1水环境修复与保护

水环境修复的目标是将生态系统恢复到未被破坏前的近似状态，并能够自我维持动态平衡，是实现渔业可持续发展的迫切需求。具体措施包括降低水体中的污染物浓度，开展生境的修复与保护工作及水生生物种群保护与恢复工作。水污染处理技术可分为物理技术、化学技术和生物技术三个类别，其中生物技术应用最普遍，在国际上已经形成了成熟的方法。水生的植物、动物和微生物在满足自身生长需求的同时将污染物分解，并有效控制水中N、P等营养物质释放，增加水中的溶解氧含量，抑制藻类生长，稳定水体生态平衡。对于受干扰的自然水体，一方面要建立人工鱼礁、牡蛎礁等工程设施，人工鱼礁的历史可追溯到20世纪60年代，由日本首先列入国家计划，主要材料为混凝土和钢铁，当前也有利用生物制品如牡蛎壳作材料，为典型优势生物如华盛顿近岸河口太平洋大蟹提供栖息生境;另一方面要建立重要物种自然保护区，除了保护自然生境外，更重要的是在不破坏生态平衡的前提下对自然栖息地进行修复和重建。国内处理水体中污染物较常见的操作方式有设置生物浮床、混养底栖生物和投放微生态制剂等，修复的持续时间相对较长。此外，也要采取措施控制污染物的排入总量，尤其重视养殖区域的非点源排放，从源头防止生态环境破坏。人工设施方面我国起步较晚，20世纪80年代才开始试点建设人工鱼礁，使用的材料从早期的旧轮胎、旧船体等废旧品逐渐发展成现在的钢筋混凝土、钢材、玻璃钢，并逐步从小型鱼礁过渡到大型鱼礁。人为构建牡蛎礁也显著增加了礁上大型底栖动物物种数和总生物量，提高了固碳能力，同时鱼类洄游通道和产卵场人工修复措施已成为我国的研究特色。近年来，我国越来越重视自然保护区建设，部级自然保护区投资10年间增长了2．3倍，达到82．5美元/hm2。根据我国国情，构建水生自然保护区分为三个步骤:①评估拟建区域内的资源总量，渔业资源调查是珍稀水生生物种群保护与恢复工作的前提，首先要建立长期基础性调查体系，由国家资金持续稳定支持;②根据实际需求建立新自然保护区和加强现有保护区管理，目前我国共有自然保护区2349个，其中水生生物自然保护区230个，约占总数的10%，目前存在缺乏专门管理机构，未建立健全规范的水质和生物监测流程等问题，并亟需构建适宜的评价指标体系;③通过开展增殖放流恢复被破坏的渔业资源，其中增殖放流效果评估是重中之重，主要利用放流个体标记和回捕率分析来衡量，目前除传统实物标记外，分子标记和耳石标记等新型标记法也逐渐成为研究热点。此外，增殖放流对野生种群规模和遗传多样性、生物群落结构、生态系统的影响及风险防控研究也需要引起重视。

2污染事故应急处置关键技术

随着城市现代化建设的高速发展，突发性水污染事故频繁发生如松花江水污染事故、太湖蓝藻暴发、铜矿水渗漏事故等，造成重大经济损失的同时也严重污染了水环境，因此，事故应急监测和应急处置方面的研究非常必要。总体来看，发生频率高、污染影响大的水环境污染事故主要有溢油、化学和有机污染物、重金属和水体富营养化污染等几个类别。针对海底管道泄漏和海底井喷两种原油泄露源，分别对应水下干法、湿法维修和盖帽虹吸法、打减压井法等不同的封堵技术。2010年美国BP墨西哥湾溢油事故应急处置案例中将上述关键技术结合运用，形成了一套应急处置方案，最终原油消除率达到80%以上。针对化学物质和有毒有机物泄漏类污染事故，标准的处置流程为:首先，采取措施堵塞排水口，尽可能减少化学物质随着排污水管线流入天然水体;其次，根据自然条件如风向等确定污染区域，进行布点采样监测，确定水体中污染物的浓度;然后，根据泄漏化学物质的性质，选择燃烧、投加活性炭、投入试剂进行氧化还原反应、微生物分解等手段，降低污染物浓度;最后，对污染区域进行跟踪监测，掌握污染物变化趋势，确保完全消除对环境造成的有害影响。针对重金属污染处理的传统方法包括离子交换法、硫化物沉淀法。目前，污染小、去除率高的电化学凝聚法及微生物和植物吸收法是目前的研究热点，更适用于静态水体(如湿地或池塘)污染时使用。例如有研究表明利用凤尾蕨除砷，3个月内砷浓度可以从10．2μg/L降至2μg/L，砷积累量达161mg/kg。针对水体富营养化，通过研究藻类生长机制、环境条件等控制因素，用生态工程技术控制藻类暴发，能够从源头抑制水体富营养化。随着我国城市现代化建设的高速发展，突发性水污染事故频繁发生，但处置水平还稍显不足，需要借鉴发达国家经验，重点进行关键技术、装备和材料的研发，形成应对不同类型污染事故的标准流程。针对海上溢油开发环保型表面活性剂、高性能吸油毡等，还可进行微生物分解原油的筛选和探索，从根本上提升溢油应急处置能力。针对化学物质污染，在我国苯类物质泄漏事件的发生几率较高，目前常用燃烧法进行处置，但难以完全消除有害影响，对其消解规律和新型治理方法的研究应引起特别重视。针对重金属污染，我国学者对砷、铬、镉等的处置方法也进行了大量研究，以铁或铝作为阳极，生成的氢氧化物可作为絮凝剂与砷酸根离子发生反应，达到除砷效果;以水洗废啤酒酵母为吸附剂，对镉的去除率大于96%;采用堆肥－零价铁混合渗透性反应墙(permeablereactivebarrier，PRB)除铬，去除率接近100%，但利用电化学和植物吸收重金属的方法还未见报道。针对水中的氮、磷以及有机污染物积累引起的藻类暴发，大部分湖泊地区采取人工打捞收获藻类的传统方法，虽然能有效减轻局部水华灾害，缓解藻体死亡分解引起的毒素污染，但只是暂缓蓝藻进一步蔓延，并造成人力资源、水资源浪费，亟需借鉴国外先进经验，转变污染处置的理念，从治理转变为预防，研究控制藻类爆发的有效方法。

