一、海洋生物多样性的利用

    迄今，辽阔的海洋已为人类提供了多种多样的、大量的食物、药品、原材料等物质。随着海洋科学研究的深入，将会有更多更新的海洋生物物质不断地被开发利用。

    (一)食物

    人类虽然在陆地上安居，但却是海洋食物网中的最高环节，消耗着大量的海洋鱼类、无脊椎动物和藻类。1994年全球海洋总的渔获量(包括鱼类、甲壳类、软体动物和藻类)已达9.04×107t。海洋已成为世界上动物蛋白的最大源泉。

    值得注意的是，海上养殖(包括人工养殖和半人工养殖)生物的产量在海洋渔业总产量中已占有重要的比例，并且正以每年5％的速度增长，大大快于捕捞量的增长速度。到本世纪末1/3的渔业产量将来自海上养殖生产。

    目前，被人们直接食用的鱼、虾、贝、藻等的种类仅占海洋生物总物种数量的很小一部分。丰富的海洋生物为我们提供了广阔的开发利用前景。

    (二)医药材料

    人类利用海洋生物作为药物治病已有千年以上的历史。自公元前300年起，中国和日本就用海藻来治疗甲状腺肿大和其它腺体病；罗马人用海藻来治愈伤口、烧伤和皮疹；英国人用紫菜预防长期航海中易患的坏血病；食用角叉藻可以治疗各种内部紊乱病。海人草(Digeneasimplex)中具有海人草酸而被用作驱虫药物等等。虽然100多种海洋药物资源及其功用已有记载，但是直到1950年，人们在一种荔枝海绵(Tethyacrypta)提取物中发现了一些自然形成的阿拉伯糖苷化合物，才激发了从海洋中寻找药物的兴趣。在当代，心血管病、癌症、糖尿病、艾滋病等严重威胁着人类的健康和生存，为寻找新药，80年代后期，已掀起了研究开发海洋药物的热潮，并取得了不少成效。目前从海洋生物中已经发现具有重要生理及药理活性的化合物就达上千种。中国近海已发现具有药用价值的海洋生物达700多种。

    (三)工业材料

    海洋生物的工业用途最早是从海藻开始的，17世纪法国用燃烧褐藻使之成为灰分，从中提取钠盐(苏打)和钾盐(钾碱)。随后，又从海藻的分解过程中获得了碘和可用于爆破的丙酮溶剂。甘露醇等亦是海藻工业中的主要产品之一。

    藻胶主要是从红藻和褐藻中提取的多糖产物。其中琼脂(Agar)是从红藻中的石花菜(Gelidium)、江蓠(Gracilaria)中提取的。琼脂可以直接食用，同时作为食品保护剂、固定剂，或作为啤酒、葡萄酒和咖啡的澄清剂，又可以用琼脂代替淀粉制备糖尿病人的食物。更重要的用途是作为微生物的培养基基质等。螺旋藻能直接作为绿色食品供人类食用，因其含有60％～70％的蛋白质(并由几百种的蛋白质组成)，所含18种氨基酸中的8种是人体所必需的。从螺旋藻中分离出的“拟生长因子”(GFL)可以强烈刺激人体细胞增长。螺旋藻经过特殊诱变，可以大幅度增强SOD(Superoxidedismutase，超氧化物歧化酶)的合成，从而清除人体自由基，保护细胞DNA、蛋白质，防止癌变和衰老。从螺旋藻中提纯的藻蓝蛋白可以提高机体免疫力。螺旋藻中维生素种类丰富，其中Vl2是已知生物体中含量最高的。螺旋藻中胡萝卜素含量比胡萝卜内的含量还高十倍以上，而胡萝卜素为Va的前体，同样可以抑制自由基，抑制癌症和肿瘤的发展。螺旋藻多糖可以提高淋巴细胞的活性，增强机体免疫力。还有易被人体吸收的多种微量元素和矿物质，能有效调节机体生理平衡及酶的活性。

    从甲壳类(虾和蟹等)动物的外壳中提纯的甲壳胺(chitosan)及其衍生物已在诸如化工、贵重金属提取及污水处理等很多领域内得到广泛的应用，尤其在饮料和药物制剂方面更为突出。用它制造的人工皮肤对各种创伤面具有镇痛、不过敏、无刺激、不被排斥、贴敷性较好和治疗时间明显缩短等优点。

