赤潮(紅色 tide),又稱“紅潮”,國際上也稱其為“有害藻類”“紅色幽靈”,一種復雜的生態異常現象,指在特定的環境條件下海水中某些微小浮游植物、原生動物界或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種災害性生態現象。赤潮并不一定都是紅色,根據其引發物的種類和數量不同,水體會呈現不同的顏色,常見有紅色或磚紅色、綠色、黃色、褐色等。
關于赤潮現象最早的描述出自于《舊約·出埃及記》,其中記載:“河里的水,都變作血,河也腥臭了,埃及人就不能喝這里的水。”書中將赤潮描繪為四大文明古國的一種災難。中原地區最早的赤潮記錄可能為1933年發生在浙江省鎮海一臺州一石浦鎮沿海一帶的夜光藻、骨條藻赤潮。在早期研究中,往往采用和海水顏色變化相關的詞匯來介紹赤潮,如赤潮、褐潮、綠潮和金潮等。赤潮的成因有內因、外因兩類,內因是赤潮生物本身的存在并過度繁殖;外因是氣候、地形、物理、化學、生物等外部因子的誘發。赤潮發生時的浮游生物的密度一般是102—106細胞/毫升。其主要特征表現為海水水體顏色異常、發黏、透明度降低、溫度升高、高化學耗氧量、高營養鹽等。赤潮類型的劃分標準較為多樣,常見的標準有根據赤潮的毒性、成因和來源、發生區域的地理特征等,可以將赤潮分為無毒無害型、無毒有害型、魚毒型、有毒型;外來型和原發型;河口型、近岸型、內灣型、外海(或外洋)型等。
赤潮作為一種災害性生態現象對海水養殖、人體健康及水域景觀等都有著嚴重危害,其危害方式及程度因種類、季節、海區及成因不同而不同,已成為全球性的海洋災害之一。為了減少赤潮的危害,人們建立海洋環境環境監視網絡以加強赤潮監視,開始科學合理地開發利用海洋,利用社會教育和宣傳等一系列措施加強宣傳教育引導人們重視海洋環境。
定義
赤潮又稱“紅潮”,國際上也稱其為“有害藻類”或“紅色幽靈”,是指在特定的環境條件下,海水中某些微小浮游植物、原生動物界或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種災害性生態現象。
目前對赤潮的定義仍不統一,如在1985年的中文版《不列顛百科全書》中,將赤潮定義為“由雙鞭毛蟲門(鞭毛藻)引起的海水變色,每隨甲藻周期性大量增殖而出現”。在1987年版的《中國大百科全書》中,將赤潮定義為“一些浮游生物在一定環境條件下暴發性繁殖引起的海水變色現象”。1990年,《大美百科全書》將赤潮定義為“海洋中含有大量有機化合物,使海水泛紅,魚類因水中浮游生物,尤其雙鞭毛蟲門過多而至死的現象”。1991年,《海洋世界百科全書》將赤潮定義為“甲藻的大量繁殖或高度富集,毒化表層水體造成的現象”。赤潮不僅是雙鞭毛蟲門浮游生物引發的,某些硅藻、藍藻、隱藻、針脆藻(Raphidophyceae)等浮游植物和原生動物界及某些細菌都可以大量繁殖和聚集而形成赤潮。因而,齊雨藻、梁松、張小浸、華澤愛等一些中國赤潮專家則給赤潮定義為“在特定的環境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細菌暴發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害的生態異常現象”。
目前,世界上多數學者對赤潮扼要定義為“有害藻類的水華(Humful Alge Bloom,HAB)”。
研究歷程和命名
赤潮在2000多年前就已經被居住在紅海海濱的古埃及人發現,海水會在一夜之間變成紅色,海水中會浮起死去的魚蝦,人們把它當做神在發怒并虔誠地記錄下來,稱之為“赤潮”,例如最早描述海洋中赤潮現象是出自于《舊約·出埃及記》,其中記載:“河里的水,都變作血,河也腥臭了,埃及人就不能喝這里的水。”中國對赤潮的記載可以追溯至數千年前,盡管當時并未使用“赤潮”這一現代術語,但相關的自然現象在古籍中已有描述,《姑蘇志》《嘉定縣志》等方志、《耳中人》等志怪小說中均提及了水域突然變紅的現象;在日本,騰原時代和鐮倉時代同樣有赤潮方面的記載。
1803年,法國人馬克·萊斯卡波特(Marc Lescarbot)記載了美洲羅亞爾灣地區的美洲原住民根據月黑之夜觀察海水發光現象來判別青口貝是否可以食用。1831年至1836年,查爾斯·達爾文(Charles Robert Darwin)在《比格爾號航海日記》(The Voyage of the Beagle)中記載了在巴西和智利近海海面發生的由束毛藻引發的赤潮事件。
20世紀70年代以來,赤潮的發生隨著工業的高速發展而次數增多。1916年至1948年期間,美國的佛羅里達州沿岸只發生過3次,但在1952年至1964年期間幾乎年年發生;在日本1955年以前,瀨戶內海(せとないかい)幾十年間僅發生過39次赤潮,后隨著僅1976年就高達326次之多,東京灣(とうきょうわん)、伊勢灣(いせわん)等其他淺水海灣,自1963年以來也頻繁發生赤潮,夏季尤為嚴重;印度洋的馬拉巴爾海岸(Malabar Coast)、太平洋的巴布亞新幾內亞沿岸、智利和秘魯沿岸、南非的沃爾維斯灣(Walvis Bay)、荷蘭沿岸等許多海區都曾多次發生赤潮。
早期海洋學研究主要關注由藻類大量增殖或聚集導致的海水顏色異常變化,強調其異常性和偶發性并往往采用和海水顏色變化相關的詞匯來介紹赤潮,如赤潮、褐潮、綠潮和金潮等。自20世紀90年代起,研究重心轉向藻華造成的毒性和危害效應,有害赤潮和有害藻華等概念逐漸得到認可。后又轉向雙鞭毛蟲門等有毒鞭毛藻類得研究,推動了海洋學與環境科學的交叉融合,形成了多學科交叉的研究體系。
1992年后,聯合國教科文組織政府間海洋學委員會(IOC-UNESCO)和海洋研究科學委員會(SCOR)等國際組織先后成立了多個赤潮工作專家組,倡導開展赤潮生態學與海洋學研究。
