赤潮带给我们的 谜团与启示

撰文/罗茜

赤潮带给我们的 谜团与启示

撰文/罗茜

题记：2014年10月30日上午的海口雨后初晴，望海国际广场上树立起一排图文并茂的宣传展板，吸引了市民驻足观看，更有不少市民被设置在广场上的一架显微镜吸引过来，好奇地观望着电脑屏幕上显示的在显微镜下缓缓蠕动的一团团棕色小球——这就是近年来在海南省西线海岸多次造成赤潮的“元凶”——棕囊藻。广场上，身披绶带的科技工作者们有的在展板旁向市民讲解赤潮知识，有的把一本本赤潮宣传册发放给过路行人，一场主题为“科学认识棕囊藻赤潮，减少公众恐慌心理”的科普活动正在这里展开。

这次活动是“全国海洋科普日暨全国赤潮研究与防治宣传日”内容之一，由中国海洋学会赤潮研究与防治专业委员会、国家海洋局南海环境监测中心和海南省海洋监测预报中心联合主办，旨在宣贯赤潮灾害科普知识，引导市民正确认识和应对赤潮灾害。暨南大学吕颂辉教授和南海环境监测中心董燕红教授两位国内赤潮专家坐镇活动现场，向市民介绍赤潮知识和防范要点，现场解答市民的咨询。

棕囊藻是一种能形成胶质囊体的藻类，从热带到极地，在全球各个纬度的海洋中均有分布，通常由多个单细胞聚集成囊状群体，看上去有些像鱼子酱，个体最大直径可达3厘米。爆发性繁殖时，大量黄褐色的囊状群体悬浮在海水中，使得海水变色，形成赤潮。棕囊藻这种“群聚”的过程，是这个物种在生存竞争中的一种手段，正如海洋中的沙丁鱼聚成庞大的鱼群以躲避天敌、谋求更多的生存机会一样，群聚成球体的棕囊藻扩大了体积和表面积，分泌的多糖类物质包裹在球囊外，避免了一些鱼虾类摄食者的捕食，并且增大了在水中的浮力，大囊球更容易飘浮到水的表层，吸收更多的阳光进行光合作用，从而为物种繁衍创造更好的条件。然而，物极必反，棕囊藻在大规模繁衍爆发赤潮后，在有限的水体资源中开始了同类的消耗和争夺，从爆发性增长，逐渐变成了大批量消亡。这也就是我们观察到的赤潮悄然而至又经过一段时间后自然消失的过程。

上图、右图：欧洲海域球形棕囊藻消亡时产生的大量泡沫

虽然赤潮一般能自然消退，但是在赤潮持续的时间内，对生态和人类还是有很大影响的，尤其是对水产养殖业的破坏是灾难性的。棕囊藻含有胶质的囊球不仅大量消耗海水中的氧气，还能直接贴在鱼鳃表面，阻碍其呼吸和摄食，导致鱼类死亡；还有部分棕囊藻能产生溶血毒素，导致鱼类中毒死亡；且棕囊藻赤潮在消亡过程中产生的大量白色泡沫，氧化分解成含硫类化学物质溶解在水中或挥发到空气中，它们消亡分解的过程大量消耗水中的氧气，对其他水生生物是致命的威胁，对生态系统造成破坏。

棕囊藻在我国渤海、南海曾多次引发赤潮。据统计，近10年来在海南附近海域发生的16次赤潮中，8次由棕囊藻引发。

谜一样的“红学”研究

棕囊藻，只是世界各大洋中能形成赤潮的180余种浮游生物中的一种。在我国浮游生物名录上登载有63种能够导致赤潮的赤潮生物，其中已有记载导致过赤潮的生物达25种，其余的38种在中国海域均有分布，只是尚未形成过，或者尚未观测到形成过赤潮而已。

赤潮发生的机理非常复杂，据研究，主要的形成因素有海水的富营养化、水温、盐度、水动力等。简单的说，如果水中的氮、磷等营养物质含量高，水温持续保持一个比平时高的水平，水的流动性又比较差，类似于“一潭死水”的状态，就容易引发水中原先存在的某一类浮游生物爆发性繁殖，引发赤潮。但事实是，赤潮的爆发还可能与水生物种的迁移分布、纬度位置、季节、洋流、海域的封闭程度、全球气候变化等众多自然因素有关，万事俱备，差一个东风，赤潮的发生与否就不在预计之中了。

