早期人們對海洋的探索始於生存需求和對未知世界的好奇,古埃及人、腓尼基人以及後來的古希臘、古羅馬航海家們通過時間積累建立了人們最早的海洋認知體系;進入 18 世紀,隨著物理學科的發展海洋研究逐漸從經驗性觀察轉向系統性科學探索,拉瓦錫首次測定海水成分標誌著海洋科學開始從自然哲學向現代自然科學。20 世紀,隨著科技進步和工業化發展,人們對海洋資源的開發利用大幅增加,同時針對海洋研究亦更加多元複雜。
問渠那得清如許
「香港很早就開始做海洋生物生態的研究了,從莫頓教授開始,到我的師父胡紹燊教授和林群聲教授建立香港城市大學海洋污染國家重點實驗室,我是第三代了。」香港城市大學海洋污染國家重點實驗室梁美儀教授如數家珍般介紹著他與這蔚藍世界的緣分。
梁教授(左)與胡教授合照(圖片來源:SKLMP)
香港城市大學海洋污染國家重點實驗室成員合照
作為香港海洋生態研究的先鋒團隊,香港城市大學海洋污染國家重點實驗室(下稱「實驗室」)多年來致力開展具有深遠影響的海洋污染基礎研究,以期運用更多創新方案解決海洋污染對環境和公共健康構成的重大威脅;同時實驗室配合國家重大戰略需求,望促進海洋生態文明建設。
2020 年 8 月,梁美儀教授正式接任實驗室主任,並與副主任陳荔教授共同申請了政府環境及自然保育基金。項目就政府自 2015 年底實行的「淨化海港計劃」第二期做兩岸生態環境觀察研究,事實證明,計劃實行成效顯著,作為海洋生態系統重要的一環,評估海洋健康狀態的重要指標,珊瑚的生長情況是檢測所在水域水質乾淨程度的指向標,維港底棲息地現生長 35 種珊瑚,當中 16 種此前未曾在維港出現過。梁教授說「我們需要跟政府緊密合作,科學家提供客觀數據分析,在政策的執行中提供數據支持或進度評估,這件工作非常重要,可以為市民提供一個正面的信息,雖然處理廢水需要繳納排污費,但是事實也證明這樣做是值得的。」
維港珊瑚生長情況圖片
除了對過往的污染防治工作追蹤觀測,提供更新數據之外,實驗室也針對新興污染物進行監測研究,為政府提供有效的數據分析以管控新化學物的上市和推廣。梁教授向我們介紹,現時人們的日常生活中大概會接觸到 35 萬不同的化學品,且有許多重新排列組合生產的化學品推出市場,過往的測試方式未必能全面覆蓋新化學品的監測,這些化學品流入市場或會對環境或人類健康產生安全隱患。「實驗室現在的水平處於國際領先,我們已經購入了一台新儀器,專門做非標靶的化學品分析。」梁教授希望通過實驗室的研究建立人們對新產品的認知,「一方面我們希望能夠在新化學品未面世之前就可以做到篩選的工作,甄別出安全的化學品再推出市場;另一方面如果新化學品已經在市場流動,我們也可以通過研究向政府報告,以減少有害化學品繼續在社會流動對環境及人體的影響。」
全氟/多氟烷基物質(Per/Poly fluoro alkyl substances,PFAS)是一類化學性質穩定的合成物質,因為具備防水、防油、及摩擦力小的特性,廣泛被用來作為表面塗料,如衣物、紙張護膜、食品包裝材料、炊具、消防泡沫等,其中較知名的例如全氟辛烷磺酸(PFOS)與全氟辛酸(PFOA)。PFAS 特性穩定,不易被分解,長年累月積累在人體內,將會對人體健康造成嚴重影響,被全球禁用。這也導致新興 PFAS 的使用則急劇增加,梁教授與團隊針對新興 PFAS 進行研究,發現在海洋生物食物鏈中,從低端的蝦蟹到高端的海豚體內均有新興 PFAS 毒素殘留,這對人類健康存在潛在風險。
溯本求源,究其所以,大量數據收集分析和研究背後是更長遠的海洋生態發展目標。「我們過去在大灣區內做了很多工作,(實驗室)連同南方海洋科學與工程廣東省(珠海)實驗室和中山大學等合作,出海採集樣本測試不同新興污染物的濃度,製作數學模型分析污染物的遷移和分布情況,界定新興污染物在海洋中的生態閾值,評估海域的生態安全,反之面對已經超標的生態閾值,我們會計算在上游源頭減少多少污染物種類令閾值達標,運用科學研究支持海洋生態管理。這也正是國家重大戰略需求中提到的『污染治理攻堅戰』。」
2021 年梁教授帶領「全球河口監測計劃」(GEM)加入聯合國「海洋科學促進可持續發展國際十年(2021-2030)」行動計劃。「這是我們正在進行的一項最偉大的工作。『The Science We Need for The Ocean We Want』,這是『聯合國海洋科學十年』的口號。聯合國號召科學家們做海洋科學實驗,將科學研究落地幫助海洋改善。」梁教授自豪地向我們介紹,「我們將之前河道污染監測的經驗運用到河口的監測工作中。河海接駁口的鹽度、河口堆積的淤泥等問題對我們化學分析來說都是非常大的考驗,我們用了一年的時間解決了這些問題並且只需要提取 20 毫升的標本就可以展開分析,我們希望通過我們監測的分析數據可以幫助不同國家和地區建立更好的減排治污管理策略,令全球海洋更潔淨安全。」
「全球河口監測計劃」在不同國家地區進行
