庄平,华中农业大学学士,中国科学院水生生物研究所博士,美国马萨诸塞大学高级访问学者/博士后,现任中国水产科学研究院东海水产研究所副所长。2008年获“中国水产科学研究院突出贡献奖”;2012年获“皮尤国际海洋保护奖提名”。其新书《长江口独特生境与水生生物》预计于2012年年底出版。
从一个小渔村,到一个国际大都市,是人们对上海最近200年变迁的最直接而简单的印象。有一些人赞叹于科技发展与人类力量的伟大;也有一些人为逐渐消失的鱼类以及它们日趋缩小的家园而操心。
2012年,中国水产科学研究院东海水产研究所的庄平教授等人与多家科研院所和大学的同行合作,以“长江口及临近水域渔业资源保护和利用关键技术研究与应用”项目,荣获了2011年度上海市科技进步奖一等奖。他们以十余年的辛勤工作,为上海的渔业资源和生态环境的可持续发展做出了卓越贡献。本期我们将走进庄平团队的科研世界。
抢救中华鲟
对于上海这个曾经的小渔村来说,它的“原住民”是生活在这里的鱼、虾等水生物种。它们有自己的生活方式,亿万年来,代代相传,悠然自得。然而随着人类的“殖民”步伐,它们的同类被掠杀,生活空间越来越被挤占。庄平等人的首要工作,就是要了解这些物种的生活方式――这是知道如何避免打扰它们的前提。
庄平最早接触这一项工作,要追溯到1982年。那一年庄平刚刚从华中农业大学毕业。参加工作后的第一年,他就参加了“葛洲坝下中华鲟人工繁殖全国攻关协作组”的工作,从此加入了我国珍稀物种保护的科研队伍。
当年我们国家之所以要设立这样的一个攻关协作组,是因为当时人们已经发现,中华鲟因为葛洲坝的建设而面临威胁。那么,中华鲟与葛洲坝有怎样的关系呢?
让我们来看看中华鲟的生活方式吧。
中华鲟是一种大型的溯河洄游性鱼类,是我国特有的古老珍稀鱼类,也是世界现存鱼类中最原始的种类之一。鲟类最早出现于距今2.3亿年前,一直延续至今,中华鲟只见于我国长江和近海。远在公元前1千多年的周代,我们的祖先就把中华鲟称为王鲔鱼。
对于这样的一种“活化石”鱼类,在每年的9月到11月,它们都会由长江口溯江而上,到金沙江至屏山一带进行繁殖。孵出的幼仔在江中生长一段时间后,再经过长江口回到大海育肥。葛洲坝建坝之前的每年秋季,当中华鲟溯江生殖洄游时,在各江段都可以大量捕获。
然而,随着葛洲坝水利枢纽的建成,中华鲟由海口上溯金沙江生殖洄游的通道被切断了。那些不远千里归来产卵的母鲟,被阻于坝下,或丧身,或在坝下某个地方将就产卵。大坝威胁到了中华鲟的生存。
对于葛洲坝的建设,毛主席曾提出,“兴修水利要三救”,即救船、救鱼和救木。其中的救船和救鱼指的就是要保证船只通航和中华鲟繁衍。
很长一段时间,人们采用人工繁殖的方法试图延续中华鲟的传承,可是效果并不理想。目前最主要的工作还是保护适应了新环境的少量天然中华鲟。
庄平等人的工作,集中于对新环境已适应的中华鲟的生活方式的研究上。他们在中华鲟身上放置标志,通过卫星信号,跟踪中华鲟的行动,最终获取中华鲟在长江口和近海的生活轨迹。他们的研究结果,可以清楚地显示出中华鲟的活动路线。而这样的研究成果,为我们国家“长江口国际重要湿地”的划定和“长江口中华鲟自然保护区”的建立奠定了坚实的科学基础。
庄平团队正在抢救一头中华鲟
在这一次的获奖评价中,庄平等人的第一项重要成果就是“研发了基于卫星通讯的中华鲟跟踪标志技术,查明了中华鲟在长江口的分布洄游特征”,可见他们这项工作获得了重要认可。
另外,对于受伤中华鲟,一旦发现,如何抢救和最终放流,也是他们研究的内容。在不断的摸索中,他们在保护区建立了一整套的救放技术。他们已经累计抢救放流了数千条中华鲟。
探索生物规律
当然,中华鲟只是长江河口渔业资源中比较著名的一种。还有其他一些类似中华鲟的濒临灭绝或处境危险的物种。
在庄平看来,长江河口对于水生动物而言有着“三场一通道”――产卵场、索饵场、越冬场和洄游通道――的独特地位。