1998年,在IOC和SCOR聯合支持下,“全球有害藻華生態學與海洋學研究計劃(GEOHAB)”啟動,計劃先后圍繞“富營養化系統中的有害藻華”“層化系統中的有害藻華”“上升流系統中的有害藻華”“峽灣和海灣中的有害藻華”和“底棲系統中的有害藻華”設置了5項核心研究計劃(Core Researchproject,CRP),在美國、中國、歐洲和亞洲也啟動了相應的區域和國家研究計劃,如歐洲海洋生態與生物地球化學研究計劃(EUROHAB)、亞洲海洋生態與生物地球化學研究計劃(GEOHAB-Asia)、美國海洋生態與生物地球化學研究計劃(ECOHAB)、中國海洋生態與生物地球化學研究計劃(CEOHAB)、菲律賓海洋生態與生物地球化學研究計劃(PhiHAB)等。
形成
形成條件
赤潮的形成是一個很復雜的過程,其主要成因包含兩個方面即內因、外因,內因是赤潮生物本身的存在并過度繁殖;外因有氣象、化學因子、地形、緯度位置、海域的封閉程度、營養物質、洋流影響、人為因素(如海水養殖的自身污染)等。
內因
赤潮生物存在世界各大洋中,能形成赤潮的浮游生物有180余種,其中在中原地區浮游生物名錄上登載的有63種。能夠形成赤潮的浮游生物也被稱為“赤潮生物”,其中包括硅藻24種、雙鞭毛蟲門32種、藍藻3種、金藻1種、隱藻2種、原生動物界1種。在中原地區,已有赤潮資料記載的赤潮生物達25種,分別為夜光藻、紅色中縊蟲、束毛蟲藻、長耳盒形藻、威氏海鏈藻、中肋骨條藻、浮動彎角藻、短彎角藻、柔弱角毛藻、聚生角毛藻、角毛藻、尖刺菱形藻、地中海指管藻、二角多甲藻、具齒原甲藻、短裸甲藻、紅色裸甲藻、微型裸甲藻、菱形裸甲藻等。其中,主要的赤潮種為中肋骨條藻、夜光藻和具齒原甲藻,這3種占有記錄赤潮種的82.4%。其余的38種在中國海域均有分布,其密度未達到足以使局部海域水體變色的水平,尚未形成赤潮。
外因
溫度、降水、風等氣候因素都屬于是赤潮的重要誘因。干旱少雨、天氣悶熱、水溫偏高、風力較弱等,通常會導致赤潮的形成。當海水溫度在20-30℃時,是赤潮發生的最適宜的溫度范圍,一周內水溫突然升高大于2℃是赤潮發生的先兆。
封閉半封閉的淺海或內海的地形通常利于赤潮生物的繁衍。這類地區風力小、海水流速緩、水體交換能力差、自凈能力低,會使得該地區富營養化明顯。如日本瀨戶內海在1976年一年內暴發赤潮高達326次。
洋流能加速赤潮生物在地域上的擴展。近岸有上升流的地區,上升流可以將含有大量營養物質的次表層水和底層水帶到表層,導致表層海水富營養化并把赤潮生物的孢囊帶入海水表層,從而使它得到充足的光照條件和營養物質,促其萌發。
海水鹽度在15-21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層,為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發赤潮。由于徑流、涌升流、水團或海流的交匯作用,使海底層營養鹽上升到海水上層,造成沿海水域高度富營養化。營養鹽類含量急劇上升,引起硅藻的大量繁殖。這些硅藻過盛,特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。這些硅藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。
海水中的營養鹽類(主要是氮和磷)、微量元素(鐵、錳)及某些特殊的有機質(維生素、蛋白質)是赤潮生物的“營養物質”。這些物質滿足了赤潮生物的生長繁殖的需要,成為赤潮暴發的基礎。
由于生產生活廢水的增多,加之環保法規不健全、環保措施不得力,大量含氮、磷工農業生產廢水和生活污水未經處理就流入河湖,最終使得流入海洋,導致海水富營養化,為赤潮的發生提供了物質基礎。20世紀80年代前,赤潮主要發生在一些工業發達國家的沿海地區,20世紀80年代后則波及了世界幾乎所有沿海國家的海域。
發展周期
赤潮持續時間長短不一,短的僅為數小時,長的則可達十天甚至數個月。研究表明,赤潮的生消過程基本上可分為四個階段,分別為起始階段、發展階段、維持階段和消亡階段。在赤潮發生過程中,物理因素、化學因素和生物因素相互影響、相互作用,共同決定著赤潮的發展過程。
起始階段是赤潮生物的生物量緩慢增長的階段。在特定海域,赤潮能否形成主要取決于以下控制因素:生物控制因素即為赤潮生物種源,包括營養細胞核孢囊;化學控制因素包括營養鹽、微量元素和維生素等的存在形態和濃度;物理控制因素包括水體垂直混合和水溫等。
赤潮的發生是多種條件共同作用的結果。首先,赤潮生物的種源必須充足;其次,捕食者對赤潮生物的捕食壓力降低;此外,海洋中氮、磷等營養鹽的豐富供應,為赤潮生物的繁殖提供了必要的營養。如果赤潮生物的種源是孢囊,適宜的水溫可以促進孢囊的集中萌發,而水體的垂直混合則有助于營養細胞獲取營養,加速增殖,并使新萌發的細胞更容易擴散到整個水體中。當赤潮生物的繁殖速度超過了由于沉降、溶胞和動物攝食等自然因素引起的損失速率時,赤潮就會發生。
發展階段又稱為“形成階段”,是赤潮生物的生物量指數增長的階段。在此階段,赤潮生物基本適應了所在區域的水溫、鹽度、光照等環境條件,在缺少捕食者和競爭者的條件下能夠迅速增殖。在這一階段,赤潮生物量隨時間在很大程度上呈指數增長趨勢,可以達到主要有可利用營養鹽和微量元素等所決定的最大生物量,適宜的生物學特性和有利的環境條件促使它們相對高速增殖并很快發展成為赤潮。
維持階段又稱為“持續階段”,是赤潮生物的生物量最大的階段。在此階段,赤潮的持續時間主要受水體物理環境一水團的穩定性、各種營養鹽的豐富程度一表層內異養過程產生的營養鹽和赤潮生物過量吸收的營養鹽再分配的影響。其中水體穩定性的作用最為突出,極易受到風、潮汐、海流等影響而導致赤潮的持續性發生變化。如若此階段海面風平浪靜,水體垂直混合和水平擴散較弱,營養鹽、微量元素、光照、水溫等物理化學因素穩定,則赤潮持續時間將會較長。
消亡階段是赤潮生物的生物量下降直至消亡的階段。在此階段,由于水體水平擴散和垂直混合的加劇,使得赤潮生物趨于分散。在這一階段,由于營養鹽耗盡、水溫等的變化、赤潮生物產生有毒物質以及其他生物的攝食壓力增強和浮游生物間競爭性激烈等導致赤潮生物的沉降、死亡、分解,最終引發赤潮生物的生物量急劇下降而導致赤潮消失。赤潮消失過程經常是赤潮對漁業危害的最嚴重階段。同時,由于環境條件的不適導致赤潮生物的孢囊形成。
