當最後一片淨土淪爲瀕絕孤島…… 南極:向左or向右

南極被人們稱為第七大陸,是根據地球旋轉方式決定的最南點。是地球上最後一個被發現、唯一沒有土著人居住的大陸。南極大陸的總面積為1390萬平方公里,相當於中國和印巴次大陸面積的總和,居世界各洲第五位。整個南極大陸被一個巨大的冰蓋所覆蓋,平均海拔為2350米。南極洲蘊藏的礦物有220餘種。

南極給人的第一印象:潔白,純淨,被譽為世界上最後一片淨土……

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然而,由於人類的活動,地球的健康正面臨著越來越嚴峻的考驗,可謂“從頭到腳”毛病不少。科學家發現,南極上空的臭氧層空洞的面積和深度都創下了歷史紀錄,完全修復需要大約60年時間。而海洋由於遭受汙染也出現了200個“死亡地帶”。死亡地帶(死亡地帶(dead zone),生態學術語。在許多海灣和沿海水域,以汙染物為食的海藻使其他海洋生物缺氧,結果造成世界的多數死亡地帶。科學家把主要責任歸咎於肥料和其他農業廢物、汙水和礦物燃料的燃燒等。其他因為自然原因造成生命稀少的海域不叫死亡地帶。2008年科學家已經確定世界上有405個死亡地帶,其中最小的只有0.4平方米,最大的有27,000平方米。死亡地帶也有“靜區,死區(電波不能到達的地區)”的意思)[1]

一.海洋

南極洲邊緣海:南極洲邊緣海有屬於南太平洋的別林斯高晉海、羅斯海、阿蒙森海和屬於南大西洋的威德爾海等。

1.南極海域首次發現微塑料

微塑料作為海洋環境中一種新型汙染物,微塑料的危害正在成為全球環保人士的關注熱點。最近,正在南極進行科考的第34次南極考察隊的科學家們,首次在南極海域的海水中發現了微塑料的存在(圖中濾膜中央的藍色纖維)。這樣人跡罕至的極地海洋裡也有微塑料,可以反映出微塑料分佈的廣泛。

微塑料是指尺寸小於5毫米的塑料碎片,目前,塑料是海洋垃圾的主要組成部分,全球每年生產的塑料超過3億噸,其中,約有10%的塑料會進入海洋,這些塑料的化學性質穩定,難以降解,會在海里存在數百年以上。微塑料會對海洋生物帶來致命影響。受微塑料汙染的海洋生物還會出現在人類餐桌上,最終威脅人類健康。[2]

大海看上去湛藍澄澈,實際上藏著許多“看不見”的垃圾。近日,國家海洋局發佈消息稱,正在執行南極科考任務的科學家們在南極地區海水中發現了海洋新興汙染物——微塑料的存在。

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如果連人跡罕至的南極海洋裡都有微塑料,可見海洋汙染範圍之廣泛,有科學家將微塑料形象地比喻成“海洋中的PM2.5”。

目前,塑料及其製品在國內外被廣泛應用,而塑料垃圾的處理卻並沒有跟上。據不完全統計,每年被排入海洋的塑料垃圾最少都在百萬噸量級,海洋垃圾中50%至80%都是塑料。在大西洋和太平洋中,更存在面積巨大的垃圾帶,其中的塑料垃圾在長期的物理、化學作用下,逐漸分解成更為微小的塑料碎片。

全世界的海洋日益受到“微塑料”的威脅,然而,一直以來,人類低估了直接倒入海洋生態系統的塑料製品所造成的損害。此前有國內外報道稱,這部分垃圾提高了海龜、海豚和鯨魚等海洋生物的死亡率,破壞了珊瑚礁,是重要的化學汙染源,甚至會在被魚類吞食或汙染海灘之後,對人類造成危害。

具體而言,日本某研究團隊表示,微塑料在大海中,被低端浮游生物吞噬,因為微塑料無法被消化吸收,所以浮游生物遭遇生病死亡的危害。根據食物鏈的“富集效應”,低端食物鏈吃掉這些浮游生物,低端食物鏈再被高端食物鏈吃掉……最後這些微塑料以及有機汙染物都進入了上層動物體內。而人類站在食物鏈的頂端,受其危害不可避免。但由於目前人類對微塑料分佈的監測數據尚不完善,它對人體到底有多大危害,也缺乏相關研究。

科學研究表明,帶有磨砂顆粒的牙膏、洗面奶、洗衣粉,按摩性沐浴露等都含有微塑料,隨著洗衣機廢水流出的超細纖維也是微塑料,而合成纖維材質的衣服,產生的微塑料就更多了。

