赤潮

  赤潮,又叫红潮,是一种水华现象。它是海洋中某一种或某几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集,引起海水变色,影响和危害其它海洋生物正常生存的灾害性海洋生态异常现象。赤潮是一个历史沿用名,并不一定都是红色,而是许多赤潮的统称;发生赤潮时,通常根据引发赤潮的生物的数量、种类而使得海洋水体呈红、黄、绿和褐色等。  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,即使其它因子都适宜,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(或者假藻类)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。

产生原因

·海水富营养化

赤潮
                  赤潮
  由于城市工业废水和生活污水大量排入海中,造成海域富营养化。随着水域中等营养盐类以及微量元素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。

·水文气象和海水因子的变化

  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赤潮生物大量繁殖的原因之一。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。

·海水养殖的自身污染

  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。

发生过程

·起始阶段

赤潮
                   赤潮
  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。

·发展阶段

  也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。

·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。

·消亡阶段

  所谓消亡阶段是指赤潮现象消失的过程。引起消失的原因可有刮风、下雨或营养盐消耗殆尽。也可因温度已超过该赤潮生物的适宜范围。还可因潮流增强,赤潮被扩散等等。赤潮消失过程经常是赤潮对渔业危害的最严重阶段。

历史记载

  赤潮现象古代文献就曾提到。《旧约·出埃及记》有“河里的水都变作血了,河里的鱼死了,河也腥臭了,……”的描述。赤潮发生时,海水变的黏黏的,还发出一股腥臭味,颜色大多都变成红色或近红色。在日本,早在腾原时代就有赤潮方面的记载。1803年法国人马克·莱斯卡波特记载了美洲罗亚尔湾地区的印第安人根据月黑之夜观察海水发光现象来判别贻贝是否可以食用。达尔文在《贝格尔航海记录》中记载了在巴西和智利近海面发生的束毛藻引发的赤潮事件。中国也早在2000多年前就发现赤潮现象,一些古书文献或文艺作品里已有一些有关赤潮方面的记载。如清代的蒲松龄在《聊斋志异》中就形象地记载了与赤潮有关的发光现象。

典型特征

赤潮
                   赤潮
  赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游生物、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,某些赤潮生物引起赤潮有时并不引起海水呈现任何特别的颜色。  赤潮是海洋水体里的显微藻类,主要是裸甲球藻或其它藻类在短时间内大量繁殖的结果。赤潮对于海洋生态及渔业都构成了极大的危害。由于裸甲球藻等显微藻类繁殖极快,抢夺了其它海洋生物的营养源,并且它能产生毒素,其它海洋生物吞食这些藻类后容易死亡,所以赤潮发作时往往造成鱼虾等海产的大量损失。

环境危害

·对海洋生态平衡的破坏

赤潮
                 赤潮
  海洋是一种生物环境、生物与生物之间相互依存,相互制约的复杂生态系统,这一系统中的物质循环、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。

·对海洋渔业和水产资源的破坏

  赤潮会破坏渔场的铒料基础,造成渔业减产。同时赤潮生物还可引起鱼、虾、贝等经济生物瓣机械堵塞,造成这些生物窒息而死。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。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。

·对人类健康的危害

赤潮危害
                赤潮危害
  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。  1983年菲律宾发生一起赤潮,有278人中毒,死亡21人。同年6月至9日,印尼在一次赤潮事故中,中毒200人,死亡4人。1986年底,中国福建东山岛居民因食用赤潮毒素的海鲜,发生一起136人中毒的恶性事故。

相关研究

·初始阶段

赤潮
                   赤潮
  这一阶段主要是从1952年原中央水产所记述发生于黄河口范围约1460km2夜光藻赤潮及危害,后经费鸿年在《学艺杂志》正式发表这一文章为开始的。这一时期缺乏对赤潮的认识和调查监测,资料甚少,只见到周贞英在福建平潭岛附近海域发现的两次“东洋水”,即束毛藻赤潮和陈亚瞿发生在长江口以东外海面积约2000km2的束毛藻赤潮等论文报告,工作零星,基本上停留在赤潮现象的定性描述,尚未进行过赤潮专项调查研究。

·起步阶段

  这个阶段是从1977年由于在渤海湾海河口发生规模宏大、持续时间长达50多天的微型原甲藻赤潮及其对渔业造成的严重危害以后,才引起中国政府和有关部门高度重视开始的。国家和有关部门相断开始设立赤潮研究专项,组织有关科研教育部门进行专题研究,特别是1978年国家环保局设立的渤黄海污染防治研究项目中的145专题《渤海湾赤潮的发生机制及预测方法研究》并由中国科学院海洋研究所赤潮课题组率先组织实施《渤海湾富营养化和赤潮问题》的调查研究以后,赤潮专项研究才犹如雨后春笋般在黄海东海南海相继开展起来。中国着名的浮游生物学家郑重教授发表的《赤潮生物研究-海洋浮游生物学的新动向》一文,对当时中国赤潮研究工作的开展也起到积极的推动作用。

