中华白海豚在水下钻孔爆破工程施工环境下的保护
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第九届珠海海洋知识竞赛题与答案(仅供参考)一、单项选择题(共50题)1、港珠澳大桥是世界(最长)的跨海大桥。
*2、港珠澳大桥工程包括(海中桥隧主体工程);香港、珠海和澳门三地口岸;香港、珠海、澳门三地连接线。
*3、港珠澳大桥( 东)接香港特别行政区,(西)接广东省(珠海市)和澳门特别行政区,是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的重要组成部分。
*4、据不完全统计,港珠澳大桥建设用于施工中的环境监测费、白海豚保护、环保顾问、渔业资源生态损失补偿、有关环保课题研究等费用达到(3.4)亿元。
*5、港珠澳大桥是在“(一国两制)”条件下,粤港澳首次合作共建的超大型基础设施项目。
*6、中华白海豚吃鱼(不经过咀嚼)快速吞食。
*7、海洋污染是指(有害)物质进入海洋环境而造成的污染。
*8、海洋环境监测是以海洋环境为对象,依据规定的法律条例,采用规定的技术、定点、定量进行(取样)的过程,包括海洋水文气象观测、海洋环境监测和海洋环境预报。
*9、海洋生态是指海洋生物之间及海洋生物与其海洋环境之间的(相互)关系。
*10、中华白海豚主要吃河口的(咸淡水小型鱼类),如青鳞鱼、白姑鱼、鲻鱼、棘头梅童鱼、凤鲚、斑鲚、银鲳、乌鲳、白姑鱼、龙头鱼、兰子鱼等。
*11、珠江口沉积物中重金属汞、砷、锌、镉、铅、铜、铬(超标严重),已对海洋环境和沿岸海水养殖造成严重的潜在危害。
*12、香港特区政府(2002年)向中央政府提出了修建港珠澳大桥的建议。
*13、(2009年10月28日),国务院常务会议正式批准港珠澳大桥工程可行性研究报告,标志着港珠澳大桥前期工作顺利完成,工程正式进入实施阶段。
*14、港珠澳大桥建设工程穿越(广东珠江口中华白海豚国家级自然保护区)。
*15、为了保护中华白海豚,港珠澳大桥打桩和挖掘作业施工前,应在施工地点半径(500)米监视范围内连续监测5 分钟以上。
在4-8 月期间施工,施工前监视至少(10)分钟。
第40卷㊀第1期应用海洋学学报Vol 40,No 1㊀2021年2月JournalofAppliedOceanographyFeb.,2021厦门湾中华白海豚:面临的威胁与保护对策王先艳1,2,钟铭鼎1,2,吴福星1,2,戴宇飞1,2,林㊀莉1,2㊀收稿日期:2020⁃08⁃04㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(42076159);自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费资助项目(HE01⁃190505,TIO2015023)㊀作者简介:王先艳(1982 ),男,博士,副研究员;E⁃mail:wangxianyan@tio.org.cn(1.自然资源部第三海洋研究所,福建厦门361005;2.福建省海洋生态保护与修复重点实验室,福建厦门361005)摘要:中华白海豚(Sousachinensis)是国家一级重点保护水生哺乳动物,在我国主要分布于东南沿海的近岸及河口水域㊂厦门湾是中华白海豚重要栖息地之一,同时也是东南沿海经济较为发达的地区㊂自改革开放以来,厦门进行了高强度的海洋开发活动,对中华白海豚及其栖息地造成了较大影响㊂为了保护该物种及其栖息地,厦门市制定了一系列的保护措施,如建立自然保护区㊁跨区域协同管理㊁鱼类资源管护与增殖放流等,取得了较好成效㊂本研究总结了厦门湾中华白海豚所面临的主要威胁,以及为保护中华白海豚及其栖息地所采取的保护措施;分析了目前仍然存在的问题并提出改进建议,如保护区优化调整㊁加强执法监管㊁开展栖息地生态修复等,可为厦门湾及其他海域中华白海豚的保护与管理提供参考与借鉴㊂关键词:海洋生物学;中华白海豚;威胁;管理;保护措施;厦门湾DOI:10.3969/J.ISSN.2095⁃4972.2021.01.015中图分类号:P735文献标识码:A文章编号:2095⁃4972(2021)01⁃0154⁃09㊀㊀中华白海豚(Sousachinensis)是国家一级重点保护水生哺乳动物,濒危野生动植物物种国际贸易公约(theConventiononInternationalTradeinEndangeredSpeciesofWildFaunaandFlora,CITES)附录I物种[1],被国际自然及自然资源保护联盟(theInternationalUnionforConservationofNatureandNaturalResources,IUCN)红色物种名录列为 易危 物种[2]㊂在世界范围内,中华白海豚分布于东印度洋和西太平洋的近岸海域[3⁃6]㊂在我国,中华白海豚栖息于东南沿海的近岸及河口水域[7⁃8],呈斑块状分布,目前主要的分布区包括厦门湾[9⁃11]㊁台湾岛西部近岸海域[12]㊁珠江口[13⁃15]㊁雷州湾[16⁃17]㊁北部湾[18⁃19]及海南岛西南近岸海域[20];福建省宁德海域㊁泉州湾和东山湾以及广东省汕头海域也有少量中华白海豚个体的分布[21⁃22]㊂历史上,在辽宁省庄河市㊁上海市横沙岛㊁浙江省乐清县等海域曾有过中华白海豚误捕或搁浅的案例[7⁃8]㊂厦门湾是中华白海豚的重要栖息地之一㊂上世纪60年代,为了降低中华白海豚对当地渔业资源的竞争,以及探讨其商业价值,福建水产研究所曾在厦门港试捕了36头中华白海豚[23⁃24],依此推测当时厦门湾的中华白海豚数量较多㊂