海洋環境與生態工程發展戰略研究

“中國海洋工程與科技發展戰略研究”海洋環境與生態課題組

海洋環境與生態工程發展戰略研究

“中國海洋工程與科技發展戰略研究”海洋環境與生態課題組

本文系統闡述了海洋環境與生態工程發展戰略研究的意義，分析了我國海洋環境與生態發展的現狀，結合世界海洋環境與生態工程發展的經驗以及我國面臨的主要問題，提出了我國海洋環境與生態發展的戰略目標、主要任務和政策建議。

海洋環境；生態工程；戰略研究

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.02.005

一、前言

我國既是陸地大國，也是海洋大國，擁有超過1.8×104km的大陸海岸線，6 500多個島嶼。依據《聯合國海洋法公約》和我國的主張，管轄有超過3×106km2的遼闊海域[1,2]。在過去的幾十年間，我國沿海地區社會經濟快速地發展，由于在海洋開發利用過程中只重視對資源的索取，而忽略對海洋生態及環境的保護，導致我國海洋生態環境問題日益突出。如入海污染物顯著的增加，氮磷引起的富營養化問題突出，赤潮災害多發等[3,4]。我國海洋生態安全面臨嚴峻的挑戰。

在21世紀我國經濟迅速增長、城市化進程加快而陸地資源日益枯竭的背景下，如何立足陸海統籌，在開發利用海洋資源、發展海洋經濟、構建現代海洋產業體系的同時，防治海洋環境污染，維護海洋生態健康，探索沿海地區經濟社會與海洋生態環境相協調的科學發展模式，增強對海洋環境的管

控能力，是我國海洋環境保護亟待解決的嚴峻問題[5～7]。

二、我國海洋環境與生態工程發展的現狀

（一）環境與生態現狀

我國海洋環境與生態現狀主要表現在以下幾個方面：水質總體有所改善，但污染形勢仍不容樂觀，如入海河流水質不佳、氮磷引起的富營養化程度高等；我國局部海域沉積物受到污染；海洋受到垃圾污染；海岸帶生態遭到破壞，典型生態系統受損嚴重，漁業資源衰退，生物多樣性下降；海洋生物入侵嚴重，對我國本土生物以及海岸帶生態系統產生了極大的危害；生態災害，如赤潮、褐潮、綠潮、水母等頻頻出現并呈加重趨勢；持久性有機污染物（POPs）污染問題日益凸顯，目前，我國環渤海經濟區、長江三角洲、珠江三角洲等多個區域成為多種持久性有機污染物污染的高風險地區；我國海洋健康指數（OHI）評分為53分，低于全球海洋健康指數的平均評分，與世界上評分較高的國家在海洋漁業資源和特有海洋環境的保護上存在顯著的差距[7～11]。

（二）海洋環境污染控制工程發展的現狀

1. 實施陸源污染物總量減排工程

我國實施陸源污染物總量減排工程，緩解海洋環境壓力主要表現為以下兩個方面。一是陸源工業和生活點源污染物總量減排，主要采取了工程減排、結構減排、管理減排三方面的措施[4,12]；二是農業面源污染減排工程。通過實施農田最佳養分管理、結合多種施肥方式、控制畜禽飼養量、建立生態農業模式，來控制農業面源污染[4,12]。

2. 開展海洋垃圾污染控制工程

國際上（聯合國、國際海事組織（IMO））和我國先后制定了防治垃圾污染海洋環境的海洋法公約以及法律法規，主要有聯合國的《海洋法公約》、國際海事組織（IMO）的MAPPOL73/78公約、聯合國的《防止傾倒廢物及其他物質污染海洋公約》、《中華人民共和國海洋環境保護法》《防止船舶污染海域管理條例》和《船舶污染物排放標準》，對于海洋垃圾相關的規定是比較全面、具體的，能夠覆蓋海洋垃圾的各項主要來源。同時，我國共有六個涉海部門（環境保護部、住房與城鄉建設部、交通部海事局、農業部漁業局、國家海洋局、全軍環境保護辦公室）根據其管理職責開展海洋垃圾污染監測、防治方面的工作。