    斯里兰卡、菲律宾、印度尼西亚和波里尼西亚等一些岛屿国家都用活珊瑚、珊瑚石、珊瑚沙等作为重要的建筑材料。

    (四)海洋生物多样性对海洋环境和调节全球气候的作用

    海洋生物的生理过程对海洋环境的变化起作用。全球大气中CO2含量上升，使海洋表层溶解碳的浓度提高了2％，但仍没有深层水高。这是因为浮游植物吸收，浮游动物捕食及钙质骨骼下沉而造成的。可以想像，如果海洋浮游植物全部消失而海洋环流依旧，那么，在相当短的时间里，大气中的CO2的水平将迅速增加至目前的2～3倍，因为深海水会再回到表层并向大气内释放CO2。正是由于海洋生物有“生物泵”作用，从而阻止了上述现象的发生。在生产力最高的一些海域，如陆架、大陆坡上升流区以及辐散区(如赤道和近极区)等，往往也是“泵”工作最艰苦的区域。

    珊瑚礁、红树林、海草等群落，不仅丰富了海洋生物多样性，支持着重要的食物网，增加了海洋生态系统中的能量流动，同时，还能缓冲风暴潮及狂浪的冲击，保持了岸滩，而且具有造陆的贡献。在印度洋和西太平洋的许多群岛，如马尔代夫群岛、土阿莫土群岛及马绍尔群岛等都是通过造礁珊瑚和富含钙质的藻类，如仙掌菜等共同形成珊瑚礁。

    二、海洋生物多样性面临的威胁

    在漫长的岁月里，海洋生物不断遇到非生物环境变化的挑战，只有能顺应变化或逃避变化迎接挑战的那些物种才能繁衍生息而持续发展。但是，人类活动大大增加了环境变化的强度、速度，并且造成难以恢复或无法逆转的后果。强烈的环境变化必然威胁到物种的生存。

    海洋生物多样性面临的威胁最初来自人类活动最高密集的河口和沿岸近海水域，但是现今人类活动已遍及海洋各处，当今物种和生态系统所受到的威胁已达到最为严重的程度。

    人类活动通过过度利用，自然条件改变，海洋污染，不相容物种侵入和造成全球气候变化等方面直接或间接地危及海洋生物。

    (一)过度利用

    人类为从海洋中获取食物、医药、原材料等而大量捕捞海洋生物。实际上，所有具商业价值的海洋生物至少在部分地区被过度利用。过度利用不仅损害物种规模，而且会引起物种遗传上的变化，改变与捕食动物、共生者、竞争者和捕食动物之间的生态关系。目前全球海洋水产捕捞业不仅过度利用诸多目标鱼类和无脊椎动物，同时，非有意捕捞也捕杀了大量无脊椎动物、鱼类、海龟、海鸟和海洋哺乳动物。美国东北部底层拖网捕捞黄尾比目鱼时，非目标鱼类占76％；在东南大西洋和墨西哥湾的拖网捕虾中，每年捕获并丢弃100亿尾鱼以及5500～55000只海龟，也包括濒临灭绝的鳞龟。

    鱼类并不是唯一被过度利用的脊椎动物。一般寿命长，繁殖慢的海洋哺乳动物，海鸟和海龟等，对过度利用极为敏感。它们一旦被大量捕捞后就难以恢复，致使上述种类和海生水獭、地中海海豹等物种已近灭绝边缘。加勒比海水獭和大海雀也大受其害。1968年一头重达4～10t的哺乳动物海牛Hydrodamalisgigas被捕杀，从此，海牛灭绝于世。人类从发现此种动物至其灭绝仅有27年。露脊鲸在1800年几乎绝迹，鲸类现在仍处于灭绝状态。19世纪末期，在40年内捕获的鲸比过去4个世纪捕获的还多。至今，几乎每种鲸都被过度利用。