上世纪90年代的调查显示,厦门湾中华白海豚的种群数量已不足100头[9]㊂Chen等(2018)的调查估计,厦门湾中华白海豚种群数量在72头左右,并且种群中成年个体的数量不超过50头,符合IUCN红色物种名录对于极危(CriticallyEndangered,CR)种群的定义[25]㊂此外,Wang等(2016㊁2015)的研究发现,厦门湾中华白海豚与邻近的台湾岛西部近岸㊁东山湾等海域的中华白海豚不存在个体迁移交流,可能是一个相对孤立的地方小种群[26],并且该种群还分隔为两个相对独立的社群[27]㊂改革开放以来,厦门市经济飞速发展,人口剧增㊂1980年至今,厦门市GDP增长900多倍;常住人口由1980年的93万增长至2019年的429万㊂作为旅游城市,厦门市2019年接待游客超1亿人次㊂经济发展与人口增长也伴随着大量的海洋开发活动,而沿海开发活动对中华白海豚这类近岸栖息的物种有着显著影响[6,14,28]㊂本研究总结了厦门湾中华白海豚所面临的主要威胁,以及厦门为保护该物种及其栖息地所采取的一些保护措施;分析了目前厦门湾中华白海豚保护仍然存在的问题,并提出改进建议,以期为厦门湾乃至我国其他海域中华白1期王先艳,等:厦门湾中华白海豚:面临的威胁与保护对策㊃155㊀㊃海豚的保护和管理提供参考和借鉴㊂1㊀厦门湾中华白海豚面临的主要威胁1.1㊀涉海工程自上世纪50年代以来,厦门湾大量的涉海工程建设(围填海㊁海堤建设㊁造桥㊁航道扩建及清淤等)对中华白海豚及其栖息地造成较大影响,主要包括以下几个方面:①涉海工程建设(如围填海)造成中华白海豚栖息地萎缩[29];截止至2017年,厦门湾累积围填海面积约154km2[30](图1),造成大量中华白海豚的自然栖息地永久性丧失㊂②人造海堤等涉海工程对局部海洋环境产生不利影响,如改变地形地貌和水动力环境[31,33],加剧海底淤积和污染物富集[31,34],影响局部海洋生态系统,从而导致中华白海豚栖息地退化㊂③工程建设施工期产生的大量悬浮物㊁高强度水下噪音等会干扰中华白海豚的正常行为,水下爆破产生的冲击波还会对中华白海豚的听觉造成直接伤害,甚至死亡[6,29,35]㊂历史上,厦门湾曾多次发生水下炸礁意外炸死中华白海豚的案例[36⁃37]㊂由于长期涉海工程建设的累积性影响,厦门湾中华白海豚更偏好自然岸线而远离人工岸线,使得种群的分布与栖息地利用等方面与上世纪90年代相比均发生较大改变[32]㊂图1㊀1955 2017年厦门湾围填海状况与目前养殖区示意Fig.1㊀Landreclamationfrom1955to2017andcurrentmaricultureareasinXiamenBay图中资料引自文献[27,30⁃32]㊂1.2㊀渔业活动上世纪末至本世纪初,密集的渔业活动对厦门湾中华白海豚及其栖息地造成了多重的影响,主要包括:①酷渔滥捕加剧了中华白海豚的饵料资源匮乏㊂研究表明,厦门湾渔获量已急剧下降,渔获物高营养层级种类少,渔业资源衰退明显[38],使得中华白海豚面临食物短缺的局面㊂②水产养殖遍布中华白海豚分布密集区(图1),不但侵占和压缩了中华白海豚的栖息地空间[27,39],还会产生水体污染,影响局部海洋生态环境㊂③渔业活动常误捕中华白海豚,废弃渔网形成的海漂垃圾也会缠绕住中华白海豚,造成伤残,甚至死亡[36]㊂野外调查发现,厦门湾中华白海豚种群有高达11.7%的个体身上有明显的与渔业相关的伤口和致畸[39]㊂1.3㊀航运及噪音厦门港是重要的国际性枢纽港[40]㊂上个世纪末以来,厦门湾的货物吞吐量持续飞速增长(图2);此外,轮渡㊁渔船㊁工程船㊁游艇㊁快艇等各类船舶也同样众多,在中华白海豚核心分布区之一的厦门西海域最为密集[27]㊂船只碰撞及螺旋桨打击是厦门湾中华白海豚的重要致死因素之一,如2003年于演武大桥海面发现的一头死亡中华白海豚,经解剖分㊃156㊀㊃应用海洋学学报40卷析鉴定为螺旋桨打击致死;2004年一头于东渡码头发现的死亡中华白海豚幼崽被鉴定为撞击后窒息致死[36]㊂厦门湾中华白海豚对高速行驶的游艇和快艇有强烈应激和规避反应[43]㊂此外,船舶产生的噪音会影响中华白海豚声呐探测和个体间交流,改变其行为模式,甚至导致中华海豚的直接死亡[44⁃45]㊂1.4㊀水体污染厦门湾位于九龙江入海口,九龙江带来的上游污染物加上厦门湾本地排放的工业废水和生活污水对厦门湾水体造成污染㊂厦门湾长期受到九龙江入海的无机氮和活性磷酸盐的困扰,年均污染排放量的波动较大[41⁃42](图2)㊂上世纪,厦门湾中华白海豚体内的Hg㊁Cu㊁Zn等重金属含量非常高,尤其肝脏内Hg含量极高[46]㊂陈炳耀等(2007)的研究表明,厦门湾中华白海豚体内的Cd含量较之前可能增高[47]㊂厦门湾搁浅死亡的中华白海豚体内的多环芳烃(PAHs)总量和致癌类型的多环芳烃比例均较高[48]㊂2013年,研究人员对一头死亡的厦门湾中华白海豚解剖分析发现其正遭受体内寄生虫与消化道疾病的威胁[49]㊂水体污染不同于直接的物理伤害,其危害程度往往不能及时发现,具有长期累积性影响,更难以在短期内彻底改善[6]㊂高浓度的有机物与重金属污染可能影响到中华白海豚的生殖与发育,诱发疾病,引起交配㊁进食以及运动行为的改变[50⁃51]㊂图2㊀1994 