【专业知识】国内赤潮概况及其研究进展

wseen,2025-6-18 14:53:16

 转自:水生动物健康评估


赤潮,即因海洋中的浮游生物暴发性急剧繁殖造成海水颜色异常的现象。过于丰富的营养元素所导致的藻类生物大量繁殖,是产生赤潮的主要原因。赤潮期间,由于藻类大量繁殖而引起缺氧,鱼、虾、蟹、贝类大量死亡,对水产资源、海港建设等社会活动破坏很大。其中为了方便区分,将赤潮分为有毒赤潮跟有害赤潮两种,前者指能够产生毒素,通过食物链危害人类肠胃消化系统和神经系统,引起人类中毒、甚至死亡的赤潮;后者则是指对人类没有直接危害,但可通过物理、化学等途径对海洋自然资源或海洋经济造成危害的赤潮[1]。

一、国内赤潮地理、时间分布及累计面积大小
根据《中国海洋灾害公报》(2014—2023)的数据可以得到中国沿海赤潮灾害发生频次和分布面积时间序列,整理得到表1[2]。

表1 中国沿海赤潮灾害发生频次和分布面积时间序列


从地理分布来看,东海海域发现赤潮次数最多且累计面积最大,分别为24次和1016平方千米。其余海域,即渤海、黄海、南海海域也都有赤潮的发生。而且从表1中的数据我们也可以看到2021年的赤潮发现次数虽然并没有太大波动,但是累计面积却出现了一个爆炸性的增长,成为了近十年来的最大值,为平均值的3.77倍。2023年发现有毒有害赤潮29次[2]。

二、引发赤潮的优势生物种
虽然引发赤潮是因为浮游生物在短时间内大量繁殖所产生的,但是这其中并不是浮游生物“百家争鸣”,而是有着其中的优势生物种。而且,这些优势生物钟并不是一成不变的,他们往往会随着一些因素,比如时间、水温、风力、流场、 降雨、透明度(影响表层浮游植物光合作用)、营养盐等等而有相应的变化。

以2023年我国的赤潮主要优势生物种进行分析,优势生物共22种,包括但不限于夜光藻、东海原甲藻、多环马格里夫藻、锥状斯氏藻、中肋骨条藻、塔玛亚历山大藻、链状亚历山大藻、赤潮异弯藻、微小原甲藻、海洋原甲藻、多纹膝沟藻等等,其中链状亚历山大藻、多环马格里夫藻、塔玛亚历山大藻和微小原甲藻为有毒藻[2],东海原甲藻作为优势生物引发赤潮次数最多且累计面积最大,分别为11次和768平方千米。

三、优势生物种简单介绍
1、夜光藻Noctiluca scintillans
属甲藻门、夜光藻科、夜光藻属。细胞圆形,呈囊状,没有外壳。幼体似裸甲藻,成长后横沟及鞭毛均不明显,直径可达1~2mm,肉眼可见。纵沟与口沟相通,末端生出一触手,两条鞭毛均退化。细胞中央有一大液泡。细胞核一个。原生质浓集于口沟附近,呈黄色,原生质丝呈放射状。细胞体无色或绿色。其受到刺激时就会发光,为海洋发光现象的主要发光生物[3]。

2、东海原甲藻Prorocentrum donghaiense
藻体整体呈卵形,壳面观呈倒披针形。细胞长15~25μm,宽8~15μm。细胞前端圆,后端尖,无顶刺。色素体两个,盘状,侧生,黄褐色。细胞顶部稍微凹陷,顶部一侧有时没有突起,有时则稍有突起,细胞内上部具一大液泡。细胞核位于细胞后半部,呈圆球形。叶绿体板块状。细胞壳面内侧具有许多凹陷,其位置正好与细胞外部半球形突起位置相符。东海原甲藻是一种喜长光照的赤潮藻类,能利用铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐[4]。

3、链状亚历山大藻Alexandrium catenella
细胞球形,长略大于宽,上壳与下壳半球形,大小相近。横沟位于中央,两端位移与横沟等宽,纵沟深,后沟较深。甲片薄。孔顶复合结构为三角形,有一大的鱼钩状顶孔和一椭圆形的前连接孔。后连接孔位于后纵沟板的右侧,近边缘处。细胞长29~30μm,宽31~33μm。孢囊圆柱状,表面光滑[5]。

4、多环马格里夫藻Margalefidinium polykrikoides
属甲藻纲(Dinophyceae)、裸甲藻目(Gymnodiniales)、裸甲藻科(Gymnodiniaceae)、马格里夫藻属(Margalefidinium)。多环马格里夫藻是一种世界性广泛分布的有毒有害藻华原因种,在世界各地的热带和暖温带水域都有记录,在我国胶州湾的分布具有明显的夏季偏好性。它生活史复杂,能产生休眠孢囊,具有鱼类毒素,能附着在鱼的鳃上并降低氧气交换能力,导致鱼类死亡并破坏鱼类养殖和海洋生态系统[6]。

5、微小原甲藻Prorocentrum minimum (Pavillard) Schiller
藻体形状多变,壳面观呈心形或卵形。体长为15~23μm,宽度为13~17μm,顶刺长为1μm左右。细胞近前端最宽,前端平截,后段渐细,圆形。顶刺短小,叉状,顶生,副刺短。鞭毛两条,位于细胞前端中央的鞭毛孔周围稍加厚呈“V”字形。两壳板表面布满突起的小刺,刺丝胞孔稀疏地分布在壳板表面。藻体内细胞核圆形或球形,位于细胞的后部,2个板状的色素体,黄褐色[7]。

