赤潮及其防治

1、赤潮及其防治 一、赤潮的定義與類型 （一）赤潮定義赤潮是海洋中某些微小的浮游藻類、原生動物或細菌，在一定的環(huán)境條件下爆發(fā)性繁殖（增殖）或聚集而引起水體變色的一種有害的生態(tài)異常現(xiàn)象。迄今人們所發(fā)現(xiàn)的能形成赤潮的浮游生物絕大多數(shù)是浮游甲藻和硅藻，少數(shù)為原生動物和細菌（表9-11）。 表911 世界赤潮生物的種類組成現(xiàn)狀（截至1989）（引自張水浸等，1994）門類種類數(shù)屬數(shù)有毒種淡水種或半咸水種細菌門44未發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)藍藻門12758綠藻門1411未發(fā)現(xiàn)4裸藻門144未發(fā)現(xiàn)10金藻門141422黃藻門114101硅藻門1034213甲藻門147422916隱藻門62未發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)原生動物門55未發(fā)現(xiàn)未

2、發(fā)現(xiàn)總計3301334744 赤潮引起的海水變色可因形成赤潮的生物種的不同而不同。例如，夜光藻、紅海束毛藻、中縊蟲等種類形成的赤潮呈紅色、粉紅色。而許多甲藻形成的赤潮呈黃色、茶色或茶褐色。綠色鞭毛藻形成的赤潮通常呈綠色。硅藻類赤潮多為土黃、黃褐色或灰褐色等等。因此，目前所謂赤潮可以說是各種色潮的統(tǒng)稱。 （二）赤潮的類型 1.外海性和近岸、內(nèi)灣性赤潮 外海（或外洋）性赤潮是指在外?；蜓髤^(qū)上出現(xiàn)的赤潮。它們大多數(shù)出現(xiàn)在上升流區(qū)或水團交匯處，那里的營養(yǎng)物質(zhì)比較豐富。有些種類自身還有固氮能力，在水體缺乏無機氮營養(yǎng)鹽時，還可直接利用大氣中的分子氮（N2）。外海性赤潮最常見和最具代表性的種類是藍藻門中的束

3、毛藻，在中國主要分布于東海以南水域。 近岸、內(nèi)灣、河口性赤潮系分別指發(fā)生在近岸區(qū)、內(nèi)灣區(qū)或河口區(qū)等水城的赤潮。能在這些區(qū)域形成赤潮的生物種類很多，且具有一定的地區(qū)性差別。其中，廣泛分布于中國沿海的主要種類有中肋骨條藻、夜光藻。原甲藻屬和裸甲藻屬的一些種類也較常見。 2.外來型和原發(fā)型赤潮 所謂外來型赤潮是屬外源性的，即赤潮并非是在原海域形成的，而是在其它水域形成后，由于外力（如風、浪、流等）的作用而被帶到該海區(qū)。這類赤潮往往來去匆匆，持續(xù)時間短暫，或者還具有“路過性”的特點，也有可能將同一起赤潮的遷移誤認為是發(fā)生在不同地點的兩起赤潮。外來型赤潮最常見的是束毛藻赤潮，在中國東南沿海的福建平潭島幾

4、乎年年可見，當?shù)厝罕姺Q其為“東洋水”或“東洋漲，即指它是從東面大洋而來的。1987年8月14日15日見于廣東大亞灣的束毛藻赤潮，也應屬外來型赤潮。 原發(fā)型赤潮則是在某一海域具備了發(fā)生赤潮的各種理、化條件時，某種赤潮生物就地爆發(fā)性增殖所形成的赤潮。此類赤潮地域性明顯，通常也可持續(xù)較長時間，如果環(huán)境條件沒有明顯改變，甚至可以反復出現(xiàn)。有些海域還可發(fā)現(xiàn)它每天只在某一特定的時間內(nèi)出現(xiàn)，這應視其為同一起赤潮的時間延續(xù)，而不應認為是每天發(fā)生一起赤潮。如果赤潮生物發(fā)生更替，則又另當別論。一般而言，在內(nèi)灣所發(fā)生的赤潮，大多是屬于原發(fā)型（內(nèi)源性）赤潮。 3.單相型、雙相型和復合型赤潮 單相型赤潮亦稱單種型赤潮，

