒng)的影響格外關(guān)注。近年來，漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科研究了核污水和核廢水排放對漁業(yè)水域生態(tài)系統(tǒng)和水產(chǎn)品質(zhì)量安全的影響。2011 年日本福島發(fā)生核事故后，原國家海洋局于2011—2012 年組織實施了兩個航次的西太平洋放射性監(jiān)測工作，對大氣、海水、海洋生物實施了監(jiān)測，結(jié)果顯示，監(jiān)測海域大氣的空氣吸收劑量率未發(fā)現(xiàn)異常，第二航次海水中銫-137、銫-134 含量較第一航次有所下降，但仍顯著高于核泄漏事故前日本近岸海水背景水平；海洋生物如魷魚(巴特柔魚)、鲯鰍、秋刀魚和鯊魚等魚類樣品中檢測出不同濃度水平的銫-134、銫-137、銀-110m 和鍶-90。Fisher 等[28]也對海洋生物及海產(chǎn)品的食品安全進行了評估。生態(tài)環(huán)境部于2021 和2022 年先后組織開展了中國管轄海域海洋輻射環(huán)境監(jiān)測，結(jié)果表明中國管轄海域海水和海洋生物中人工放射性核素活度濃度未見異常，總體處于歷年漲落范圍內(nèi)。2023 年8 月日本啟動福島核污染水排海，生態(tài)環(huán)境部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部均將加大對海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和海洋水產(chǎn)品核污染風(fēng)險的監(jiān)測力度。

我國的核電廠數(shù)量居于世界第一，2021 年我國商運核電機組達到51 臺，正在建設(shè)的沿海核電廠20 座[22]。近年來，學(xué)者們對濱海核電站建設(shè)與運營對水域生態(tài)環(huán)境的影響也開展了研究。曹藝耀等[29]在2015—2019年對三門核電站周圍環(huán)境輻射水平進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)核電站周圍環(huán)境輻射累積劑量及周邊海產(chǎn)品(紫菜、帶魚、鯔魚)中137Cs的濃度均處于本底水平，低于《食品中放射性物質(zhì)限制濃度標(biāo)準》(GB 14882—94)指導(dǎo)值。Yu 等[30]基于1994—2017 年大亞灣海水、沉積物和生物監(jiān)測數(shù)據(jù)從人工放射性核素137Cs 和90Sr 活度水平、生物輻射劑量和低放廢物長期排放的潛在風(fēng)險等3 個方面評估了大亞灣核電站和嶺澳核電站長期運行對大亞灣海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響，結(jié)果表明大亞灣海水中137Cs 和90Sr 活度分別以7.1 年和11.7年的半衰期隨時間減小，大亞灣海洋生物所受到的總輻射劑量率均低于“安全劑量率參考值”(10 μGy/h)，而人工放射性核素的貢獻僅為～0.01%～0.06%，遠小于天然放射性核素產(chǎn)生的輻射劑量，核電站長期安全運行所排出的低放廢物對大亞灣海洋生態(tài)系統(tǒng)并無輻射安全風(fēng)險。