2017年厦门市部分中华白海豚致危因素变动曲线Fig.2㊀CurvesofthreateningfactorsonIndo⁃PacifichumpbackdolphinsinXiamenfrom1994to2017图中资料引自文献[41⁃42]㊂2㊀厦门湾中华白海豚的保护措施为了降低以上各类威胁对厦门湾中华白海豚的影响,厦门市采取了一系列相应的保护措施,以保护中华白海豚及其栖息地环境㊂2.1㊀建立自然保护区1997年,厦门市建立中华白海豚省级自然保护区,范围包括第一码头和嵩屿联线以北,高集海堤以南的西海域和钟宅㊁刘五店㊁澳头㊁五通四点联线的同安湾口海域(图3),总面积为55km2,实行非封闭式管理;此外,将厦门市行政区域内的其他海域设为保护区外围保护地带㊂2000年,厦门市将文昌鱼市级自然保护区㊁白鹭省级自然保护区和中华白海豚省级自然保护区整合升级为厦门珍稀海洋物种国家级自然保护区,原中华白海豚保护区范围被划为厦门珍稀海洋物种国家级自然保护区(中华白海豚)核心区(图3)㊂自从保护区建立以来,保护区内的涉海工程㊁渔业捕捞等人类活动都受到一定程度的限制,为保护中华白海豚起到积极作用㊂2.2㊀颁布法律法规上个世纪80年代以来,厦门市政府针对中华白海豚及其栖息地保护颁布了一系列的法律法规或条例㊂1997年出台‘厦门市中华白海豚保护规定“[52],明确规定个人㊁企业以及管理部门在保护区内应该履行的义务,如严禁伤害中华白海豚㊁限制保护区内船速㊁保护中华白海豚饵料等㊂除了对物种1期王先艳,等:厦门湾中华白海豚:面临的威胁与保护对策㊃157㊀㊃图3㊀厦门湾中华白海豚分布Fig.3㊀DistributionofIndo⁃PacifichumpbackdolphinsinXiamenBay保护的直接立法外,合理的海洋管理也对中华白海豚及其栖息地保护起到积极作用㊂1993年起,厦门市以海岸带综合管理(ICM)为框架制定了一系列开创性的海洋管理与保护政策,如‘厦门市海域使用管理条例“(1997年)[53]与‘厦门市海洋环境保护若干规定“(2009年)[54],是我国最早的海域使用管理和生态补偿制度法规之一,规定企业使用海域需要得到政府许可,使用后造成生态破坏需要支付补偿[55],有效加强了对沿岸开发活动的管理㊂近年来厦门市实行的环境治理保护规划,如‘海洋生态文明示范区发展规划“(2012年)[56]㊁‘厦门市海洋环境保护规划“(2016 2020年)[57]㊁‘厦门海域水环境污染治理方案“(2015)[58]等,旨在改善厦门沿岸与海域环境,对保护中华白海豚的栖息地环境也起到积极作用㊂2.3㊀加强涉海工程监管‘中华人民共和国环境影响评价法“[59]对于海洋工程环境影响有一套系统的审批制度㊂厦门市根据自己的特定环境,在涉海工程审批时考虑到对中华白海豚及其生境的影响,增设了相关的评估流程㊂同时规定在施工期应当给予重点保护,如设立监测瞭望船,采用 声墙驱赶 ㊁ 气泡帷幕 等方式驱赶靠近施工水域的中华白海豚,降低水下冲击波对中华白海豚的影响㊂相关主管部门和科研单位为施工期监管提供技术支持,并研发了水下爆破远程水声监测系统㊁水声信号驱赶装置[60],旨在降低涉海工程施工对中华白海豚的影响㊂在工程竣工后的营运期,还需对工程附近水域中华白海豚的活动情况进行跟踪监测与评估,及时判断工程建设对中华白海豚的实际影响㊂一些科研单位通过长期的监测,建立了厦门湾中华白海豚种群个体识别数据库并对其种群状况进行了动态分析[25,61],为评估工程建设对中华白海豚的影响提供了科学依据㊂2.4㊀鱼类资源管护为保护和恢复厦门湾的渔业资源,改善中华白海豚饵料的短缺状况,厦门市先后制定了一系列政策与措施:①1997年制定了‘厦门市中华白海豚保护规定“,明确规定保护区内严格禁止底拖网和高2m㊁连续长度150m以上的流刺网作业[52];2008年,厦门市在特定海区(如五缘湾㊁同安湾口)设置禁渔区,常年禁止一切捕捞和养殖行为㊂②严格执行伏季休渔政策,并与邻近的漳州市和泉州市联合打击非法渔业活动㊂③2006年以来,厦门市逐渐清退海水养殖产业,扩展中华白海豚的生存空间㊂2017年的海水养殖面积仅为峰值时期的1/9(图2)㊂④开展渔业资源的增殖放流,从2003年开始,厦门市渔业资源增殖放流累积达165137.4万尾,放流的鱼类包括黄鳍鲷(Acanthopagruslatus)㊁真鲷(Pagrusma⁃㊃158㊀㊃应用海洋学学报40卷jor)㊁黑鲷(Acanthopagrusschlegelii)㊁白氏文昌鱼(Branchiostomabelcheri)和大黄鱼(Larimichthyscro⁃cea)等[41]㊂2.5㊀海域环境综合治理自上世纪80年代以来,厦门市开展了一系列海洋环境治理与修复工程,如建立了海漂垃圾治理体系,一定程度上缓解了中华白海豚栖息地环境质量的恶化㊂厦门市政府立法对海岸和无人岛进行保护与管理,先后将7个建成的海堤进行拆除或开口改造,改善了水动力环境,并对污染严重的内湾㊁海域㊁无人岛开展了清淤㊁截污㊁建设污水处理厂以及红树林种植等生态修复措施㊂2015年,厦门市与旧金山市建立了海洋垃圾防治合作关系,共同探究海漂垃圾防治策略㊂2017年,厦门首次启用了海漂垃圾预测系统,监测并预报九龙江输入垃圾的漂浮轨迹和最佳拦截点,使清洁治理高效化㊂对比2015年与2009年厦门湾的海漂垃圾状况,除九龙江口外,厦门湾其他海域垃圾总量与密度均有较大幅度下降[62]㊂2.6㊀跨区域协同管理近年来,厦门市重点关注中华白海豚的跨区域协调管理,如与漳州市㊁泉州市等开展联合增殖放流㊁联合打击非法捕捞与海砂开采等㊂目前,已初步建立了厦门㊁漳州㊁泉州三地中华白海豚保护工作联动机制,这对厦门湾中华白海豚的保护至关重要,因为中华白海豚不仅分布于厦门海域,邻近的漳州㊁泉州海域也是中华白海豚的重要栖息地[27,32]㊂2.7㊀公众参与厦门市积极推进海洋环境与物种保护的科普宣传,增强了公众环保意识,提高了群众素质,为环境影响评价公众参与的实施提供了基础㊂厦门市在多所学校及科研院所创建了 全国海洋科普教育基地 ,并在中华白海豚救助站的基础上建立了科普馆,以提高民众的海洋保护意识,并积极致力于通过国内国际专题活动进行海洋保护经验交流与科普宣传,如通过 世界海洋日暨全国海洋宣传日 活动进行公众科普教育;自2005年以来每年举办 厦门国际海洋周 进行国际海洋管理㊁科学技术的交流,现已具有较大的影响力;2018年起开始举办 中华白海豚保护宣传日 活动,并开展海豚搁浅救助讲座等,增强广大市民对中华白海豚的了解和认识㊂3㊀存在问题与建议厦门市针对中华白海豚面临的威胁采取了一系列保护措施,取得了一定的成效,但城市经济的发展和中华白海豚保护之间的矛盾仍然突出㊂针对厦门湾中华白海豚的现状,目前所采取的保护措施仍存在一些问题,亟需优化改进㊂3.1㊀自然保护区优化调整2000年设立的厦门珍稀海洋物种国家级自然保护区将厦门西海域和同安湾口两处当时中华白海豚活动最为频繁的水域划为核心区,但目前中华白海豚的分布已发生较大的改变,核心保护区外的九龙江口㊁大嶝岛㊁围头湾㊁浯屿等海域现已成为中华白海豚的重要栖息地[11,27](图3),尤其是九龙江口与大嶝岛海域还是厦门湾中华白海豚重要的抚幼场所[61]㊂现有的保护区范围不能很好地覆盖厦门湾中华白海豚的重要栖息地,亟需优化调整㊂因此,有必要将目前中华白海豚分布较多的九龙江口和大嶝岛海域调整为核心区;将厦门湾中华白海豚东㊁西部社群迁移的唯一通道 厦门岛和小金门岛之间的海域[27]调整为一般控制区㊂此外,建议调整后的保护区将包含多地的行政管辖海域,应加强跨区域的协同管理㊂3.2㊀加强执法监管厦门珍稀海洋物种国家级自然保护区(中华白海豚)核心区位于港口航道,紧靠城市,管理难度较大,实行的是非封闭式管理,虽然制定了法规对保护区内的船速㊁渔业活动以及工业活动进行了一定限制,但野外调查过程中,经常发现保护区内非法渔业活动㊁限速区内快艇超速行驶㊁涉海工程施工期监测与驱赶不到位㊁废弃渔具无人清理等现象㊂因此,应该进一步加强保护区的执法力度,切实做到保护区内的人类活动依法依规而行;除了保护区内,九龙江口㊁大嶝岛等海域也是中华白海豚的重要栖息地,应加强对这些保护区外中华白海豚重要栖息地的保护和管理㊂船舶限速可通过船舶自动识别进行严格管理,其违规行为应该被警告与追查[63];涉海工程区域可设立监控禁区,如有中华白海豚靠近,应停止施工,以降低工程施工对中华白海豚的影响[29]㊂3.3㊀加强中华白海豚及其栖息地环境监测厦门湾中华白海豚种群数量非常小,易受栖息地环境的干扰而产生较大影响,种群及其栖息地环境的动态监测对其种群的延续尤为重要[64]㊂目前,厦门湾中华白海豚及其栖息地环境监测主要存在以下不足:①虽然不同时期都有不同的科研团队对厦门湾中华白海豚开展过调查,但这些调查不连续,不能及时了解厦门湾中华白海豚的种群动态,而且不同团队采取的调查方法不同,不能很好地的进行纵向比较㊂②厦门邻近的泉州和漳州沿海海域未开展1期王先艳,等:厦门湾中华白海豚:面临的威胁与保护对策㊃159㊀㊃长期监测,缺乏基础数据㊂③厦门湾中华白海豚栖息地的环境质量㊁承载能力等方面研究不足㊂④涉海工程的环境影响评价都是针对某个特定的工程,但厦门湾几十年来大量涉海工程建设对中华白海豚的累积性影响并不清楚㊂⑤目前增殖放流的鱼类品种过于单一,仅包含了鲈形目中的鲷科和石首鱼科,而已知的中华白海豚主要食物种类包括颌针鱼目㊁鲱形目㊁鲈形目和蝶形目在内的4目12科17种鱼类[65],应根据中华白海豚的食性对增殖放流的鱼类进行适当调整,并对增殖放流的效果进行跟踪评估㊂因此,应建立厦门湾中华白海豚及其栖息地环境综合监测体系,采用现代先进技术,如固定翼无人机㊁卫星遥感㊁基于5G技术的实时监控等手段,对厦门湾中华白海豚的种群动态㊁行为㊁栖息地环境及人类活动对中华白海豚的累积性影响等进行长期监测与评估,及时了解厦门湾中华白海豚的种群动态和栖息地环境变化,为管理部门的最终决策提供科学依据㊂3.4㊀开展中华白海豚受损栖息地生态修复厦门湾内,许多原来中华白海豚的重要分布区域(如杏林湾㊁马銮湾㊁筼筜湖[9]和同安湾[32])由于兴建海堤㊁桥梁和清淤等导致栖息地的永久性丧失或功能下降,这些海域观测到的中华白海豚数量与频次均已大大降低,甚至绝迹[9,61,66]㊂因此,在加强中华白海豚现有关键栖息地保护的同时,应开展中华白海豚栖息地的生态修复研究,对部分受损的栖息地实施生态修复,拓展厦门湾中华白海豚的适宜生存空间㊂值得注意的是,中华白海豚栖息地的生态修复不是简单地通过清淤㊁拆除网箱等手段来扩展海域空间,应通过系统的科学研究与论证,掌握中华白海豚对栖息地环境的生态需求,制定中华白海豚栖息地生态修复的相关标准,进而在受损栖息地开展生态修复工程,并对生态修复的效果进行评估㊂4㊀结论改革开放以来,随着厦门市经济快速发展,人口剧增,同时也伴随着大量的海洋开发活动,威胁着中华白海豚及其栖息地环境㊂厦门城市经济的发展和中华白海豚栖息地的演变是我国沿海经济发展与海洋环境变迁的一个缩影,厦门湾中华白海豚的保护和管理具有一定的代表性㊂本研究归纳总结了厦门湾中华白海豚面临的各种威胁因素以及厦门市为保护中华白海豚所采取的一系列保护措施,积极保护中华白海豚及其栖息地并取得了一定成效;同时针对目前的保护措施存在的不足提出了改进建议,如保护区优化调整㊁加强执法监管㊁开展栖息地生态修复等,可为厦门湾乃至我国其他地方中华白海豚的保护和管理提供参考和借鉴㊂参考文献:[1]㊀CITES.CITESappendices[EB/OL].[2020⁃07⁃25].https://www.cites.org.[2]㊀IUCN.TheIUCNredlistofthreatenedspecies[EB/OL].