近年来全国赤潮监控工作的成效以及存在问题与建议

根据国家海洋环境监视监测系统资料论述了中国近岸海域赤潮发生概况,并且较全面阐述了2002年以后赤潮的特点。即:赤潮发生次数和面积呈上升势头,且发生时间早、持续时间长;赤潮发生重点时段为每年的5~6月;赤潮发生重点区域为浙江近海、渤海和珠江口海域;有毒、有害赤潮发生频率和面积持续大幅度增加;赤潮主要优势种类为:具齿原甲藻、米氏凯伦藻、中肋骨条藻、夜光藻和球形棕囊藻。此外,本文还探讨了赤潮监控工作中存在的问题,并针对问题提出了建议。     

福建沿海近10 a赤潮基本特征分析

收集整理了自2001～2010年近10 a的福建沿海161起赤潮事件,通过统计的方法综合分析.结果表明福建沿海赤潮在时间和空间上具有以下特征:①时间分布上,赤潮主要发生在4～9月,高发期为5～6月,大部分赤潮的持续时间为2～4 d,且发生面积在50 km2以下.近年来赤潮初发期的时间提早,且其持续时间较长;②引发赤潮的生物有20种,其中硅藻类10种,甲藻类9种,原生动物类1种.引发赤潮最多的生物为东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),其次为夜光藻(Noctilucascintillans)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和角毛藻(Chaetoceros sp.).引发赤潮的种类具有演替规律,不断有新的种类引发赤潮;③空间分布上,赤潮主要发生在宁德市沿海、福州市沿海和厦门市沿海海域.福建省平潭以北沿海海域引发赤潮的藻种主要为东海原甲藻和夜光藻,而平潭以南沿海海域引发赤潮的藻种主要为中肋骨条藻和角毛藻;④引发有毒赤潮的藻种主要为米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi),主要发生在福建平潭以北沿海海域.通过对近10 a福建沿海赤潮的全面分析,为福建省赤潮的防灾减灾和赤潮预警工作提供科学合理的依据.     

光照对东海赤潮高发区春季赤潮藻种生长和演替的影响

2005年5月底至6月中旬在东海赤潮高发区通过现场培养实验探讨了光照对赤潮藻优势种竞争的影响.结果表明,培养期间,SZM站的优势种为米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻,RB12站的优势种为硅藻中的中肋骨条藻、角毛藻和拟菱形藻.米氏凯伦藻和东海原甲藻的最适生长光照为5.0 MJ/m2·d,中肋骨条藻和角毛藻的最适生长光照均为23 MJ/m2·d.浮游植物优势种发生了明显的演替现象.SZM站,各光照条件下优势种的演替规律相似,由实验初期的米氏凯伦藻演替为中肋骨条藻和东海原甲藻共存,中肋骨条藻的相对含量随着光照增强而逐渐增大,培养末期东海原甲藻居绝对优势地位.RB12站,光照低于4.4 MJ/m2·d时,绿藻的竞争力较硅藻强,光照10.4 MJ/m2·d时,由角毛藻最终演替为拟菱形藻,光照继续增强,浮游植物在角毛藻、拟菱形藻和中肋骨条藻等硅藻之间演替.在富营养化条件下,光照是影响优势种生长和演替的主要因素之一.     

近20年福建沿海赤潮的发生特点

本文整理了2001－2019年近20年福建沿海231次赤潮事件,通过统计方法综合分析,结果表明,福建沿海赤潮的发生具有明显的时间和区域特点,赤潮主要发生在4－7月,高发期为5－6月,位置集中在宁德、福州、平潭和厦门沿海区域;主要赤潮生物种类为东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）、夜光藻（Noctiluca scintillans）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、角毛藻（Chaetoceros sp.）和米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）,以甲藻类赤潮为主;灾害性赤潮均为甲藻类赤潮,造成直接经济损失最多的是米氏凯伦藻赤潮。本文的研究结果可以为福建沿海赤潮的防灾、减灾工作提供一定的参考。     

渤海湾赤潮特征研究

对1977年至2018年渤海湾发现的赤潮进行统计,分析研究了赤潮的规模变化、引发物种、空间分布以及时间规律特征。结果表明:渤海湾赤潮多为面积在1000 km2以下的小规模赤潮,引发物种主要是夜光藻（Noctiluca scintillans）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、叉角藻（Ceratium furca）、球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）、米氏凯伦藻（Kareniamiki motoi）和红色中缢虫（Mesodinium rubrum）,主要暴发地点为渤海湾西北近岸海域,高发期为8月—9月。     