主要特征
感官特征
赤潮發生時水體的顏色、透明度、氣味等會產生明顯變化。
赤潮的特征可以從海水的顏色變化和物理性質的改變中觀察到。海水在赤潮發生時可能會出現多種顏色,包括但不限于紅色、紅褐色、黑褐色、棕黃色、綠色、黃褐色以及乳白色等,以及出現海水發黏等物理性狀是發生赤潮的特征。
水體的透明度和水色是評估水質狀況的重要指標,它們也與赤潮的發生有關。當蝦池的透明度維持在20-30厘米,且水色指數在19-20時,這可能是赤潮發生的征兆。若透明度進一步降低至20厘米或以下,且水色指數超過20,這可能預示著嚴重赤潮的風險增加。
海水產生惡臭,海面上出現死的魚、蝦、貝等,也是赤潮發生的重要表征。
理化特征
赤潮發生區域的營養鹽濃度相對較高,總懸浮顆粒物(TSP)含量相對較低。這表明富營養化狀態是赤潮發生的一個重要條件。如2002年中國東海赤潮高發區的溶解無機氮、磷酸鹽和硅酸鹽的平均濃度分別為17.93±2.46μ摩爾L-1、0.59±0.11μmol.L-1和15.34±3.23μmol.L-1,顯示出明顯的季節變化,秋冬季節高于春夏季節。此外,無機氮、無機磷、可溶性錳、可溶性鐵和羥鈷胺素、葉綠素a濃度(Chl-a)等在赤潮發生前后也有著顯著的含量變化。
在光譜方面,赤潮與正常海水的光譜差異主要在687-728nm波段的特征反射峰,其中紅光波段的反射峰由吸收、后向散射以及葉綠素熒光共同控制;赤潮種類間存在顯著的光譜差異,特別是紅色中縊蟲赤潮的第二反射峰波長大于720nm,與其他赤潮有明顯區別。此外,赤潮水體的葉綠素a濃度(Chl-a)、海水表面溫度(SST)及波段光譜信息(如Rrs比值、nLw比值)在赤潮發生前后也有著明顯變化:當赤潮發生時,葉綠素a濃度急劇升高,赤潮退去后平穩下降;海水表面溫度變化平穩;部分波段光譜信息在赤潮嚴重時有極大值。
生物量特征
赤潮的主要相關生物種類包括塔馬亞歷山大藻(Alexandrium tamarense)、棕囊藻(Phaeocystis globosa)、中肋骨條藻(Skeletonema costatum)、夜光藻(Noctiluca scintillans)、東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凱倫藻(Karenia mikimotoi)等。
研究表明,塔馬亞歷山大藻在與某些海洋細菌共同培養時,其生長會受到抑制,這可能對控制有毒赤潮有一定的幫助。
棕囊藻赤潮的爆發是由海洋環境變化和棕囊藻自身特性共同決定的。特別是高濃度的氮、磷、鐵、錳等營養物質,以及對可溶性無機氮的高需求量,為赤潮的爆發提供了物質基礎。
研究顯示,海洋原甲藻在適量氮存在的條件下易于形成赤潮,其生理特性使其能夠快速生長并累積蛋白質和碳水化合物,當外界氮源不能滿足生長需要時,細胞內儲存的蛋白質可用于維持指數生長。
中肋骨條藻、夜光藻、東海原甲藻、米氏凱倫藻等赤潮生物在中國近海海域廣泛分布,其中中肋骨條藻為高頻赤潮引發種,夜光藻在近岸及近遠海海域都有分布,東海原甲藻主要分布在黃海和東海的近岸和近海海域,米氏凱倫藻分布較為廣泛但出現的站位較少。其中,由米氏凱倫藻形成或協同形成的赤潮分別占東海區赤潮累計發生次數和面積的38%和74%。
主要類型
關于赤潮的分類,不同專業領域的研究人員分類標準不同。
按照是否有毒性劃分
無毒無害型赤潮是一種某些赤潮藻類數量增多,但對養殖水產品和人類均無毒性的赤潮。該類赤潮通常不會對海洋生物造成不利影響,反而可能促進養殖水產品生長,如中肋骨條藻(Skeletonema costatum)、圓篩藻(Coscinodiscus)、紅色中縊蟲(Mesodinium rubrum)等引起的赤潮。
無毒有害型赤潮是一種對人類無害且也不產生毒素,但對魚類及無椎動物有害的赤潮。該類赤潮中的一些藻類在分解時產生大量對養殖生物有毒的物質并消耗水中溶解氧;某些種類,如硅藻中的角毛藻屬(Chaetoceros)會生長出可破壞魚鰓的長刺,使魚類窒息致死;某些藻類呈膠團狀,如夜光藻(Noctiluca scintillans)會黏附于魚鰓,引起魚鰓氣體交換能力減弱,令魚類因機械性窒息死亡;一些赤潮生物的死亡分解會大量消耗水體中的氧,并放出硫化氫和甲烷等對魚類有害的物質等,導致養殖生物大量死亡。
魚毒型赤潮是指對人無害,但對魚類及無脊椎動物有毒的赤潮。這類赤潮生物能產生對魚類毒性極強的毒素,可在短時間內(一般不超過12小時)造成大量養殖的魚類死亡,但此尚無對人類造成危害的報道,如米氏凱倫藻赤潮、球形棕囊藻赤潮和海洋卡盾藻赤潮等。
有毒型赤潮是赤潮生物可產生毒素,毒素通過食物鏈在水產品中積累,最終令人類中毒的一類赤潮。這類赤潮可產生麻痹性貝毒(PSP)、腹瀉性貝毒(DSP)、神經性貝類毒素(NSP)、記憶缺失性貝毒(ASP)、西加魚毒(CFP)等毒素,其中麻痹性貝毒是世界范圍內分布最廣、危害最嚴重的一類毒素。產生麻痹性貝毒素的赤潮藻類有鏈狀亞歷山大藻(Alexandrium catenella)、塔瑪亞歷山大藻(Alexandrium tamarense)、微小亞歷山大藻(Alexandrium minutum)、鏈狀裸甲藻(Gymnodinium catenatum)等;產生腹瀉性貝毒的赤潮藻類主要是尖鰭藻(Dinophysis acuta)、漸尖鰭藻(Dinophysis fortii)、圓鰭藻(Dinophysis rotundata)、利馬原甲藻(Prorocentrum lima)等;產生神經性貝類毒素的赤潮藻類主要有雙鞭毛蟲門中的短凱倫藻(Karenia brevis);產生記憶缺失性貝毒的赤潮藻類為多列擬菱形藻(Pseudo-nitzschia multiseries)和偽柔弱擬菱形藻(Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima),它們多為硅藻中擬菱形藻屬的一些種類;產生西加魚毒的赤潮類為某些有毒的底棲或附著甲藻,如有毒岡比亞藻(Gambierdiscus toxicus)等。當人類誤食被有毒型赤潮染毒的水產品后會引起消化系統、心血管或神經系統中毒。
