赤潮 赤潮,被喻为“红色幽灵”,国际上也称其为“有害藻华”,赤潮又称红潮,是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性的增值造成的。

一、什么是赤潮

      赤潮,被喻为“红色幽灵”,国际上也称其为“有害藻华”,赤潮又称红潮,是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性的增值造成的。海藻是一个庞大的家族,除了一些大型海藻外,还有很多都是非常微小的植物,有的则是单细胞植物。根据引发赤潮的生物种类和数量的不同,海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。

 

二、形成原因

      赤潮是一种复杂的生态异常现象,发生的原因也比较复杂。关于赤潮发生的机理虽然至今尚无定论,但是赤潮发生的首要条件是赤潮生物增殖要达到一定的密度,否则,尽管其他因子都适宜,也不会发生赤潮,在正常的理化环境条件下,赤潮生物在浮游生物中所占的比重并不大,有些鞭毛虫类(或者甲藻类)还是一些鱼虾的食物。但是由于特殊的环境条件,使某些赤潮生物过量繁殖,便形成赤潮。大多数学者认为赤潮发生与下列环境因素密切相关。

      1、海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要条件

      由于城市工业废水和生活污水大量排入海中,使营养物质在水体中聚集,造成海域富营养化。此时,水域中氮、磷等营养盐类;铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加,促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明,赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染,富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明,工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2 mg/dm3 的锰螯合剂,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率,相反,在没有铁、锰元素的海水中,即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。

      其次一些有机物质也会促使赤潮生物急剧增殖。如用无机营养盐培养简裸甲藻,生长不明显,但加入酵母提取液时,则生长显著,加入土壤浸出液和维生素B12时,光亮裸甲藻生长特别好。

 

      2、水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因

      海水的温度是赤潮发生的重要环境因子,20—30℃是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升高大于2℃是赤潮发生的先兆。海水的化学因子如盐度变化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。盐度在26—37的范围内均有发生赤潮的可能,但是海水盐度在15—21.6时,容易形成温跃层和盐跃层。温、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件,易诱发赤潮。由于径流、涌升流、水团或海流的交汇作用,使海底层营养盐上升到水上层,造成沿海水域高度富营养化。营养盐类含量急剧上升,引起硅藻的大量繁殖。这些硅藻过盛,特别是骨条硅藻的密集常常引起赤潮。这些硅藻类又为夜光藻提供了丰富的饵料,促使夜光藻急剧增殖,从而又形成粉红色的夜光藻赤潮。据监测资料表明,在赤潮发生时,水域多为干旱少雨,天气闷热,水温偏高,风力较弱,或者潮流缓慢等水域环境。

 

      3、海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因素之一

      随着全国沿海养殖业的大发展,尤其是对虾养殖业的蓬勃发展。也产生了严重的自身污染问题。在对虾养殖中,人工投喂大量配合饲料和鲜活饵料。由于养殖技术陈旧和不完善,往往造成投饵量偏大,池内残存饵料增多,严重污染了养殖水质。另一方面,由于虾池每天需要排换水,所以每天都有大量污水排入海中,这些带有大量残饵、粪便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物,加快了海水的富营养化,这样为赤潮生物提供了适宜的生物环境,使其增殖加快,特别是在高温、闷热、无风的条件下最易发生赤潮。由此可见,海水养殖业的自身污染也使赤潮发生的频率增加。

 

三、赤潮的发生过程

      赤潮的发生过程,大致可分为起始、发展、维持和消亡四个阶段。各阶段的主要理、化和生物控制因素如表9-12。

      1、起始阶段  

      海域内具有一定数量的赤潮生物种(包括营养体或胞囊)。并且,此时的水环境各种物理、化学条件基本适宜于某种赤潮生物生长、繁殖的需要。

 

      2、发展阶段 

      亦称为赤潮的形成阶段。当海域内的某种赤潮生物种群有了一定个体数量时,且温度、盐度、光照、营养等外环境达到该赤潮生物生长、增殖的最适范围,赤潮生物即可进入指数增殖期,就有可能较快地发展成赤潮。