3. 積極穩妥地控制持久性有機污染物的污染

為了有效防止持久性有機污染物對人類健康和生態環境的危害，我國積極支持和參與聯合國有關機構對持久性有機污染物采取的國際控制行動；加強環保宣傳教育, 提高廣大群眾對持久性有機污染物危害性的認識；通過物理修復技術、化學修復技術、生物修復技術等多種技術建立削減持久性有機污染物的全過程管理的政策體系[13]。

（三）海洋生態保護工程發展的現狀

我國已初步形成海洋保護區網絡體系。截至2011年年底，已建成典型海岸帶管理系統、珍稀瀕危海洋生物、海洋自然歷史遺跡及自然景觀等各類海洋保護區221個，此外，已建立海洋國家級水產種質資源保護區35個。同時，2011年國家海洋局開始建設國家海洋公園，并批準了7處國家級海洋公園[13]。2005年，建立第一個國家級海洋特別保護區，至今達到21個。

實施海岸帶生態修復。海岸帶生態資源的修復是一項難度大、涉及范圍廣、因素諸多的復雜系統工程。近年來我國通過紅樹林人工種植等生態修復工程，恢復了部分區域的海洋生態功能；通過采取海洋伏季休漁、增殖放流、水產健康養殖，水產種質資源保護區、人工魚礁和海洋牧場建設等措施，減緩了海洋漁業資源衰退的趨勢。因此，我國海岸帶生態修復與治理工作已經逐步開展，并取得了初步成效[14]。

（四）海洋環境管理與保障工程

海洋環境管理與保障工程在以下幾個方面初顯成效：一是海洋功能區劃，我國在20世紀80年代末期提出并組織開展海洋管理的基礎性工作，為海域使用管理和環境保護提供科學依據，為國民經濟和社會發展提供用海保障；二是海洋環境監測，我國的海洋環境監測能力已得到長足發展，初步建成較為完善的海洋環境監測體系，開展了大量海洋環境與生態監測設備研發的工作；三是海洋環境與生態風險防范和應急能力建設，我國已逐步啟動海洋

環境與生態風險防范和應急能力建設，開展了風險源識別與監控工作，初步建立了海洋環境應急響應機制[13,14]。

三、世界海洋環境與生態工程發展經驗和啟示

（一）基于生態系統健康的海洋環境與生態保護理念

20世紀90年代后期，學術界和管理界提出了海洋生態系統水平的管理理念，或稱生態系統途徑的管理理念[15]。該理念迅速地被各海洋大國應用于海洋管理領域。其核心思想是將人類社會和經濟的需要納入生態系統中，協調生態、社會和經濟目標，將人類的活動和自然地維護綜合起來，維持生態系統健康的結構和功能，在此基礎上使社會和經濟目標得以持續，既實現生態系統的持續發展，又實現經濟和社會的持續發展[15]。目前，生態系統方式已經成為環境資源管理的主流思想。美國和澳大利亞等在海洋管理方面處于世界領先地位的國家，已將生態系統方式提升到了國家海洋管理政策的層面。

（二）更加強調防止陸源污染入海在污染控制工程中的重要性

保護海洋環境與控制陸域活動密不可分，是一項十分復雜的系統工程。國際社會很早就認識到，陸域活動對海洋環境的影響雖然是局部性、國家性或區域性的問題，但最終會造成全球性的后果。為應對這一全球性的挑戰，聯合國環境規劃署發起了“保護海洋環境免受陸源污染全球行動計劃”（GPA），其宗旨就是協助各國政府制定保護和改善海洋生態環境的政策和措施，防止陸源污染對海洋環境的破壞[16]。在該框架下“保護海洋環境免受陸源污染全球行動計劃”采取了一系列具體的行動和舉措防治陸源污染，如德國發展可持續的污水處理工藝技術，采用分散和集中處理相結合的方法，用生物脫氮、化學除磷的工藝，控制污水處理廠水體的富營養化；歐美等國家和地區結合本國的實際情況分別實施了可持續營養物質管理；日本在河道上廣泛建立了漂浮木頭攔截壩防止垃圾入海; 韓國海事與漁業部（后改稱韓國國土、運輸和海事部）啟動了一個全國性的行動計劃開展海洋垃圾污染控制工程[17～19]。

