轉(zhuǎn)自:水生動物健康評估
赤潮,即因海洋中的浮游生物暴發(fā)性急劇繁殖造成海水顏色異常的現(xiàn)象。過于豐富的營養(yǎng)元素所導(dǎo)致的藻類生物大量繁殖,是產(chǎn)生赤潮的主要原因。赤潮期間,由于藻類大量繁殖而引起缺氧,魚、蝦、蟹、貝類大量死亡,對水產(chǎn)資源、海港建設(shè)等社會活動破壞很大。其中為了方便區(qū)分,將赤潮分為有毒赤潮跟有害赤潮兩種,前者指能夠產(chǎn)生毒素,通過食物鏈危害人類腸胃消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),引起人類中毒、甚至死亡的赤潮;后者則是指對人類沒有直接危害,但可通過物理、化學(xué)等途徑對海洋自然資源或海洋經(jīng)濟造成危害的赤潮[1]。
一、國內(nèi)赤潮地理、時間分布及累計面積大小
根據(jù)《中國海洋災(zāi)害公報》(2014—2023)的數(shù)據(jù)可以得到中國沿海赤潮災(zāi)害發(fā)生頻次和分布面積時間序列,整理得到表1[2]。
表1 中國沿海赤潮災(zāi)害發(fā)生頻次和分布面積時間序列
從地理分布來看,東海海域發(fā)現(xiàn)赤潮次數(shù)最多且累計面積最大,分別為24次和1016平方千米。其余海域,即渤海、黃海、南海海域也都有赤潮的發(fā)生。而且從表1中的數(shù)據(jù)我們也可以看到2021年的赤潮發(fā)現(xiàn)次數(shù)雖然并沒有太大波動,但是累計面積卻出現(xiàn)了一個爆炸性的增長,成為了近十年來的最大值,為平均值的3.77倍。2023年發(fā)現(xiàn)有毒有害赤潮29次[2]。
二、引發(fā)赤潮的優(yōu)勢生物種
雖然引發(fā)赤潮是因為浮游生物在短時間內(nèi)大量繁殖所產(chǎn)生的,但是這其中并不是浮游生物“百家爭鳴”,而是有著其中的優(yōu)勢生物種。而且,這些優(yōu)勢生物鐘并不是一成不變的,他們往往會隨著一些因素,比如時間、水溫、風(fēng)力、流場、 降雨、透明度(影響表層浮游植物光合作用)、營養(yǎng)鹽等等而有相應(yīng)的變化。
以2023年我國的赤潮主要優(yōu)勢生物種進行分析,優(yōu)勢生物共22種,包括但不限于夜光藻、東海原甲藻、多環(huán)馬格里夫藻、錐狀斯氏藻、中肋骨條藻、塔瑪亞歷山大藻、鏈狀亞歷山大藻、赤潮異彎藻、微小原甲藻、海洋原甲藻、多紋膝溝藻等等,其中鏈狀亞歷山大藻、多環(huán)馬格里夫藻、塔瑪亞歷山大藻和微小原甲藻為有毒藻[2],東海原甲藻作為優(yōu)勢生物引發(fā)赤潮次數(shù)最多且累計面積最大,分別為11次和768平方千米。
三、優(yōu)勢生物種簡單介紹
1、夜光藻Noctiluca scintillans
屬甲藻門、夜光藻科、夜光藻屬。細胞圓形,呈囊狀,沒有外殼。幼體似裸甲藻,成長后橫溝及鞭毛均不明顯,直徑可達1~2mm,肉眼可見??v溝與口溝相通,末端生出一觸手,兩條鞭毛均退化。細胞中央有一大液泡。細胞核一個。原生質(zhì)濃集于口溝附近,呈黃色,原生質(zhì)絲呈放射狀。細胞體無色或綠色。其受到刺激時就會發(fā)光,為海洋發(fā)光現(xiàn)象的主要發(fā)光生物[3]。
2、東海原甲藻Prorocentrum donghaiense
藻體整體呈卵形,殼面觀呈倒披針形。細胞長15~25μm,寬8~15μm。細胞前端圓,后端尖,無頂刺。色素體兩個,盤狀,側(cè)生,黃褐色。細胞頂部稍微凹陷,頂部一側(cè)有時沒有突起,有時則稍有突起,細胞內(nèi)上部具一大液泡。細胞核位于細胞后半部,呈圓球形。葉綠體板塊狀。細胞殼面內(nèi)側(cè)具有許多凹陷,其位置正好與細胞外部半球形突起位置相符。東海原甲藻是一種喜長光照的赤潮藻類,能利用銨鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽[4]。
3、鏈狀亞歷山大藻Alexandrium catenella