3.2 核電冷源致災(zāi)生物監(jiān)測與防控

除了輻射性元素外，核電廠冷卻水排放引起的升溫效應(yīng)也可能會對浮游生物和漁業(yè)資源造成影響。蔣朝鵬等[31]分析了秦山核電站溫排水對漁場環(huán)境和魚類分布的影響，發(fā)現(xiàn)秦山核電溫排水形成了暖池效應(yīng)，引起當(dāng)?shù)貪O場屬性的改變，包括漁業(yè)資源數(shù)量呈冬季最高，春夏季較低的特征，并引起部分魚類滯留在溫排水影響區(qū)域越冬，形成新的越冬場和新的漁汛。Liu 等[32]研究了大亞灣核電海域溫排水對浮游生物群落生理代謝的影響，發(fā)現(xiàn)中等升溫區(qū)域(29.4～30 °C)浮游生物群落代謝升高，總初級生產(chǎn)力和群落呼吸率高于高溫(冬季31.4 °C)和極高溫區(qū)域(冬季36 °C)；高溫和極高溫區(qū)域浮游生物表現(xiàn)出異養(yǎng)代謝狀態(tài)。他們認為升溫效應(yīng)會對大亞灣浮游生物群落的碳代謝產(chǎn)生一定的影響，進而降低生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。國家重點研發(fā)計劃項目“濱海核電站取水區(qū)典型致災(zāi)生物立體監(jiān)控系統(tǒng)及應(yīng)用示范”項目調(diào)查了海南昌江核電、福建福清核電、廣東大亞灣核電鄰近海域的生態(tài)環(huán)境特征，結(jié)合核電海域水質(zhì)浮標(biāo)在線連續(xù)監(jiān)測，分析了核電廠鄰近海域水母類、毛蝦[33]、海地瓜[34]、尖筆帽螺[35-37]、球形棕囊藻[20]和馬尾藻等海洋生物的時空分布特征，探討核電廠建設(shè)與運營對水溫、浮游生態(tài)和典型生物繁殖的影響[19,38]。齊占會等[36]跟蹤監(jiān)測了2020 年6—7 月在大亞灣西南部核電站鄰近海域暴發(fā)的尖筆帽螺潮，發(fā)現(xiàn)尖筆帽螺的高密度區(qū)均集中在西南部沿岸區(qū)域，尤其是嶺澳核電站冷源取水口附近，通過對比暴發(fā)前后的水文和葉綠素等環(huán)境因子，提出核電站冷卻水的溫升效應(yīng)、降雨引起的海水鹽度波動以及浮游植物數(shù)量升高可能是誘發(fā)其暴發(fā)的重要原因。

3.3 海上風(fēng)電對漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)影響監(jiān)測與評價

近年來，海上風(fēng)電在沿海水域發(fā)展迅速，形成了重要的涉漁工程。以廣東省為例，至2021 年底全省海上風(fēng)電累計建成投產(chǎn)裝機容量達到400萬 kW，并且“十四五”期間將進一步開工建設(shè)2 200 萬 kW，海上風(fēng)電建設(shè)和運營對漁業(yè)水域資源和生態(tài)環(huán)境的影響，也引起了社會公眾的廣泛關(guān)注，漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科對海上風(fēng)電的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)也開展了監(jiān)測與評價。王騰等[39]和汪潤芝等[40]對比分析了桂山海上風(fēng)電場海域電場內(nèi)外、風(fēng)電建設(shè)區(qū)和運行區(qū)以及風(fēng)電場建設(shè)前后的漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種、物種更替率、資源密度和空間分布特征，發(fā)現(xiàn)與風(fēng)電場建設(shè)前相比，風(fēng)電場建設(shè)期間漁業(yè)群落漁業(yè)群落多樣性和資源密度有所降低；但進入運行階段后，漁業(yè)資源種類數(shù)量和資源密度均有所恢復(fù)，并且風(fēng)電樁基具有一定的人工魚礁效應(yīng)。趙蓓等[41]以唐山樂亭菩提島海上風(fēng)電場為例，評估了海上風(fēng)電場對海洋生態(tài)空間的影響，發(fā)現(xiàn)海上風(fēng)電場施工期噪聲遠大于運營期，海面以上及水下電磁干擾很小，對海洋生態(tài)空間的影響多集中于施工期。張華等[42]以福清興化灣海上風(fēng)電場一期項目為例，探討了海上風(fēng)電場營運對周邊海域的水質(zhì)、沉積物、生態(tài)、漁業(yè)資源等的影響，認為一期項目營運對海洋生態(tài)環(huán)境的影響處于預(yù)測范圍內(nèi)，部分指標(biāo)和程度優(yōu)于影響預(yù)測。

4 水產(chǎn)增養(yǎng)殖活動的環(huán)境效應(yīng)