    无脊椎动物中的海绵动物，腔肠动物中的珊瑚类，软体动物中的珠母贝、夜光蝾螺和鲍类，以及海洋植物中的红树林，在不同国家的局部海域同样受到过度利用，一些种类亦处于面临灭绝的境地。

    表9—5是已知濒危和已灭绝的海洋动物种类。

表9-5历史上曾存在现已灭绝的海洋鸟类和哺乳类

    (二)自然条件改变的危害

    填海造地，采伐红树林，海岸河口筑堤，海滩挖沙，采矿和石油天然气的开发等都严重地改变了局部海域的自然环境，使海洋生物承受巨大的环境压力。所有这些人为活动对海洋生物多样性的损害作用又往往是多方面的。渔业拖网破坏了生物活动层，不仅改变了被拖区域内的物种组成和结构，亦改变了生态系统过程，如碳的固定，氮和硫的循环，碎屑的分解，营养物重返水层等。拖网后，水体悬浮颗粒含量可猛增10倍，严重影响水体内浮游植物的光合作用，拖网还直接改变海底底质的结构。由于拖网的普遍存在，其影响的海域往往又是海洋生物物种密集的陆架海域。因此，它对海洋生物多样性的危害是非常严重的。

    江河丰水期径流入海带来了丰富的陆源营养物质，补充了浮游植物的消耗，提高水域的“肥力”，但同时也带来了大量无机的颗粒悬浮物，严重地影响海水的透明度，不仅降低了浮游植物光合作用效率，亦加速了浮游植物的沉降速率，从而导致混浊区生产力明显低下的局面。相反，江河断流或流量减少，使陆源丧失或减少沉积物和营养物的供应，对河口和沿岸生态系统有明显影响，如三角洲及红树林、沼泽和泥滩生物群落退缩。埃及阿斯旺大坝建成后，总渔获量下降80％。中国黄河上游大水库的建立，沿途截流和气候影响而连续出现的断流，以及即将建成的长江三峡水库等都将对渤海和长江口以及东海水域产生影响。

    (三)来自海洋污染的威胁

    海洋污染主要来自城市生活和工业废弃物、农业上过量的化肥和农药的排放以及航运业的排入。近20年来，大规模发展起来的海水养殖业，同样对海洋生态环境产生严重影响。此外，空气中传送有害物质将危及大洋海域。噪声污染对海洋哺乳动物也产生了威胁。

    进入海洋环境的有毒物质包括铅、汞、镉等微量金属元素、放射性核素和石油，以及类似DDT和HCH等杀虫剂，造纸排放的有毒化学品二氧吲哚，船舰和海上设施防腐油漆中的TBT等。进入海洋的大部分有毒物质都停留在海岸带内，然而空气中有毒物质的传布可使海洋表层富集的污染物浓度有时比深层水高出数百倍。发达国家把放射性核废料抛入深海，终有一天会散发出来，危及那里的深海生物。某些浮游生物富集放射性核素比天然水体高出20万倍，它们又通过食物链的逐级传递并危及许多动物。对毒物敏感的物种可引发疾病、免疫系统损害、繁殖率下降以及畸变直至死亡；耐污染的物种则大量繁殖，致使耐污染基因类型得以发展，终将影响物种的遗传多样性。

    海水富营养化将导致海洋植物种类组成发生变化，致使有些单胞藻类得以暴长而发生“赤潮”，引起大量鱼类和无脊椎动物死亡，造成低氧或缺氧环境，亦能引起底栖生物群落结构发生变化。

    各种固体废弃物倾入海内，特别是难降解的合成材料如塑料制品、捕鱼器具等，容易伤害一些海洋动物。被丢弃的网具，包括鱼夹及线，不断地缠绕海洋生物，致死的海洋生物又引来了其它动物，形成恶性循环，这一现象被称之为“鬼魂捕捞”。塑料废弃物很容易被某些海洋动物所吞食，严重的可能死于堵塞。几乎每年有几千只阿拉斯加普里比罗夫群岛上的北海狗受害致死。固体废弃物对海洋生物的危害已成为日益严重的问题。