营养盐对东海浮游植物生长影响的现场培养实验

2005年6月在东海赤潮高发区通过现场培养实验探讨了NO3-N和PO4-P对浮游植物生长的影响.结果表明,在培养期间,初始浓度NO3-N 11.98 μmol·L-1,PO4-P 0.16 μmol·L-1以上时,总细胞数可以达到赤潮数量.培养期间主要优势种为米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻.NO3-N和PO4-P的初始浓度为23.82 μmol·L-1及 0.41 μmol·L-1以上时,东海原甲藻最大细胞数可以达到106·L-1,当NO3-N和PO4-P浓度分别增至50.34 μmol·L-1和2.32 μmol·L-1时,米氏凯伦藻和中肋骨条藻最大细胞数也可达到106·L-1.初步判定几种浮游植物对营养盐的需求不同,其中中肋骨条藻与米氏凯伦藻要求较高,东海原甲藻次之,双角多甲藻要求最低.     

基于GIS的我国渤海1952~2016年赤潮时空分布

收集了渤海海域自1952年有赤潮发生记录以来长达65a的相关资料,采用地理信息系统（GIS）技术研究了该海域赤潮发生的时空分布特征,并对其危害程度进行了评估.研究结果表明,渤海赤潮发生最频繁的区域为渤海湾北部、辽东湾西部和东部的海域;渤海共发生赤潮189次,其中影响面积超过1000km²的有21次;2000年以后,赤潮发生频率在明显增加;在6、7和8月份赤潮发生次数最多,分别占总次数的26%、22%和21%;由夜光藻、中肋骨条藻和原甲藻引发的赤潮次数分别为65、11和10次;发生在渤海湾西部、辽东湾西部以及黄河口海域的赤潮对海洋生态危害最大.首次以可视化的方法全方位展现和认识了渤海海域65a来赤潮发生的范围、分布与特点,实现了对该地区发生赤潮信息的整合与处理.这一方法对其他海域赤潮研究亦具有借鉴价值.     

渤海赤潮的历史、现状及其特点

论述了渤海赤潮发生的历史、现状与特点,并且较详实地阐明了渤海赤潮的时空特征与变化趋势,赤潮优势种类与时间变化趋势.结果表明,重点发生赤潮的海域为:渤海湾、莱州湾、辽东湾两部海域、辽东湾中部海域和营口鲅鱼圈附近海域;重点发生时间段为:每年的6～8月;主要的优势种类为:夜光藻、球形棕囊藻、叉角藻、红色中缢虫、中肋骨条藻等.2000年到2006年共记录到赤潮80次,累计赤潮面积约19 800 km2,年平均发生赤潮次数和面积分别是90年代年均值的4.2倍和1.6倍;而且近年来渤海赤潮的发生特点明显呈现出时间段延长、次数和面积增加、分布空间扩大、优势种类增多的发展趋势.     

海洋微藻对游离氨基酸的利用特性研究

分别以4种游离氨基酸——丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸为唯一氮源,采用实验室一次性培养的方法,研究典型赤潮藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、球形棕囊藻(Phaeoecystis globosa)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)及常见种类中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生长特性、光合特征及对氨基酸的吸收动力学特征,以无机氮源硝氮、氨氮作为对照.研究结果表明,在无菌条件下,东海原甲藻和球形棕囊藻可以利用多种游离氨基酸快速生长,而米氏凯伦藻和中肋骨条藻在以游离氨基酸为唯一氮源条件下不能维持生长.东海原甲藻和球形棕囊藻在丙氨酸中的生长速率最高,天冬氨酸和谷氨酸次之,甘氨酸最低.氨基酸处理组的Fv/Fm值在培养后期降幅小、降速慢,且高于无机氮处理组.东海原甲藻和球形棕囊藻对丙氨酸的最大吸收速率和半饱和常数分别为3.32、0.41pmol·cell-1·h-1和6.99和20.54pmol·L-1.因此,海洋微藻对游离氨基酸的吸收利用具有显著的种间差异,东海原甲藻和球形棕囊藻具有更广的氮营养生态位,在近海有机污染不断加剧的背景下,更容易形成优势甚至暴发赤潮.     