我國的海淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量均居于世界首位，2022 年養(yǎng)殖產(chǎn)量超過5 500 多萬t[23]，其中海水養(yǎng)殖產(chǎn)量超過2 200 萬t，對于保障國家糧食安全起到了重要作用。但是，我國海水養(yǎng)殖活動集中在近岸海域20 m 以淺的水域，這一區(qū)域同時又是我國人口分布最集中、社會經(jīng)濟和海洋活動最重要的區(qū)域，近海生態(tài)系統(tǒng)健康與生態(tài)安全關(guān)系重大，養(yǎng)殖活動對水域生態(tài)環(huán)境的影響也受到政府管理部門和社會公眾的廣泛關(guān)注。有人主觀的將海域富營養(yǎng)化和藻華暴發(fā)等問題歸因于水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響，認為應(yīng)該對水產(chǎn)養(yǎng)殖采取嚴格限制，甚至完全拆除，而事實上我們對于水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境效應(yīng)，例如水產(chǎn)養(yǎng)殖對水體中的營養(yǎng)物質(zhì)的貢獻量等問題的認知還遠不夠深入。漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科針對這些社會關(guān)切的問題開展研究，基于實驗數(shù)據(jù)，科學(xué)評價水產(chǎn)增養(yǎng)殖的環(huán)境效應(yīng)，為政府管理部門制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策提供科學(xué)依據(jù)。

4.1 近岸海水養(yǎng)殖的營養(yǎng)元素輸入通量

Qi等[43]以大亞灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖為例，基于物質(zhì)平衡原理，構(gòu)建了魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖氮磷通量模型，評估海水魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖的氮磷營養(yǎng)負荷，發(fā)現(xiàn)大亞灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖每年釋放的氮磷分別為206 和39 t，而灣內(nèi)牡蠣養(yǎng)殖移出的氮磷分別約為126 和35 t，綜合考慮，海水養(yǎng)殖每年向大亞灣輸入的氮磷分別約為80 和4 t。對比大亞灣非點源、沉積物、地下水和大氣沉降等途徑輸入的氮磷通量[44-45]，網(wǎng)箱養(yǎng)殖輸入的氮磷僅占總量的1.8% 和0.7%。因此，海水養(yǎng)殖輸入的氮磷遠低于陸源輸入的量，不是海水中氮磷的主要貢獻者，即使把網(wǎng)箱全部拆除對于削減海水中氮磷總量所起的作用也非常有限。水產(chǎn)養(yǎng)殖與水環(huán)境污染之間不是簡單的等號關(guān)系。海水養(yǎng)殖之所以受到關(guān)注，主要是因為它們密集分布在近岸淺水區(qū)域，視覺沖擊大，養(yǎng)殖密度高，加之封閉和半封閉海灣的水動力和水交換作用較弱，污染物滯留時間長，加強了其在局部區(qū)域的環(huán)境效應(yīng)?？梢酝ㄟ^用全價配合飼料替代鮮雜魚餌料，采用多營養(yǎng)層次綜合養(yǎng)殖模式以及向離岸深水區(qū)域遷移等措施來降低養(yǎng)殖自身的污染。

4.2 規(guī)?；ＫB(yǎng)殖的生態(tài)效應(yīng)