細胞球形,長略大于寬,上殼與下殼半球形,大小相近。橫溝位于中央,兩端位移與橫溝等寬,縱溝深,后溝較深。甲片薄。孔頂復(fù)合結(jié)構(gòu)為三角形,有一大的魚鉤狀頂孔和一橢圓形的前連接孔。后連接孔位于后縱溝板的右側(cè),近邊緣處。細胞長29~30μm,寬31~33μm。孢囊圓柱狀,表面光滑[5]。
4、多環(huán)馬格里夫藻Margalefidinium polykrikoides
屬甲藻綱(Dinophyceae)、裸甲藻目(Gymnodiniales)、裸甲藻科(Gymnodiniaceae)、馬格里夫藻屬(Margalefidinium)。多環(huán)馬格里夫藻是一種世界性廣泛分布的有毒有害藻華原因種,在世界各地的熱帶和暖溫帶水域都有記錄,在我國膠州灣的分布具有明顯的夏季偏好性。它生活史復(fù)雜,能產(chǎn)生休眠孢囊,具有魚類毒素,能附著在魚的鰓上并降低氧氣交換能力,導(dǎo)致魚類死亡并破壞魚類養(yǎng)殖和海洋生態(tài)系統(tǒng)[6]。
5、微小原甲藻Prorocentrum minimum (Pavillard) Schiller
藻體形狀多變,殼面觀呈心形或卵形。體長為15~23μm,寬度為13~17μm,頂刺長為1μm左右。細胞近前端最寬,前端平截,后段漸細,圓形。頂刺短小,叉狀,頂生,副刺短。鞭毛兩條,位于細胞前端中央的鞭毛孔周圍稍加厚呈“V”字形。兩殼板表面布滿突起的小刺,刺絲胞孔稀疏地分布在殼板表面。藻體內(nèi)細胞核圓形或球形,位于細胞的后部,2個板狀的色素體,黃褐色[7]。
6、錐狀斯氏藻Scrippsiella trochoidea
屬甲藻門、甲藻綱、多甲藻目、膝溝藻科、斯氏藻屬,細胞梨形,長16~36μm,寬20~23μm。上椎部有突起的頂端,下椎部半球形。橫溝寬,位于中央,圍裹窄的唇瓣??v溝未達下端及上殼。細胞核中央位。孢囊球形至卵圓形,鈣質(zhì),多刺,不同孢囊個體間刺的長度有變化。葉綠體黃褐色。本種近岸性生活,世界范圍內(nèi)分布,在大鵬灣有分布,可通過壓艙水傳播[8]。
7、中肋骨條藻Skeletonema costatum隸屬于硅藻門、中心硅藻綱、圓篩藻目、骨條藻科,為溫帶、熱帶海洋硅藻類,從北極到赤道、從外海高鹽度到沿海低鹽度水團均有分布,我國各海區(qū)均有出現(xiàn)。藻體為單個細胞。細胞體透鏡形或圓柱形,殼面圓而鼓起,著生一圈細長的刺,與相鄰細胞的對應(yīng)刺組成長鏈。在經(jīng)濟海藻養(yǎng)殖區(qū),常與海帶、紫菜等爭奪營養(yǎng),其大量水華造成經(jīng)濟藻類變色,甚至腐爛而失去食用和商業(yè)價值。以中肋骨條藻為優(yōu)勢種的水華可導(dǎo)致魚鰓損害,而最終使其致死。
8、塔瑪亞歷山大藻Alexandrium tamarense
塔瑪亞歷山大藻屬甲藻門、甲藻綱、膝溝藻目、屋甲藻科、亞歷山大藻屬,細胞球形,長略大于寬。細胞長20~42μm,寬18~40μm。上殼與下殼半球形,大小相近。上殼兩肩突起;下殼兩側(cè)不對稱,右半邊比左半邊短。細胞上、下兩端都無刺或突起,下端微凹陷。橫溝深,中央位,橫溝彎曲下行的長度和橫溝寬度相等。縱溝深,后部寬,甲片薄。此種常形成有毒赤潮。
四、國內(nèi)赤潮的研究進展
目前研究發(fā)現(xiàn),赤潮發(fā)生前硝酸鹽和磷酸鹽均大幅升高;赤潮發(fā)生期間,葉綠素a濃度迅速升高,海水溫度持續(xù)升高,鹽度整體下降;赤潮逐漸消散時,當(dāng)日水溫日均值達到28℃以上,風(fēng)力也開始升高,鹽度則繼續(xù)降低,因此提出可以通過在其他因素均適宜的條件下,同時監(jiān)測磷酸鹽和葉綠素a,如果兩者皆大幅升高,則海域發(fā)生赤潮的幾率極高的結(jié)論[11]。還有學(xué)者設(shè)計了針對赤潮災(zāi)害時間趨勢和周期的模型,對于赤潮的預(yù)測具有重大意義[12]。有研究表明,表觀增氧量(AOI)與赤潮藻密度之間存在相關(guān)性,利用AOI指標(biāo)建立AOI的赤潮預(yù)警模型可對赤潮進行預(yù)警,還可以進一步結(jié)合分析藻的群落結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢藻占比[13]。我國學(xué)者近期對赤潮的研究不僅僅這些,因篇幅限制,故至此。
