1. 引言
中国是世界第一水产养殖大国，养殖面积和产量连续多年位居世界首位 [1] 。海水养殖面积和养殖产量均占全球总量的60%以上，沿海11个省级行政区均有养殖活动 [2] 。近些年来，由于产业结构调整等因素，我国海水养殖面积稳中有降，但仍然维持在200万公顷左右。截止2020年，我国海水养殖面积约为200万公顷，占水产养殖总面积的28.4%；海水养殖总量达到2135万吨，占水产品总产量的64.4% [3] 。海水养殖业为保障我国沿海渔民就业及提供优质蛋白等方面做出了重要贡献，但海水养殖在促进经济社会发展的同时，也带来了一系列生态环境问题，如造成近岸海域水质恶化、典型生态系统受损、优质自然岸线损失等 [4] [5] [6] [7] 。渤海入海排污口排查结果显示，海水养殖排污口占全部入海排污口的60%以上 [2] 。中央环保督察指出，沿海部分区域存在海水养殖无序发展现象。养殖产生的污染物随尾水进入受纳海域或直排沙滩，加剧了局部海域生态环境的恶化，导致优质岸线呈现“脏、乱、差”现象。
不同养殖模式自身污染的产生方式不同，鱼类和甲壳类等投饵性生物养殖过程中产生的残饵、粪便等污染物会通过换水等方式输出到养殖区邻近海域 [6] [7] [8] [9] [10] ；滤食性贝类等非投饵性养殖生物的养殖不需要额外的饵料供给，从整个海洋生态系统来看，非投饵性养殖生物养殖可从海洋中移除营养物质 [11] 。但从养殖水域局部来看，非投饵性养殖生物养殖对营养物质具有一定的富集作用，会导致养殖系统自身污染 [12] [13] 。同时，有机物质在沉积物中积累可加速沉积物–水界面营养物质循环过程，从而对养殖环境水体富营养化具有显著影响 [14] [15] [16] 。因此，非投饵性养殖生物养殖自身污染也应该引起关注。
基于以上原因，本文利用滤食性贝类总氮、总磷排放系数相关研究数据和《2021年中国渔业统计年鉴》 [3] 中虑食性贝类产量数据，结合全国第二次污染源普查投饵性养殖生物总氮、总磷排放量数据，评估了我国海水养殖总氮和总磷年排放量。同时，分析了我国海水养殖生态环境影响状况及海水养殖存在的管理问题，提出了我国海水养殖生态环境监管需求。
2. 海水养殖氮、磷排放量评估
2.1. 评估方法
不同的海水养殖模式氮、磷排放的评估方法存在差异。本文根据海水养殖过程中是否投饵将我国现有海水养殖活动分为非投饵性养殖和投饵性养殖两种方式对我国海水养殖总氮、总磷年排放量进行评估。其中基于相关文献的评估方法 [13] [17] 对非投饵性养殖生物(主要为滤食性贝类)总氮、总磷的排放量评估，贝类年产量数据由《2021中国渔业统计年鉴》 [3] 获得。非投饵性养殖生物总氮、总磷年排放量数据来源于2018年开展的全国第二次污染源普查统计数据。非投饵性养殖生物和投饵性养殖生物数据之和为我国海水养殖总氮、总磷年排放量。
2.2. 氮、磷排放量
根据《2021中国渔业统计年鉴》 [3] ，2020年我国主要滤食性贝类产量见表1。其中牡蛎产量最高，约为524万吨；蛤类产量次之，约为422万吨；扇贝产量也超过了170万吨。
Table 1. The output of main filter-feeding shellfish in China
表1. 全国主要滤食性贝类产量
我国养殖的主要滤食性贝类总氮、总磷的排放系数如表2所示 [17] 。
Table 2. Total nitrogen and total phosphorus emission coefficient of main filter-feeding shellfish in China
表2. 全国主要滤食性贝类总氮、总磷排放系数
根据滤食性贝类产量和总氮、总磷排放系数，计算出2020年我国滤食性贝类总氮、总磷排放量如表3所示。全国养殖滤食性贝类总氮、总磷排放量分别为28.39万吨、10.09万吨。其中蛤、牡蛎和海湾扇贝排放量较高，总氮排放量分别达到102,856 t、68,361 t和62,834 t，分别占全国滤食性贝类总氮排放量的36.2%、24.1%和22.1%；总磷排放量分别达到44,943 t、21,357 t和17,721 t，分别占全国滤食性贝类总磷排放量的44.5%、21.2%和17.6%。蚶和虾夷扇贝总氮、总磷排放量较低，占全国滤食性贝类总氮、总磷排放量的比例均在5%以下。
Table 3. Total nitrogen and total phosphorus emissions of major filter-feeding shellfish in China
表3. 全国主要滤食性贝类总氮、总磷排放量
