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赤潮:一种可怕的“海洋癌症”

2015-04-10福建省科学技术协会游建胜

海峡科学 2015年2期
关键词:赤潮海域灾害

福建省科学技术协会 游建胜

赤潮:一种可怕的“海洋癌症”

福建省科学技术协会 游建胜

随着经济社会的不断发展,人类的生产生活对海洋的影响越来越大,赤潮发生的频率日益上升。该文首先介绍赤潮的形成和分类,回顾了从古至今我国关于赤潮的历史记录,论述了赤潮灾害带来的经济损失、生态环境污染和对人类健康的危害,从自然条件、人为因素等方面分析了赤潮产生的原因,并对赤潮的治理措施作了总结与展望,指出通过人类的不断研究,赤潮将在不久的将来得到彻底的根治。

赤潮 污染 海洋生态环境

1 赤潮的形成和分类

赤潮是海水中某些微小的微型藻、原生动物或细菌在一定环境条件下爆发性增殖或聚集在一起而引起水体变色的一种生态异常现象。其实,赤潮是一个历史沿用名,并不都显示为“红色”,其颜色是由引发赤潮的生物种类所决定的,有红色、灰色、褐色、棕黄色、绿色,甚至乳白色、无色。江、河、湖泊、池塘有时也会出现类似现象,但不叫赤潮,而是称为“水华”。古代文献所记载的“水华”,都是发生在淡水之中的。

引发赤潮的生物称为赤潮生物,计有180多种,主要是浮游藻类、细菌和某些浮游动物等。按引发赤潮的生物种类,可以将赤潮分为硅藻赤潮、甲藻赤潮和其它生物赤潮(蓝藻、金球藻、绿藻、浮游原生动物);按引发赤潮的生物是否有毒性,可以将赤潮分为有毒赤潮和无毒赤潮两种。此外,赤潮按其成因和来源可以分为原发型和外来型,其中,原发型是指赤潮生物在该海域爆发性繁殖,外来型是指赤潮生物由于风、流等作用带来;按赤潮发生时的赤潮生物种类组成特征上的差异可以区分为单相型、双相型和多相型赤潮;按赤潮发生时所处的地理位置,赤潮还可以分为河口近岸赤潮、内湾型赤潮和外海型赤潮等。

2 我国有关赤潮发生的历史记录

赤潮现象在古代就有发现。达尔文在“贝格尔”号船航海记录中对赤潮有过较详细的描述。我国古代也有对赤潮现象的报道和描述,有些是在志书等文献或文学作品中。据考证,我国最早记录赤潮的是在元代延祐年间(1314年~1320年)位于今上海市月浦东北的黄姚盐场发生的赤潮,“一夕海潮暴涨,入夜有光熠熠,数日煮盐皆紫色”。明清以后,沿海发生海水水体变色的记录开始逐渐增多,如1500年太仓“宏治十三年庚申,海潮赤如血”(《太仓州志》);1525年福建长乐“嘉靖四年梅花镇海水忽变赤色,经旦复清,鱼虾可数”(《福州府志》);1558年福建诏安“嘉靖三十七年十月二十日,诏安红水随潮上,濒海居民取蚝食者多死”(《漳州府志》);1649年广东“顺治六年五月,海上流血”(《广州府志》)。虽然有一些记录,但总体上还都属于零星记录、罕见现象,往往被认为是一种神灵或上天的惩罚等预告预示的一种现象。

我国从现代科学角度有记录的赤潮,最早是1933年发生在浙江台州—石浦一带的夜光藻赤潮。之后到上世纪 60年代,我国共记录赤潮4次,其它三次分别是1952年发生于黄河口一带的夜光藻赤潮和1961年、1962年发生于平潭岛附近海域的束毛藻赤潮。但是随着沿海工农业生产的迅猛发展和人口的剧增,赤潮发生频率、规模、危害都在不断加剧。据不完全统计,我国在20世纪70年代发生赤潮9次,80年代67次,进入90年代更是赤潮频繁发生,超过214次,其中1998年共发生赤潮22次。如1989年7月,浙江舟山群岛周围海域发生严重赤潮,危害面积达 1000平方公里;1990年6月,渤海老铁山水道附近海域近300平方公里发生较严重赤潮;1991年7月在辽宁营口附近的100平方公里海域发生较严重赤潮;1994年5月舟山群岛附近大片海域发生较严重赤潮;1998年3月在珠江口、广东东部和香港海域相继发生特大赤潮,造成水产养殖业损失近3.5亿元;1999年7月在辽东湾海域发生大面积赤潮,蔓延近6300平方公里,是渤海海域有史以来发生面积最大的一次赤潮。

3 赤潮带来的灾害及其产生方式

进入21世纪以后,赤潮灾害已成为沿海地区主要海洋灾害之一。据国家海洋局统计,2000年~2006年,我国近岸海域累计记录到赤潮574次,平均每年82次,其中损失最大的是2001年,77次赤潮共造成直接经济损失10亿元,其次是2000年,28次赤潮造成3亿元损失,最少的是2004年,96次赤潮几乎没有造成损失;2006年,93次赤潮也仅造成100万元的直接经济损失。2011年全国共发生赤潮55次,造成直接经济损失325万元;2012年共发生73次赤潮,造成损失20.15亿元,其中主要是福建省的损失为20.11亿元;2013年全国共发生赤潮46次,没有造成直接经济损失。总体上看,赤潮发生的频率是逐渐上升的,但赤潮灾害的损失在不同年份有很大的不同,如2012年仅福建全省就造成20多亿元的损失。这种危害,无论对于企业或个人,都是灭顶之灾。