（三）更加突出建立保護區在海洋生態保護工程中的地位

美國是世界上最早建立國家自然保護區的國家，美國的海洋保護區多數為海岸帶保護區，如濱海的國家公園、國家海濱公園、國家紀念地等；澳大利亞現有大約305個保護區滿足海洋保護區的定義，以海域保護管理為主要目標的有246個。截至2003年，世界范圍內包括海岸帶在內的海洋保護區總數已從1970年的118個達到現在的3 858個，且目前還有很多正在籌建中[20]。對已經遭到破壞的海岸帶及近岸海域生態系統，發達國家普遍采用以自然修復為主、輔以人工修復的方式，使得自然生態系統得以休養生息，恢復其結構與功能。同時，各國都以管理為抓手，輔以規章制度作為硬性約束，使保護區得到有效的保護。

（四）環境監測技術信息化成為發展海洋環境管控硬實力的體現

日趨完善的海洋環境生態監測、預測和風險防范能力建設，成為各國發展海洋環境管控硬實力的體現。世界各沿海發達國家，已紛紛建立或正在建立各種海洋生態環境監測站，如美國于20世紀80年代建立了國家海洋立體監測系統，包括175個海洋監測站、80個大型浮標等；英國在80年代后期將海洋環境監測納入國家監測計劃。在海洋環境預警預報方面，歐美等發達國家和地區使用數據同化和數值預報技術，建立了現代化的海洋環境預警預報業務系統：海事主管機構的海巡飛機和岸邊監管設施通常配備了雷達、紅外、紫外等視頻監視裝置，能快速有效地支持海陸空立體化的溢油應急反應決策和海上清污行動，防范和應對海上突發的污染事故[21]。同時，計算機模擬技術被更多地應用于海洋環境監測，將海洋環境監測資料與構建的數學模型相互驗證，不斷修正模型，持續的技術進步可以不斷減少監測頻率和密度，最終達到以最小的監測頻率和密度獲得最大的信息量。最后，通信技術也是海洋監測信息化的重要內容，隨著復雜和先進的傳感器及其他水下設備的開發，伴之而來的是大量需要被分析處理的數據和不斷增長的數據傳輸量。

（五） 更加強調海洋經濟的綠色增長之路

2012年6月20日至22日在巴西里約熱內盧舉

行的“里約+20”峰會基于可持續發展的綠色思想，提出了綠色經濟的新概念，強調人類經濟社會發展必須尊重自然極限；同時要求綠色經濟在提高資源生產率的同時，要將投資從傳統的消耗自然資本轉向維護和擴展自然資本，要求通過教育、學習等方式積累和提高有利于綠色經濟的人力資本[22]。總體上綠色經濟浪潮具有強烈的經濟變革意義，認為過去40年占主導地位的褐色經濟需要終結，代之以在關鍵自然資本非退化下的經濟增長即強調可持續性的綠色經濟新模式。為了保證海洋健康、保護海洋環境、確保海洋經濟的綠色增長以及海洋資源的可持續利用和海洋環境的可持續承載，綠色增長之路將是各國海洋經濟發展的必由之路。

重大涉海工程體現了海洋經濟的綠色增長之路。油氣田開發工程、沿海重化產業、國際圍填海工程、國際核電開發工程等重大涉海工程都能產生較好的經濟效益，也會給海洋環境帶來一定的影響，如突發的溢油事件、圍填海的生態影響、核電站事故等[23]。因此，各國都強調在實施涉海工程時，必須以環境保護和安全保障為前提。如美國、英國、荷蘭、挪威、俄羅斯等發達國家油氣開發生產的環境保護工作，無論在環境管理體系方面還是在污染物的治理措施、技術上都比較完善和成熟；美國、日本、歐盟等在重化產業發展中強調采用清潔技術，生產清潔油品，減少三廢排放；以荷蘭、德國為代表的國際圍填海工程經歷了從灘涂圍墾到保護灘涂的過程，提出未來的圍海造地必須與生態環境相結合，科學管理，綜合利用，因地制宜地營運；歐盟出版了“歐洲電力公司要求(EUR)”，對未來壓水堆和沸水堆核電站提出了明確和完整的要求，即更高的安全和經濟要求，并且涉及多個技術和經濟領域[24,25]。