那麼,作為普通人,我們面對微塑料的威脅該咋辦?其實在生活中,我們可以主動拒絕微塑料:少用一次性塑料製品,拒絕一次性餐盒,使用環保購物袋,儘量挑選可循環利用的塑料產品。選購洗護用品時,儘量使用含杏仁、核桃等純天然磨砂顆粒,少用添加塑料微珠成分的產品。與此同時,在飲食方面,儘量選擇在正規場合購買海產品與淡水產品,以減少風險。[3]

2.氣候變暖對海洋的影響

近幾年來,由於溫室效應,海平面逐漸升高,而南極大陸的冰蓋究竟是否會融化,成為人們關注的焦點。南極大陸的冰蓋會不會融化,主要取決於地球氣溫是否升高。近年來,人們從鑽取的南極冰岩芯得到證實,地球氣溫升高和二氧化碳濃度的增加,二者間正相關關係並不明顯。如果人類儘早採取措施,保護環境遏制二氧化碳氣體的產生,南極冰蓋融化的災難便不會再出現。

二.淡水資源

1.南極洲面積約1400萬平方公里,98%以上的面積常年被冰雪覆蓋,形成一巨大而厚實的冰蓋,它的平均厚度達2450m,冰雪總量約2500—3000萬立方公里,佔全球冰雪總量的90%以上,儲存了全世界約72%的可用淡水(武衡1994)。有人估算,這一淡水量可供全人類飲用7500年。因此,南極洲是人類最大的淡水資源庫,而且其水質極好,沒有受到任何汙染。

目前研究人員正致力於如何開採南極淡水資源來解決全球缺水問題。

2.氣候變暖影響藻細胞丰度:淡水藻細胞丰度與水溫成正相關,與總無機氮、總無機磷濃度呈負相關。南極半島一些地區的氣溫在全球升溫最快,過去40-50a已上升2℃。南極湖泊浮游植物對光反應極為敏感。太陽輻射減少和氣溫降低,帶來冰雪年融水流量減少,這對提高南極物種的優勢度會大大提高,將達到60%以上。[4]

三.冰川

利用美國冰中心和雪冰中心提供的海冰資料和我國南極考察現場的海冰觀測資料,對南極海冰的長期變化進行了研究。研究表明20世紀70年代後期是多冰期;80年代是少冰期;90年代南極海冰屬於上升趨勢,後期偏多,區域性變化差別大,東南極海冰偏多,西南極海冰即南極半島兩側尤其是威德爾海區和別林斯高晉海的冰明顯偏少。東南極和西南極海冰的變化趨勢總是反相的。90年代後期普里茲灣的海冰明顯偏多,南極大陸陸架冰外緣線總體沒有明顯的收縮,有崩解也有再生的自然變化現象。西南極威德爾海的龍尼冰架和羅斯海冰架東部崩解和收縮趨勢明顯,東南極的冰架也有崩解和收縮,但沒有西南極明顯。陸架冰崩解向海洋輸送的冰山對全球海平面升高有一定的影響。目前南極冰蓋斷裂崩解形成的冰山,向海洋輸入的水量可使全球海平面上升約14mm。[5]

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歐洲宇航局發佈了一系列衛星圖,描述2月10日到3月4日期間 B-9B冰山撞擊默茨冰舌並形成新冰山C-28的全過程。兩大冰山相撞後產生了世界第二大冰山,其長度為78公里,寬度為39公里,面積約2500平方公里的冰山,相當於歐洲小國盧森堡(面積2586平方公里)。新冰山被命名為C-28。C-28這個名字意味著它是自1976年以來從南極洲臨澳大利亞部分分裂出的第28座冰山。B9B撞擊冰舌後亦有損傷,它的大小和新冰山相當。兩座冰山各重8600億噸和7000億噸。

南極氣候與生態系統合作研究中心的研究人員發表了簡短的聲明:“未來兩座巨大冰山的位置很可能會影響當地洋流循環、海冰及深海海水的形成。”

這兩座巨大的冰山緊鄰又冷又鹹的深水洋流,很可能會通過阻止洋流驅動高密度海水的形成,來改變寒冷的深水洋流。因為高密度海水通常會流入深海,並將氧氣帶給它的居住者,所以,一些科學家猜測,最近的新冰山可能會導致在海洋的某些地方形成缺氧的“死亡地帶”,長期而言將影響氣候,使北大西洋冬天更為寒冷。

美國宇航局的海冰專家克萊爾·帕金森(Claire Parkinson)認為,自由漂浮的新冰山勢必影響到這一海域內所有生物的活動。像掠食動物向外遷徙這樣的變化可能會造成海洋生態整個食物鏈發生不可預估的變化,其中就包括帝企鵝。帕金森說:“例如,向北部延伸的海冰進入到先前開放的水域,會阻擋海洋有機物光合作用所需要的陽光——從而影響到更高一級別的食物鏈。”並且,新出現的浮動冰山也許會形成阻礙。她說:“這座非常巨大的冰山,可能會突然阻擋在企鵝慣常經過的道路上。”