按照生物特征劃分
單相型赤潮又稱單種型赤潮,是指赤潮發生時只有一種赤潮生物占絕對優勢(占總細胞數的80%以上)的赤潮。中國的大多赤潮為單相型赤潮。
雙相型赤潮是指兩種赤潮生物共存并同時占優勢的赤潮,也稱兩相型赤潮。
復合型赤潮是指有3種或3種以上的赤潮生物,且每種的數量(細胞數)都占總數量(總細胞數)的20%以上的赤潮。
按照起因來源劃分
原發型赤潮是指某海域具備發生赤潮的物理化學條件,赤潮生物就地暴發性增殖所形成的赤潮。此類赤潮有明顯的地域性,通常持續時間較長,當環境沒有明顯變化時,可以反復出現。因此當某種赤潮只在每天特定時間內出現于某些海域,應視其為同一起赤潮的時間延續,而不應認為是每天發生一起赤潮。如果赤潮生物發生更替,則另當別論。一般而言,在內灣發生的赤潮,大多屬于原發型赤潮。
外來型赤潮則指并非在原海域形成,而是在其他水域形成后由于外力(如風、浪、流等)的作用而被帶到該海區的赤潮,最常見的是束毛藻赤潮。外來型赤潮持續時間短,具有“路過性”的特點,因此易將同一起赤潮的遷移誤認為是發生在不同地點的兩起赤潮。
按照空間位置劃分
河口區赤潮是指在河口區域形成的赤潮。淡水徑流在該類赤潮的暴發過程中起著重要作用,尤其在夏季降雨之后,河流注入的淡水鹽度低、溫度高,赤潮生物增殖所需的營養鹽、腐殖質、微量元素等的含量大大增加。河流淡水和海洋鹽水相互混合,導致河口區水體分層程度增加,向河口外鹽度逐漸增加,表底層鹽度垂直分布明顯,使水體更利于赤潮的持續發展。
中原地區長江口的研究結果表明,生源要素在河口的時空分布不僅受化學過程、生物過程和沉積過程的影響,也受到河口物理過程和地形特征的影響,海水中氮(N)、磷(P)、硅(Si)等營養鹽濃度等值線在河口區的分布呈舌狀;西班牙西北部加利西亞河口(Galician rías)的研究也指出該地區赤潮同樣受到河口特定地形、營養鹽分布及多種浮游生物等條件影響。
海灣型赤潮是指在海灣區域形成的赤潮。引發該類赤潮的營養物質多來源于沿岸的工業、生活污水的排放。海灣區水交換能力差且封閉或半封閉型的海灣,水流緩慢,潮汐作用使得沿岸的有機化合物隨潮汐的反復回蕩,令底部營養物質推到沿岸,加劇海灣區域氮、磷等營養元素的積聚,同時沿岸的微量元素也易于進入海域,為赤潮生長提供了所需的營養物質。
外海型(又稱外洋型)赤潮是指在外海或洋區上發生的赤潮。該類赤潮主要分布在濱內或濱外區,大多數出現在遠離海岸且營養物質豐富的上升流區或水團交匯處,其赤潮生物主要類型為鈣板金藻屬(Gephyrocapsa),其被認為是地球上含鈣最多的有機質。鈣板金藻屬最豐富的種類為顆石藻(Coccolithophores),該種赤潮生物在赤道到亞北極的廣大淺海和陸架海均有發現,一直延伸到水溫小于0℃的海域,其引發的赤潮葉綠素含量低,水體呈白色,具有較高的反射率,由其離岸較遠,對海洋經濟不會造成影響,但因其含有大量的鈣而對全球氣候變化具有很重要的意義。
外海型赤潮在中原地區只有少量報道推測,國家海洋局的海監船在巡航期間曾在距岸100千米的黃海中部海域發現過一次。
按照養殖區域劃分
岸灘型赤潮是指因沿海灘涂養蝦開發利用過度而形成的赤潮。引發該類赤潮的營養物質主要來自于養蝦廢水、殘餌和排泄物等。沿岸海灘的海水動力條件弱,污染物主要以潮汐作用聚集,稀釋擴散速度慢,且海灘底泥易于保存和釋放營養細胞,最終導致近岸海水富營養化而引發赤潮。此類赤潮發生的面積小,持續時間短,對水產養殖業的危害大。
近岸型赤潮是指因人工養殖的濾食性貝類的大量排泄物和死亡個體堆積在海底而引起的赤潮。在引發赤潮的營養物質方面:海產養殖產生的排泄物和死亡個體在大量生物性堆積及高溫、大風等異常環境條件下會加速礦化,并進入水體造成海水的富營養化,為赤潮生物的生長繁殖及赤潮發生提供豐厚的物質基礎;筏式養殖架及扇貝籠等為部分生物提供了附著基,附著生物的排糞也是赤潮生物的營養物質來源之一。水體方面:大面積的人工水產養殖導致養殖水域食物鏈趨向簡單化,生物多樣性降低,令水體的生態系統進行自我調節能力、抵御外界擾動能力減弱,容易爆發赤潮;吊籠和吊養的青口貝阻礙海水的正常流動,降低了海域水體的自凈和自我調節能力,令有機污染物更容易在海底堆積使得海水富營養化;近岸養殖區的水體相對穩定,也有利于赤潮生物的聚集。
按照水動力條件劃分
上升流型赤潮是指因上升流導致了海水富營養化而引發的赤潮。例如中原地區浙江近海因臺灣暖流下層水向西北逆坡爬升而產生上升流,攜帶底層營養鹽至表層;墨西哥灣海域因上升流將底部水域的短凱倫藻(Karenia brevis)被帶到表層。在擁有海水上升流的海域,上升流會攜帶底層營養鹽至表層,為浮游生物提供了豐富的營養鹽,導致了海水富營養化,上升流區及其邊緣海水比較肥沃,進而引起浮游生物大量增殖。
沿岸流型赤潮是指因近岸水體的流動速度慢為主導因素形成的赤潮。沿岸水體的交換程度差,岸線為平直海岸,水體的運動方向與岸線平行,沿岸流型的海域在近岸污水排放或外部輸入赤潮生物和營養物質后易發生赤潮。
按照營養狀況劃分
依賴富營養化
高密度赤潮是指在海水中氮、磷等營養物質含量過高使得赤潮生物暴發性增殖而引發的赤潮。
低密度赤潮是指在營養充足的情況下,低密度有毒赤潮生物引發的赤潮。
不依賴富營養化
不依賴富營養化赤潮是指與海水中營養狀況無關的低密度有毒赤潮生物引發的赤潮。
強度等級
赤潮災害所造成的損害主要集中在對海洋生態系統的影響、對海洋經濟的影響及對人體健康的危害等三個方面。災變等級和災度等級是災害分等定級的兩個重要內容。前者是從災害的自然屬性出發反映自然災害的活動強度或活動規模,后者則是根據災害破壞損失程度反映自然災害的后果。根據對中原地區多年赤潮發生的規模(面積)、造成的經濟損失、貝毒對人體健康的影響等方面的統計,將災害等級定為五級。
地理分布
世界分布