五、結(jié)論
隨著陸地資源的開發(fā),以及國家對海洋資源的重視,有關(guān)于赤潮的預(yù)測和預(yù)防刻不容緩,但是現(xiàn)在我們對于赤潮的預(yù)警仍然處于初級階段,對于赤潮具體的發(fā)生時間和地點還需要繼續(xù)努力。同時也要加強對廢水的管理和排放廢水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置,畢竟單單做到預(yù)警是完全不夠的,最重要的是從源頭去解決這一個問題,這才是最終應(yīng)該要完成的事情。
參考文獻
[1] 陳楠生, 張夢佳, 劉淑雅, 等. 中國海域赤潮物種多樣性[J]. 海洋與湖沼, 2023, 54(03):599-624.
[2] 海洋預(yù)警監(jiān)測司. 2023年中國海洋災(zāi)害公報[DB/OL]. 自然資源部, 2024.
[3] 陳奕帆, 王君玥, 王英豪, 等. 典型赤潮生物夜光藻研究進展[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報, 2024, 39(06):1075-1086.
[4] 陳洋, 顏天, 周名江. 東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和鏈狀亞歷山大藻(Alexandrium catenella)對模擬食物鏈物質(zhì)傳遞的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2007(10):3964-3972.
[5] 周鑫. 產(chǎn)毒鏈狀亞歷山大藻的菌群多樣性及其藻菌關(guān)系研究[D]. 浙江海洋大學(xué), 2021.
[6] Jiarong H, Ruoyu G, Douding L, et al. Detection and Quantification of the Harmful Dinoflagellate Margalefidinium polykrikoides (East Asian Ribotype) in the Coastal Waters of China[J]. Toxins, 2022, 14(2):95.
[7] 安鑫龍, 李雪梅. 河北省2個赤潮藻新記錄種——微小原甲藻和反曲原甲藻[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 38(17):9171.
[8] 齊雨藻, 鄭磊, 汪蓉. 錐狀斯氏藻生活史及其生理生態(tài)調(diào)控[J]. 海洋與湖沼, 1997(06):588-593.
[9] 楊超, 甄毓, 秦銘俐, 等. 中肋骨條藻快速可視化現(xiàn)場檢測方法的建立與應(yīng)用[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2024, 43(05):787-796.
[10] 鄭晶. 我國沿海亞歷山大藻的多樣性、產(chǎn)毒特征及時空分布[D]. 自然資源部第三海洋研究所, 2024.
[11] 李麗, 馬方方, 翟曉輝, 等. 深圳灣海域赤潮生物演變及赤潮預(yù)警關(guān)鍵因子分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2022, 41(03):82-89.
[12] 孫豐霖. 中國沿海赤潮災(zāi)害時間序列特征的模擬與預(yù)測[J]. 海洋通報, 2021, 40(02):232-240.
[13] 鄒嘉澍, 許陽春, 蘇玉萍, 等. 基于表觀增氧量的平潭海域赤潮預(yù)警應(yīng)用研究[J]. 福建師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2022, 38(02):50-57.