·发展阶段

  1990年以来,中国赤潮研究开始跨入了一个新的发展阶段,这个阶段的重要标志是于1990年由全国赤潮研究联合体申请获得国家基金委资助开展的重大项目“中国东南沿海赤潮发生机理研究”开始的大规模、多学科综合研究和由国家科委资助的“八五”攻关专题“近海富营养评估和赤潮预测技术研究”、国家攀登计划B专题“有机污染诱发有机赤潮及危害机理研究”以及国家基金“九五”重大项目“中国沿海典型增养殖区有害赤潮发生动力学及防治机理研究”等,其主要特点是研究领域全方位、研究内容的前沿性、前瞻性,开展了包括:赤藻甲藻的孢囊生理生态及生活史、赤潮微型甲藻识别新技术、赤潮种群生态动力学,赤潮生消过程、成因和机理,开拓赤潮藻种间及藻菌相互作用,赤潮毒素及产毒、致毒机理,赤潮的生物、化学治理方法、赤潮的生态数值模拟及围隔生态系实验应用研究等,获得了一批具有创新性的研究成果。其中大部分工作属于填补国内空白,部分内容属于跟踪国际前沿、与国际的前期工作,少数属于世界开创性工作。

预防措施

·控制污水入海量

赤潮
                  赤潮
  海水富营养化是形成赤潮的物资基础。携带大量无机物的工业废水及生活污水排放入海是引起海域富营养化的主要原因。我国(中国)沿海地区是经济发展的重要基地,人口密集,工农业生产较发达。然而也导致大量的工业废水和生活污水排入海中。据统计,占全国面积不足5%的沿海地区每年向海洋排放的工业废水和生活污水近70亿吨。随着沿海地区经济的进一步发展,污水入海量还会增加。因此,必须采取有效措施,严格控制工业废水和生活污水向海洋超标排放。按照国家制定的海水标准和海洋环境保护法的要求,对排放入海的工业废水和生活污水要进行严格处理。  控制工业废水和生活污水向海洋超标排放,减轻海洋负载,提高海洋的自净能力,应采实行排放总量和浓度控制相结合的方法,控制陆源污染物向海洋超标排放,特别要严格控制含大量有机物和富营养盐污水的入海量。并在工业集中和人口密集区域以及排放污水量大的工矿企业,建立污水处理装置,严格按污水排放标准向海洋排放。要克服污水集中向海洋排放,尤其是经较长时间干旱的纳污河流,在径流突然增大的情况下,采取分期分批排放,减少海水瞬时负荷量。

·建立海洋环境监视网络

  我国(中国)海域辽阔,海岸线漫长,仅凭国家和有关部门力量,对海洋进行全国监视是很难做到。有必要把目前各主管海洋环境的单位,沿海广大居民,渔业捕捞船,海上生产部门和社会各方面力量组织起来,开展专业和群众相结合的海洋监视活动,扩大监视海洋的覆盖面,及时获取赤潮和与赤潮有密切关系的污染信息。监视网络组织部门可根据工作计划,组织各方面的力量对赤潮进行全面监视。特别是赤潮多发区,近岸水域,海水养殖区和江河入海口水域要进行严密监视,及时获取赤潮信息。一旦发现赤潮和赤潮征兆,监视网络机构可及时通知有关部门,有组织有计划地进行跟踪监视监测,提出治理措施,千方百计减少赤潮的危害。

·加强海洋环境的监测

赤潮
                   赤潮
  为使赤潮灾害控制在最小限度,减少损失,必须积极开展赤潮预报服务。众所周知,赤潮发生涉及生物化学、水文、气象以及海洋地质等众多因素,目前还没有较完善的预报模式适应于预报服务。因此,应加强赤潮预报模式的研究,了解赤潮的发生、发展和消衰机理。为全面了解赤潮的发生机制,应该对海洋环境和生态进行全面监测,尤其是赤潮的多发区,海洋污染较严重的海域,要增加监测频率密度。当有赤潮发生时,应对赤潮进行跟踪监视监测,及时获取资料。在获得大量资料的基础上,对赤潮的形成机制进行研究分析,提出预报模式,开展赤潮预报服务。加强海洋环境和生态监测一是为研究和预报赤潮的形成机制提供资料;二是为开展赤潮治理工作提供实时资料;三是以便更好地提出预防对策和措施。

·科学合理地开发利用海洋

  调查资料表明,近几年赤潮多发生于沿岸排污口,海洋环境条件较差,潮流较弱,水体交换能力较弱的海区,而海洋环境状况的恶化,又是由于沿岸工业、海岸工程、盐业、养殖业和海洋油汽开发等行业没有统筹安排,布局不合理造成的。为避免和减少赤潮灾害的发生,应开展海洋功能区规划工作,从全局出发,科学指导海洋开发和利用。对重点海域要作出开发规划,减少盲目性,做到积极保护,科学管理,全面规划,综合开发。另外,海水养殖业应积极推广科学养殖技术,加强养殖业的科学管理。控制养殖废水的排放。保持养殖水质处于良好状态。

·社会教育和宣传

  赤潮一旦发生,其后果相当严重。因此,要经常通过报刊、广播、电视、网络等各种新闻媒介,向全社会广泛开展关于赤潮的科普宣传,通过宣传教育,增强抗灾防灾的意识能力。同时也呼吁社会各方面在全面开发海洋的同时,高度重视海洋环境的保护,提高全民保护海洋的意识。只有保护好海洋,才能不断向海洋索取财富,反之,将会带来不可估量的损失。