另外，第二次全国污染源普查统计数据显示，我国投饵性海水养殖生物总氮、总磷年排放量分别为4.04万吨、0.66万吨。因此，我国海水养殖总氮、总磷年排放量分别达到32.43万吨、10.75万吨。
3. 海水养殖生态环境影响分析
3.1. 污染物排放
3.1.1. 营养物质
非投饵性养殖生物养殖过程中产生的粪便和假粪、投饵性养殖生物养殖过程中产生的残饵和粪便等有机物质以及其他代谢产物均会通过不同方式进入养殖环境及其邻近海域，其中含有大量氮、磷等营养盐 [4] - [13] 。本文的研究结果显示，我国海水养殖总氮、总磷年排放量分别达到32.43万吨、10.75万吨。由于海水养殖生物产量的增加，与2017年 [17] 的研究结果相比总氮、总磷排放量均呈现一定的增加趋势。需要指出的是，筏式养殖或底播养殖的非投饵性养殖生物总氮、总磷排放量占海水养殖总排放量的比例较大，分别达到87.5%和93.9%。非投饵性养殖生物养殖过程中的自身污染只是针对其局部养殖海域，对于整个海洋生态系统来说，在养殖生物收获时会从环境中移出营养物质 [12] [13] [17] 。仅从投饵性养殖生物角度来看，全国第二次污染源普查结果显示，海水养殖总氮、总磷排放量与全国水污染物排放量相比，分别占1.33%和2.09%；与农业源水污染物排放量相比，分别占2.86%和3.11%。虽然仅考虑投饵性养殖生物海水养殖氮、磷排放量占比不高，但养殖尾水的散乱直排和短期集中排放对局部海域的污染仍为海水养殖产生的重要生态环境问题。
3.1.2. 药物
在工厂化养殖、池塘养殖、网箱养殖以及其他养殖方式的苗种培育阶段，常使用化学药物(如抗生素、治疗剂、消毒剂和防腐剂等)以保证养殖生物的存活率和防治病害，从而导致这些化学药物在环境中的残留以及在养殖生物体中富集，而且养殖生产过程中还存在滥用药物的行为，更加剧了海水养殖药物的污染。在大亚湾和阳江两个典型海水养殖区的所有沉积物样品中都能检出磺胺类抗生素，含量高达2.1~35.2 ng/g；在7种养殖鱼类的肝脏组织中均检测到高浓度的磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲基异噁唑的残留量，最高含量分别为150.0 ng/g、146.5 ng/g和112.8 ng/g [18] 。海南东部(万宁和陵水)海水养殖区水体中抗生素检测结果显示，13个采样点的抗生素残留质量浓度为10.28~156.63 ng/L，检出喹诺酮类抗生素2种，四环素类抗生素3种，氯霉素类抗生素1种 [19] 。
3.1.3. 养殖垃圾
海水养殖使用大量的塑料或合成纤维等材料，包括泡沫浮桶浮球、网衣网绳、保温箱以及竹木质工具等，特别是传统渔排大量使用极易破碎的泡沫塑料和木板，极易发生破碎而进入水体，造成局部海域海漂垃圾污染。2017年，厦门湾浅海贝类养殖过程中产生的塑料垃圾年排放量约为385.29 t，浅海网箱养殖过程中产生的塑料垃圾年排放量约为52.85 t，合计438.14 t [20] 。在温州霞关镇海水养殖区有5种类型的塑料类垃圾存在，泡沫垃圾占比23.66%，可能与网箱养殖使用大量的泡沫浮标以及保温箱等因素有关 [21] 。2020年，福建宁德开展海上养殖综合整治行动，共清退和升级渔排140.20万口，清理海漂垃圾9.25万吨，泡沫浮球518万个。
3.2. 对海洋生态的影响
3.2.1. 水动力
高密度、大规模的浅海浮筏养殖、浅海网箱养殖因养殖设施以及海洋牧场建设过程中投放的人工渔礁的存在会显著改变海流方向和流速，减缓半封闭海区海水交换速率，进而影响海域营养盐和食物的更新速度 [22] ，增加污染风险。Jackson等 [23] 通过现场观测发现海带养殖区内的潮流流速仅为外部流速1/3，模拟结果显示养殖区内的流速减小了42%~68%；Pilditch等 [24] 通过现场观测发现通过扇贝养殖区的流速比周围环境流速减小了40%；南非Saldanha湾贝类筏式养殖区外的流速是养殖区内的6倍 [25] 。相关研究结果表明，海水养殖活动对桑沟湾水动力场影响显著，桑沟湾内1994年的流速与1983年即开展规模化海水养殖前比较减小了约50% [26] ；高密度的筏式养殖使流速平均减小40%，整个湾的海水平均半交换时间延长了71% [27] 。
3.2.2. 湿地