美國、日本、中國、加拿大、法國、瑞典、菲律賓、馬來西亞、韓國等30多個國家的赤潮發生都很頻繁。在中國附近海域,福建省沿海在2001-2008年共發生赤潮132起,累計面積為7530平方千米,其中無毒赤潮126起,有毒赤潮6起;在深圳在內的粵港澳大灣區,赤潮近年來的暴發頻次大概以每年2.3%的幅度在增加。其中有害赤潮擴展較為迅速,例如能產生麻痹性貝毒的有害赤潮塔瑪亞歷山大藻(Alexandrium tamarense),在20世紀70年代僅知在歐洲、北美、日本附近的溫帶海域出現,但在90年代就擴展到了南半球;另一種產麻痹性貝毒的微小亞歷山大藻(Alexandrium minutum),1988年僅發現于埃及,但此后在澳大利亞、意大利、愛爾蘭、法國、西班牙、葡萄牙、土耳其、泰國、新西蘭、日本、中原地區,以及北美地區也逐漸被發現。
中國分布
時間分布
由于中國早期有關記載海洋赤潮的資料難以找到,大多數學者將1933年發生在浙江省鎮海一臺州一石浦沿海一帶的夜光藻、骨條藻赤潮作為中國首次赤潮記錄。根據文獻中收集到的資料統計,1933-1999年,中國沿海共記錄了210次赤潮。尤其是20世紀90年代以后,赤潮發生次數激增,面積也越來越大。進入21世紀,中原地區平均每年約發生赤潮67次,其中2003年發現赤潮199次,是監測到的赤潮發生次數最多的年份;2015年發現赤潮35次,是監測到的赤潮發生次數最少的年份:2005年赤潮發生累計面積為27070平方千米,是監測到赤潮面積最大的一年。2011年之后赤潮面積下降到1萬平方千米以下,與21世紀前10年相比呈下降趨勢,2018年和2019年面積也穩定在2000平方千米以下,且2018年監測到的赤潮面積最小。
中原地區海岸線長、緯度跨度大,從北到南跨過多個氣候帶,渤海、黃海、東海、南海每年赤潮高發的月份不同。南海海域因其全年氣溫、水溫適宜,各月均有赤潮發生,但多集中于1-5月,特別是4月。東海赤潮大多發生于4-9月,尤其集中在5-6月,每年11月到第二年3月極少有赤潮發生。黃海赤潮多發于7-8月,每年11月至來年3月幾乎沒有赤潮發生。渤海赤潮多發于5-9月,尤其是6-8月。總的來說中原地區各海區每年赤潮高發期有從南向北逐漸推遲的特點,但主要集中在3-9月,尤其5-6月是赤潮的高發期。
空間分布
1980年以前,中國赤潮災害主要發生在浙江省、福建省沿海以及黃河口生態旅游區、遼寧省大連灣等少數海域。但隨著中國沿海經濟的發展,整個沿海富營養化現象嚴重,赤潮災害已經成為中國最嚴重的海洋災害之一。從2000-2019年中國赤潮發生次數和面積統計情況發現,東海海域,即上海市、浙江、福建沿海仍然是中國赤潮災害的重災區,該海區赤潮發生次數和面積均占中國赤潮災害的一半以上。
渤海赤潮渤海赤潮主要分布在遼東灣的中部和西部海域、渤海灣和萊州灣的西側黃河口附近。渤海赤潮的主要藻種有球形棕囊藻、裸甲藻和叉角藻。
黃海赤潮黃海赤潮災害多發生在黃海北部,即大連市至丹東市沿岸、煙臺市、膠州灣、海州灣海域,其中江蘇海州灣的赤潮為有毒的鏈狀裸甲藻與無毒的短角彎角藻共同引發的雙相型赤潮。2000年至2006年以來,黃海區首次在8月份未發生赤潮。黃海赤潮災害多由無毒的短角彎角藻、赤潮異彎藻、丹麥細柱藻和有毒的鏈狀裸雙鞭毛蟲門引起。
東海赤潮東海赤潮多發生在馬鞍列島、嵊泗列島、舟山市附近海域、三門灣、東磯列島、漁山列島、韭山列島、南麂列島、福建東山島、海壇島、廈門市附近海域。東海赤潮藻種主要包括無毒的具齒原甲藻、夜光藻和中肋骨條藻,以及有毒的米氏凱倫藻。東海赤潮主要集中在2個區域,一是長江口和杭州灣外海域,其中又以馬鞍列島北部的花鳥山和東南部的嵊山鎮、枸杞一帶海域最為頻繁。該海域發生的赤潮規模動輒幾百平方千米,大到上千平方千米的赤潮每年都有發生。二是浙江寧波至福建廈門沿海,這個區域赤潮多發區又可區分為沿岸海灣和近海。沿岸赤潮主要分布在浙江省象山港、三門灣、福建省東山島、海壇島、廈門市附近海域。
南海赤潮南海赤潮主要集中在珠江口外側的香港島、大鵬灣、大亞灣、紅海灣、柘林灣以及南海島附近海域。南海赤潮藻種主要包括無毒的中肋骨條藻和有毒的棕囊藻、多環旋溝藻。
影響
赤潮作為一種災害性生態現象對海水養殖、人體健康及水域景觀等都有著嚴重危害,其危害方式及程度因種類、季節、海區及成因不同而有很大差異。
對海洋生態
海洋是一種生物與環境、生物與生物之間相互依存、相互制約的復雜生態系統,在正常情況下,系統中的物質循環和能量流動都處于相對穩定的動態平衡中。赤潮發生時,海洋系統的平衡隨之被干擾,海洋的正常生態結構和海洋的正常生產過程遭到破壞,并進而威脅到海洋生物的生存,具體包括:某一種或幾種赤潮生物的數量處于絕對優勢,過度消耗水體營養物質,并抑制其他生物生長,造成一定海域的水體生物多樣性銳減;赤潮生物大量繁殖并密集分布于海水表層時,會導致水下多種生物因氧氣和光照不足,生存與繁殖受到限制,部分生物出現逃逸或死亡現象,進而引發生物種群結構改變;以球形棕囊藻為例,當此類赤潮生物大量繁殖時,其球體破碎后釋放的分泌物會附著于海洋生物的鰓等器官表面,造成海洋生物呼吸困難;赤潮消散時,死亡的藻類變為向底層沉降,極易被微生物分解利用,大量有機化合物在腐爛的過程中造成溶解氧的過量消耗,海底出現低氧甚至無氧區,厭氧菌隨之大量繁殖,并產生硫化氫、氨、甲烷等有害物質,底質生態環境急劇惡化,威脅底棲生物的生存;有毒赤潮產生的毒素會造成海洋原生動物界、魚蝦貝等海洋生物的死亡,并經由海洋食物鏈傳遞到較高營養級,導致高營養級海洋生物(如海洋哺乳綱或鳥類)中毒和死亡。
對海洋資源
赤潮對海洋資源的影響主要體現在對漁業資源的破壞上,其中的海水養殖業更容易因赤潮的出現而遭受滅頂之災,造成慘重的經濟損失。除因赤潮破壞海洋生態而帶來的直接影響之外,還包括赤潮對漁場的餌料基礎的破壞,漁業由此而減產;有毒赤潮藻種產生的毒素會對漁業的經濟生物造成污染,使人們對水產品食用安全性產生懷疑,間接危害養殖業的發展,嚴重制約著海水養殖業的持續發展。
對人體健康