目前這兩座超級冰山已經自由漂浮到距離南極北岸145公里處,澳大利亞冰河學家尼爾·楊(Neal Young)指出:“在大約300公里外,那裡有帝企鵝的棲息地。該地區的海豹也將可能無法到達開放水域。如果該海域塞滿了冰,那麼這些動物將不得不另尋捕食地。”

正面的觀點卻認為,冰山在生態系統中扮演著重要角色。冰山在漂移融化過程中,釋放鐵一類的礦物質,使藻類大量繁殖。這些生物體富含葉綠素,它們吸收二氧化碳,產生氧氣;磷蝦成群活動,以浮游植物為食;海燕和南極臭鷗湧向冰山,從那裡捕食磷蝦;冰山周圍的水母以浮游生物、磷蝦和小魚為食;冰魚也以磷蝦為食。不僅如此,冰山附近的磷蝦大多自然死亡,沉入海底,從而也帶走了所食的浮游植物從空氣中吸收的二氧化碳。

研究表明,派恩島冰川很可能已經達到臨界點,在不到一百年的時間內其50%的冰層不可避免地將會融化,從而導致全球海平面明顯上升。[6]

劉偉和楊學祥,2004),提出了ENSO循環過程與南極海冰存在一定的關係,海冰關鍵區的異常變化(海冰減少)引起溫度、氣壓和風場的響應而影響洋流,進而對ENSO的發生、發展產生影響,而且前者(ENSO)明顯滯後;

南極海冰範圍異常增加或減少,直接影響南極繞極流(ACC)的冷暖結構和經向輸送,對ENSO事件發生起到推動作用.Yuan(2004)提出了高緯ENSO遙相關與海冰響應機制的概念假設.南極海洋在ENSO這個複雜的海-氣相互作用中究竟扮演了怎樣角色特別是東南極海冰變化與ENSO循環過程較為密切,更值得我們做進一步的探索研究

四.海洋生物

1.磷蝦數量驟減

a.磷蝦及其營養價值

南極磷蝦(學名:Euphausia superba),節肢動物門,磷蝦屬,又名大磷蝦或南極大磷蝦,是一種生活在南冰洋的南極洲水域的磷蝦。南極磷蝦是似蝦的無脊椎動物,並以群集方式生活,有時密度達到每立方米10,000—30,000只。 它們以微小的浮游植物作為食物,從中將初級生產而來的能量轉化,來維持其遠洋帶的生命週期。 它們長成達6釐米長,2克重,有6年的壽命。它們是南極生態系統的關鍵物種,若以生物質能來說,它們可能是地球上最成功的動物物種 (大約共有5億噸)。

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營養價值:

南極磷蝦具有典型的高蛋白、低脂肪的特點,含量分別為16.31% 和1.3%。並且磷蝦礦物質含量豐富,為2.76%,高於日本對蝦(1.6%)、蛤蜊(2.2%)等多種海產品。且其蛋白水解產物中氨基酸種類豐富,含有18 種氨基酸,其中包含人體所需的8 種必需氨基酸。其中,穀氨酸含量最高,賴氨酸次之。磷蝦脂類中,以極性脂含量最高,甘油三酯次之,分別為總脂肪的56%~81% 和12%~38%。甾醇在南極磷蝦中較少(約佔4%~7%),其中80%~100% 甾醇為膽固醇。南極磷蝦不但營養物質豐富,還含有多種活性物質,如蛋白消化酶、類胞菌素氨基酸等。

b.環境與磷蝦:

冬季海冰可以為南極磷蝦提供覓食棲息、躲避敵害的場所,因此海冰的減少會對南極磷蝦種群的生存和發展產生很大的影響,最終威脅到其捕食者鯨魚、海豹、企鵝及海鳥等大型南極動物。另一方面,溫室氣體CO2融入海水使海水酸化,導致海水的化學環境改變,溫鹽異常,這會引起浮游藻類發生改變,適合南極磷蝦攝食的藻類大量減少,導致南極磷蝦量下降。20世紀70年代以來,南極半島的磷蝦明顯減少,科學家們認為80%的南極磷蝦減少是由全球變暖引起的。由於傳統漁業資源的逐漸衰竭,200海里專屬經濟區的提出,使國際水域中的巨大南極磷蝦資源,引起遠洋漁業發達國家的極大關注。