大规模的围海养殖及陆基工厂化养殖给滨海湿地生态系统的结构和功能带来负面影响，具体表现为滨海湿地格局、滨海湿地生物多样性的维持以及生物分布结构等方面的变化。通过对潮间带滩涂的围垦，把原生的潮间带生境变成人工养殖池塘，在我国北方会破坏以碱蓬和芦苇为代表的盐生湿地生境，南方会破坏红树林，甚至珊瑚礁生境。渤海围海养殖面积达29.8万公顷 [2] ，主要分布在渤海湾、辽东湾、莱州湾和大连金普湾；1980~2000年间，广西沿海虾塘建设侵占了1464公顷红树林 [28] 。围海养殖占用了大量自然岸线和滩涂湿地，为影响河口、海湾和滨海湿地等典型海洋生态系统健康状况的重要原因。
3.2.3. 生态空间
大规模的围海养殖和浅海浮筏养殖占据近岸海域大范围的生态空间，导致原本属于海洋生物的自然空间被大面积的养殖设施侵占。特别是部分海水养殖区分布在海洋生态红线区，严重影响了重要海洋生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区的生态环境保护。2019年，约有19.1%的围海养殖位于海洋生态保护红线范围内。环渤海三省一市约有4.96万公顷围海养殖位于海洋生态保护红线范围内，约占养殖面积的16.3%；泉州湾河口湿地自然保护区核心区具有海水养殖活动，养殖面积88公顷；宁德环三都澳湿地水禽红树林自然保护区自2011年以来，围海养殖造成保护区湿地面积减少近170公顷 [2] 。
4. 海水养殖生态环境监管需求
4.1. 存在的管理问题
针对我国海水养殖规模巨大、生态环境影响突出的问题，近些年来出台的有关政策文件均提出了海水养殖生态环境监管综合性要求，因此当前海水养殖污染防治在推广绿色养殖模式、养殖空间布局管控、投喂管理、养殖尾水排放管控、养殖废弃物管理等方面均取得了一定的进展。但我国海水养殖生态环境监管制度仍尚不完善，主要表现在以下三方面。
1) 海水养殖污染防治的行业管理要求不明确。《海洋环境保护法》对海水养殖的管理规定较为原则，《渔业法》对防治海水养殖造成环境污染及生态破坏未作出明确规定，相关行业管理要求不明确。
2) 海水养殖尾水排放和废弃物管理规定缺失。规模化海水养殖尾水达标排放规定缺失，大部分海水养殖排污口尚未纳入常态化监管；缺乏海水养殖废弃物处置的相关规定。
3) 养殖户污染治理责任不明确。海水养殖污染防治受人力、物力等因素制约起步较晚，多数养殖户缺乏污染防治意识，未能主动采取染防治措施。
4.2. 监管需求
基于我国海水养殖生态环境监管存在的问题，为贯彻落实有关政策文件要求，有效解决无序海水养殖带来生态环境问题，依据问题导向、保护优先、全面覆盖、突出重点、责任明确的基本原则，从明责任、转方式、严准入、控投喂、盯尾水、减废弃等角度出发，我国海水养殖生态环境监管应从以下几方面考虑。
1) 明确监管责任主体。修订完善《海洋环境保护法》《渔业法》等相关法律法规，配套实施相关政策文件，明确海水养殖全过程中每个环节的监管责任主体，依法依规开展海水养殖生态环境监管。
2) 鼓励海水养殖绿色发展。将绿色发展理念贯穿于水产养殖生产全过程，推广生态健康养殖模式。制定海水养殖绿色发展规划，明确具体措施和目标。
3) 合理规划养殖空间布局。一是科学划定禁止养殖、限制养殖和允许养殖区，严格控制在环境本底较差、水动力弱的区域开展养殖活动。二是严格海水养殖环评准入机制，新建、改建、扩建海水养殖场应进行环境影响评价，落实环境影响评价要求。
4) 加强养殖投入品管理。加强对养殖过程中投饵、用药的监管，严格控制抗生素、环境激素等药物的使用和野生幼杂鱼等鲜活饵料的直接投喂，建立实施海水养殖投入品使用记录制度。
5) 严控养殖尾水排放。一是加快制订出台海水养殖尾水排放地方标准，统筹考虑区域养殖特点和经济、技术可行性，明确海水池塘及工厂化养殖尾水排放控制指标和限值。二是逐步推广生物净化、人工湿地等技术措施，在集中连片海水养殖池塘和工厂化养殖区域，对尾水实施集中生态化处理，推动养殖尾水资源化利用，实现尾水达标排放。三是鼓励海水养殖从业者针对尾水开展自行监测。
6) 加强养殖废弃物管理。做好养殖区域内废弃物集中收储处置空间布局，建立集中收储点名录并动态更新公开，督促引导海水养殖从业者收集转运废弃物至集中收储点。推进环保材料的使用，减少海水养殖垃圾污染，并加大养殖废弃物集中收置和资源化利用力度，禁止海上随意丢弃和处置。
5. 结论
本文对我国海水养殖氮、磷排放量的评估结果显示，海水养殖污染已成为我国近岸海域主要的污染源之一。同时，本文分析了海水养殖对我国近岸海域海洋生态环境的影响及海水养殖生态环境监管存在的问题，在此基础上提出了我国海水养殖生态环境监管需求，从而为有效解决海水养殖带来的生态环境问题提供管理建议。
致谢
感谢国家重点研发计划项目(2019YFD0900800)资助。
基金项目
十三五“蓝色粮仓科技创新”国家重点研发计划项目(项目编号：2019YFD0900800)。
NOTES
*通讯作者。