作為中國第一批成功入選聯合國「海洋科學促進可持續發展國際十年(2021-2030)」行動計劃的項目之一(共入選五項),GEM 計劃已經有超過 50 個國家/地區、120 多位科學家加入,覆蓋了六大洲,涵蓋了 150 多個河口。「計劃在今年(2024 年)年底完成第一階段藥物殘留污染物的監測工作。第二階段,我們會將我們的產品和科技推廣到世界各地,例如胡紹燊教授的人工青口等;同時我們將會召開會議,就目前的數據做下一步的減排部署。」
梁美儀教授與參加計劃的各國學者
江河湖海載物華
1982 年國家發布《中華人民共和國海洋環境保護法》,開啟了我國對海洋環境保護工作新篇章,同年第三次聯合國海洋法會議通過了《聯合國海洋法公約》,海洋治理和保護逐漸走進所有人的生活。近年來,國家重視海洋保護,不斷強調生態文明建設重要性,在 2020 年發布《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021-2023 年)》。隨著人類文明發展,生態文明建設工作成為國家發展重心之一,梁美儀教授與團隊積極融入國家發展大局,推動海洋生態文明建設和對接國家建設海洋強國的重大需求。
香港位於華南沿岸,三面環海,1104 平方公里的土地面積擁有 456 公里海岸線,263 個離島亦有長達 722 公里的海岸線。濕地、紅樹林、海草床、珊瑚群落等多樣化的天然生境是孕育豐富生物多樣性的基礎條件。「生物多樣性包含了三樣東西:物種多樣性、基因多樣性以及生境多樣性。不同的生境才會孕育不同的生物,要保護生物多樣性就必須要保護生境多樣性,這是一個關聯概念。」
目前香港整理在冊的海洋生物將近 6000 種,佔全中國的四分之一,豐富的生境多樣性造就了香港地小物博的生態財富。香港自 1842 年開始填海闢土,16% 的海岸線屬於人工化海堤,作為最靠近人類生活圈的海洋生態系統之一,過於平整的人工化海堤無任何遮擋物,缺乏可供海洋生物棲息的微生境,退潮後受到太陽直射,表面溫度動輒高達 60 攝氏度,這並不利於海洋生物棲息。
有見於此,梁教授聯合香港理工大學潘智生教授,利用焚化爐棄置的灰燼和海底清淤所產生的沉積物廢料,升級再造環保生態磚。生態磚通過凹凸不平的表面模擬不同的自然生態環境,不同深度的凹凸面以及不同大小孔穴罅隙,讓生態磚具有儲存少量水份、遮蔽陽光直射的功能,吸引許多潮間帶海洋生物在此居住,大大提升人工海堤上的海洋生物多樣性及生態功能服務。「我們希望在香港推廣這個工作,也希望推廣到全中國。」
環保生態磚是以屯門 T-Park 焚化爐棄置的灰燼及打撈出的海洋沉積物再造而成
複雜的生態磚提供海洋生物不同的生長空間
「我們現在負責幫助政府設計一條近 4 公里的生態海堤,在河水出水口附近栽種紅樹的紅樹林生態海堤;大浪的地方做一個岩岸生態海堤;在航道附近是一個垂直的生態海堤,我們就會加入生態組磚。整個岩岸生態海堤有不同的深淺的潮汐池和不同生態磚設計延伸到海裡。我們還會在潮汐池裡放石頭,這樣就可以增加三倍多的生物多樣性,生物總數可以增加到(已有的)六十倍。已經有馬蹄蟹(鱟)住在這裡了,效果非常成功。」
生態海堤概念圖(圖片來源:土木工程拓展署)
不同的生態海堤(圖片來源:土木工程拓展署)
梁教授向我們展示從生態磚的製作到生態海堤的設計理念,「利用蠔殼模擬的自然環境最受海洋生物歡迎,在荃灣海濱放置了一年之後可以吸引 44 種生物在上面聚集,其中 37 種只在蠔殼上見到,我們向政府提議推廣用蠔殼作生態修復。如果每個海堤都長滿青口和蠔之類的生物,他們就能淨化水體,為其它生物提供食物和庇護所吸引生物聚集。我們還在測試將行人道路設計成太陽能板,利用太陽能發電把海水化淡為周圍栽種的植物提供淡水。期待打造健康的生態系統。」
長風破浪會有時
佔據地球表面七成的海洋與人類生活緊密相依,如何與海相處也是人們不停思考的問題。
「宣傳教育是非常重要且有意義的事情。」梁教授多年來和中小學合作,走進中小學校園推動科普教育;開放實驗區域供中小學生實地考察學習,了解海洋保護的重要性;亦在報章網誌中投稿與大朋小友分享教育心得。因為平易近人、和藹可親,他被學生們親切地稱為「波波教授」。
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小時不顯,大器晚成。豐富的成長經歷讓梁教授對生活有更多的觀察和思考。無心插柳柳成蔭,一次乾衣機事件讓梁教授發現空氣中微塑膠的出現的原因,發表文章之後在學界引起了熱烈的討論,梁教授笑言「有的時候做科學也講究運氣。」對於科學探索的好奇讓梁教授堅定在服務海洋發展第一線。
莫頓教授用三十三年的時間向世界講述了 4000 種香港海洋生物的故事;胡紹燊教授和林群聲教授建立了香港城市大學海洋污染國家重點實驗室,致力改善海洋生態環境;梁美儀教授站在前人肩膀上繼續前進,書寫更多海洋故事。
本文圖片除特殊標註外,均為受訪者提供。
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