此外,越來越多的國家加入到南極磷蝦商業捕撈的行列,計劃捕撈南極磷蝦量有明顯的上升趨勢,2008~2009年預計捕撈量為77萬t,較前幾年明顯升高。隨著捕撈工具的改進、捕撈技術和船上加工技術的提高,會使未來對南極磷蝦的捕獲量出現增加的趨勢。這些因素的綜合作用可能使南極磷蝦的捕獲量增加六倍,將嚴重威脅到以其為食的鯨魚、海豹、企鵝等南極動物的生存。科學家已經發現在南極磷蝦的主要漁業區南極半島區域,企鵝繁殖個體數量明顯減少,很可能是由於南極磷蝦的減少造成的。從1984年中國首次南極考察開始,就把南極磷蝦研究作為一項重要的考察內容。自1989年第6次南極考察開始即對普里茲灣及其外海進行了以磷蝦生態為主的考察,2001年“雪龍”號極地考察船安裝了國際先進的SI MRAD EK500-BI500科研用迴聲探測-積分系統,對南極磷蝦的進行聲學調查與評估,2002年在第2屆全球GLOBEC開放科學大會上展示的我國第18次南極考察期間對普里茲灣及其外海磷蝦資源的調查結果引起國際磷蝦專家的廣泛關注,認為中國採用國際標準方法在該海域的調查作為國際綜合調查的一部分,將對揭示磷蝦的環南極分佈狀況和資源變動情況提供很大的幫助。中國從首次南極考察開始,對南極磷蝦的研究積累了大量的資料,並取得了豐碩的成果。

近年來,隨著全球漁業資源的不斷衰退,各國對南極磷蝦資源的關注度也越來越高,南極磷蝦漁業作業範圍隨之逐漸擴大。與此同時,日趨明顯的全球氣候變化,包括海冰融退、海洋暖化、海洋酸化以及紫外線輻射增強等,均對磷蝦的關鍵孵化棲息地以及攝食場造成不同程度的影響。作為南極海洋生態系統的關鍵種,南極磷蝦對氣候變化的響應通過級聯效應對整個南極海洋生態系統造成深遠而複雜的影響,同時也給該資源的管理帶來了較大的不確定性。[7]

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磷蝦是南極生物鏈中最關鍵的一環,從天上飛的鳥到水裡遊的魚,小到企鵝大到鯨魚,都要靠它生存,如果沒有了磷蝦,南極將變得毫無生氣。

五.南極臭氧空洞

簡單說來,臭氧洞的危害是,透過臭氧洞的強烈紫外線對人和生物有殺傷作用。在醫院和實驗室裡,人們常用紫外線光消毒,殺死細菌和病毒,就是這個道理。在陽光下曝曬,人的皮膚會變黑,也是這個道理。不過,在通常情況下,來自陽光的紫外線是比較弱的,不足以對人起傷害作用。在自然界裡,太陽光的紫外線不容易直接到達地面,這是因為在地球的大氣圈中有一成一層臭氧層,有效地阻止了太陽光的紫外線到達地球。一旦臭氧量減少,大氣圈中的臭氧層變稀薄,甚至出現空洞,障礙消除了,紫外線就會暢通無阻地穿過大氣層,射到地球上。但是,射到地球上的紫外線,不是所有的都對生物有殺傷作用。紫外線按波長可分為三個部分,波長較短的那兩部分,對生物的殺傷力最強,嚴重時會導致人類的皮膚癌。強烈的紫外線對地面生物的危害,還表現在破壞生物細胞內的遺傳物質,如染色體、脫氧核糖核酸和核糖核酸等,嚴重時會導致生物的遺傳病和產生突變體。[8]

研究發現,南極洲上空的臭氧洞對海洋生物也有很大影響。強烈的紫外線可以穿透海洋10~30米,使海洋浮游植物的初級生產力降低了3/4,抑制了浮游動物的生長,從而對南大洋的生態系產生不利影響。[9]

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六.思考

是否所有的美麗都會老去?我們不得而知,但我們能做的是儘可能地留住這些美麗,為了那些可愛的動物們,也為了我們自己,不再置身瀕絕孤島……

參考文獻

[1]南極的概念. 中國科普博覽.2013-12-28

[2]央視新聞

[3]慧聰塑料網訊.2018,01

[4]朱根海,王敏.南極附近水域微小型藻類的研究V.長城站周圍不同生境淡水藻類的分佈 [J].南極研究,1995,7(1):67-74

[5]解思梅, 魏立新, 郝春江, 張海英, 梅山. 南極海冰和陸架冰的變化特徵 [J].海洋學報(中文版),2003.(05)

[6]四川新聞網

[7]孫雷,周德慶,盛曉風. 南極磷蝦營養評價與安全性研究[J].海洋水產研究,2008(02)

[8]陸龍驊. 近年來的南極臭氧洞[J]. 氣象科技,1997,(01):5-9

[9]陸龍驊. 南極臭氧洞的發現、研究和啟示[J]. 氣象科技進展2016,6(03);89-96.


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