    (四)外来物种的入侵

    外来物种是生态入侵、生物污染、外来种和引入种等的同名词，是指由人类活动有意或无意引入在某海域历史上从未出现过的物种。外来物种具有竞争性、捕食性、寄生性和防卫性。外来物种入侵的主要途径是：船舶压舱水的排放和引入养殖种类。一艘大型货船的压舱水中带有几百种浮游生物、底栖生物、游泳生物的幼体或藻类孢子等，全球庞大的海运网几乎在任何时刻都能把几百种生物送往世界各大洋。一些甲藻和硅藻出现在以前并不存在的海水中，在得到必要的营养条件下造成赤潮。自1869年苏伊世运河开通以来，就有250余种生物从红海进入地中海。20世纪70年代开始，水产养殖支持者把具有经济价值的鱼、虾、贝(牡蛎、扇贝)等物种的引入同农业引种同等看待，这对发展海洋农牧化经济具有重要意义，但在引种前，必须对引进种在今后对该海域可能产生的环境影响进行科学论证，真正做到利大于弊。因为物种侵入有可能导致自然生物群落的根本变化，再加上寄生虫和疾病的影响，所造成的经济和社会后果是严重的。例如，引入西大西洋的栉水母已毁坏了亚速海和黑海的渔业；现遍布于地中海的红海贝类也损害了以色列的渔业、沿岸电厂和旅游业；有毒浮游生物的引入导致赤潮，不仅毒害生物群落内的其它种群，还通过贝类传递有毒物质直接对人体健康产生严重影响。

    人为及自然的物种入侵仍在继续，如果得不到控制，后果不堪设想。

    (五)全球气候变化对海洋生物多样性的威胁

    平流层臭氧浓度在减少，到达地球表面的太阳紫外线辐射增加，而紫外线辐射能深及海洋生物生态系统比较活跃的水层(10m深度)内，生物体中的蛋白质和核酸，受紫外线辐射后会发生化学变化，损害遗传物质DNA。据估计，臭氧减少10％，导致损害DNA的紫外线增加28％，紫外线已经对海洋浮游生物和某些鱼类幼体阶段的生物种群产生影响。

    据估计，由于温室气体的增加，地球平均温度在下一世纪将增加1～3℃，温室效应改变了地球表面热量分布，也将改变海洋环流、降水和风暴路径。海水温度的上升将引起水体膨胀，冰川融化，从而使海平面上升，继而引起海岸带生态系统向陆地后退，直接影响全球海洋海岸带的生物多样性。海面上升也将损害岛屿生态系统，甚至摧毁一些海岛国家，如马尔代夫由1190个小岛屿组成，仅高出海面2m；由9个环礁组成的链状国家图瓦卢(Tuvalu)，岛屿的最高点仅0.8m。它们即使不被淹没，生态系统也将严重破坏。全世界的盐沼、红树林、珊瑚礁等生态系统亦将随着海平面上升而遭到严重破坏。再者随着全球变暖，浮游生物生态类型的分布必将改变，有可能向极地移动，从而影响全球海洋生态系统的格局，或在世界范围内重组海洋生态系统。

    三、海洋生物多样性的保护

    海洋生物多样性是人类赖以生存的宝贵财富，人类开发利用海洋生物资源应该遵循可持续发展的原则。必须清醒地意识到海洋生物物种是海洋生物物种多样性的基本单位(成分)，只有在种群间得到自然平衡，物种和物种多样性才能持续发展；海洋环境多样化是丰富海洋生态系统多样性的重要基础，生物与环境之间都必须依靠对方的正常运转，才能保持生态系统平衡而得以持续发展；为了当代人类的受益，更是为了造福于后代子孙，必须采取保护海洋生物多样性的对策。例如，国家制定政策能体现保护与发展、局部与整体、眼前与长远利益相结合的原则而不至于刺激滥用生物资源；防止海洋生物环境污染；制定国家和地方级的海洋生物多样性保护对策和行动计划；提供必要的经费保证；加强重要物种及遗传资源的迁地保护，建立自然保护区；加强专业人才培养，促进科学研究是保护和持续利用海洋生物多样性的基础。

    海洋生物多样性保护是全球海洋国家共同的任务，必须通过国际或地区合作、交流、共享信息技术，才能使海洋生物多样性保护收到更大的成效。