齊占會等[46]論述了濾食性貝類規(guī)模化養(yǎng)殖對浮游生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的影響，提出除了直接濾食作用外，也不能忽視貝類養(yǎng)殖的間接作用，如貝類養(yǎng)殖設(shè)施為海鞘等濾食性動物提供了附著基而顯著增加了它們的數(shù)量，進而也增加了對浮游生物的捕食壓力，養(yǎng)殖設(shè)施對水動力的阻礙作用會改變浮游生物在養(yǎng)殖區(qū)的滯留時間，從而增加了浮游生物被貝類或海鞘等濾食的風(fēng)險。除了對浮游生態(tài)產(chǎn)生影響外，規(guī)?；ＫB(yǎng)殖也對沉積環(huán)境中的生物地化反應(yīng)有復(fù)雜影響，Shi 等[47-51]應(yīng)用光化學(xué)平面?zhèn)鞲衅骷夹g(shù)，在桑溝灣、大亞灣、馬裊灣和珠江口等重要漁業(yè)水域開展了比較研究，揭示了沉積物中主要氧化還原電子受體的二維分布特征，探討了不同養(yǎng)殖模式對有機質(zhì)的礦化路徑和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)在魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)有機質(zhì)礦化路徑以硫酸鹽還原為主，而非養(yǎng)殖區(qū)和貝類筏式養(yǎng)殖區(qū)則以鐵氧化物還原為主，微生物的豐度與鐵(Fe2+)、顆粒有機碳(POC)和硫化氫(H2S)顯著相關(guān)；溫度、POC、pH 和鹽度是影響微生物群落特征時空變化的最主要的環(huán)境因子，規(guī)?；邚姸群ＫB(yǎng)殖對沉積物中微生物的群落結(jié)構(gòu)及其功能具有顯著影響。

4.3 陸基池塘養(yǎng)殖的尾水處理

池塘養(yǎng)殖是高度集約化的養(yǎng)殖方式，依賴外源物質(zhì)(飼料等)和能量(電力等)的輸入而獲得高效產(chǎn)出，養(yǎng)殖尾水的排放向環(huán)境中輸入氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)。近年來環(huán)境保護政策愈發(fā)嚴格，海南省于2019 年6 月批準發(fā)布《水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水排放要求》(DB46 T 475-2019)地方標(biāo)準，明確了水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水排放前的處理要求、淡水養(yǎng)殖尾水排放分級要求、海水養(yǎng)殖尾水排放分級要求、尾水標(biāo)準值、測定方法等內(nèi)容；在尾水標(biāo)準值方面，該標(biāo)準提出的淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水懸浮物指標(biāo)的標(biāo)準限值嚴于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相應(yīng)的標(biāo)準限值；海水養(yǎng)殖尾水懸浮物指標(biāo)的一級和二級標(biāo)準限值均嚴于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相應(yīng)的標(biāo)準限值。浙江省也于2023 年發(fā)布了《海水水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水排放要求》(征求意見稿)，規(guī)定了不同類型水域養(yǎng)殖尾水直接排放限值。

過于嚴格的排放標(biāo)準勢必會對養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成嚴重打擊。在這種背景下，養(yǎng)殖尾水的處理技術(shù)成為近年來漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科的重要研究內(nèi)容。龔?fù)麑毜萚52]發(fā)明設(shè)計了“一種加強型三池兩壩水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)”，通過將養(yǎng)殖區(qū)溝渠或邊角池塘進行適當(dāng)改造，將物理沉淀、填料過濾、曝氣氧化、生物同化等集成為一體，凈化不同污染類型的養(yǎng)殖尾水，實現(xiàn)在最低投入的前提下使養(yǎng)殖尾水達標(biāo)排放或循環(huán)利用。該系統(tǒng)旨在凈化養(yǎng)殖尾水改善周邊水環(huán)境，提高養(yǎng)殖尾水循環(huán)利用率。

5 漁業(yè)碳匯與漁業(yè)活動對水域碳匯的影響

在“碳達峰、碳中和”的國家戰(zhàn)略背景下，近岸海域的碳循環(huán)過程和固碳增匯途徑受到高度重視，碳匯漁業(yè)再次成為研究熱點。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所和南海水產(chǎn)研究所等科研機構(gòu)，開展了貝藻碳收支、養(yǎng)殖活動對漁業(yè)水域碳循環(huán)和碳源匯過程的影響等研究，推進了對于漁業(yè)活動碳源匯作用和關(guān)鍵過程的科學(xué)認知，并為探討通過漁業(yè)手段提高海洋碳匯潛力提供了理論依據(jù)。