[2020⁃07⁃25].https://www.iucnredlist.org.[3]㊀PARRAGJ,JEFFERSONTA.Humpbackdolphins:Sousateuszii,S.plumbea,S.chinensisandS.sahulensis[M]//WÜRSIGB,THEWISSENJGM,KOVACSKM.Encyclopediaofmarinemammals.London:Elsevier,2018:483⁃489.[4]㊀JEFFERSONTA,ROSENBAUMHC.Taxonomicrevisionofthehumpbackdolphins(Sousaspp.),anddescriptionofanewspeciesfromAustralia[J].MarineMammalScience,2014,30(4):1494⁃1541.[5]㊀PERRINWF,ROSELPE,CIPRIANOF.Howtocontendwithparaphylyinthetaxonomyofthedelphininecetaceans?[J].MarineMammalScience,2013,29(4):567⁃588.[6]㊀JEFFERSONTA,SMITHBD.Re⁃assessmentoftheconservationstatusoftheIndo⁃Pacifichumpbackdolphin(Sousachinen⁃sis)usingtheIUCNRedListcriteria[M]//CURRYBE.Advancesinmarinebiology.Orlando:Elsevier,2016:1⁃26.[7]㊀徐信荣,陈炳耀.中华白海豚(Sousachinensis)生物学研究进展[J].南京师大学报(自然科学版),2013,36(4):126⁃133.[8]㊀陈裕隆,陈加林,何容飞,等.中华白海豚保护与研究进展[J].海洋环境科学,2004,23(3):65⁃70.[9]㊀刘文华,黄宗国.厦门中华白海豚的分布和数量[J].海洋学报,2000,22(6):95⁃101.[10]㊀CHENBY,ZHENGDM,ZHAIFF,etal.Abundance,distributionandconservationofChineseWhiteDolphins(Sousachinensis)inXiamen,China[J].MammalianBiology,2008,73(2):156⁃164.[11]㊀吴福星,王先艳,丁晓辉,等.厦门水域中华白海豚出现于围头湾[J].兽类学报,2019,39(6):608⁃613.[12]㊀WANGJY,YANGSC,FRUETPF,etal.Mark⁃recaptureanalysisofthecriticallyendangeredeasternTaiwanStraitpopula⁃tionofIndo⁃Pacifichumpbackdolphins(Sousachinensis):implicationsforconservation[J].BulletinofMarineScience,2012,88(4):885⁃902.[13]㊀JEFFERSONTA,LEATHERWOODS.DistributionandabundanceofIndo⁃Pacifichump⁃backeddolphins(Sousachinensis㊃160㊀㊃应用海洋学学报40卷Osbeck,1765)inHongKongwaters[J].AsianMarineBiology,1997,14(93):93⁃110.[14]㊀JEFFERSONTA.PopulationbiologyoftheIndo⁃Pacifichump⁃backeddolphininHongKongwaters[J].WildlifeMonographs,2000,64(144):1⁃65.[15]㊀CHENT,HUNGSK,QIUYS,etal.Distribution,abundance,andindividualmovementsofIndo⁃Pacifichumpbackdolphins(Sousachinensis)inthePearlRiverEstuary,China[J].Mammalia,2010,74(2):117⁃125.[16]㊀XUXR,SONGJY,ZHANGZH,etal.Theworld 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东山湾,台湾岛的西部海域,广东的韩江口、珠江口、漠阳江口、雷州半岛东部海域、海南三亚附近海域以及广西北部湾等,其中珠江口水域(包括香港澳门以及江门水域)数量最多,超过2000头。
受人类活动和多种因素影响,目前我国中华白海豚生存面临着很大的威胁。
二、港珠澳大桥施工期的中华白海
豚保护工作
港珠澳大桥作为粤港澳大湾区的先导工程,是我国第一座在“一国两制”框架下跨越粤港澳三地海域的跨境海洋工程。
港珠澳大桥建设期,在珠江口中华白海豚国家级自然保护区管理局的努力以及港珠澳大桥管理
20152016
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中华白海豚。
因此,保护区管理局根据港珠澳大桥工程施工计划和进度,组织举办中华白海豚保护培训班(图),培训内容涉及中央、广东省政府文件要求,国家法律法规,参观珠江口中华白海豚国家级自然保护区,了解中华白海豚生活习性,学习施工缓解措施以及参观标本室、观看中华白海豚野外活动影片等。