 

       3、维持阶段 

       这一阶段的长短,主要取决于水体的物理稳定性和各种营养盐的富有程度,以及当营养盐被大量消耗后补充的速率和补充量。如果这阶段海区风平浪静,水体铅直混合与水平混合较差,水团相对稳定,且营养盐等又能及时得到必要的补充,赤潮就可能持续较长时间;反之,若遇台风、阴雨,水体稳定性差或因营养盐被消耗殆尽,又未能得到及时补充,那么,赤潮现象就可能很快消失。

 

四、赤潮的典型特征

      赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名,它并不一定都是红色,实际上是许多赤潮的统称。赤潮发生的原因、种类、和数量的不同,水体会呈现不同的颜色,有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、棕色等。值得指出的是,某些赤潮生物(如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等)引起赤潮有时并不引起海水呈现任何特别的颜色。

 

五、人类活动与赤潮的关系

      随着现代化工、农业生产的迅猛发展,沿海地区人口的增多,大量工农业废水和生活污水排入海洋,其中相当一部分未经处理就直接排入海洋,导致近海、港湾富营养化程度日趋严重。同时,由于沿海开发程度的增高和海水养殖业的扩大,也带来了海洋生态环境和养殖业自身污染问题;海运业的发展导致外来有害赤潮种类的引入;全球气候的变化也导致了赤潮的频繁发生。

    目前,赤潮已成为一种世界性的公害,美国、日本、中国、加拿大、法国、瑞典、挪威、菲律宾、印度、印度尼西亚、马来西亚、韩国等30多个国家和地区赤潮发生都很频繁。

      首先,赤潮的发生,破坏了海洋的正常生态结构,因此也破坏了海洋中的正常生产过程,从而威胁海洋生物的生存。

      其次,有些赤潮生物会分泌出粘液,粘在鱼、虾、贝等生物的鳃上,妨碍呼吸,导致窒息死亡。含有毒素的赤潮生物被海洋生物摄食后能引起中毒死亡。人类食用含有毒素的海产品,也会造成类似的后果。

      再次是大量赤潮生物死亡后,在尸骸的分解过程中要大量消耗海水中的溶解氧,造成缺氧环境,引起虾、贝类的大量死亡。

 

六、赤潮的防治与监测监视

      赤潮是袭扰许多沿海国家的一种新的海洋灾害,已引起沿海国家的高度重视,有的国家已严格控制污水和污染物的入海量,取得比较明显的效果。从现有条件看,一旦大面积赤潮出现后,还没有特别有效的方法加以制止,对于一些局部小范围防治赤潮的方法,虽实验过多种,但效果还不够理想。主要是利用化学药物(硫酸铜)杀灭赤潮生物,但效果欠佳,费用昂贵,经济效益和环境效益均不太好;有的采用网具捕捞赤潮生物,或采用隔离手段把养殖区保护起来;有的正在实验以虫治虫的办法,繁殖棱足类及二枚贝来捕食赤潮生物等等。这些方法均在实验中,还未取得较大的突破,从发展趋势看,生物控制法,即分离出对赤潮藻类合适的控制生物,以调节海水中的富营养化环境将是较好的选择。日本科学家发现人工养殖的铜藻藻体、江篱藻体等海藻在茂盛期,可以大量吸收海水中的氮和磷,如果在易发生赤潮的富营养化海域,大量养殖这些藻类,并在生长最旺盛时及时采收,能较好的降低海水富营养化的程度。此外利用动力或机械方法搅动底质,促进海底有机污染物分解,恢复底栖生物生存环境,提高海区的自净能力,也是一种比较好又实用的方法。利用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用,和粘土矿物中铝离子对赤潮生物细胞的破坏作用来消除赤潮,也取得了好进展,并有可能成为一项较实用的防治赤潮的途径,因为利用粘土治理赤潮具有很多优点,目前已证实的有:对生物和环境无害,有促进生态系统的物质循环和净化作用;粘土资源丰富,且是底栖生物和鱼贝类幼仔的饵料,操作简便易行,可以大范围使用。当然,开展赤潮有关形成机理和预测、防治应用技术的研究,是标本兼治的良策。目前,赤潮对生物资源的影响已成为联合国有关组织所关注的全球性问题之一,已召开多次国际性赤潮问题研讨会,制订出长期研究计划,重点是赤潮发生机制、赤潮的监测和预报,以及治理赤潮的方法等。