5.1 漁業(yè)碳匯的概念與基礎(chǔ)理論

唐啟升等[53]基于聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)關(guān)于碳匯和碳源的解釋以及水生植物固碳特點，對2010 年提出的漁業(yè)碳匯和碳匯漁業(yè)的定義進行修訂，強調(diào)了漁業(yè)碳匯功能和增匯的基本表達方式和水生植物在漁業(yè)碳匯中的重要作用，進一步解釋了通過水生藻類養(yǎng)殖、濾食性貝類和魚類等養(yǎng)殖、漁業(yè)生物群體捕撈和增殖等漁業(yè)生產(chǎn)活動促進水生生物“移出和儲存”CO2等溫室氣體的過程和機制，分析了濾食性貝類利用水體中CO2的過程及機制，從能量收支層面論述了使用碳、移出碳、儲存碳和釋放碳4 個碳庫的特征及其數(shù)量關(guān)系，證明了貝類養(yǎng)殖活動提升了養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，并估算了我國近20年近海貝藻養(yǎng)殖碳匯總量和凈碳匯量，提出了健康持續(xù)、深入發(fā)展碳匯漁業(yè)的相關(guān)建議。張永雨等[54]指出通過提高貝藻等的養(yǎng)殖產(chǎn)量使可移出的碳匯增加，應(yīng)是近海藍碳開發(fā)的一部分，而以往被遺漏的碳匯部分如微型生物藍碳、溶解有機碳(主要指惰性溶解有機碳)、顆粒碳的沉積等也都是養(yǎng)殖碳匯的重要組成部分，其提出應(yīng)從不同角度全面揭示近海養(yǎng)殖環(huán)境的碳匯形成過程與機制，科學(xué)評估近海養(yǎng)殖碳匯功能。蔣增杰等[55]概述了濾食性貝類養(yǎng)殖碳匯研究進展，分析了目前相關(guān)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和系統(tǒng)性、以及對關(guān)鍵過程和機理認知等方面存在的問題，提出了后續(xù)在碳匯形成過程和機制的基礎(chǔ)研究、方法學(xué)研發(fā)和交易體系建設(shè)、碳匯擴增模式構(gòu)建和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等亟待研究的問題。

5.2 漁業(yè)碳匯潛力評估與碳匯擴增途徑

在貝藻生物固碳方面，Han 等[56-57]在實驗室和現(xiàn)場條件下研究了牡蠣和馬尾藻生理過程對水體溶解無機碳體系(DIC)的影響，以及單養(yǎng)和混養(yǎng)模式對海水DIC 以及CO2源/匯強度的影響，發(fā)現(xiàn)貝藻混養(yǎng)模式下養(yǎng)殖水體表現(xiàn)為CO2匯。他們測定了深澳灣魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)、牡蠣和龍須菜筏式養(yǎng)殖區(qū)的海水碳酸鹽體系參數(shù)和海-氣界面通量，發(fā)現(xiàn)海水碳酸鹽體系受到養(yǎng)殖物種生物過程的顯著影響，深澳灣在春季表現(xiàn)為CO2的匯，龍須菜養(yǎng)殖區(qū)固碳量最高，通過擴大海藻養(yǎng)殖面積可以提高養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)吸收CO2的能力，是通過漁業(yè)活動擴增海洋碳匯的有效途徑[58]。Li 等[59]和Liu 等[60]研究了桑溝灣貝類和大型藻類單養(yǎng)或混養(yǎng)下海水中無機和有機碳系統(tǒng)的時空變化以及其他環(huán)境因素的變化，發(fā)現(xiàn)除夏季貝類養(yǎng)殖區(qū)向大氣釋放CO2外，所有養(yǎng)殖區(qū)在養(yǎng)殖期都是大氣CO2匯，整個海灣在養(yǎng)殖期是一個較強的CO2匯。張曉雯等[61]估算了2008—2020 年黃海滸苔綠潮暴發(fā)的凈碳匯量，認為年均超過7.8 萬t，高于江蘺、紫菜和裙帶菜等主要養(yǎng)殖藻類年均固碳量，僅次于海帶的年均固碳量，是一個潛在的、不可忽視的海洋碳匯和碳儲途徑

6 污染物監(jiān)測與生物毒性效應(yīng)