参与港珠澳大桥建设的管理和施工人员通过培训了施工船船速均控制在10节以下,没有超速现象及船只撞死撞伤中华白海豚事故发生。
(五)开展中华白海豚保护措施及施工缓解措施检查
根据施工对中华白海豚的影响分析,开展施工海域水下噪声监测评估,通过定期现场巡查和不定期联合现场监管,确保打桩、挖泥、抛石等施工对中华白海豚保护的安全距离。
在施工期间,特别是对中华白海豚影响较大的施工前,加强各种施工前海豚观察与瞭望(图2),严格要求施工现场的海豚观察员进行5分钟的海面观测,确保施工范围内没有海豚出现,
图2 海豚观察员现场观察与瞭望。
海上施工减轻海洋环境污染措施
1.减少施工过程泥沙入海措施
钻孔桩泥浆排放经沉淀池进行沉淀处理,防止高浊度污水漫流或直接流入海中。
在岸边利用低洼地开挖作为沉淀池,单个容量1000m3,沉淀池分级设计。
工程施工时混凝土采用商品混凝土运输过程中防止混凝土、水泥浆入海而污染海域环境。
2.防止施工船舶事故对海域污染影响措施
施工中加强施工船舶污染物排放控制,并注意防止船舶事故对海域污染影响。
施工船舶污染物排放应执行GB3552-83《船舶污染物排放标准》,禁止含油污水和船舶垃圾未经处理就近排放入海,施工船舶若无配备相应处理设施,委托有资质单位进行收集处理。
严格施工船舶进出港及施工作业管理、港内锚泊管理制度,制定严格防范措施,防止施工船舶溢油事故,并与海事部门和港务部门订立溢油事故应急处理协议。
作好海上施工作业与港区生产作业相互协调,并就海上作业安排、航道利用等事宜与相关港务部门建立联系,把工程施工和港区生产相互制约因素降到最低程度。
3.减少施工期对珍惜海洋物种和渔业资源影响措施
通过采取前述减少施工泥砂入海一系列措施,减少施工期海域水质SPM 增量影响范围,减少悬浮泥砂对中华白海豚活动影响和泥砂沉积作用对文昌鱼生境破坏。
减少施工对中华白海豚生境及渔业资源影响措施:
采用先进施工方法;同时可考虑钻孔桩及墩身施工时噪声的污染,通过对工程海域观测,配合采用“声墙驱赶法”使白海豚离开该范围,进一步减少对白海豚的影响。
保护中华白海豚的措施作为世界上最濒危的海洋哺乳动物之一,中华白海豚面临着长期的生存威胁。
它们生活在中国南部和香港附近的沿海水域,但由于生存环境的恶化和人类活动的干扰,中华白海豚的数量急剧减少。
为了保护这种珍稀的动物,需要采取一系列的措施来保护它们的栖息地和生存状况。
本文将探讨保护中华白海豚的措施,并分析这些措施的作用和影响。
首先,保护中华白海豚需要重视保护它们的栖息地。
海洋污染、废弃渔网和建筑活动对中华白海豚的栖息地造成了严重破坏。
因此,保护中华白海豚的第一步是保护它们的栖息地,减少污染和破坏。
为此,政府可以制定相关的环保法律和政策,加强对沿海环境的管理和监测,限制工业和城市建设对海洋环境的破坏。
另外,可以对污染和破坏栖息地的行为进行处罚和处罚,形成良好的社会氛围,提高公众保护海洋环境的意识。
其次,保护中华白海豚需要控制渔业活动。
过度捕捞对中华白海豚的生存和繁殖造成了巨大影响。
为了保护中华白海豚,需要合理规划和管理渔业活动。
政府可以通过设立海洋保护区和禁渔区来限制渔业活动,保护中华白海豚的栖息地。
另外,加强对渔业活动的监测和管理,防止过度捕捞和滥用渔网等行为,保护中华白海豚的食物资源和生存空间。
此外,还可以鼓励发展可持续渔业,推动渔民使用环保的渔具和渔业技术,减少对中华白海豚的干扰和损害。
再次,保护中华白海豚需要加强科学研究和监测。
了解中华白海豚的生存状况和生态习性,对制定保护计划和措施至关重要。
因此,需要加强对中华白海豚的科学研究和监测工作,了解它们的数量、分布、繁殖状况和生活习性。
借助现代科技手段,如卫星追踪、水下录音和摄像等技术,对中华白海豚进行实时监测和记录,为保护工作提供科学依据和数据支持。
另外,还需要开展中华白海豚的保护教育和宣传活动,提高公众对中华白海豚保护的重视和参与度。
此外,保护中华白海豚需要加强国际合作和交流。
中华白海豚属于全球濒危物种,需要国际社会共同合作来保护。
政府可以加强与邻近国家和国际组织的合作,共同保护中华白海豚的栖息地和生存环境。
港珠澳大桥的“科技密码”①远眺,全长55公里双向六车道的港珠澳大桥宛若蛟龙,蜿蜒腾越于蔚蓝色的海面上。
大桥将珠三角地区连成一片,珠海、澳门同香港间的车程由3小时缩短至半小时,形成港珠澳一小时经济生活圈。
②这是世界上最长的跨海桥梁工程,也是一座名副其实的科技大桥。
③根据规划,港珠澳大桥工程项目要穿越30万吨级巨轮通行的航道,同时毗邻香港国际机场。
大桥要满足30万吨级巨轮通行的需求就得建高,要满足附近机场航班降落的限高需求又得建矮。
经过综合考量,大桥的最合理方案确定为“桥、岛、隧交通集群工程”,即在航道海域大桥沉入海底,搭建深埋沉管隧道,同时在隧道两端建起人工岛连接桥身。
④外海人工建岛和海底沉管隧道,是港珠澳大桥建设的难中之难。
⑤从上空俯瞰港珠澳大桥,巨龙在离岸20多公里处倏忽隐没,再在6公里外腾空而起,隧道两端的小岛状似蚝贝,工作人员都亲切地称其为“贝壳岛”,这是在外海“无中生有”造出的两座面积10万平方米的小岛。
科研人员设计了多个方案,最后探索出外海快速筑岛技术,即用120个巨型钢圆筒直接固定在海床上并插入海底,再在中间填土形成人工岛。
每个圆筒直径有22米,大概和篮球场一般大;最高达51米,相当于18层楼高;重达550吨,与一架A380“空中客车”相当。
工程当年开工,当年成岛,创造了世界纪录。
⑥海底沉管隧道,同样也是庞然大物。