3重点发展方向

通过对渔业生态环境学科研究现状的系统梳理，可以看出近十年我国在生态环境学科方面的研究取得了显著进展，主要的技术和流程也日趋成熟。而针对目前的政策导向和研究热点，今后应更重视机理性、规律性研究和基础数据库构建，明确学科重点发展的方向。

3．1部级大型环境监测数据

网构建研究我国环境监测网的基本架构已经比较成熟，未来研究重点应放在运用新型设备采集监测数据，并由政府相关部门牵头构建大型环境监测数据共享平台。新型水质监测设备如电化学传感器能够显著提高监测相关参数的效率和准确性，减少人工成本。环境监测数据共享平台属于政府支持的长期基础性科研数据库构建的重要组成部分，其中包括环境监测专题数据库，涵盖所有监测点的监测指标如水温、水体pH、典型污染物的浓度等，由环境监测站定期录入，可供环境相关研究人员查询;此外，还包括遥感影像数据库，涵盖全国多时相的卫星影像和资源卫星数据。

3．2灾害预警的机理性研究

目前，我国对环境灾害的预警还停留在经验预测法和统计分析法，对灾害的机理性研究偏少，理论研究方法比较落后，与国外相比还有较大差距。并且我国对赤潮预警的研究相对较多，对其他环境灾害的研究目前还很欠缺。下一步的研究重点首先应该放在构建稳定合理的赤潮灾害预测模型上，选取赤潮多发的典型区域，根据历史数据统计，合理运用数值分析方法如模糊推理法，通过各种物理－化学－生物耦合生态动力学数值模型模拟赤潮的发生、发展、高潮、维持和消亡过程，尽可能排除环境因子选取的主观性和盲目性，提高赤潮灾害预测的精准度。除赤潮外，洪涝、海冰、海啸等由多种因素综合引起的环境灾害都可借鉴这种数值预测方法。

3．3分子水平上污染物对生物毒理作用和遗传变异规律研究

目前对常见污染物在水体中的存在形式、富集状况和迁移转化规律研究较多，但污染物在分子水平上对生物的毒理作用和遗传变异研究还不够，特别是重金属和持久性有机污染物在生物体内富集和沉积，长期过程中对本体细胞产生的影响，其致癌、致畸、致突变作用的机理等仍没有进行深入和系统的挖掘。加强分子水平上的研究能够明确污染物对生物造成危害的具体位置和作用机理，并跟踪和监测DNA的变化，从而为研究消除典型污染物危害的方法提供基础和依据。

3．4水环境修复与健康养殖的整体策略

研究人工鱼礁、洄游通道等设施的构建都是水域环境修复的常用手段。目前，海洋牧场、池塘一体化养殖等整体性环境修复与健康养殖结合的策略逐渐受到关注。该策略把资源环境、装备、养殖等学科有机结合起来，在一定水域内采用规模化渔业设施和系统化管理体制，利用自然的海洋、湖泊、池塘生态环境，将人工放流的水生生物聚集起来，对鱼、虾、贝、藻等生物资源进行有计划和有目的的放养，在海上范围更广，称为海洋牧场;在淡水池塘中的一体化养殖则需要更多的人工干预如投喂、水质监测等。海洋牧场和池塘一体化养殖既能够修复被破坏的环境和自然水体中的生物群落，又能够保证一定的经济效益，是目前环境修复的研究热点。

4展望

我国的渔业生态环境研究工作近十年来取得了一系列重要进展和重要成果，在环境监测技术研究与生态环境监测网构建、环境灾害预警技术研究、水域污染生态学效应、环境修复与保护、污染事故应急处置关键技术等研究方向上都有显著进展，但目前仍存在很多问题，包括环境监测网的覆盖面不够广、监测指标不够全面、技术较为落后等;对环境灾害发生的内在机理性研究欠缺;对分子水平上生物的毒理作用和遗传变异规律探索不够;以及水环境修复与健康养殖的整体策略构建不完善等。今后将针对欠缺的研究方向开展攻关，重点研究渔业生态环境领域前沿创新技术，全面改善和提升可持续利用技术水平，遏制我国渔业环境恶化的趋势，使渔业环境与功能得到恢复，为我国渔业的长期可持续发展奠定良好的基础。

作者：李丹徐瑞永孙昭宁钟汝杰单位：中国水产科学研究院