有毒赤潮藻種產生的毒素可以在濾食性貝類及植食性魚類體內累積,造成水產品污染,毒素含量將大大超過食用時人體可接受的水平,累積了赤潮毒素的魚蝦、貝類若不慎被人食用,就會引起人體中毒,嚴重時可導致死亡。由麻痹性貝毒、腹瀉性貝毒等造成的中毒事件在北美、西歐和亞太海域非常普遍,目前確定有10余種貝毒的毒素比眼鏡蛇屬毒素高80倍,比一般的麻醉劑,如普魯卡因、可卡因還強10萬多倍。據統計,1983年以來菲律賓有毒藻類造成的中毒事件,使麻痹性貝毒中毒事件逾2000例,造成115人死亡;1987年南美危地馬拉錢佩里科發生赤潮,并造成因誤食含有此種毒藻的貝類而致26人死亡的事件。
對經濟的影響
赤潮的爆發頻率逐步增高對沿海地區海洋經濟、近海養殖業的可持續發展構成了嚴重威脅,有害赤潮導致的養殖魚類、貝類、甲殼亞門生物的大量死亡事件在世界各地都有報道:1972年,日本瀨戶內海因赤潮事件損失71億日元;1996年,墨西哥的環境問題中有45%是赤潮造成的,僅僅在貝類方面的損失就達幾百萬美元;1997年,南非西海岸的一次叉角藻赤潮造成了2000噸龍蝦死亡,價值達5000萬美元;2016年,在日本海域的數百種浮游植物中,有20多種有害物種對漁業造成嚴重破壞,浮游生物過度生長導致的赤潮造成的損害逐年嚴重,其中黃尾鲴和琥珀魚的總損失每年可達數十億日元;2022年,中原地區近海海域共發現赤潮67次,累計面積約3300平方千米,直接經濟損失851萬元。
赤潮的發生嚴重破壞了近岸海洋生態環境和生態景觀,使海岸海域使用價值降低,令旅游業受到顯著影響。研究表明,如果一個月中有17天或更長時間的赤潮,又增加了一天的漲潮,將使住宿行業的月度銷售額下降1-2%,而餐飲業的月度下降0.5-1%。如2010年深圳市東部海域暴發了一起面積約15平方千米,持續時間長達20天的赤潮,導致接待游客下降50%,赤潮退去后才緩慢回升。此外,赤潮還會通過直接接觸或食物鏈富集危害人類健康,進一步影響旅游業的發展。
應對措施
監控措施
監測技術
通過建立衛星遙感、航空遙感、船只監測以及浮標連續監測和臺站、志愿者觀測、實驗室在內的立體監測體系,從而對赤潮高發海域進行高頻率、高密度的監視監測,對監視監測的站、點以及項目、技術手段等進行改造和完善,逐步實現遠距離、大面積、密集同步、長期連續、快速及時、高效準確的監測預警總體目標,提高赤潮的發現率和赤潮預報的準確率。
赤潮的形成是一個多因素影響的復雜過程,為了有效監測和預防赤潮的發生,需要對特定的海域進行定期和定點的常規監測。這些海域包括河口海灣、沿海城市附近的海區、污水直接排放的入海口以及水產養殖區。監測的參數應包括水溫、pH值、鹽度、溶解氧(DO)、生物化學需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、浮游生物的種類和數量等。特別需要關注的是硝酸鹽氮(NO3-N)、亞硝酸鹽氮(NO2-N)、氨氮(NH4+-N)、三氮和活性磷酸鹽等關鍵指標。對于已經出現赤潮跡象的海域,在進行常規監測的基礎上,還應實施連續的跟蹤監測,以便及時了解和掌握可能導致赤潮的環境因素的變化趨勢,從而制定相應的防范措施。對于已經發生赤潮的海域,除了進行應急的跟蹤調查外,還必須采取科學的治理方法,以期將赤潮帶來的損失降至最低。這種綜合性的監測和應對策略對于赤潮災害的防治至關重要。
赤潮的自動連續監測技術在國際上已取得顯著進展,特別是在日本,其赤潮環境參數監測系統表現出色。該系統由多個組成部分構成,包括觀測站、駁船、自動測量儀器、自動取樣裝置以及無線電遙測系統。系統內部裝有各種分析儀器,能夠自動且連續地監測一系列關鍵的環境參數,如硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽、總磷、硅酸鹽、化學需氧量、溶解氧、pH值、鹽度、濁度以及葉綠素等。挪威的TOBIS海洋環境參數資料浮標配備了用于測量水文和氣象要素的探頭,集成發光藻類傳感器、營養鹽分析儀、溶解氧探頭、放射性傳感器,以及用戶可以自由選擇的備用傳感器通道,可提供多種海洋環境參數,并且能夠提供海洋動態模式、海面溢油漂移模式以及遷移規律模式的信息,在內的海洋水質污染檢測方面具有重要的應用價值。這些監測技術和設備為赤潮的早期發現、預警和有效管理提供了強有力的支持,有助于減少赤潮對海洋生態系統和相關產業的負面影響。
在赤潮監測領域,除了實施常規監測和利用浮標進行自動連續監測之外,國際信息聯網和遙感技術的應用也顯得尤為重要。聯合國教科文組織(UNESCO)下屬的政府間海洋學委員會(IOC)特別設立了有害赤潮論壇,用以指導各國在赤潮研究方面的工作。此外,還成立了有害赤潮科技與信息中心,并建立了赤潮信息庫,這些舉措極大地促進了全球赤潮監測與防治的信息交流。遙感技術在赤潮監測中的應用主要體現在其能夠探測到高葉綠素濃度的水域,并收集海流、水溫等海水的物理化學信息。隨著計算機算法的不斷進步和對浮游植物光譜特征的深入研究,衛星遙感技術已經成為監測和識別多種赤潮現象的有效工具。特別是在大面積赤潮的監測中,遙感技術能夠提供清晰的赤潮發展動態,為及時采取應對措施提供了可能。目前,多種衛星平臺和傳感器,如地球靜止環境衛星(Geostationary Operational Environmental Satellite,GOES)、海洋色掃描儀(Coastal Zone Color Scanner,CZCS)、海洋和大氣飛輪光譜儀(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor)、地球資源技術衛星(Landsat Satellite)等,已被廣泛應用于監測大陸架和河口區域的水質狀況。通過對收集到的物理化學數據進行計算和分析,可以提前1至5天對海岸帶的水質變化進行預測,從而為赤潮的預警和防治提供科學依據。這些技術和方法的綜合應用,為赤潮的有效監測和及時應對提供了強有力的支持。