5.6公里的沉管隧道由33个巨型混凝土管节组成,每个管节长180米、宽38米、高11.4米,重量达8万吨。
要让33节巨型管节在水下近50米的海底软基环境下对接安放,难度堪比航天器交会对接,需要精准的遥控、测绘、超算等一系列技术支撑。
面对世界首例深埋沉管的岛隧工程,多个单位的科研人员合作攻关,创造性地运用“半刚性”沉管新结构技术,飞越了这一国际“技术禁区”。
⑦这是世界最大的钢结构桥梁,能抗16级台风、7级地震,设计使用寿命长达120年,大桥仅主梁钢板用量就高达42万吨,相当于10座鸟巢或60座埃菲尔铁塔的重量,这在我国桥梁史上是从未有过的,大桥的钢桥面铺装面积达50万平方米,也创造了世界纪录。
中华白海豚在水下钻孔爆破工程施工环境下的保护作者:黄智维来源:《珠江水运》2014年第05期摘要:通过对水下爆破能量的传播方式、特性及国内外有关研究试验成果分析,阐述了水下爆破效应对海洋生物的损害机理及造成损害的主要因素,结合工程实例,介绍了保护白海豚等水生物的具体措施和方法,为类似工程提供借鉴。
关键词:中华白海豚水下钻孔爆破保护冲击波水下爆破作为一种工程施工措施,广泛应用于内河和海洋工程,主要是为了炸除礁石,达到增加水深拓宽航道的目的,在航道疏浚整治、港口建设改造等水运工程中发挥着越来越重要的作用。
但是水下爆破所凸现的负面效应不能小视,它对周围环境的危害范围比在陆地上更广,不单对水中、岸边建筑物、一定水域范围内的设备、人员产生严重危害,更会对水中生物造成致命伤害,近年来厦门周边海域不断增多的海洋工程对中华白海豚等海洋生物的种群生存构成了严重威胁。
1.白海豚的生理习性中华白海豚是国家一级保护动物,为鲸类水生物,属哺乳类动物,摄食消化系统与陆上哺乳动物一样,拥有牙齿、食道、胃、肝、脾、肠。
用肺呼吸,眼睛较小,视力较差,拥有复杂的回声定位系统,反应极其迅速准确,可以测出前面物体的大小、形状、密度结构和属性,并作出判断和反应。
喜欢栖息在亚热带海区的河口咸淡水交汇水域,在我国主要分布在东南部沿海,厦门白海豚主要分布在厦门的西港、鸡屿、海门岛及目屿附近。
2.水下钻孔爆破施工工艺及对白海豚的影响2 . 1水下钻孔爆破施工工艺水下钻孔爆破是水下爆破的一种形式,这种方法能充分利用炸药的能量去破碎岩体,爆破效果较好,爆破单位体积岩石消耗的炸药量及爆破产生的冲击波相比其它水下爆破方法小。
随着水下爆破施工技术的不断发展进步,这种方法在工程量大或深水下的岩层开挖工程中优势明显,已经成为现代水下岩石工程爆破的主要方法。
水下钻孔爆破一般采用钻机船作为施工平台,船体一侧安装潜孔冲击钻机,配备适宜的空压机。
施工时,钻机船通过抛设的锚缆加以固定,并通过松紧锚缆进行移船定位;靠水下套管的保护,潜孔冲击钻对水下岩体进行冲击钻孔,钻探形成完整的炮孔;每一孔钻探完成符合设计要求后,在孔内填装条形炸药,炸药内安放非电导爆管雷管,然后重复上述步骤;当全部炮孔完成装药后,将所有非电导爆管雷管联接,接上主线即可引爆。
2 . 2水下钻孔爆破能量的传播方式水下钻孔爆破是炸药在水下发生的一种激烈迅速的化学物理变化过程,炮孔内的炸药在窄小的空间瞬间释放出巨大的能量,形成高温、高压、高速的爆炸产物,强烈地冲击周围介质,并向四周传播扩散。
炸药爆炸时,首先是爆轰形成岩体动应力场,引起岩体变形破碎,后随而来的爆轰气体膨胀作功,对岩体进行复杂的应力作用,使岩体遭到破坏。
这一过程中岩体瞬间受到外界极大冲击载荷,形成岩石中的应力波,它以地震波的形式向外传播。
当爆破产物以极高速度向周围分散时,强烈地压缩药包附近的水介质,由于水的压缩性很小,它积蓄能量的能力有限,水体就成为传导压力波的良好介质。
爆炸形成了高温、高压的爆炸气态产物,压力远远超过了周围水介质的静压,使周围水介质的压力、密度、温度突跃升高,形成以超声速向外传播的间断面,这就是水中冲击波。
爆破冲击波产生后,爆破产物还以低于冲击波的速度向四周运动,在水中以气泡的形式存在并继续膨胀,推动周围的水作径向流动。
气泡内的压力随着体积膨胀不断下降,降到周围介质的静压时也不停止。
由于水流的惯性运动,周围的水开始反向运动,向中心聚合压缩气泡,气泡内压力又逐步升高至高于周围静压力,一直到气体的弹性阻止气泡压缩而达到新的平衡为止,这就是气泡的脉动。
这种脉动会持续多次,直到气泡消失,气泡脉动时,水中会形成压力波和稀疏波。
2 . 3水下爆破对白海豚等水生物的影响水下爆破所产生的爆破地震、水中冲击波、气泡脉动、噪音、有害气体和混浊水体,都会对白海豚等水生物产生负面效应,此文仅对爆破地震、水中冲击波的影响作论述。
2 .3 . 1爆破地震的影响水下地震效应会引起水下生物的应激反应,产生焦虑、燥动、恐惧等症状;气泡脉动会使水中结构受到气泡载荷破坏作用,气泡运动引起的滞后流以及脉动压力、气泡坍塌形成的射流,都会对结构造成破坏或局部损伤;水下爆破噪音正逐渐成为海豚、鲸鱼的潜在杀手,许多海洋动物依靠敏锐的听觉和复杂的发音系统进行日常活动,如导航,定位,觅食,接连不断的水下爆破噪音降低了这些海洋动物捕食的成功率,影响它们的正常生长、繁殖、觅食,影响它们的长期行为,危及它们的生存能力;水下爆破所产生的有害气体及混浊水体会恶化周围环境,影响附近的水下自然生态系统,威胁海洋生物资源,爆破扬起的大量悬浮物颗粒、震荡挥发出的水底原有积聚的有毒有害重金属,溶解性污染物,更易造成二次污染,不同程度上毒害水生物,干扰水生物正常活动,影响呼吸、食欲、繁衍等行为。
2 .3 . 2水中冲击波的影响水中冲击波对水生物及白海豚的危害更甚,相比于空气中产生的冲击波,水中冲击波强度更大,传播距离更远,作用范围更广,当冲击波接触到水生物的流体组织与气腔的界面时,冲击波可直接将空腔击破。
