梁美儀教授對海洋科學與保育的熱情
公佈於2020年12月14日

梁美儀教授是2000年裘槎博士後研究獎學金得主,他熱衷於把研究延伸到實驗室之外,以保護海洋環境,並且尋找切實可行的解決方法來保育生物多樣性。

現任香港城市大學化學系講座教授及海洋污染國家重點實驗室主任, 是亞洲最傑出的海洋科學家之一,由1999年至今共發表過210篇學術論文。2018年,梁教授榮獲《亞洲科家雜誌》選為百大亞洲科學家,是亞洲區科學領域的代表人物。

梁教授對科學的熱情,原來激發自童年時的生活:「我從小就熱愛自然環境。父親在海事處工作,我跟他去過很多地方,那時候我鍾情海洋,至今仍然未變。」

梁教授的學術生涯並非始於國際名牌大學,而是在一所本地工業學院接受全方位的環境科學訓練,透過參與專題研習,掌握收集準確的數據和實際的解難能力。

「從工業學院的訓練開始,我便喜歡尋找方法解決現實中的問題。不過,我們當然需要運用科學理論去改善我們預測的準繩度。」梁教授說。

他隨後到英國樸茨茅夫大學(University of Portsmouth)攻讀應用環境科學學士課程,並於1993年以一級榮譽畢業。然而,把他的人生再次帶到海洋的,則是1996年在香港城市大學修讀的環境科學哲學碩士課程。

「我修讀的哲學碩士主要研究養漁業的污染,當時來說是一個嚴重的環境問題。我計算出漁類養殖場的氮收支(nitrogen budget),有助找出減少氮污染的方案。」梁教授的研究發現,本地養殖場有大約七成的氮供應(即飼料中蛋白質所含的氮)最終會變成海洋污染物,當中吃剩飼料佔超過三成的氮收支。研究又發現,由於不同品種的魚類都有不同的進食習性,導致大部分飼料都散落在海床。

為解決這個問題,梁教授設計了一套新的餵飼方法:「我們採用浮水的飼料顆粒來餵飼,大大改善了污染問題。」透過氮收支預算,他能夠計算出香港不同養魚區的魚類養殖承載量,和制定方案來減少因過多含氮污染物而造成的紅潮,從而減低紅潮對養殖魚類的負面影響。

2000年,梁教授取得蘇格蘭格拉斯哥大學(University of Glasgow)海洋環境毒理學博士學位,其後獲得裘槎基金會獎學金到倫敦大學皇家霍洛威學院(Royal Holloway, University of London)進行為期18個月的博士後研究,為化學污染物作生態風險評估。當時他開始思考,假如污染物零排放是不可能的話,那麼污染物的安全排放量又是多少?此安全排放量又是否適用於各種污染物及各種海洋生物?

過往的實驗室研究都在特定的酸鹼值、溫度和鹽度的固定條件下進行,但梁教授指出:「現實環境存在很多變數,會受到雨量、季節溫度變化和地點影響。」例如:河口鹹淡水交界和海洋性水域的環境水質條件(如含鹽度)分別顯著。

梁教授更熱衷於研究污染限度(即環境閾值或水質基準)會否隨着原位環境條件而改變,以及是否能夠利用實證模型去預測污染限度。由於各種生物在多變的環境條件下,對化學污染物都會產生不同的反應,所以這項研究需要進行大規模的實驗工作。經過十多年的研究,梁教授的團隊在2018年發表了以溫度和鹽度為變數的模型,揭示這些變數如何影響金屬污染物(銅、鎳、鎘、鐵、鉛、水銀和鋅)對海洋生物所產生的毒性。

梁教授利用一個簡單圖表去說明他的模型,圖表顯示受影響物種的百分比與個別污染物濃度之間的關係,這條回歸曲線會隨溫度和鹽度變化。雖然研究還在進行當中,但他已研發出一個能因應不同水域的溫度和鹽度而調整的模型來推算不同金屬的水質基準,即使缺乏研究資源的發展中國家,亦可採用這模型來擬定水質基準以及支持他們的水質管理政策。

梁教授是國際公認的水質及海洋生態專家,由2009年至2013年間,他為香港特區政府檢討海水水質指標的工作提供專家意見。他獲得香港研究資助局頒發港幣730萬協作研究金,研究自2012年12月31日生效的禁止拖網捕魚措施對環境帶來的影響。雖然研究結果仍未公佈,但梁教授透露,數據顯示自禁止拖網捕魚後,生物多樣性和底棲動物(在海洋沉積物裏生活的生物,包括多毛蟲、蜆和俗稱「瀨尿蝦」的蝦蛄)的數量都有明顯增加。

海洋生態的復原是由於減少了海底拖網對沉積物的經常干擾,繼而降低在水中懸浮固體的數量。微細粒子得以沉降到海床,成為底棲生物的主要食物,蠔、青口等固着生物亦相繼再現。