6、锥状斯氏藻Scrippsiella trochoidea
属甲藻门、甲藻纲、多甲藻目、膝沟藻科、斯氏藻属,细胞梨形,长16~36μm,宽20~23μm。上椎部有突起的顶端,下椎部半球形。横沟宽,位于中央,围裹窄的唇瓣。纵沟未达下端及上壳。细胞核中央位。孢囊球形至卵圆形,钙质,多刺,不同孢囊个体间刺的长度有变化。叶绿体黄褐色。本种近岸性生活,世界范围内分布,在大鹏湾有分布,可通过压舱水传播[8]。

7、中肋骨条藻Skeletonema costatum隶属于硅藻门、中心硅藻纲、圆筛藻目、骨条藻科,为温带、热带海洋硅藻类,从北极到赤道、从外海高盐度到沿海低盐度水团均有分布,我国各海区均有出现。藻体为单个细胞。细胞体透镜形或圆柱形,壳面圆而鼓起,着生一圈细长的刺,与相邻细胞的对应刺组成长链。在经济海藻养殖区,常与海带、紫菜等争夺营养,其大量水华造成经济藻类变色,甚至腐烂而失去食用和商业价值。以中肋骨条藻为优势种的水华可导致鱼鳃损害,而最终使其致死。

8、塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense
塔玛亚历山大藻属甲藻门、甲藻纲、膝沟藻目、屋甲藻科、亚历山大藻属,细胞球形,长略大于宽。细胞长20~42μm,宽18~40μm。上壳与下壳半球形,大小相近。上壳两肩突起;下壳两侧不对称,右半边比左半边短。细胞上、下两端都无刺或突起,下端微凹陷。横沟深,中央位,横沟弯曲下行的长度和横沟宽度相等。纵沟深,后部宽,甲片薄。此种常形成有毒赤潮。

四、国内赤潮的研究进展
目前研究发现,赤潮发生前硝酸盐和磷酸盐均大幅升高;赤潮发生期间,叶绿素a浓度迅速升高,海水温度持续升高,盐度整体下降;赤潮逐渐消散时,当日水温日均值达到28℃以上,风力也开始升高,盐度则继续降低,因此提出可以通过在其他因素均适宜的条件下,同时监测磷酸盐和叶绿素a,如果两者皆大幅升高,则海域发生赤潮的几率极高的结论[11]。还有学者设计了针对赤潮灾害时间趋势和周期的模型,对于赤潮的预测具有重大意义[12]。有研究表明,表观增氧量(AOI)与赤潮藻密度之间存在相关性,利用AOI指标建立AOI的赤潮预警模型可对赤潮进行预警,还可以进一步结合分析藻的群落结构和优势藻占比[13]。我国学者近期对赤潮的研究不仅仅这些,因篇幅限制,故至此。

五、结论
随着陆地资源的开发,以及国家对海洋资源的重视,有关于赤潮的预测和预防刻不容缓,但是现在我们对于赤潮的预警仍然处于初级阶段,对于赤潮具体的发生时间和地点还需要继续努力。同时也要加强对废水的管理和排放废水标准设置,毕竟单单做到预警是完全不够的,最重要的是从源头去解决这一个问题,这才是最终应该要完成的事情。

参考文献
[1] 陈楠生, 张梦佳, 刘淑雅, 等. 中国海域赤潮物种多样性[J]. 海洋与湖沼, 2023, 54(03):599-624.
[2] 海洋预警监测司. 2023年中国海洋灾害公报[DB/OL]. 自然资源部, 2024.
[3] 陈奕帆, 王君玥, 王英豪, 等. 典型赤潮生物夜光藻研究进展[J]. 大连海洋大学学报, 2024, 39(06):1075-1086.
[4] 陈洋, 颜天, 周名江. 东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)对模拟食物链物质传递的影响[J]. 生态学报, 2007(10):3964-3972.
[5] 周鑫. 产毒链状亚历山大藻的菌群多样性及其藻菌关系研究[D]. 浙江海洋大学, 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] 安鑫龙, 李雪梅. 河北省2个赤潮藻新记录种——微小原甲藻和反曲原甲藻[J]. 安徽农业科学, 2010, 38(17):9171.
[8] 齐雨藻, 郑磊, 汪蓉. 锥状斯氏藻生活史及其生理生态调控[J]. 海洋与湖沼, 1997(06):588-593.
[9] 杨超, 甄毓, 秦铭俐, 等. 中肋骨条藻快速可视化现场检测方法的建立与应用[J]. 海洋环境科学, 2024, 43(05):787-796.
[10] 郑晶. 我国沿海亚历山大藻的多样性、产毒特征及时空分布[D]. 自然资源部第三海洋研究所, 2024.
[11] 李丽, 马方方, 翟晓辉, 等. 深圳湾海域赤潮生物演变及赤潮预警关键因子分析[J]. 生态科学, 2022, 41(03):82-89.
[12] 孙丰霖. 中国沿海赤潮灾害时间序列特征的模拟与预测[J]. 海洋通报, 2021, 40(02):232-240.
[13] 邹嘉澍, 许阳春, 苏玉萍, 等. 基于表观增氧量的平潭海域赤潮预警应用研究[J]. 福建师范大学学报(自然科学版), 2022, 38(02):50-57.