赤潮是一种海洋灾害,它不仅破坏了海洋水体生态环境,而且给海洋渔业资源和生产造成重大经济损失,也给海洋旅游业和人类健康带来危害,是全球性的重要海洋灾害之一。大体上讲,赤潮灾害主要是通过如下几种方式产生:(1)赤潮生物爆发性增长打破了海洋水体中正常的物质能量循环的动态平衡,从而破坏了海洋水体中生物与环境、生物与生物之间相互依存、相互制约的复杂的海洋生态环境系统;(2)分泌有害毒素(如NH3、H2S等),危害海洋水体生态环境健康并使其它生物中毒;(3)产生毒素,直接毒死养殖生物或者随食物链转移而引起人类中毒或死亡;(4)分泌或产生粘液,粘于鱼类等海洋动物的鳃上,妨碍其呼吸导致窒息死亡,这种危害方式对养殖鱼类的危害较大;(5)赤潮生物大量聚集在海水表层,吸收阳光,遮蔽海面,使其它海洋生物(尤其是海藻和底栖生物等)因得不到充足的阳光而影响其生存和繁殖,乃至死亡;(6)大量赤潮生物死亡后,赤潮生物残骸被需氧微生物分解,不断消耗水体中的溶解氧,造成环境缺氧,导致水体有大量硫化氢和甲烷等形成,引起鱼、虾、贝类等大量死亡。赤潮的有些毒素在某些海洋生物体中没有明显的毒性显示而能够被吸收积累,但人一旦食用了这些生物体(如鱼、贝类),就会造成中毒,甚至死亡。这些毒素通称贝毒,其毒性有时比眼镜蛇的毒素还高80倍,比一般的麻醉剂,如可卡因强10万倍,估计一片药片大小的该种毒素(350毫克)即可毒死35人,而且更可怕的是,这一剂量的毒素可能只存在于某一两个贝之中。这种毒素在海洋食品中的存在难以防患,严重威胁人类的生命安全,也极大影响了滨海旅游业等海洋服务业的发展。

4 赤潮产生的原因

赤潮发生的原因较为复杂,涉及到生物、化学、水文、气象、地理、地质甚至历史等方面的问题,至今尚未完全明了。不同海域、不同季节、不同环境条件,赤潮的形成原因都不尽相同。但是多数学者认为,赤潮发生的主要原因是由于赤潮生物的存在和海洋水体的水质污染(富营养化),以及适宜的水温、盐度和水文气象条件。可以说,水体富营养化是赤潮发生的最重要原因。水体中的营养盐(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)的存在形式和浓度直接影响着赤潮生物的生长、繁殖和代谢,是赤潮生物形成和发展的物质基础。而造成水体富营养化的物质主要来源于工农业废水和生活污水的直接排放入海,其中工业废水和生活污水、河流径流对水体富营养化产生的影响最大,尤其是在近岸浅水区、河口区、封闭或半封闭海湾。此外,不断发展壮大的海水养殖业也带来了海洋生态环境和海水养殖业自身污染的问题;海运业的发展导致外来有害赤潮生物种类的引入;全球气候变化也导致了海洋水体重要条件的变化,进一步引发了赤潮的频繁发生。在富营养化海域,赤潮生物一旦遇到适宜的温度、盐度和气候条件,就会以异常速度大量繁殖,高度聚集,快速形成赤潮,造成损失和危害。

总之,赤潮是一种自然现象,也是人为因素引起的。引发赤潮的生物是低等动植物,是在生物进化中自然存在的,因此赤潮是一种自然现象,赤潮古已有之,但发生频率很低,对人类的危害也小。随着经济社会的发展,人类的生产生活对海洋的影响越来越大,赤潮的发生频率快速上升,对人类所造成的危害也越来越大,对海洋生态环境和人类的生命健康造成了极大的威胁,更重要的是人类对赤潮的产生机理还不完全掌握。因此说,赤潮不仅是一种海洋灾害,更是一种可怕的“海洋癌症”。

5 赤潮防范举措

与全球赤潮发生趋势相同,我国的赤潮发生频率也是日益上升的,但我国对赤潮的研究和预防也一直没有停止过。赤潮虽然比以前更频繁发生,但从上述数据来看赤潮所造成的损失并不是年年递增的,有些年份损失很少,这不能不归功于我国海洋科研主管部门十分重视和加强对赤潮的研究和对赤潮灾害的预防所做出的积极努力。总体上讲,赤潮灾害的防灾减灾措施,首先是要加强赤潮灾害的预警预防监管体系建设,以预防和动态监测为主;其次是要加强对陆源污染物和海上污染物的防控,防止海域富营养化,减少赤潮发生的物质基础;第三是加强对海域生态环境、海水动力状况和环境容量的科学研究;第四是要加强对赤潮发生机理的研究与赤潮灾害的评估;第五是要加强海洋综合管理,坚决实施海洋功能区划,合理安排海洋资源开发与海洋环境保护内容,促进海洋经济、社会和生态环境效益相统一。

虽然人类对赤潮的发生、发展、消亡机制尚未完全明了,但通过人类的不断研究和克服困难,就像人类的癌症可以逐渐治疗一样,赤潮这个“海洋癌症”也必将在不久的将来得到彻底的根治。

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