河北省近岸海域赤潮灾害特征分析

对河北省近岸海域1989~2014年间发生的赤潮灾害进行综合分析,结果表明:全省赤潮灾害发生的频次及累计面积呈现上升趋势;每年的5~10月是赤潮灾害的发生期,其中5~6月是赤潮频发期;秦皇岛市、黄骅市附近海域是河北省赤潮灾害的多发海域,也是深受赤潮灾害危害较为严重的海域;甲藻门引发赤潮灾害的比例较大,尤其夜光藻引发的赤潮灾害的次数最多;有毒赤潮生物种较多,达12种;新的赤潮生物种抑食金球藻引发的赤潮灾害扩散快,影响面积大,持续时间长。建议采取有效措施,严格控制陆源污染物超标排放;加强海水养殖业的科学管理,控制养殖废水的排放;加大对抑食金球藻引发赤潮的机理、快速检测与识别方法的研究,减少或避免赤潮灾害的发生。     

光照在东海近海东海原甲藻赤潮发生中的作用

利用船基现场培养实验和模型计算的方法,通过对东海原甲藻生长的光照效应和海水中光照最适宜生长水层的分析,研究了光照在东海近海东海原甲藻赤潮孕育和发生中的作用.结果表明,东海原甲藻生长与光照的关系可用Steele方程描述,其生长的最适光照强度(Iopt)为(38.2±3.8)W·m-2,比其它几种常见赤潮藻的Iopt(40～133 W·m-2)低,适应低光照的能力使东海原甲藻在高混浊海水中形成赤潮更具优势.东海近海光照最适宜东海原甲藻生长的水层厚度,由近岸向远岸逐渐增加,在赤潮高发区一般在5～10 m,而且位于水深3～15 m的次表层水层内.赤潮在"赤潮高发区"这个特定海域发生是水体光照和营养盐权衡的结果,而次表层光照最适的特性是导致春季次表层孕育赤潮的重要因素之一.     

海水中的红霉素与营养盐对微藻的复合影响

大量的抗生素及其代谢产物最终会进入海洋,其对海洋生态系统的潜在威胁值得关注.研究了不同浓度的红霉素和营养盐对2种甲藻——米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和1种硅藻——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生物量、光合色素含量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响,以此来探究海水中红霉素与营养盐限制是否会对微藻产生复合影响,评估不同的营养状态下红霉素对海洋生态的影响.结果表明,营养盐限制会降低米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻对红霉素的耐受限度.本实验范围内(0～1 000μg·L~(-1)),红霉素对米氏凯伦藻的生长无显著影响,高浓度的红霉素(≥100μg·L~(-1))会显著抑制东海原甲藻和中肋骨条藻的生长,这3种微藻中中肋骨条藻对红霉素敏感性最高.     

2006年夏季浙江海域赤潮生物群落分布

研究了2006年夏季浙江海域(120°～128°E,26°～30°N)91个站位赤潮生物物种组成及群落分布,共检出赤潮生物4门30属69种,其中角毛藻属和原多甲藻属种类数占优势.赤潮生物种类数及数量分布由近岸向外海递减且有随水深增加而减少的趋势,高值区为舟山群岛和南麂列岛海域.舟山群岛海域夏季赤潮生物优势种为旋链角毛藻,是新的引发赤潮的潜在藻种;南麂列岛海域夏季赤潮生物优势种为中肋骨条藻,与往年调查结果相符.舟山群岛和南麂列岛海域仍然是浙江海域赤潮发生敏感区.     

基于SST的东海原甲藻比生长率时空分布规律研究

以东海近岸海域为研究区,结合2005年—2016年月均海水温度卫星遥感产品,根据比生长率的温度响应关系,模拟了东海原甲藻比生长率的时空分布。在此基础上,分析了东海原甲藻比生长率的月际变化、年际变化,并与赤潮发生频次进行了对比分析,结果表明,东海原甲藻在每年4月—6月间的比生长率较高,相应的赤潮高发时段也出现在该时段;其中,5月份东海原甲藻赤潮发生频次约占全年的69%,这与藻种比生长率月际变化有较好的一致性;赤潮一般发生在月度增温阶段,且赤潮发生频次与增温幅度呈正相关;此外,赤潮发生频次与比生长率年际变化趋势总体有一定相关性,但个别年份有所出入。本文研究结果可为进一步定量开展海洋生态系统评价技术,及其对气候变化的响应研究提供参考。     