5、系指在發(fā)生赤潮時，只有一個赤潮生物種占絕對優(yōu)勢（占總細胞數(shù)的80以上）。有兩種赤潮生物共存并同時占優(yōu)勢而形成的赤潮稱為雙相型赤潮。如果赤潮中有3種或3種以上的赤潮生物，且每種的數(shù)量（細胞數(shù)）都占有總數(shù)量（總細胞數(shù)）的20%以上，即為復合型赤潮。 根據(jù)中國已有的赤潮報道，大多數(shù)屬于單相型赤潮。雙相型赤潮僅占少數(shù)。至于復合型赤潮，目前還很罕見，且與浮游植物的水花難以區(qū)分。 二、赤潮形成原因和發(fā)生過程 赤潮災害的發(fā)生是一個復雜的生態(tài)過程，是由許多因素綜合作用的結(jié)果。 （一）赤潮形成原因 在物理因子方面，海洋中的“流”與赤潮的發(fā)生具有一定的關系，除赤潮生物的物理性聚集與流有關外，流對赤潮藻的分散（擴散

6、）和對營養(yǎng)物質(zhì)的運移作用也是很重要的。在內(nèi)灣，潮流的流速與潮差的大小具有對赤潮“斑”、“帶”聚集和分散的作用。當流速較大，其分散速度快于赤潮藻的增殖速度時，這類海灣一般是不會發(fā)生赤潮的；反之，如果流緩，赤潮藻的增殖速度大于流的分散速度時這類海灣就常可頻發(fā)赤潮。在一般情況下，潮差小、水體交換量較少的海灣較易發(fā)生赤潮，并且一旦發(fā)生赤潮后，赤潮的持續(xù)時間可能較長。在較開闊的沿岸和近海，則主要集中在江河徑流和上升流作用等方面，因為江河徑流可將大量的營養(yǎng)物質(zhì)攜帶入海；上升流能把富含營養(yǎng)物質(zhì)的底層水搬運到表層。兩者可分別或共同為赤潮藻的增殖提供條件。 溫度和鹽度影響著赤潮藻細胞中酶的活性，調(diào)控赤潮藻的生理

7、活動，各種赤潮藻都有其生長、增殖的最適溫、鹽范圍。因此，溫、鹽條件的適宜與否，決定了赤潮藻的時空分布，也與赤潮的發(fā)生密切相關。 在化學因素方面，鄒景忠等（1983）對渤海灣進行的赤潮綜合調(diào)查認為，工廠未經(jīng)處理的高含N、P有機物工業(yè)廢水和生活污水任意排入，是造成灣內(nèi)富營養(yǎng)化的主要原因，其中P含量的高低是決定赤潮生物是否出現(xiàn)數(shù)量高峰和形成赤潮的重要因子；Fe，Mn微量元素和維生素B1、B12是促進赤潮生物異常增殖的關鍵因子。根據(jù)海水pH分布與浮游植物之間存在明顯的正相關（相關系數(shù)r0.72），還認為pH也可作為監(jiān)測赤潮的一個重要指標。最近林昱等（1994）從4次中尺度圍隔實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)鹽含量與

8、廈門西海域赤潮形成密切相關?；钚粤缀渴窃摵Ｓ蚬柙宄喑钡囊粋€誘發(fā)或控制因子。 在生物因素方面，鄒景忠等（1983）根據(jù)渤海灣調(diào)查發(fā)現(xiàn)。處于調(diào)查區(qū)同一生態(tài)環(huán)境條件下占優(yōu)勢的赤潮生物之間存在著明顯的種間增殖競爭現(xiàn)象，認為夜光藻與骨條藻種群之間可能是一種捕食與被捕食的關系，而骨條藻與微型原甲藻之間可能有刺激生長的關系。王惠卿（1992）通過大連灣赤潮調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該灣赤潮生物優(yōu)勢種組成有逐漸從中型纖毛蟲向小型硅藻類（骨條藻）和微型甲藻（赤潮異彎藻）轉(zhuǎn)化的趨勢。林昱等（1994）探討了甲藻赤潮與其它浮游植物演替的關系。富營養(yǎng)化后總是先發(fā)生硅藻的水花或赤潮，隨后會演替成甲藻占優(yōu)勢，甚至形成甲藻赤潮。維生素B

9、12的異常增多可能加速這種演替的進程。但這種穩(wěn)定水體若受到擾動，將干擾演替，使硅藻水花持續(xù)不斷地發(fā)展，阻礙甲藻形成優(yōu)勢，這可以防止甲藻赤潮的生成。 當赤潮生物在適宜的海水理化環(huán)境條件下大量繁殖時，適宜的氣候條件，特別是風力作用，若有利于赤潮生物的匯聚，也會加速赤潮的形成。 （二）赤潮發(fā)生過程 赤潮的長消過程，大致可分為起始、發(fā)展、維持和消亡四個階段。各階段的主要理、化和生物控制因素如表9-12。 1.起始階段 海域內(nèi)具有一定數(shù)量的赤潮生物種（包括營養(yǎng)體或胞囊）。并且，此時的水環(huán)境各種物理、化學條件基本適宜于某種赤潮生物生長、繁殖的需要。 2.發(fā)展階段 亦稱為赤潮的形成階段。當海域內(nèi)的某種赤潮生

