尊重自然 以大時空觀 提升長江口-杭州灣海域氮磷科學(xué)管理水平

氮、磷是生物生長的基本生命元素。氮磷由陸源沿江河進入海洋的過程中，經(jīng)歷了從流域地表匯集進入江河，從河流到河口，再到海洋連續(xù)體的空間變換。“構(gòu)建從山頂?shù)胶Ｑ蟮谋Ｗo治理大格局”已成共識，加強流域海域一體化治理和管理的訴求越來越高，這既是支撐國家整體生態(tài)安全格局的必要舉措，也是保障人與自然和諧共生高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

習(xí)近平總書記在2024年全國科技大會、國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會、兩院院士大會上指出：“當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展。科學(xué)研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向極綜合交叉發(fā)力，不斷突破人類認知邊界。”海洋領(lǐng)域具備典型的“四極”特點，海洋生態(tài)環(huán)境保護對科技進步的依賴更加強烈。陸海統(tǒng)籌，建設(shè)海洋強國，是建設(shè)科技強國與生態(tài)文明強國的必由之路。但陸海統(tǒng)籌不是簡單的沿海陸域與海域的統(tǒng)籌，而是更大空間尺度的流域范疇，涉及的行政單元更加廣泛，行業(yè)涵蓋更加多元，學(xué)科交叉更加綜合。

以長江口-杭州灣區(qū)域為例，長江流域匯聚的陸域地表水在此入海，氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)由陸域進入東海。這些營養(yǎng)物質(zhì)被浮游植物利用，形成初級生產(chǎn)力，滋養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)中以浮游植物為起點的各種生物。但是，由于捕撈過度與捕撈結(jié)構(gòu)不合理，海洋生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成吸收氮磷的浮游植物大量生長，不能沿食物鏈正常傳遞，從而形成赤潮；而入海徑流中氮多磷少的相對格局，引發(fā)了長江口附近海域氮磷比例的明顯改變，造成水體原有餌料型硅藻減少、甲藻增多，進一步限制了初級生產(chǎn)力向次級生產(chǎn)力的有效轉(zhuǎn)變，生態(tài)系統(tǒng)的效率降低；赤潮沉降水底，死亡、降解，大量消耗海水中的溶解氧，造成長江口附近海域底層缺氧，有機質(zhì)氧化形成的二氧化碳又造成海水局部酸化。赤潮、缺氧、酸化，以及機理尚不清晰的水母災(zāi)害，疊加全球氣候變暖，使得長江口海域成為環(huán)境問題最為突出的海域。而這些災(zāi)害的根本原因，就在于以高濃度氮和磷為特征的近海富營養(yǎng)化。

在國家重點研發(fā)計劃“近岸海域氮磷污染陸海氣協(xié)同防治關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”和浙江省重點研發(fā)尖兵計劃“近海污染源解析，高效治理及生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)”等項目支持下，經(jīng)過近幾年協(xié)同與聯(lián)合攻關(guān)，明確了長江口-杭州灣海域氮磷管理難點，以及該空間范疇下氮磷的特點，即長江口-杭州灣海域的氮磷營養(yǎng)鹽形成了物質(zhì)源頭類型特別多樣、多界面遷移變化特別復(fù)雜、陸海統(tǒng)籌特別困難的難點，同時兼具生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)源、環(huán)境介質(zhì)污染物、糧食安全物質(zhì)保障、碳中和協(xié)同元素等多重屬性的特點。

實現(xiàn)長江口-杭州灣海域氮磷的有效管理與資源化利用，關(guān)鍵在于以下幾個方面：

一是分區(qū)域精細刻畫海域氮磷環(huán)境行為，破解環(huán)境精準管理需求與海域動態(tài)變化間的矛盾。生態(tài)環(huán)境部針對污染防治攻堅戰(zhàn)，提出問題精準、時間精準、區(qū)位精準、對象精準和措施精準的5個精準要求。那么，環(huán)境精準管理跟海域動態(tài)變化之間這個矛盾怎么解決？分流域、分海區(qū)、分區(qū)域精細刻畫生態(tài)系統(tǒng)的氮磷運動、運移規(guī)律，落實基于生態(tài)系統(tǒng)完整性和整體性的管控、管理方案，才有可能進行精細化管理。

