胶州湾站近海生态系统演变综合性野外受控实验平台示意图
胶州湾俯瞰图
胶州湾站科研人员在胶州湾开展调查
赤潮暴发、水母暴发、海星暴发……近年来，一个又一个海洋生态问题在胶州湾接踵而至。当人们再谈起胶州湾时，不由得怀疑这个海湾的生态系统是否正在不断恶化？
山东胶州湾海洋生态系统国家野外科学观测研究站（以下简称“胶州湾站”）的科研人员长期对胶州湾进行“体检”，并于近日发布了胶州湾2021年“健康评估报告”，揭示了胶州湾20多年来生态系统的变化，对上述问题给出了不同的答案。
20年来胶州湾健康状况稳中有升
胶州湾作为青岛的“母亲湾”，承载、见证了青岛这座海洋城市的高速发展，也受到自然变化和人类活动的多重影响，发生过一系列生态问题。
“我们能够看到胶州湾发生的生态灾害，但往往对灾害背后的原因难以觉察。因此需要对胶州湾进行系统调查和研究，解析其生态系统变化背后的驱动因子，建立预警机制及防控措施，为胶州湾的可持续发展提供支撑。”胶州湾站站长孙晓霞说。
胶州湾站是我国温带海域唯一集监测、研究与示范于一体的综合性生态系统国家野外科学观测研究站，隶属于中科院海洋所。“从1981年建站以来，胶州湾站即不定期对胶州湾进行监测。从2003年开始，监测频率增加到每月一次，长期观测站位稳定在14个，基本涵盖了胶州湾主要生态区域。”孙晓霞介绍，得益于长时间综合观测与研究，胶州湾是我国研究最早、最多和相对最透彻的一个海湾。
在研究的过程中，胶州湾站的科研人员也在不断思考：一个生态系统的健康状态应该用哪些标准来衡量？2019年，胶州湾站基于长期观测数据资料，与澳大利亚科研团队合作，确定了胶州湾生态系统健康的气象、水文、化学、生物等关键环境影响因子，建立了胶州湾生态系统健康评估体系，所撰写的《中国近海典型海域生态系统健康评估》报告，作为中国典型案例提交联合国大会，服务于联合国2030年可持续发展目标。
胶州湾2021年“健康评估报告”，基于胶州湾生态系统健康评估体系，对胶州湾生态系统作了最新健康评估。该报告对比分析了自上世纪90年代特别是2000年以来胶州湾生态系统的各项数据，健康评估结果认为：自2003年起，胶州湾的生态系统健康状况稳中有升。
“在全球变暖的背景下，胶州湾气温、水温都在升高，降水量波动较大，可以看出近海生态系统面临着气候变化的挑战。”孙晓霞说。不过，自2011年以来，胶州湾的水环境质量不断好转，富营养化程度减轻。可以说，水体富营养化、酸化、低氧等生态问题在胶州湾并不明显。同时，胶州湾近10年来浮游动物、底栖生物量呈上升趋势。通过近20年来数据对比分析，2021年胶州湾健康评估得分为近20年来最高。
维持胶州湾生态系统健康的重要因素
海湾是海洋中受人类活动影响最大的区域，也是海洋经济发展的核心区域。作为一个集城市建设、工农业发展、生物资源开发、大型海洋工程建设于一体的典型海湾，胶州湾在承受多重压力下，是如何维持生态系统健康的？
“这首先得益于胶州湾自身良好的水体交换能力。”孙晓霞介绍，像所有海湾一样，胶州湾一面向海三面环陆，海湾内外海水的流通性常常受限。不过，胶州湾面积约370平方千米，平均水深只有约7米，相对而言，低水深大大提高了胶州湾水体交换能力，从而增强了其生态系统的恢复力。
当然，胶州湾的生态向好，除了自身原因外，更与青岛对胶州湾开展的一系列海洋环境保护举措高度相符。通过分析，科研人员将胶州湾近百年的环境演变大致分为3个阶段：1980年以前、1980至2000年和2000年至今，胶州湾分别经历了环境的未受污染期——污染期——治理好转期。孙晓霞表示，2000年以来，青岛加强对胶州湾周边工厂企业和生活污水向湾内直接排放的监管，对海岸带实行综合治理，后来更是提出了“环湾保护、拥湾发展”的口号，实施夏季禁渔等一系列措施，促进了胶州湾生态系统状况不断改善，健康状况稳中有升。