在污染物監(jiān)測與毒性效應(yīng)方面，研究了有機磷阻燃劑、類固醇激素、微塑料、金屬氧化物納米顆粒等的來源、遷移轉(zhuǎn)化代謝過程、食物網(wǎng)富集和傳遞效率、生態(tài)系統(tǒng)層面的富集規(guī)律和傳遞機制，探討了污染物的化學(xué)性質(zhì)和生物自身因素對生物富集的影響，討論了不同形態(tài)的代謝物在生物樣品中富集的生態(tài)風(fēng)險和人體健康風(fēng)險[62-63]，為制定漁業(yè)水域污染物的環(huán)境安全限量建議值提供了數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

6.1 多環(huán)芳烴和溢油風(fēng)險評估

近年來研究了多環(huán)芳烴(PAH)-苯并(α)芘(BaP)的生物毒性作用潛在機制，認為BaP 有可能通過改變相關(guān)基因來誘導(dǎo)斑馬魚肝臟的生理反應(yīng)[64]。Mu 等[65-67]研究了雙酚F 和雙酚AF 和鄰苯二甲酸鹽的毒性效應(yīng)，認為雙酚A 替代物的生態(tài)風(fēng)險不容忽視，而雙酚S 是對水生生物較為安全的替代物，對篩選環(huán)境友好型雙酚A 替代物，保護水生生態(tài)環(huán)境提供了重要的參考依據(jù)，同時也探討了PAHs 在水生食物鏈上的遷移轉(zhuǎn)化特征和健康風(fēng)險，提出了對不同類型污染物敏感的生物標(biāo)志物并獲得污染物的標(biāo)準限量建議值。在有機農(nóng)藥和油污染方面，應(yīng)用代謝組學(xué)等手段，在分子水平研究了三銼磷、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、0 號柴油等污染物對羅非魚、翡翠貽貝、紅鯛魚的毒性效應(yīng)，揭示了污染物毒理效應(yīng)在不同性別貝類之間的差異性[68-75]。溢油污染研究方面，賀義雄等[76]研究了不同溢油污染物對個體水平和細胞水平的富集規(guī)律、毒性效應(yīng)、致毒機制、在食物鏈中積累和放大的遷移機制等，給出了溢油對水產(chǎn)品質(zhì)量安全影響結(jié)論并開展了風(fēng)險評估。

Li 等[77]調(diào)查了珠江流域的西北江河網(wǎng)及其河口水域的表層沉積物中PAHs的含量，分析了來源及時空變化趨勢，評估了潛在風(fēng)險，發(fā)現(xiàn)PAHs主要來源于煤焦油和液體燃料燃燒、煤/木材燃燒和石油擴散的混合來源，其在珠江口的生態(tài)風(fēng)險高于上游河網(wǎng)，7 種強致癌多環(huán)芳烴是∑TEQBaP的主要貢獻者，其中引起較高風(fēng)險的化合物為二苯并[a,h] 蒽(DbA) 和苯并[a] 芘(BaP)。汪慧娟等[78]研究了海南省昌化江河口海域生物體中多環(huán)芳烴污染特征，對其來源進行了解析并評價了健康風(fēng)險。

6.2 微塑料和工 程納米顆粒污染特征與毒性效應(yīng)

Zhu 等[79]研究了北黃海海水和沉積物中微塑料的污染現(xiàn)狀和南海深海魚中微塑料的污染特征，分析了聚苯乙烯微塑料對許氏平鮋行為能力和營養(yǎng)品質(zhì)的影響[80]、對海水青鳉胚胎的毒性效應(yīng)[81]和聚苯乙烯微塑料對海洋細菌Halomonas alkaliphila的毒性效應(yīng)[82]。Xia 等[83]研究了桑溝灣淺海養(yǎng)殖區(qū)表層海水中微塑料的豐度、尺寸、顏色、形狀和成分，估算了微塑料在養(yǎng)殖區(qū)表層海水中的現(xiàn)存量，認為浮筏、浮球等養(yǎng)殖設(shè)施是海區(qū)微塑料和沉積物中微塑料的重要來源，并初步證實了天然有機質(zhì)是影響微塑料表面潛在病原性弧菌分布的重要因素。Zhang 等[84]調(diào)查了黃海和渤海沉積物中微塑料平均豐度，探討了微塑料的來源、遷徙和歸宿等環(huán)境行為，也認為海源(包括養(yǎng)殖區(qū)和漁業(yè)活動)是渤海區(qū)微塑料的主要來源。這些研究發(fā)現(xiàn)為海水養(yǎng)殖設(shè)施的選擇提供了參考依據(jù)。