梁教授興奮地說:「這真是個好消息,除了少數個別的污染嚴重的地點,全香港海床都有出現這生態恢復情況。」雖然底棲海洋動物復原的消息讓人振奮,但梁教授指出恢復情況較為複雜並存在區域差異。

最近,梁教授展開了一項生態復修計劃,把雙貝類(例如蠔和青口)放到吐露港。雙貝類過濾海水進食,其間會清除水層中的微藻及懸浮有機物,有助改善水質、減少紅潮和海水缺氧的情況。此項計劃的靈感來自紐約海港開創的「十億蠔計劃」(Billion Oyster Project)。

此外,梁教授現時亦帶領另一項與政府合作的海洋環境研究工作,希望可以為保育和修復本地生物多樣性作出貢獻。生態海岸線是人造的棲息地,包含生態概念及多元的微生境,為海洋生物提供棲身和覓食的地方,生態海岸線既有海防作用,又是功能性的生態系統,透過提供持續棲息地,增加海洋生物的物種數量。相對現時香港和其他沿海城市常見表面簡單的石屎海堤,這些生態組件為海洋生物提供更佳生境,促進可持續發展。

生態海岸線的研究是跨國合作「世界海港計劃」(World Harbour Project)計劃的一部分,梁教授是該計劃的其中一員。近期的監察試驗顯示,在生態磚上的潮間帶動物物種有12種,比起傳統石屎海堤多出6種,在生態磚上的物種數量與在天然岩岸找到的大致相約,不過,到現時為止兩者上錄得的動物物種卻不盡相同。

雖然要複製經過幾百萬年演化形成的天然海岸線並不可能,但梁教授認為,如果把建造生態海岸線的科技加入現有的海堤或用於緩和填海造成的影響,這將會是增加海洋生物多樣性的重要工具。

梁教授的研究項目並不是每一項都與應用環境科學有關。最近由他擔任項目統籌的研究工作獲頒發港幣380萬的協作研究金(香港大學亦配對相同金額的研究金),在香港建立亞洲首屈一指的穩定同位素比例質譜(SIRMS)實驗室,並會安裝3部儀器供所有香港的大學使用。

梁教授指出:「這些新的儀器能夠讓我們進行鑑定不同物質的來源,例如揭示動物的進食習慣。儀器可以作為保育法證的工具,判斷動物是野生或是圈養,以及它們的來源。」儀器亦可用於人類呼氣抽樣,診斷腸胃道疾病。

然而,梁教授不太喜歡把科研局限在實驗室。「幾年前我女兒年紀還小,被老師問到她爸爸最擅長做什麼時,她竟說爸爸最擅長用電腦做簡報。」這件事令他決定改變他對待科學的態度,「對我而言,埋首寫論文並不足夠,我想改變世界。」他續說:「環境科學家要走出實驗室,透過研發可應用的科技來改善環境,才能影響世界。」

梁美儀教授在香港接受教育,於本地工業學院修讀環境科學。在1993年以一級榮譽畢業於英國樸茨茅夫大學(University of Portsmouth)的應用環境科學學士課程,並於1996年完成修讀香港城市大學環境科學哲學碩士學位。後來,梁教授獲頒發太古集團獎學金「James Henry Scott PhD Scholarship」,入讀蘇格蘭格拉斯哥大學(University of Glasgow),並於2000年取得海洋環境毒理學博士學位,又獲得裘槎基金會獎學金,於2000年至2001年在倫敦大學的皇家霍洛威學院(Royal Holloway, University of London)進行博士後研究,對化學污染物作出生態風險評估。2002年,梁教授加入香港大學擔任助理教授(研究),2013年成為教授。他於2017年獲日本生態學會授予享負盛名的「第19屆生態學琵琶湖獎」,對他卓越的學術成就和在亞洲作出的社會貢獻表示肯定。同年,他獲授予「環境毒理及化學學會(SETAC)院士」之名銜。2018年,梁教授獲《亞洲科家雜誌》選為百大亞洲科學家,是亞洲區科學領域的代表人物,並在同年獲香港特別行政區任命為太平紳士。於2020年8月,他回母校香港城市大學擔任化學系講座教授及海洋污染國家重點實驗室主任。梁教授於2000年獲得裘槎基金會獎學金。

延伸閱讀:

  1. 梁教授在裘槎基金會的個人專頁:https://scholars.croucher.org.hk/scholars/kenneth-leung
  2. 梁教授在香港城市大學的個人專頁:https://www.aquatictox.com/
  3. 梁教授於2018年獲《亞洲科家雜誌》選為百大亞洲科學家的報道(只提供英語版本):https://www.asianscientist.com/2018/03/pr/recognizing-excellence-asian-scientist-100-2018/