“同样不容忽视的是，大量滤食性贝类的存在，也是维持胶州湾生态系统健康的重要因素。”海洋所研究员李新正长期研究海洋底栖生态学，他说，双壳贝类是重要的过滤器和循环器，据推算，胶州湾菲律宾蛤仔养殖区中的蛤仔在夏季仅需12天就能够将水体过滤一遍，而胶州湾的水体自然交换至少需80天，因此这些贝类对于促进胶州湾水体交换意义重大。
胶州湾健康但也隐蔽着生态风险
胶州湾近年来健康状况稳中有升，与此同时，也存在着赤潮暴发、海星暴发等生态问题。如何理解和认识胶州湾发生的一系列生态现象，是海洋界关注的一个焦点。
“人类利用海洋的过程，经历了如同陆地上从狩猎时代到农耕时代的转变。如今人们不仅仅依赖野生捕捞为食，以海水养殖业为标志的蓝色农业正在兴起。”胶州湾站前站长孙松介绍，蓝色农业也会产生像陆地农业那样的“通病”，发生各种自然灾害。2000年之后，胶州湾内贝类养殖业逐渐繁盛。高密度贝类养殖形成的高品质食物不可避免地吸引了大量海星、白泥玛等肉食性动物向养殖区迁移和大量繁殖，加之气候异常，从而形成如陆地虫灾般的灾害。这属于正常的自然现象，并不是生态恶化造成的结果。只要及时采取有效措施，就不会引发较大灾害。
从20世纪90年代以赤潮暴发为主，到近年来赤潮暴发减少、几乎没有水母暴发、间或海星暴发，胶州湾的生态灾害类型在变化。胶州湾科研人员提醒，胶州湾近年来健康状态稳中有升，但其生态风险仍然存在。
科研人员评估发现，相较于上世纪90年代，胶州湾海域近年来水母数量增加了约20种，总数增加了5倍。孙松分析，虽然胶州湾水母增加并没有到暴发的程度，但水母等胶质类浮游动物生物量的升高，将与鱼类等生物进行饵料竞争，也会摄食鱼类的卵和幼体，需要高度警惕生态系统发生结构转变。
同样值得关注的还有，虽然胶州湾大型底栖生物近年来在生物量和栖息密度上有所恢复，但主要是个体较小的物种，像中国近海的渔业资源物种小型化一样，胶州湾大型底栖生物也出现小型化趋势。“贝类、爬行类等底栖生物对生态系统稳定性和健康起到重要作用，必须时刻监测胶州湾底栖生物群落结构及数量变化对生态系统的影响，防范风险，防止生态系统退化甚至崩溃。”孙松说。
力争打造近海治理的全球典范
为什么要对胶州湾生态系统开展长期观测和研究？在胶州湾站的科研人员看来，胶州湾是我国东部沿海发展的一个缩影，是我国近海生态系统的一个典型海域。对胶州湾开展系统研究，能够“一湾看近海”，不仅了解我国近海的环境变化、生态系统状态，而且可以将在胶州湾的研究成果推广到其他近海生态系统上，促进受损生态系统加快修复，实现近海生态系统可持续发展。
孙晓霞介绍，为了更好地对胶州湾进行监测、对其健康状况进行评估，如今，胶州湾站还建立了胶州湾海洋环境实时监测系统，除了每月利用科考船进行调查取样外，这些固定在海洋中的监测系统将自动、连续、实时高频监测胶州湾的水温、盐度、溶解氧、叶绿素等参数。此外，胶州湾站正在建设近海生态系统演变综合性野外受控实验平台，以此开展近海海洋生态系统演变等研究，进一步科学认识胶州湾生态系统演变规律，为建立生态灾害预警预测机制和防控技术体系奠定基础。
“与国内的海湾相比，胶州湾的生态问题并不显著；与国际上切萨皮克湾、纳拉甘西特湾、东京湾和布雷斯特湾等海湾相比，胶州湾也没有发生严重的富营养化等生态状况。”孙松说，受到多重压力下的胶州湾，能够维持一个相对健康的生态系统，这让国内外对于近海生态系统的绿色可持续发展看到了希望。期待全社会关注胶州湾，政府等部门加强对胶州湾监测和研究的支持，进一步发挥国家站作用，把胶州湾打造成维持生态系统健康发展的全球典范。
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