在工程納米顆粒的生物毒性效應(yīng)方面，Xia等[85]和Wang 等[86]分別研究了海洋酸化條件下工程納米顆粒TiO2對海洋微藻小球藻和納米CuO顆粒對海水青鳉胚胎毒性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)海洋酸化會增強TiO2對藻類細胞生長的抑制作用，顯著增加TiO2對藻類細胞的氧化損傷，增加海洋生態(tài)系統(tǒng)中金屬氧化物納米顆粒的潛在風(fēng)險。Zhu 等[87]研究了UV-B 輻射增強環(huán)境下納米TiO2顆粒對小球藻的毒性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)UV-B 輻射增強了納米TiO2顆粒對小球藻的生長抑制，使胞外聚合物對小球藻的保護作用減弱，產(chǎn)生更多的胞內(nèi)氧自由基，引起脂質(zhì)過氧化和細胞損傷。

6.3 重金屬反演溯源與風(fēng)險評估

對典型漁業(yè)水域生物營養(yǎng)級特征和生物體重金屬生物可利用性的研究，建立了重金屬多介質(zhì)長時序污染評估系統(tǒng)和生態(tài)風(fēng)險防控的方法[88-89]。在稀土研究方面，構(gòu)建了沉積物中稀土元素對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險評價方法，評估了珠江口等漁業(yè)水域潮間帶沉積物稀土元素的生態(tài)風(fēng)險概率以及水產(chǎn)品食用風(fēng)險[90-91]。Kuang 等[92]評估了重金屬污染風(fēng)險水平，建立了重金屬地球化學(xué)基線值，為評估海洋重金屬環(huán)境污染風(fēng)險管理提供了新視角。Man 等[93]通過分析柱狀沉積物中的重金屬含量，結(jié)合同位素定年，反演了大亞灣沉積物中重金屬濃度的時間變化特征，從社會經(jīng)濟發(fā)展角度探討了大亞灣沉積物中重金屬的來源，以及重金屬積累和轉(zhuǎn)化的人為源和自然源的雙重影響。

7 漁業(yè)水域生境恢復(fù)與生態(tài)修復(fù)

隨著海洋經(jīng)濟的快速發(fā)展，海岸線開發(fā)和海洋工程建設(shè)對漁業(yè)水域的生態(tài)環(huán)境的影響，以及漁業(yè)水域的生態(tài)修復(fù)和生境恢復(fù)也是近年來漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科的重要研究內(nèi)容。

7.1 河口水域的漁業(yè)資源生境修復(fù)

Zhuang 等[94]研究構(gòu)建了“漂浮濕地+底質(zhì)修復(fù)”為核心技術(shù)的繁育場生境重建技術(shù)和以“柔性漁礁”為核心的索餌場再造技術(shù)，建立了長江口關(guān)鍵漁業(yè)生境綜合修復(fù)技術(shù)體系[95-98]。劉永等[99]研究了紅樹植物對氮磷元素的吸收動力特征，篩選了適于養(yǎng)殖尾水凈化的樹種，建立了基于紅樹植物的生態(tài)凈化和修復(fù)模式，以及漁業(yè)資源增殖與養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)[100-101]，并在珠江口水域開展了重要漁業(yè)資源生境修復(fù)實踐[102-104]。