熒光遙測與有選擇的現場觀測也是研究河口和近岸大陸架水域浮游生物狀態分布的有效手段。國家海洋局東海分局和南海分局都曾用遙測飛機獲得過赤潮發生的有關信息。同時由于出現赤潮的海面水溫略高于正常水溫,因此還可利用紅外輻射計來觀測赤潮的范圍和動向。
監測對象
赤潮的成功預測和預報需要對海區中存在的赤潮生物種類進行定性識別和鑒定,并對赤潮生物的數量變化進行深入分析和監測。傳統的顯微觀察技術主要依賴于形態學特征或超顯微結構的研究和分析,通過人工方式直接進行赤潮生物種類的判別和豐度統計。盡管這種方法對專業技術知識和經驗有較高要求,且難以實現實時監測,但在未知種群類型的生物識別和常見藻類的現場檢測方面仍具有較高的實用性,是海洋赤潮生物定性及定量研究的主要技術手段之一。近年來,赤潮生物檢測技術取得了顯著進展,主要包括:
建立多種技術的綜合監測系統在海洋赤潮監測應用中具有廣闊的前景,例如結合光譜和圖像分析、流式細胞法與熒光標記等技術,不僅可以提高赤潮生物的識別效率和準確性,還能在數量統計和分析精度方面取得顯著進步。這種綜合監測系統的建立,將為赤潮的有效預測和預警提供強有力的技術支持。
理化性質(水溫、鹽度、溶解氧、磷酸鹽、硝酸鹽、微量金屬Fe和Mn等)、氣象(風速、風向、氣溫和氣壓)、海況(風浪和潮汐)等各種環境因子與赤潮的發生密切相關,因此密切監視它們的變化,對于預測和研究赤潮至關重要。分析所有監測數據,研究不同種類的赤潮生消過程中氣象、水動力、營養鹽、海溫、鹽度等環境數據參數的變化規律及其與赤潮浮游生物生長的關系,可以深入認識這些參數對赤潮的影響。赤潮監測應特別考慮海水中的營養鹽(N、P、Si)、溶解氧、化學耗氧量、水色、pH、微量重金屬Fe和Mn、葉綠素a等因子的監測。一般應對各個環境因子實行定時、定點監測,觀察水質長期變化趨勢,隨著科學技術發展,先后發展了對各個環境因子的連續、在線監測技術,更及時、更直觀地觀察水質隨時間的變化情況。
預測預報方法
目前用于赤潮預測預報的方法很多,但綜合起來可以分為3類:經驗預測法、統計預測法和數值預測法。
經驗預測法是一種基于赤潮發生過程中環境因子變化和赤潮生物行為規律的預測方法。當赤潮發生時,可以觀察到一系列環境指標的變化,例如表層水溫的升高、海水顏色的變化、透明度的降低、pH值的突變、海水表層與底層溶解氧(DO)的顯著差異、硫化氫(H2S)濃度的增加以及海水出現腥臭味。此外,海面上還可能出現漂浮的死魚、蝦、貝類等生物。除了這些環境指標,赤潮生物的細胞密度、活性以及生物多樣性等生物學特征也可用于赤潮的預測。
統計預測法是一種在赤潮預報中顯示出較強能力的分析方法,它通過綜合考慮多個與赤潮發生相關的因子。這種方法通常基于多元統計技術,包括判別分析、主成分分析等,對大量的赤潮生消過程監測數據進行深入分析和處理。在這一過程中,首先識別出控制赤潮發生的關鍵環境因子,然后應用特定的判別模型來預測有害赤潮的發生。
數值預測法是一種基于有害赤潮發生機理的預測方法,它通過構建物理化學生物耦合的生態動力學數值模型,模擬赤潮從發生到發展的整個過程,包括高潮、維持和消亡階段。例如,大鵬灣赤潮生態仿真模式就是建立于海洋動力學和赤潮生物動力學基礎上的一個模型,它在赤潮預報中發揮了重要作用。該模式由水動力學、擴散和生物動力學三部分組成,綜合考慮了潮流、營養物質等環境要素的時空變化對赤潮過程的影響,并能夠再現大鵬灣夜光藻赤潮發生的某些特征。目前,研究人員正在嘗試建立多種模型,包括赤潮生態動力學模型、赤潮生物群增長模型、透明度監測赤潮模型以及人工神經網絡模型等。這些模型的建立和應用,旨在提高赤潮預測的準確性和效率。赤潮的監測和預報需要依賴于多層次的海洋觀測系統和多學科的綜合研究。其中,多層次海洋觀測手段是關鍵,建立有效的海洋綜合觀測系統是實現赤潮預報的必要條件。通過這些綜合觀測和研究,可以更全面地理解赤潮發生的環境條件和生物過程,從而為赤潮的預測和防治提供科學依據。
防治措施
為盡可能降低有害赤潮可能導致的危害,需要建立和發展赤潮的應急治理技術,消除在養殖區、旅游區等敏感區域赤潮災害的發生。針對赤潮的應急治理可以采用物理法、化學法和生物法。
國際上普遍認可的一種赤潮治理方法是撒播黏土法,這種方法使用混凝劑,如鐵鹽、鋁鹽和黏土,來促進赤潮藻類的沉淀。研究表明,使用改性黏土可以顯著增強對赤潮生物的絮凝效果,并且能夠吸附水體中過量的營養物質,例如氮(N)、磷(P)、鐵(Fe)、錳(Mn)等,從而破壞赤潮生物生存和繁殖所需的物質基礎。特別是,在黏土中加入聚羥基氯化鋁后,其去除赤潮生物的效果可以提高近20倍。
其機理主要為依賴于吸附作用,通過黏土顆粒碰撞聚集增大,使其本身快速沉降,并清除攜帶的藻類;吸附在藻類表面的黏土也會影響藻類的生長和運動;黏土中溶出的鋁離子對赤潮生物細胞具有毒性,導致藻類細胞死亡并沉降。
藥劑法包括利用化學藥物(硫酸銅)直接殺滅赤潮生物的無機化合物藥劑法,以及使用有機除藻藥劑來殺滅赤潮生物。有機除藻劑可能會對環境造成二次污染,并可能對非赤潮生物產生負面影響,使用成本也相對較高,使得有機除藻劑難以直接應用于海洋赤潮的治理工作。
生物防治以科學的赤潮治理策略強調預防為主,堅持防治結合原則,如保護紅樹林等海洋生態系統會對減少赤潮的發生產生積極作用。隨著研究的深入,生物防治逐漸顯示出其潛在的優勢,該種措施涉及分離和利用能夠有效控制赤潮藻類生長的生物,通過它們來調節海水中的富營養化環境。人工養殖的某些海藻(如銅藻和江籬藻),在生長旺盛期能夠大量吸收海水中的氮和磷,如果在赤潮易發的富營養化海域進行這些藻類的大規模養殖,并在其生長高峰期及時進行采收,可以有效地降低海水的富營養化程度,從而減少赤潮的發生。
羥基自由基[一OH]是一種自然界中存在的物質,以其快速的反應速度和強大的氧化能力而著稱,被認為是一種凈化環境的綠色氧化劑。羥基自由基通常由水和氧在外部物理或化學因素的作用下產生,經過氧化分解后又能夠還原為水和氧,因此在使用過程中不會產生任何殘留物,也不會造成環境污染。在高濃度下,羥基自由基可以作為天然的、理想的綠色殺菌滅藻藥劑,避免了化學藥劑長期使用可能帶來的殘留和污染問題。此外,羥基自由基藥劑在制備期間不會產生任何污染,不會生成廢物或附加物,且不需要使用催化劑等輔助物質,是一個極為清潔和環保的生產過程。