鱼类的产卵繁殖,需要一定的外界条件,这些条件的综合,就形成了产卵场的环境因素,如水质、水温、水流、光线及附着物等。在适宜鱼类繁殖的地点,鱼类大批群集进行繁殖,就形成了产卵场。
鱼类对产卵场的要求非常严格。有些鱼类的产卵场在大海深处;有的以近海地区植物丛或砂石间作为产卵场;有的鱼生活于淡水,生殖时不远千里到深海去产卵;有的鱼生活在海洋中,生殖时克服种种困难和阻碍,到江河上游的产卵场去产卵――中华鲟就是这样的。
索饵场指的是鱼类集群索饵的水域。一般在有机质、营养盐类丰富的水域,通常是河口湾、寒暖流交汇处。越冬场是指鱼类冬季集群栖息的水域,或者也可以说,只要是鱼类冬季集群栖息的水域都可以叫做越冬场。
长江河口以其地处江海交汇处的位置特点,成为了大量鱼类选择的产卵场、索饵场和越冬场。
洄游是鱼类运动的一种特殊形式,是一些鱼类的主动、定期、定向、集群的水平移动。随着鱼类生命周期各个环节的推移,年复一年。这种行为是鱼类长期以来对外界环境条件变化的适应结果。通过洄游,鱼类可以达到更换各生活时期的生活水域,以满足不同生活时期对生活条件的需要。洄游通道,就是洄游性经济鱼、虾类洄游的必经水域。
洄游的距离随种类而异,为了寻找适宜的外界条件和特定的产卵场所,有的种类要远游几千公里的距离,比如中华鲟。它们总是要千里寻根,洄游回故乡的江河里生儿育女。除了中华鲟,还有很多种鱼类将长江口当做了它们的巡游通道。
“三场一通道”的独特地位使得“长江口渔场”曾经是我国著名的渔场。这里孕育了曾经的“五大渔汛”,分别是,刀鲚、凤鲚、前颌间银鱼、白虾、冬蟹。在鱼汛期间,这五种鱼虾可以大量捕捞。长江口的天然苗种资源支撑着我国鳗鲡和河蟹等主导水产养殖产业,仅河蟹养殖业每年就约有400亿元的产业规模。
然而,随着人类活动的干预,“五大渔汛”现在已经消失了。
而庄平团队的主要工作,首要的就是搞清楚物种的生活方式,即长江河口是哪些物种的产卵场、哪些物种的索饵场、哪些物种的越冬场、哪些物种的洄游通道。其次要搞清楚这些物种所在的环境正在发生着怎样的变化。这些工作,就是他们的基础工作。
提出可持续发展建议
渔汛的消失、种质资源的衰退、生物多样性的下降,以及生态环境的恶化趋势,很大程度上,是由人类活动造成的。
长江口水生生物资源和生态环境面临的严重威胁,根据庄平团队的总结,大体来说有三个方面的原因。
一来,都市上海的基础就是建立在滩涂和湿地之上的,它的扩张必然要占用更多的滩涂和湿地,人类的占用面积越多,原有物种的栖息地就丧失和破坏的越严重;二来,高强度的岸线开发和繁忙的航运业以及上游的水利工程,造成了水域的污染和环境的变迁,也就是说,人们不仅侵占了“土著”鱼类的家园,还污染了留给它们的少量暂居水域;还有第三,大量的非法和过度捕捞,使得能够在新的较过去恶劣的条件下生存的同类,也快要被抓光了。
但不管怎样,工业化和城市化的步伐不可能停止。所以我们能做的,就只有在发展的基础上尽可能地给予这些原有物种以生存条件。评估人类活动所带来的影响,以及提出应对的措施,是可持续发展的重要前提。这正是庄平等人要做的工作。
其中首要的,是系统地阐明长江口水生物种的变化规律。比如,某种鱼类在什么时候产卵、在什么时候经过,资源量的变动特征等。然后根据这些物种的特点,提出科学的管理和保护措施,为政府制定相关政策提供科学依据。
除了防患于未然的保护措施,对已经濒临危险的生态进行修复和关键物种进行抢救,也是他们的重要工作。除了中华鲟,庄平团队的项目对刀鲚的保护和抢救也有很大进展。他们攻克了刀鲚“亲本纳苗蓄养”等技术难关,在国际上率先实现鲚属鱼类全人工繁殖,为刀鲚的增殖放流奠定了基础。
关于长江口比较著名的鳗苗和蟹苗。他们也做到了保护和恢复。
关于鳗苗,他们首先查明了鳗鲡苗什么时间出现在什么地方这样的时空变动节律,然后制定出了最大持续捕捞量――4吨/年――的标准,推动上海市实施了“鳗苗专项特许捕捞证制度”。在这一系列的措施下,鳗苗的无序过度捕捞受到了遏制,这几年来的产量稳步回升,实现了可持续利用。