      目前,在防范赤潮工作方面,有些国家正在建立赤潮防治和监测监视系统,对有迹象出现赤潮的海区,进行连续的跟踪监测,及时掌握引发赤潮环境因素的消长动向,为预报赤潮的发生提供信息;对已发生赤潮的海区则采取必要的防范措施。加强海洋环境保护,切实控制沿海废水废物的入海量,特别要控制氮、磷和其他有机物的排放量,避免海区的富营养化,是防范赤潮发生的一项根本措施,已引起各有关方面的重视。此外,随着沿海养殖业的兴起,避免养殖废水污染海区,很多养殖场已建立小型蓄水站,以淡化水体的营养,在赤潮发生时可以调剂用水,与此同时,改进养殖饵料种类,用半生态养殖方法逐步替代投饵喂养方式,以期自然增殖有益藻类和浮游生物,改善自然生态环境。

 

七、赤潮带来的危害

       1、赤潮对海洋生态平衡的破坏

       海洋是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存,相互制约的复杂生态系统。系统中的物质循环、能量流动都是处于相对稳定,动态平衡的。当赤潮发生时这种平衡遭到干扰和破坏。在植物性赤潮发生初期,由于植物的光合作用,水体会出现高叶绿素a、高溶解氧、高化学耗氧量。这种环境因素的改变,致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖,导致一些生物逃避甚至死亡,破坏了原有的生态平衡。

 

      2、赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏

      赤潮破坏鱼、虾、贝类等资源的主要原因是:

     (1)破坏渔场的铒料基础,造成渔业减产。

  (2)赤潮生物的异常发制繁殖,可引起鱼、虾、贝等经济生物瓣机械堵塞,造成这些生物窒息而死。

  (3)赤潮后期,赤潮生物大量死亡,在细菌分解作用下,可造成环境严重缺氧或者产生硫化氢等有害物质,使海洋生物缺氧或中毒死亡。

     (4)有些赤潮的体内或代谢产物中含有生物毒素,能直接毒死鱼、虾、贝类等生物。

 

      3、赤潮对人类健康的危害

      有些赤潮生物分泌赤潮毒素,当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内,摄食这些有毒生物,虽不能被毒死,但生物毒素可在体内积累,其含量大大超过食用时人体可接受的水平。这些鱼虾、贝类如果不慎被人食用,就引起人体中毒,严重时可导致死亡。

      由赤潮引发的赤潮毒素统称贝毒,目前确定有10余种贝毒其毒素比眼镜蛇毒素高80倍,比一般的麻醉剂,如普鲁卡因、可卡因还强10万多倍。贝毒中毒症状为:初期唇舌麻木,发展到四肢麻木,并伴有头晕、恶心、胸闷、站立不稳、腹痛、呕吐等,严重者出现昏迷,呼吸困难。赤潮毒素引起人体中毒事件在世界沿海地区时有发生。据统计,全世界因赤潮毒素的贝类中毒事件约300多起,死亡300多人。

 