在牡蠣礁生態(tài)修復(fù)方面，全為民等[105-107]以近江牡蠣和熊本牡蠣為藻礁物種，開發(fā)了牡蠣礁構(gòu)建技術(shù)，建立了以鄰近生境為參照系的牡蠣礁生境功能及價值評估方法、牡蠣礁食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)修復(fù)方法和能流效率評估方法[108-110]。

7.2 池塘和淺海水域的環(huán)境生態(tài)修復(fù)

淡水池塘養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)方面，建立了藻類定向調(diào)控和固化微生物修復(fù)技術(shù)[111]，提出了“凈水漁業(yè)”的理念，并在太湖流域開展了實踐研究，通過投放能濾食水體浮游生物的鰱鳙魚類，降低藍藻等藻類的數(shù)量，進而達到抑制藻華、凈化水質(zhì)的效果。

淺海養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，韓婷婷等[112]持續(xù)開展了海岸帶受損海藻場生態(tài)修復(fù)重建研究，開發(fā)了馬尾藻幼苗度夏培育技術(shù)[113]，研發(fā)了通過控制水體氮磷營養(yǎng)含量的方法防除育苗過程中附生的硅藻和滸苔等雜藻的技術(shù)，建立了馬尾藻網(wǎng)袋捆苗藻礁構(gòu)建技術(shù)、纏繩繞石式藻礁構(gòu)建技術(shù)和粘黏式藻礁構(gòu)建技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)[114]，集成了馬尾藻場生態(tài)修復(fù)重建技術(shù)體系，為受損潮間帶的海藻場修復(fù)提供了科技支撐[115-117]。

8 總結(jié)與展望

漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科的研究內(nèi)容、范疇和重點是隨著漁業(yè)生產(chǎn)活動的變化和漁業(yè)水域出現(xiàn)的新現(xiàn)象、新問題而相應(yīng)改變和發(fā)展的。隨著我國生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護意識的不斷加強，以及對食品質(zhì)量與安全越來越重視，漁業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)科除了繼續(xù)開展傳統(tǒng)領(lǐng)域的研究外，在未來還應(yīng)重視以下4 個方面的研究：

(1) 更加系統(tǒng)和深入的認知我國規(guī)?；瘽O業(yè)活動與環(huán)境的相互作用，加強基礎(chǔ)研究，注意從歷史的視角，系統(tǒng)理解近幾十年來我國規(guī)?；邚姸鹊臐O業(yè)活動對自然水域生態(tài)系統(tǒng)各個方面的影響，客觀的評價漁業(yè)活動的環(huán)境效應(yīng)，正確的評判漁業(yè)活動的生態(tài)價值和社會屬性，為管理部門制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策提供科學(xué)的參考依據(jù)。

(2) 研究海洋酸化、熱浪/冷浪、極端天氣等全球氣候變化，以及生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護、國際關(guān)系、局部戰(zhàn)爭、日本核污染水排放等內(nèi)外部因素對我國漁業(yè)生境及漁業(yè)未來發(fā)展的影響，并提出應(yīng)對策略。

(3) 高度重視遙感、無人機、大數(shù)據(jù)計算模擬、人工智能、高通量測序等新技術(shù)，在環(huán)境監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理分析中的應(yīng)用，以獲得對漁業(yè)水域生態(tài)系統(tǒng)特征、漁業(yè)活動環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)演變預(yù)測等方面更深入和系統(tǒng)的認知。

(4) 研究傳統(tǒng)漁業(yè)水域的生態(tài)系統(tǒng)在漁業(yè)活動影響解除后的自然恢復(fù)過程。例如實施“十年禁漁”政策后，長江漁業(yè)資源在捕撈壓力解除后的自然恢復(fù)過程；很多傳統(tǒng)養(yǎng)殖海灣，如桑溝灣和大亞灣都拆除了部分區(qū)域的養(yǎng)殖設(shè)施，這些水域的生態(tài)和環(huán)境在養(yǎng)殖壓力解除后的自然恢復(fù)和演變過程都是非常值得研究的科學(xué)問題。

（作者聲明本文無實際或潛在的利益沖突）