赤潮凶猛

来源:舟山科普网   发布时间:2015-05-20 22:32:36 

近年来,赤潮肆虐于我国和世界各国沿海,已成为国际社会共同关注的重大海洋环境问题和生态灾害。自20世纪70年代起,我国有记录的赤潮有300多次,近20年来发生次数急剧上升,发生规模也呈急剧扩大的趋势,其中2000年发生在东海舟山附近的原甲藻赤潮的面积达到了上万平方公里、前后持续时间将近一个月,世界罕见。赤潮对海洋经济、海洋环境的危害以及对人类健康的潜在威胁已经引起了社会的广泛关注。

什么因素会诱发赤潮?

赤潮的发生是一种很复杂的现象,虽然目前还未真正科学地了解、掌握赤潮发生的机制,但一般认为,赤潮发生的内因是必须要存在有赤潮生物,而各种环境因子(外因)如物理、化学、生物和气候等对赤潮的发生起着调控作用。

赤潮生物目前世界各地已记录了200多种赤潮生物,除了少数的原生动物和细菌外,都属于浮游植物,包括蓝藻、硅藻、甲藻、金藻和隐藻等门类,其中一些赤渐生物能产生危害性很大的毒素。赤潮生物个体很小,一般在几到几十微米,要用显微镜才能看到它们的身影,要用电子显微镜才能看清它们的面目,但有些种类即使电子显微镜也难以分辨,人们正在发展新的手段如分子生物学的方法去识别它们。

有些赤潮生物特别是甲藻,往往发展出了能适应不同环境、并与其他生物成功进行生存竟争的一系列适应策略,如通过垂直迁移优先争夺阳光和营养盐或能在不良环境下形成孢囊沉积于底泥中,等待环境适宜时再迅速萌发形成占优势的细胞群。另外,赤潮生物能从一个海域被传播到原本没有这些物种的海域中,填充到空生态位中从而大量繁殖,形成赤潮。已知的传播途径有:海洋中大范围的水团运动和环流的输送、远洋运输货轮压舱水的携带、跨海域贝类引种带来的赤潮生物及其孢囊等。

环境条件有了赤潮生物并不等于一定会发生赤潮。各种赤潮生物往往是原来就存在于它所在的海域之中的,但它们相互之间以及它们与其他生物之间是不断处于一种互相竞争、互相制约或互相促进的情形中的,大家“相安无事”,赤潮生物“乖乖”地扮演着正常生态系统中“普通一员”的角色。只有当外界的环境条件特别适合某些赤潮生物时,这些赤潮生物才会“锋芒毕露”,从竞争中脱颖而出、迅速增殖而形成赤潮。

环境因子包括物理(温度、光照、海流等)、化学(氮、磷等营养盐和铁、锰等微量元素以及维生素等)、生物(摄食与捕食、种间的相互作用等)和气候(降雨以及温室效应和厄尔尼诺现象)等,它们的协同作用都有可能影响赤潮的发生及其时空分布,而其中对赤潮的发生起到类似于最后一刻扣动“扳机”作用的则称作“触发因子”。

海水中的营养盐(主要是氮和磷)、微量元素(如铁和锰)以及某些特殊有机物(如维生素、蛋白质)的浓度及存在形式直接影响着赤潮生物的代谢、生长和繁殖。它们是赤潮形成和发展的物质基础。温度也是赤潮发生的一个重要环境因素,温度直接或间接的控制着赤潮生物的生长和增殖,同时也影响着赤潮生物的水平和垂直分布。赤潮的发生还受到风、流等因素的影响。微小的赤潮生物,有的缺乏运动器官,有的即使有运动器官,其运移速度也很小。因而,从某种程度上讲,赤潮生物的分布、聚集和分散直接受到水体运动的影响。另外,沿岸上升流可以将含有大量营养物质的次表层水和底层水带到表层,为赤潮生物的生长与繁殖提供必要的物质条件。同时,它也可以将赤潮生物的“种子”—孢囊(前面提到能在不良环境下形成并沉积于底泥中)带人水表层,从而使它得到必要的光照条件和营养条件,促进萌发,而沿岸流的存在使得有更多的孢囊能悬浮于水中。

人为因素赤潮近来频发的各种原因中,一般认为最重要的是人类活动带来的影响,如海洋环境污染,尤其是海域的富营养化。随着经济发展,工农业废水和生活污水排放量不断增加,沿海富营养化加剧,为赤潮的发生提供了物质条件。我国的赤潮高发区渤海湾、大连湾、长江口、福建沿海、广东大鹏湾的赤潮研究也都表明了赤潮发生与环境污染和人类活动有着密切联系。然而,富营养化并不能简单地等同于赤潮,已有证据表明有些赤潮的发生与富营养化无关,与富营养化有关的也不是只要有富营养化就一定发生赤潮,比如富营养化可以是常年存在的现象,但赤潮只会在一年的某些时候发生,而且“登台的主角”可能突然更换。

赤潮危害有多严重?