四、我國海洋環境與生態工程面臨的主要問題

（一）海洋經濟的迅猛發展給近海環境與生態帶來巨大壓力

隨著沿海地區社會經濟的持續發展，人口將持續向沿海省市集中，沿海地區城市化進程將穩步提升。由于生活方式的改變和生活水平的提高，人均生活污染物排放量也將持續增加。同時，陸源污染負荷將進一步增加，面源污染控制、入海河流水質改善任務將進一步加重，海域富營養化和有害藻華問題將依然存在，局部海域的重金屬、持久性有毒有害污染將日益凸顯，海上溢油與化學品泄漏風險將明顯加大，近海生態安全將面臨更大的壓力，保護和改善近岸海域環境質量將面臨諸多的挑戰[8～10]。

（二）陸海統籌的環境管理仍存在機制障礙和技術難度

陸源污染主要通過入海河流、直排口等形式進入海洋，占各類入海污染物質的80 %～90 %以上，因此控制陸源污染對于海洋污染控制意義重大[4]。為了控制近岸海域水質污染和改善生態環境質量，應以控制陸源污染為重點，從根本上解決海洋污染問題。然而陸源污染控制仍存在管理機制不健全、治理成本高等問題，制約了陸源污染的控制效果。主要表現為以下幾個方面：① 海域污染控制與陸域污染控制的指標難以銜接，目前沿海地區流域總量控制指標為化學需氧量（COD）和氨氮，而海域環境污染控制因子是總氮、總磷，因此，尚不能實施營養物質的總量控制；② 缺乏行之有效的管理體制機制、扶持政策及相關的技術支撐手段，從而使得面源污染控制難度較大；③ 污水處理廠脫氮除磷能力不足[4]。

（三）海洋生態保護的系統性、綜合性有待提升

我國海洋生態保護系統性不強，無論是海洋保護區網絡建設、示范區建設工程，還是鹽沼濕地、珊瑚礁、海草床、紅樹林等的生態恢復工程，目前都存在體系完整性和系統性不強的問題[13]。海洋生態保護工程技術水平有待提升。目前我國生態保護工程技術水平及信息化水平離國際先進水平還有很大的差距，沒有充分將地理信息系統（GIS）等高新技術運用到保護區規劃管理信息系統和生態監測評估系統中，并且沒有按照需要對各項指標和相關規劃等信息科學制訂管理目標。海洋保護區整體分布和發展很不均衡，缺乏從國家層面上綜合考慮海洋保護區的總體規劃和合理布局，一些生物多樣性關鍵地區還存在大量的空白區域。

（四）涉海工程的技術水平欠缺、環境準入門檻不高、環境監管不力等問題凸顯

近年來，我國涉海工程加速發展、高強度開發，很多都已經達到國際先進水平，為國家帶來了良好的經濟效益，但同時給海洋生態環境帶來了巨

大的壓力，如海上油氣開采過程中，石油泄漏對魚類、貝類等帶來影響，同時某些有毒物質會通過食物鏈影響人類的健康；化工事故一旦發生，勢必造成嚴重的生態影響，帶來重大的損失；大規模的圍填海工程會使得鳥類的棲息地和覓食地消失、重要海灣萎縮甚至消失，海岸帶景觀多樣性遭到破壞，海洋和濱海濕地碳儲存功能減弱等[13]。涉海工程的管理體系仍不完善，缺乏海洋生態系統科學的支撐；監督檢查和執法監察體制有待進一步完善；事故發生后應急處置不力，各部門反應較為滯后，缺乏國家層面的綜合協調；核電開發工程安全形勢不容樂觀、科技研發需要加強；沿海重化工產業環境準入門檻低[9,13]。

（五）海洋環境監測系統尚不健全，環境風險應急能力較差

我國經過40多年的建設和發展，具備了一定的海洋環境監測能力、海洋環境信息應用能力和海洋環境預報能力。但海洋環境保障體系建設起步較晚，業務化系統的規模、能力以及實際預報保障總體水平，大體接近國外發達國家20世紀90年代初期的水平。我國海洋環境監測存在一定的問題和技術瓶頸，如管理體制沒有理順、規章制度尚不健全；監測理念落后、技術支撐不足、主要設備依賴進口；海洋監測系統以岸基監測臺站為主，離岸監測和監測能力薄弱；缺少長期、系統和有針對性的近海海洋科學監測；海洋生態與環境監測的質量控制和質量保證薄弱等。其次，我國沒有在真正意義上建立起相應的水環境質量標準體系。最后，我國處理水上危化品泄漏事故和海上溢油應急能力建設還存在許多薄弱的環節[21]。