图1、图2、图3: 宣传活动上，市民在科技工作者的解说下通过显微镜观察棕囊藻

棕囊藻

赤潮生物种类繁多，引发赤潮的条件也变幻莫测，就此形成的排列组合成千上万，使得赤潮的研究很难有确定性成果。南海海洋环境监测中心主任黄楚光介绍，在业内，学者们常常戏称赤潮研究为“红学”。一是由于“赤”乃“红”也，更多是因为就像研究《红楼梦》一样，学者们从不同角度切入研究赤潮，但是一直都没能有透彻的结论，影响因素实在太多，致使建立一种能够模拟赤潮发生的生态模型几乎是不可能之事。

不过，随着认识的广度和深度在不断拓展，人们发现，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，甚至某些赤潮生物（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时并不引起海水变色。但“赤潮”作为一个历史沿用名仍然保留了下来。

赤潮研究的“迷”，不仅体现在其发生的过程，人们在研究如何消除与防治赤潮方法的过程中也遇到了诸多难题。采用化学药物来杀灭赤潮生物，有可能殃及其他生物，破坏整个生态；采用网具捕捞赤潮生物，或采用隔离手段把养殖区保护起来，成本高且不易操作；繁殖和投放天敌捕食赤潮生物的方法也还在实验中，未取得较大的突破。但从发展趋势看，调节海水中的富营养化环境、生物控制法和利用黏土矿物对赤潮生物絮凝灭杀等方法是较好的选择，我们期待这些方法能在实际防治赤潮的工作中发挥高效作用。

发动防治赤潮的“人民战争”

虽然发生机理复杂，但水体的“富营养化”是赤潮发生的物质基础和首要条件，这一点早有共识：水域中氮、磷等营养盐类，铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进了赤潮生物的大量繁殖。究“富营养化”的原因，人类的活动难辞其咎。随着现代化工、农业生产的迅猛发展，沿海地区人口的增多，大量工农业废水和生活污水排入海洋，导致近海、港湾富营养化程度日趋严重。其中，海水养殖业排出的含有大量残余饵料、粪便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其他形式的含氮化合物，加快了海水的富营养化，是诱发赤潮的重要原因之一。同时，海水养殖也是在赤潮生态灾害中损失最惨重的产业。

加强海洋环境保护，切实控制沿海废水废物的入海量，特别要控制氮、磷和其他有机物的排放量，避免海区的富营养化，是防范赤潮发生的一项根本措施，已引起各有关方面的重视。此外，还应当重点控制养殖废水污染海域，改进养殖饵料种类，用半生态系养殖方法逐步替代投饵喂养方式，以期自然增殖，有益藻类和浮游生物，改善自然生态环境。

由于赤潮发生机理复杂，且发生区域较广，目前仍没有成熟的预警技术可以准确预测。我国赤潮监测主要依靠监测船定区、定点、定时监测，并结合浮标和卫星连续跟踪监测和信息网络化监测等手段，但很难做到对海域的全面、广泛布控。

笔者在海口的这次科普活动中了解到，南海海洋环境监测中心和海南省海洋监测预报中心联合开展了海南赤潮监测预警与减灾防灾体系建设。该体系建设包括建立海洋生态浮标监测系统、赤潮预警因子的筛选与预测、制定和完善赤潮灾害应急响应预案和建立赤潮信息通报制度。据南海海洋环境监测中心主任介绍，信息通报制度中重要的环节是通过向市民、渔民和企业宣贯赤潮科学知识，并选择重点养殖场、渔港的渔民，对其进行基本的赤潮藻类监测技术培训，动员民众在发现可疑赤潮现象时及时向有关海洋主管部门报告，实现国家、地方和志愿者三位一体的监测方式，以便尽早发现赤潮爆发的苗头，及时部署应急措施。笔者生动地比喻道：“这就像发起防治赤潮的‘人民战争’，这也是我们开展这次科普宣传活动的目的之一。”（责编：金希）