10、物種群有了一定個體數(shù)量時，且溫度、鹽度、光照、營養(yǎng)等外環(huán)境達到該赤潮生物生長、增殖的最適范圍，赤潮生物即可進入指數(shù)增殖期，就有可能較快地發(fā)展成赤潮。 3.維持階段 這一階段的長短，主要取決于水體的物理穩(wěn)定性和各種營養(yǎng)鹽的富有程度，以及當營養(yǎng)鹽被大量消耗后補充的速率和補充量。如果這階段海區(qū)風平浪靜，水體鉛直混合與水平混合較差，水團相對穩(wěn)定，且營養(yǎng)鹽等又能及時得到必要的補充，赤潮就可能持續(xù)較長時間；反之，若遇臺風、陰雨，水體穩(wěn)定性差或因營養(yǎng)鹽被消耗殆盡，又未能得到及時補充，那么，赤潮現(xiàn)象就可能很快消失。 表912 赤潮長消過程中各階段的主要物理、化學和生物控制因素赤潮階段控制因素物理因素化學因素生

11、物因素起始階段底部湍流、上升流底層水體溫度、水體鉛直混合營養(yǎng)鹽、微量元素、赤潮生物生長促進劑赤潮“種子”群落、動物攝食、物種間的競爭發(fā)展階段水溫、鹽度、光照等營養(yǎng)鹽和微量元素赤潮生物種群缺少攝食者和競爭者維持階段水體穩(wěn)定性 （風、潮汐、輻合、輻散、溫鹽躍層、淡水注入）營養(yǎng)鹽或微量元素限制過量吸收的營養(yǎng)鹽和微量元素、溶胞作用、聚結(jié)作用、鉛直遷移和擴散消亡階段水體水平和鉛直混合營養(yǎng)鹽耗盡、產(chǎn)生有毒物質(zhì)沉降作用、被攝食分解、孢束形成、物種間的競爭 4.消亡階段 所謂消亡階段是指赤潮現(xiàn)象消失的過程。引起消失的原因可有刮風、下雨或營養(yǎng)鹽消耗殆盡。也可因溫度已超過該赤潮生物的適宜范圍。還可因潮流增強，赤潮

12、被擴散等等。赤潮消失過程經(jīng)常是赤潮對漁業(yè)危害的最嚴重階段。 三、赤潮的防治赤潮發(fā)生時，在海洋生態(tài)系中生物與環(huán)境的關系將發(fā)生強烈的變化。眾多浮游植物在光合作用過程中消耗水體中大量的CO2，破壞了海域水體CO2平衡體系，使得水體的酸堿度發(fā)生較大的變化。由于生產(chǎn)過量，營養(yǎng)物質(zhì)被消耗殆盡，赤潮生物最終將大量死亡。死亡的尸體在分解過程中又產(chǎn)生硫化氫、氨、甲烷等。大量滋長的微生物，以及微生物分解活動使水體溶氧耗竭，加上有毒赤潮生物分泌的毒素等，嚴重危害著海洋動物的生存，導致原有海洋生態(tài)系統(tǒng)中的結(jié)構與功能幾近徹底崩潰。因此，赤潮的防治是一項極為重要的課題。 目前，赤潮的防治技術主要還局限在實驗研究階段。已有

13、實驗表明，懸浮沉積物對磷的吸附作用可以從水體中去除部分磷，達到減少和抑制赤潮發(fā)生的目的；蒙脫石對介質(zhì)營養(yǎng)鹽有明顯的競爭和去除效應以及增大介質(zhì)的濁度等；蒙脫土體系對赤潮生物有吸附作用，吸附能力依次為菱形藻骨條藻夜光藻；高嶺土對原甲藻和夜光藻的吸附能力遠遠高于同等條件下的蒙脫土體系；用硫酸亞鐵處理赤潮生物污染的海水可達到凈化，而使人工養(yǎng)殖扇貝苗獲得成功。 日本研制出一種化學藥品利凡諾，用于殺滅日本最常見的赤潮生物褐胞藻，利凡諾在光照下容易分解，不會造成水體二次污染。有人提出生物防治的方法，把一些攝食赤潮藻的動物，如貝類、魚類等，引入赤潮多發(fā)區(qū)或養(yǎng)殖地混養(yǎng)，可達到抑制赤潮生物的大量繁殖。 從某些生物中提取生理活性物質(zhì)，用以殺滅赤潮是近幾年來的一個研究方向。例如，1986年，日本筑波大學化學系柿尺寬和愉見武德的研究小組，從海蘊中萃取了一種能防止赤潮的生理活性物質(zhì)，這種活性物質(zhì)為高度不飽和脂肪酸十八烷四烯酸，試驗表明，1×10-6