对于蟹苗,他们率先开展了中华绒螯蟹亲蟹人工标志增殖放流试验――他们首次评估出了增殖放流对天然繁殖群体的贡献率(约8-10%),发明了亲蟹增殖放流效果评价方法。这些措施,为我国广泛开展增殖放流效果评价起到了科学示范作用。可以说,上海及周边居民现如今之所以还能够享受“秋风起、蟹黄肥”,就有他们很大的功劳。
当然,对于一些渔业资源的开发利用,也是他们研究的目的之一。
比如,他们的项目突破了河鲀低盐度繁育技术,形成了苗种规模化生产体系,使上海成为了全国最大的河鲀苗种基地。比如,他们制定了锯缘青蟹的国家行业标准,苗种和技术辐射南方各省,形成了新的海水蟹类养殖产业。再比如,他们发明了“青蛤苗种分级培育方法”等专利技术,使青蛤成为长江口区域特色支柱水产养殖产业。
据说,上海几乎所有的自然资源,都需要从外地输入,而唯有渔业资源,是可以输出到外地的。能够保持这一传统,庄平团队在其中功不可没。
除了对渔业资源本身的抢救保护和开发利用,对它们所生于斯长于斯的水土的保护,更是一切保护的根本。城市化和工业化不可能停止,一些破坏不可能避免,那么,测算出人类活动造成的破坏程度,以及提出修补的方案,则也是亡羊补牢的好办法。
对于水下工程经常遇到的水下爆破、悬沙等破坏,他们提出了这些活动对生物影响的实验评价技术。比如,正在建设的将会是世界最大规模集装箱装箱港区之一的洋山港港区,其在建设过程中对渔业资源造成的损害,根据庄平团队的评估,将至少需要1 250万元的修复补偿资金。再比如,对于轮船溢油事故,他们也自主开发了损失评估软件,建立了长江口污染事故损失计算模型和指标。他们的评估体系,在我国获得外方船舶泄漏的“国家赔偿”中发挥了重要的作用。
立足于艰苦的野外考察
以上,是笔者根据对庄平教授的采访,对他们十余年来所从事的项目的粗线条勾勒。而与这样的成果相对应的,是繁杂、艰苦甚至是危险的日常工作。
在对长江河口十余年的研究中,庄平自己所拍摄的照片约有几十万张。近景的,航拍的,水产物种的,地理形貌的,各种各样。野外考察是他们工作最重要的组成部分。在庄平教授向我介绍他所拍摄的照片时,我们不约而同地注意到这些照片的拍摄日期。从中可以看出,他们的野外工作开展得非常频繁。
从野外考察中获取漂亮的一手资料,就要面临恶劣环境的考验。在崇明岛的湿地上,经常有因为水涨水落而遇难者。而庄平团队的成员,对于这些险阻却不能退缩。我问庄平教授有没有遇到求生不得的情况,他回答说,“我连求死而不得的状况都遇到过。”他说,“有一次,走着走着突然发现自己已经陷入到了齐腰的泥水中,动弹不得,胸闷的厉害,生不如死。”另有一次,他们租用当地村民的牛车拉着他们前行,结果整个牛陷入了泥水中。为了救牛,他们在牛的周围砌起了一圈泥堎,然后不断放水进入,将牛漂浮起来,才将牛救出。
乘着牛车考察中的庄平
对物种本身研究并观察它们因环境恶化而产生的变化,然后提出应对的策略,这是庄平团队的研究路径。将来,庄平说他们将研究更多的物种以及更大范围和更微观的环境变化。与这一愿景契合,他们去年获得了财政部支持的公益性行业(农业)科研专项:长江口重要渔业资源养护与利用关键技术集成与示范。整个项目统合了诸多的科研院所,由庄平任项目负责人。这个项目势必将要求他们更多地走向湿地和滩涂,获取更多的一手资料,整合更多的生物和环境信息。我们期待他们做出更大的成绩。
感谢庄平教授接受采访、提供图片并审定本文!
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长江的入海口称为长江口,是太平洋西岸第一大河口,位于我国东南海岸带的中部。长江口受长江干流淡水径流与海洋咸水潮汐的交互影响,水质同时具有淡水、咸淡水和海水3种特性,陆海物质交汇、咸淡水混合、径流和潮汐相互作用,产生了各种复杂的物理、化学、生物和沉积过程,形成了长江口独特的自然条件和多样的生态环境,构成了丰富多样的水生动物栖息地、洄游通道、产卵场所,并提供了充足的食物来源。