八、赤潮的预防措施

      赤潮是袭扰许多沿海国家的一种新的海洋灾害,已引起沿海国家的高度重视,有的国家已严格控制污水和污染物的入海量,取得比较明显的效果。从现有条件看,一旦大面积赤潮出现后,还没有特别有效的方法加以制止,对于一些局部小范围防治赤潮的方法,虽实验过多种,但效果还不够理想。主要是利用化学药物(硫酸铜)杀灭赤潮生物,但效果欠佳,费用昂贵,经济效益和环境效益均不太好;有的采用网具捕捞赤潮生物,或采用隔离手段把养殖区保护起来;有的正在实验以虫治虫的办法,繁殖棱足类及二枚贝来捕食赤潮生物等等。这些方法均在实验中,还未取得较大的突破,从发展趋势看,生物控制法,即分离出对赤潮藻类合适的控制生物,以调节海水中的富营养化环境将是较好的选择。日本科学家发现人工养殖的铜藻藻体、江篱藻体等海藻在茂盛期,可以大量吸收海水中的氮和磷,如果在易发生赤潮的富营养化海域,大量养殖这些藻类,并在生长最旺盛时及时采收,能较好的降低海水富营养化的程度。此外利用动力或机械方法搅动底质,促进海底有机污染物分解,恢复底栖生物生存环境,提高海区的自净能力,也是一种比较好又实用的方法。利用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用,和粘土矿物中铝离子对赤潮生物细胞的破坏作用来消除赤潮,也取得了好进展,并有可能成为一项较实用的防治赤潮的途径,因为利用粘土治理赤潮具有很多优点,目前已证实的有:对生物和环境无害,有促进生态系统的物质循环和净化作用;粘土资源丰富,且是底栖生物和鱼贝类幼仔的饵料,操作简便易行,可以大范围使用。当然,开展赤潮有关形成机理和预测、防治应用技术的研究,是标本兼治的良策。目前,赤潮对生物资源的影响已成为联合国有关组织所关注的全球性问题之一,已召开多次国际性赤潮问题研讨会,制订出长期研究计划,重点是赤潮发生机制、赤潮的监测和预报,以及治理赤潮的方法等。

      目前,在防范赤潮工作方面,有些国家正在建立赤潮防治和监测监视系统,对有迹象出现赤潮的海区,进行连续的跟踪监测,及时掌握引发赤潮环境因素的消长动向,为预报赤潮的发生提供信息;对已发生赤潮的海区则采取必要的防范措施。加强海洋环境保护,切实控制沿海废水废物的入海量,特别要控制氮、磷和其他有机物的排放量,避免海区的富营养化,是防范赤潮发生的一项根本措施,已引起各有关方面的重视。此外,随着沿海养殖业的兴起,避免养殖废水污染海区,很多养殖场已建立小型蓄水站,以淡化水体的营养,在赤潮发生时可以调剂用水,与此同时,改进养殖饵料种类,用半生态系养殖方法逐步替代投饵喂养方式,以期自然增殖有益藻类和浮游生物,改善自然生态环境。

 

案例

      美国和日本曾是世界上两个赤潮严重的国家。50年代到60年代中期,美国佛罗里达州沿岸几乎每年都有赤潮发生,造成了鱼、虾、贝类的大量死亡,就连以这些生物为食的海龟、海豚也不能幸免。

      据日本1979年的统计,在全部的海洋污染事件中,赤潮占8%,从1970年以来,赤潮已成为日本一种不可避免的海洋灾害。以濑户内海为例,1955年前的几十年间共发生过5次赤潮,而1959—1965年10年间就发生了39次;1996—1980年15年间竟先后发生了2589次,平均每年170余次,其中造成严重危害的305次。1975年和1976年两年,每年都在300次以上。据统计,1965—1973年5年间,日本全国因赤潮造成的渔业经济损失达2417亿日元,每年平均几百亿日元。

      我国近年来赤潮发生的频率也越来越高,地区也越来越广。据不完全统计,1980—1992年,在我国海域共发现赤潮近300起,是70年代的15倍。赤潮发生的范围涉及南海、东海、黄海和渤海,其中珠江口、湛江港、舟山群岛、长江口、胶州湾、大连湾、辽东湾和渤海湾是赤潮的多发区。

      仅1989年一年,我国沿海就有六个地区遭受赤潮的袭击,直接经济损失2亿元以上。其中8—10月份,河北省黄骅市近海2.6万亩虾池受灾,损失3千万元,唐山市和沧州市则分别因此损失8000万元和3000多万元。1990年在海南岛西北部海域也因赤潮造成2800多万元的渔业损失。

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