赤潮的发生不仅严重威胁海水养殖业和海洋渔业资源、破坏海洋生态平衡、恶化海洋环境、损害滨海旅游业,而且还可能引起食用被赤潮毒素污染海产品的人群中毒,甚至死亡。因此,赤潮已成为世界沿海国家所面临的一种严重的海洋环境问题,引起普遍关注。

海水养殖和捕捞业赤潮对内湾海水养殖业的危害有时是毁灭性的,可使养殖对象在短时间内全部死亡。赤潮也可能干扰海洋鱼类的洄游路线、索饵活动而影响海洋捕捞业。同时,出于对赤潮影响区生产的海产品安全方面管理需要,在有毒赤潮发生时期,有关部门会下令禁捕、上市及出口该区的海产品,所有这些给海水养殖业和捕捞业带来了巨大的经济损失。

海洋环境和海洋生物首先,赤潮会影响水体的酸碱度和光照度,而水体酸碱度的变化,必然会影响生活在该水体中的各类海洋生物的生理活动,导致生物种群结构的改变;其次,由于赤潮生物大量繁殖并在表层聚集,抢先吸收阳光并遮蔽海面,使水下其他生物得不到充足的阳光,影响了其他海洋生物的生存和繁殖;再次,有些赤潮生物能分泌黏液,或在死亡分解后产生黏液,这些黏液和带黏液的赤潮生物可以粘附在海洋动物的鳃上,妨碍海洋动物的滤水或呼吸过程,使它们窒息死亡。还有些赤潮生物含有毒素,鱼、虾、贝类等摄食这些有毒的赤潮生物后,就会引起中毒或死亡。此外,赤潮生物大量死亡后,它的残骸分解会大量消耗海水中的溶解氧,造成海洋环境严重缺氧,引起鱼、虾、贝类等大量死亡。

人类健康有时赤潮生物毒素对贝类和鱼类不会造成致命影响,但会在它们体内被消化、吸收和累积,当人类食用了这些含有赤潮毒素的海产品后,就会引起中毒,轻则致病,重则致命。由赤潮生物产生的毒素结构上差别很大,并表现出不同的生物活性。根据这些毒素所导致的中毒症状,可以将毒素分为以贝类作为传递媒介的麻痹性贝毒、腹泻性贝毒、记忆缺失性贝毒、神经性贝毒以及另一种以鱼作为传递媒介的西加鱼毒。

麻痹性贝毒是到目前为止分布最广、危害最大的一种赤潮毒素,主要来自甲藻亚历山大藻属中的一些种,产生的毒素包括石房蛤毒素及其衍生物近30种,麻痹性贝毒中毒主要症状表现为面部、膝端麻木,严重的会因呼吸肌麻痹而导致死亡。

腹泻性贝毒主要来自甲藻中的鳍藻属和原甲藻属,其中毒主要症状为呕吐、腹泻,其活性成分大田软海绵酸是强烈的致癌因子,因而应特别注意其长期毒性效应。

记忆缺失性贝毒主要来自硅藻拟菱形藻属中的一些种,其中毒者表现出肠道症状和神经紊乱,严重的有短暂的记忆丧失现象。

神经性贝毒主要由短裸甲藻产生,人经食用途径中毒后表现出神经中毒的疾状,经有毒气溶胶途径进入呼吸系统中毒后引起类似气喘的症状。

西加鱼毒紊由生活在热带地区的甲藻产生,通常由鱼作为媒介,引起人类中毒,中毒后表现出神经 中毒的症状。

赤潮可以控制和预防吗?

客观地说,我们目前还没有能力真正对大规模的赤潮进行控制和预防,因为我们对赤潮发生的机制了解得还远远不够,特别对在不同海域、不同时间的不同赤潮发生的关键时刻起到“扳机”作用的“触发因子”的认识还很不清楚。所以,在大规模赤潮控制与预防问题上,我们目前宏观上能做的而且有可能做好的大概有一件事:控制海域的富营养化。虽然我们不能将富营养化与赤潮简单地等同起来,但海域的富营养化毕竟为赤潮的发生准备了充足的营养盐条件。控制海域的富营养化需要政府的宏观决策,从减少大江大河、陆地面源及海水养殖区营养盐的输入着手,逐步减轻海域的富营养化。日本的獭户内海在减轻了富营养化的程度后赤潮的发生次数有明显的下降就是一个很好的例子。

虽然科学地预测、预报赤潮的发生目前还做不到,但赤潮发生后尽量减轻它的危害已有很多尝试。如赤潮发生后从海洋动力学角度预测它的走向已有成功的事例,这可以为养殖业者回避赤潮和海洋管理部门计划行动提供宝贵的反应时间。如果赤潮发生在封闭海湾或海产密集养殖区,在情况紧急时,已有人尝试用喷撒黏土或黄土来抑制赤潮,从而减轻赤潮对养殖对象的危害。

我们相信,随着我们对赤潮发生机制的了解不断加深,我们最终一定会找到行之有效的科学方法对赤潮进行控制和预防。

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