五、我國海洋環境與生態工程發展戰略和任務

（一）戰略定位與發展思路

1. 戰略原則與定位

以統籌發展、自主創新與引進技術相結合、政府組織協調與市場機制作用相結合為戰略原則，圍繞“建設海洋強國”“大力推進生態文明建設”的國家發展戰略部署，堅持保護優先、預防為主的方針，通過海洋環境和生態工程的建設與相關產業的發展，提高我國海洋環境和生態保護的水平，實現“在發展中保護、在保護中發展”的目標，支撐我國社會經濟的協調可持續發展，為建設海洋生態文明、建設美麗中國、實現海洋強國提供生態安全保障[26]。

2. 發展思路

以維護海洋生態系統健康、保持海洋生物多樣性、保護人類健康為宗旨，以改善海洋環境質量和保障生態安全為目標，以提高技術創新能力和推動產業化為核心，堅持“陸海統籌、河海兼顧”的原則，構建海洋環境污染控制和生態保護工程體系，建設海洋污染防治工程、生態保護工程以及海洋環境管理與保障工程，增強對海洋環境的管控能力，構建海洋經濟發展與海洋環境保護協調發展的新模式，為建設海洋生態文明提供工程技術保障。

（二）總體目標

經過20～30年的努力，通過開展海洋污染控制工程、生態保護工程、海洋環境管理與保障工程，共三大類工程技術創新與創業發展，海洋環境與工程技術創新能力明顯的提高，海洋環境與生態工程相關高新技術產業得到發展，入海污染物排放得到有效的控制，海洋環境質量以及海洋生態系統健康狀況明顯改善，海洋生態服務功能得到有效的維護，海洋環境監控、預警與應急等海洋環境管控能力顯著提升，海洋生態安全得以充分保障，沿海地區資源與環境實現協調發展，海洋生態文明建設取得明顯的成效。

到2050年，初步形成完整的海洋環境與生態工程開發研究、裝備制造、技術服務產業體系，海洋環境與生態工程創新能力達到國際先進水平；海洋環境質量得到全面的改善，生態系統結構穩定，健康狀況良好；實現沿海地區資源與環境的協調發展；海洋的生態安全得以保障；海洋生態文明蔚然成風，建成與世界海洋強國相適應的海洋環境與生態狀況[27,28]。

（三）戰略任務與重點

1. 總體任務

遵循“陸海統籌、河海兼顧”的原則，以建設海洋生態文明為指導，以陸源污染控制為重點，實施海洋污染控制工程，進行“從山頂到海洋”的全過程防治；以海洋生態系統結構和服務功能保護主要任務，實施海洋生態保護工程；以提高海洋環境與生態工程技術水平和創新能力為核心，實施海洋

環境與生態科技工程；以提升海洋環境保護監測、監管、風險應急能力為核心，實施海洋環境管理與保障工程。海洋環境和生態工程的實施，為發展綠色海洋經濟，構建海洋經濟發展與海洋環境保護協調發展的新模式，開創資源可持續利用、經濟可持續發展為生態環境良好的局面提供技術支撐和工程保障[29,30]。

2. 重點任務

我國海洋環境與生態工程發展仍處于初期發展階段，實施重點海域污染物排海總量控制、構建布局合理的保護區網絡、加強重大涉海工程環境監管、加強對環境執法活動的行政監察等方面成為現階段發展的重點。

一是實施海洋環境污染控制工程，進行“山頂到海洋”的陸海一體化全過程控制，包括管理營養物質，控制海域氮磷總量，控制農業面源污染物排放和入海量，在沿海地區建設綠色基礎設施，控制城市的面源污染，加強海洋垃圾污染控制，完善國家海洋保護區的網絡。