海温季节性变化对藻类生长影响的定量研究

利用沿海海洋观测台站多年的海温观测资料,依据赤潮藻比生长率与海水温度间的响应关系,模拟了不同适温藻种比生长率在相同海区季节性变化规律,以及同一适温藻种比生长率在不同海区的季节性变化规律。结果表明:不同适温藻种在相同海区有不同的高生长时段,赤潮藻通常易在高生长时段出现爆发性增殖而形成赤潮;同样的,由于南北地域的差异性导致海温季节性变化规律不同,同一适温藻种在不同海区最大比生长率出现的时间也各不相同,比生长率的季节性变化规律有较大差异。以夜光藻和东海原甲藻为例,模拟了该藻种在各自赤潮多发海域比生长率的季节变化规律,并与1933～2009年间的赤潮灾害发生记录资料对比,藻种在各海区的高生长时段与赤潮高发期较为吻合。     

福建省沿岸赤潮生物——东海原甲藻生态探讨

对近年来福建北部海域的东海原甲藻赤潮应急跟踪监测资料及赤潮发生海域的生态浮标连续监测数据进行初步分析,分析结果表明,东海原甲藻赤潮发生的最适水温和盐度范围分别为18.2～25.2℃、29.7～32.2‰;赤潮发生前期大气压均有较大幅度的下降,赤潮持续期间风速较小,偏南风为主;在富营养化和贫营养化的海域都有发生该藻种的赤潮,特别是存在磷限制赤潮海域.赤潮发生发展过程中存在硅藻与甲藻之间的演替,赤潮发生期间时常伴有高密度的有毒甲藻.     

大型海藻代谢产物对赤潮微藻的抑藻活性分析

该文分析了亚油酸、单棕榈酸甘油酯、α-细辛脑、海藻糖、二十二碳酸甲酯和异植醇对强壮前沟藻、赤潮异弯藻、米氏凯伦藻、球形棕囊藻、东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。在此基础上,通过测定藻细胞内SOD、GSH和抗超氧阴离子等活性以及丙二醛含量和藻胆蛋白相对含量和相对比例等生理生化指标,研究它们对赤潮微藻生长的抑藻活性。结果表明,海藻糖显著抑制了米氏凯伦藻和中肋骨条藻的生长,其余5种化合物对4种(或5种)赤潮微藻的生长表现出明显的抑制作用。比较此6种化合物和重铬酸钾对赤潮微藻生长的半抑制效应浓度,发现在抑制某种或某些赤潮微藻生长上,5种化合物(除二十二碳酸甲酯)表现出比重铬酸钾更为明显的优势。α-细辛脑和异植醇明显改变了藻细胞抗氧化酶SOD和/或GSH和/或抗超氧阴离子活性,破坏了抗氧化酶防御系统,进而导致膜脂质过氧化,致使MDA含量明显增加。藻胆蛋白各组分相对含量和相对比例发生明显变化,可能致使光合作用受到影响,从而干扰了赤潮微藻细胞的新陈代谢过程,最终导致藻细胞生长受到抑制。     

长江口邻近水域的赤潮生物

利用近期长江口邻近水域浮游植物的调查资料，对常见的赤潮生物进行描述归纳总结，为赤潮的常规监测和应急监测提供背景资料。近期检测到的68种赤潮生物中有5种普发生过赤潮，长江口水域重要的赤潮生物有中肋骨条藻、夜光藻、原甲藻等。此外，角藻、原多甲藻、轮状斯克藻、琼氏圆筛藻、滕沟藻、角刺藻、根管藻、海链藻等赤潮生物也存在潜在威胁。     

营养盐限制对中肋骨条藻产生化感作用的影响

实验室内开展了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在4种营养条件下生长的中肋骨条藻藻液中的培养实验,4种营养条件下N∶P∶S i分别为16∶1∶16(营养盐充足),4∶1∶16(N限制),64∶1∶64(P限制),16∶1∶4(S i限制)。实验结果显示3种微藻在各种中肋骨条藻藻液中的生长均好于对照组。中肋骨条藻藻液对其自身的促进作用顺序为:营养盐充足S i限制N限制P限制;对亚历山大藻的促进作用为:营养盐充足S i限制P限制N限制;对东海原甲藻促进作用是:P限制营养盐充足S i限制N限制。中肋骨条藻在P限制的条件下对东海原甲藻的生长较明显的促进作用说明,除其它理化因子外,中肋骨条藻在P限制条件下对东海原甲藻等甲藻较强的化感作用可能是东海春季骨条藻赤潮后甲藻赤潮爆发的一种内因。     

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.