研究表明,极易受到冲击波损伤的部位是鳔、血管、肾、肝、脾等器官。
大量实验显示,大部分水生物对水下爆破的适应能力弱,抗震性差,当遭到一定强度的冲击波时,极易致死或受伤。
中科院水生物研究所、厦门国家海洋局第三海洋研究所研究人员曾对一头在厦门海沧温厝村滩头发现的死亡幼年白海豚进行病理解剖及死因分析,发现白海豚生前还在捕食,但多处皮下肌肉层大面积出血,胃肠道桨膜严重淤血或充血,大脑膜也大面积出血,判断为受水下强烈震动死亡,与水下爆破不无关系。
珠江口中华白海豚国家级自然保护区管理局的工作人员曾通过解剖搁浅死亡白海豚的尸体发现,死亡海豚有肌肉充血现象,不排除是水下爆破造成。
随着人们对水下爆破越来越多的研究和探索,对水下爆破能量传播特性有了更深刻的了解,对水生物受到损害机理有了更多的认识。
许多学者试图通过实验数据、理论分析和动力学模型找出药量、距离、水深、冲击波压力与环境之间的关系,建立理论或半经验公式,找出在水下爆破中保护水生物的有效途径。
蒋玫等在洋山港航道炸礁工程中进行了水下钻孔爆破试验,结果显示冲击波压力随着距离的增大而衰减,生物的致死率随着距爆源的距离增大而减小,冲击波的大小与生物致死率存在正相关,冲击波压力越大,鱼类越容易死亡。
许鹭芬等在湄洲湾火电厂水下工程爆破区相同地点不同水深进行了水下爆破的声压测量,研究水下爆破产生的冲击波强度与震源的水深关系,得出水深越大,爆破产生的剖面波强度越大的结论。
赵根等在三亚进行了两次水下裸露药包爆破冲击波测试,测得距爆源中心300、500、700米处的水中冲击波峰值分别为0.293、0.075、0.058MPa,揭示超压峰值随距爆源距离的增大呈指数衰减的规律,测试认为水中冲击波超压低于0.316 MPa对鱼类是安全的。
国外学者Young在水深较浅的的条件下,针对有鳔鱼类,不采取任何减轻爆炸影响的措施,在鱼类有90%存活率的情况下,根据实验数据推导出水下爆破(炸药悬于水中,类似爆夯)对有鳔鱼类安全距离的计算公式:R=42.3Wf-0.13W0.28dw0.22式中R为安全距离(m),Wf为鱼的重量(kg),W 为炸药重量(kg),dw为爆炸发生处的的深度(m)。
这表明,炸药量、水深越大,安全距离要求越大,个体越小的同种鱼类越容易受到伤害。
该公式虽然仅局限于有鳔鱼类,并且对爆破环境边界界定模糊,没有全面考虑各种制约因素,但仍不失为比较完善的经验公式,对我们采取有效措施保护白海豚等水生物提供了参考借鉴。
海军某学院的实践和理论研究表明,水下生物遭受水下爆破的伤害都有相似性,水下爆破对水生物的伤害程度,主要取决于水下爆破产生的冲击波的超压峰值Pm,冲击波的超压峰值是衡量水生物安全标准的指标之一,其值与炸药量、距离的关系如下:Pm=k(Q1/3/R)α式中系数k、α值与爆源性质和炸药品种有关,Q为炸药质量(kg),R距离(m)。
从上述关系式可知,所有海洋生物受水下爆破的伤害程度,与安放的炸药量大小及距离爆源的远近程度关系密不可分。
3.水下钻孔爆破施工环境下保护白海豚的工程措施随着人们对自然环境、海洋资源和濒危物种重要性认识的不断加深,中华白海豚的保护越来越受到社会的关注和重视,在水下爆破工程中如何降低甚至消除有害效应对水生动物特别是对白海豚的影响,已成为工程技术人员普遍关注的重点。
下面以厦门海沧三期航道水下钻孔炸礁工程为例,介绍水下钻孔爆破施工中从钻孔机械的选择、炸药选择、药量控制等各方面对保护白海豚采取的针对性保护措施。
3 . 1工程概况厦门海沧三期航道范围内已探明的礁石区共有9块,其中有3块面积较大,另外六块呈零星分布。
嵩屿航段有4块礁石,其余5块礁石位于7#泊位航段内。
1~3#泊位船舶回旋水域内有1块礁石。
4~7#泊位船舶回旋水域内共有5块礁石。
该项目工程量5万多m3,平均岩层厚度2 m(不含钻孔超深),低潮水深12.5m,潮差5~6 m,炸礁区处于白海豚活动较为频繁的鸡屿附近海域。
全部处于白海豚活动较为频繁的鸡屿附近海域,其保护便尤为重要和困难。
3 . 2钻孔机械的选择施工单位有两种型号的潜孔冲击钻,一种为Φ165型,一种为Φ115型,本工程选择相对较小的Φ115型。
一般地,小孔径爆破比大孔径爆破其孔网参数要密,即孔距和排距比大孔径的小,实质上起到了密布孔少装药的作用,实现分散布药的效果,一方面既可以减少单孔装药量,节省材料,同时也可以大为减小水下爆破效应,有利于对白海豚等水生物的保护。
3 . 3炸药的选择从适宜水下爆破、安全性好、毒性小的角度考虑,本工程选择使用济南四五六厂生产的Φ95高能乳化炸药(密度1.15~1.25g/cm3、爆速≥4500m/s、猛度≥16mm、殉爆距离≥8cm、作功能力≥340ml),该种炸药抗水性能好,无毒害,可以较长时间浸泡在水中,特别适宜水下爆破作业,爆后炮烟少,对环境污染小。
3 . 4药量控制药量单耗控制在2~2.5kg/m3 ,平均每孔装药量32 kg左右。
根据厦门爆破专家组意见,为有效保护白海豚,必须控制单响最大用药量,最大单响药量不能超过138kg。
控制一次起爆药量的目标非常明确,就是为了减小水中冲击波峰值压力,因为水下冲击波峰值压力以一次最大单响药量来估算。
专家组所制定的用药限量,是建立在科研实践和实测推算的基础上,认为在辅以其它物理驱赶方法将白海豚驱赶至一定距离的情况下,该药量对白海豚的影响是安全的。
因此,根据本工程钻孔装药的实际情况,严格按专家组的意见将单响药量控制在允许范围内,以每四孔或三孔联为一个段别,防止因用药不当超出规定上限,造成对白海豚伤害。
3 . 5起爆方法采用孔内反向起爆,孔外微差爆破的起爆方式。