利用動力或機械方法攪動底質,促進海底有機污染物分解,恢復底棲生物生存環境,提高海區的自凈能力,也是一種比較可行的方法。
長期預防
為保護海洋資源環境,保證海水養殖業的發展,維護人類的健康,就要避免和減少赤潮災害。結合實際情況,為預防赤潮災害可采取以下措施及對策。
海洋富營養化是赤潮形成的關鍵因素之一,而工業和生活污水的排放是導致這一現象的主要原因。在中國沿海地區,由于人口密集和工農業發達,污水排放量巨大。據統計,沿海地區每年向海洋排放的污水量接近70億噸。隨著經濟的持續發展,預計這一數字還將繼續增長。因此,采取有效措施,限制污水超標排放,是防范赤潮發生的一項根本措施,也是保護海洋環境的重要一環,已引起各有關方面的重視。根據國家制定的海水水質標準和海洋環境保護法規,所有排放入海的工業廢水和生活污水都必須經過處理,以滿足排放標準。這包括對含有大量有機化合物和富營養鹽的污水進行嚴格管控,以及在工業集中區和人口密集區建立污水處理設施。
海洋環境的全面監視需要整合國家和地方力量,以及社會各方面的資源。通過擴大監視覆蓋范圍,可以及時收集赤潮及其相關污染信息。特別是對于赤潮多發區域和近岸水域,需要進行嚴密監視,以便及時發現并應對赤潮現象。盡管沒有完善的預報模型,但加強赤潮預報模型的研究,深入理解赤潮的發生機理,對于減少赤潮災害的損害至關重要。這需要對海洋環境和生態系統進行全面監測,并在赤潮發生時進行跟蹤監視監測,有助于理解赤潮的成因和發展趨勢,同時可以及時采取有效措施,減輕赤潮對海洋生態系統和人類活動的影響。
海洋資源的無序開發和不合理布局可能導致環境惡化。因此,開展海洋功能區規劃、科學指導海洋資源的合理開發和利用,對于減少赤潮災害的發生具有重要意義,提高公眾對赤潮的認識和抗災防災意識同樣至關重要,通過多種媒介進行科普宣傳,可以增強公眾的環保意識,認識到保護海洋環境的重要性。
重要事件
2005年,佛羅里達近海發生了一次持續18個多月的赤潮,稱之為佛羅里達有記錄以來持續時間最長的赤潮。當今赤潮持續時間動輒幾個月甚至一年,與以前報道的赤潮暴發幾天、幾周相比發生了明顯的變化。導致該變化的原因很多,除了氣候因素之外,充足的營養補充應是其維持生長的必要條件,由此也反映出近海富營養化程度的加重應是其主要原因之一。
2012年5月至6月,中國福建近岸海域發生米氏凱倫藻(Kareniamikimotoi)赤潮,影響面積近300平方千米,導致養殖鮑魚大面積死亡,經濟損失達20億元人民幣,創了當時中國近海因赤潮導致的經濟損失之最。
2015年,北起美國北部的阿拉斯加州、南至墨西哥沿岸暴發了前所未有的大規模擬菱形藻赤潮,海水中的神經毒素軟骨藻酸(Domoic acid)突破歷史記錄,導致美國政府長時間禁止商業捕撈太平洋大竹蟶(Pacific razor clam)、太平洋黃道蟹(Rock 繡花脊熟若蟹)、珍寶蟹(Dungeness crab)等海洋生物。該赤潮6月份在加利福尼亞州近海開始形成,逐漸向北蔓延,至8月份已蔓延至加拿大不列顛哥倫比亞省的北部沿海,其規模之大前所未有。
2016年,全球第二大三文魚出口國智利,因赤潮導致全國12%的養殖三文魚死亡,直接經濟損失高達10多億美元,給智利近海養殖業產生了極大的影響,并由此引發社會動亂。
2017年10月,美國佛羅里達州近海暴發了近十年來持續最久、災情最嚴重的短凱倫藻(Karenia brevis)赤潮,持續時間達15個月之久,截至2018年8月當地政府已清理海灘上因赤潮死亡的海洋生物兩千多噸。
2024年12月中旬,廣東省在內的華南多個沿海城市海邊出現大量“球形棕囊藻”,同時引發赤潮。此次過程覆蓋范圍廣,持續時間長,深圳市、廣州市、中山市、珠海市、陽江市、廣西北部灣、海南省都發生了赤潮現象,截至2025年1月20日,已經出現了近一個月之久。
參考資料 >
赤潮の発生を早期検知「赤潮原因プランクトン検出キット」を提供開始.fujitsu.2024-04-17
中國海域赤潮物種多樣性.海洋與湖沼.2024-06-06
大亞灣海水呈紅色:此為無毒赤潮 面積45平方千米.龍華網.2024-06-20
Red tide returns to Tampa Bay area.Baynews9.2024-06-19
Red tides in the Galician rías: historical overview, ecological impact, and future monitoring strategies.Publishing.2024-06-20
Understanding the 2017-2018 Florida Red Tide.UF/IFAS Extension.2024-06-19
赤 潮.福建省海洋與漁業局.2024-06-06
全球首次解密藻華,深圳科學家成果登上《Nature》封面.南方+.2024-06-06
赤潮的危害.中國政府網.2024-06-24
那些帶給人傷害的毒6.國家應急廣播.2024-06-24
那些帶給人傷害的毒6.國家應急廣播.2024-06-24
技術全球領先!治理赤潮跟著專家學習這樣做.中國海洋外宣第一官網.2024-06-06
自然資源部:2022年海洋災害共造成直接經濟損失24.1億元.中國經濟網.2024-06-06
有害藻類繁殖對旅游業的經濟影響:使用樣條回歸方法檢驗佛羅里達西南部.X-MOL.2024-06-06
廣西北部灣近岸海域近20年赤潮災害特征分析.廣西科學.2024-06-06
A look back at the Red Tide outbreak in 2005.Tampa Bay Times.2024-06-28
2012年福建省赤潮災害.中國海洋減災網.2024-06-28
華南多地海域發生赤潮 專家提醒:不要去赤潮海域游玩、食用相關海產品.騰訊網.2025-01-20