二是設(shè)立長江口-杭州灣生態(tài)單元的獨立水質(zhì)標準，彌補順應(yīng)自然的差異化管理需求與全國單一海水水質(zhì)標準之間的矛盾。近20年，受全球氣候變暖影響，長江全年徑流量呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，但年際間震蕩加劇。2022年持續(xù)干旱，長江徑流量達到近20年來最低值，導(dǎo)致長江口海域監(jiān)測的海水水質(zhì)反彈超標。環(huán)境管理是基于水質(zhì)評價的管理，而水質(zhì)評價則是根據(jù)人為設(shè)定的固定標準值。用固定的標準管理動態(tài)海洋，特別是變化劇烈的河口，顯然存在一定的局限性。長江口-杭州灣海域的氮磷，按照現(xiàn)行海水水質(zhì)標準，多為三四類或更差，但在杭州灣，因為渾濁度非常高，我們沒有看到赤潮發(fā)生。在河海鹽度鋒面以東，因為有著豐富的氮磷，才有長江口豐富的生物多樣性和世界著名的舟山漁場。為此，建議在長江口、杭州灣分別單獨研究設(shè)立符合獨立生態(tài)系統(tǒng)單元和空間的河口生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)標準。

三是解譯海洋生態(tài)系統(tǒng)與氮磷的交互關(guān)系，化解生態(tài)安全格局構(gòu)建與自然規(guī)律認知不足之間的矛盾。我國“三區(qū)四帶”的生態(tài)安全格局中，海岸帶是核心之一。在國家“一帶一鏈多點”的海洋生態(tài)安全格局中，海岸帶、海島鏈和多個海洋保護地，形成藍色生態(tài)屏障。長江口-杭州灣區(qū)域是長江經(jīng)濟帶、長三角這兩個國家戰(zhàn)略區(qū)的交叉區(qū)，也是我國南北遷徙水鳥與河海洄游魚類的要道，氮磷既是飛羽翔鱗的生存基礎(chǔ)，也是影響河口生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)。在陸海一體化生態(tài)安全格局構(gòu)建的總體要求下，通過建立河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能長期定點觀測站，能夠進一步解譯河口區(qū)海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與氮磷之間的交互作用機制，從而保障生態(tài)連通性與河口區(qū)域生態(tài)安全。

四是在大空間尺度上重塑氮磷的結(jié)構(gòu)與循環(huán)途徑，破解貧瘠水體生產(chǎn)力提升與降氮除磷高成本之間的矛盾。2024年9月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于踐行大食物觀構(gòu)建多元化食物供給體系的意見》，要求把江河湖海利用起來，向水面要食物要蛋白。這便需要氮磷營養(yǎng)物質(zhì)的支撐。而海水養(yǎng)殖向深遠海發(fā)展已成趨勢。深遠海貧營養(yǎng)、缺氮缺磷。一方面，消耗大量能源與空間極力脫氮脫磷；另一方面，深遠海生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)蛋白又缺氮少磷。在空間上尋找一種適配的可能性，變廢物為資源，重新架構(gòu)氮磷營養(yǎng)要素的歸宿，有待進一步探究。四類海水無機氮的標準為0.6毫克/升，杭州灣1982年的無機氮平均值是0.86毫克/升，2023年為1.2毫克/升，杭州灣5年的千億級專項投資，大概也只能把無機氮降低0.05至0.08毫克/升。在這種情況下，逆自然而行，不停地加碼加資進行污水治理，能否實現(xiàn)海洋當(dāng)中的所謂水質(zhì)達標，尚存疑問。因此，從空間上重新架構(gòu)氮磷營養(yǎng)要素的歸宿或許是另一種解決方案。