二是劃定沿海地區的生態紅線，正確引導海岸帶開發利用的活動，分區分類開展河口、海灣、海島生態保護與修復工程的建設；構建完善的海洋生態環境監測系統；加快海洋環境監測設備產業化的進程，構建完整的“基準–標準–監測–評價”海洋環境保護技術體系，加大我國海洋環境和生態風險預警和應急保證能力的建設。

三是加大海洋環境管理與保障工程力度，包括加強重化工項目“三級防控體系”的研究，保證事故狀態下不對海洋生態系統構成威脅；加強圍填海工程環境影響技術體系研究以及對圍填海工程的空間規劃與設計技術體系研究，完善必要的行業規范；全面加強核安全技術研發條件建設，改造或建設一批核安全技術研發中心，提高研發能力。

四是建立健全保障措施，完善環境法制，強化執法監督，創新環境政策，形成長效機制，鼓勵公眾參與，加強輿論監督。

六、我國海洋生態與環境工程發展的重大建議

（一）建立陸海統籌的海洋生態環境保護管理體制

海洋是陸地領土的自然延伸，兩者緊密關聯、相互影響，是不可分割的有機整體。海洋污染物的80 %以上來自陸源，解決影響海洋環境矛盾的主要方面在陸地。因此，只有遵循陸海生態系統完整性原則，才能從根本上控制陸源污染，改善海洋環境，為公眾提供優質的海洋環境公共服務和產品[29]。因此，建立陸海統籌的海洋生態環境保護管理體制需要從實施陸地和海洋生態環境統一監管及以流域為控制單元，建立陸海一體化綜合管理模式兩方面進行。

（二）實施國家河口計劃

在過去的幾十年中，流域社會經濟迅猛發展、城市區域快速擴展、農藥化肥大量使用、土地利用急速變化過程中產生的大量污染物通過河流輸送到海洋，導致河口及毗鄰區出現生態系統平衡被破壞、生態系統服務功能退化等各類環境問題以及生態災害不斷凸顯。因此，實施河口生態恢復勢在必行[31]。結合我國國情，研究提出實施國家河口計劃的4項主要任務：一是進行河口生態環境狀況調查與評估，包括河口的健康狀況評價、退化原因診斷和未來狀況發展趨勢預測；二是實施河口區入海污染物總量控制；三是因地制宜地建設河口生態環境保護與修復工程；四是建設河口區生態環境監測網絡。

（三）構建海洋環境質量基準/標準體系

根據我國近海洋生物區系的特點和污染控制的需要，開展相應的海洋生態毒理學和海洋環境質量基準定值方法學研究，構建符合我國海洋環境特征的海洋環境質量基準體系，從而加強我國海洋環境質量的監測、評價與監督管理，為制定海洋環境保護技術政策、標準，維護和提高海洋環境的質量、控制海洋環境污染提供依據[27]。構建海洋環境質量基準/標準體系，主要是建立優控污染物篩選技術規范；制定我國海洋優控污染物的毒理學基準；建立我國海洋生態學基準指標體系，制定海洋生態學基準技術規范，識別海洋保護敏感區并制定關鍵生態學指標的基準值；建立海洋沉積物質量基準的技術方法，針對敏感本土海洋底棲生物的保護，制定優控污染物的沉積物基準限值；建立海洋環境的人體健康基準技術方法，制定優控污染物的人體健康基準限值；制定優控污染物的海洋環境質量標準。

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Study on the Development Strategy of Marine Environment and Ecological Engineering in China

Task Force for the Study on Development Strategy of China's Marine Engineering and Technology Marine Environment & Ecological Engineering Research Group

This paper summarizes the implications of research on marine environment and ecological engineering development strategy, analyzes the current situation of marine environment and ecology development in China. It also provides a comparative analysis of international experiences in the marine environment and ecological engineering field explains, and the main problems China faces at present. Meanwhile, the strategic goals, main tasks and major recommendations for the development of China's marine environment and ecological engineering improvement are presented in this paper.

marine environment; ecological engineering; strategic study

P76

A

2016-01-23；

2016-02-03

中國工程院重大咨詢項目“中國海洋工程與科技發展戰略研究”（2011-ZD-16）

本文由《中國海洋工程與科技發展戰略》叢書《海洋環境與生態卷?綜合報告》改寫，聯系人：雷坤

本刊網址：www.enginsci.cn