江苏海域浒苔时空分布特征及对海洋环境的影响

吉启轩，赵新伟，章志

江苏省海涂研究中心，江苏南京210036

江苏海域浒苔时空分布特征及对海洋环境的影响

吉启轩，赵新伟，章志

江苏省海涂研究中心，江苏南京210036

绿潮作为一种新型生态灾害自2007年以来在江苏沿岸海域频繁发生，对江苏海洋生态环境造成影响。基于2014年MODIS数据，分析获得江苏绿潮发生时间、面积、影响范围及漂移路径。结果表明：绿潮最早发生于四月下旬，浒苔在2014年5月生长增殖速度最快，覆盖面积达到全年最大值。2014年6月至7月绿潮进入爆发期，8月逐渐衰退，9月中旬在遥感影像上趋于消亡并处于相对稳定状态。浒苔无毒并具有一定营养价值，但绿潮爆发改变海洋原有生态环境，造成生态系统紊乱，对海洋渔业生产造成影响。浒苔堆积氧化变质亦对生态环境造成污染进而发生次生灾害。开展浒苔无害化处理及资源化利用是解决浒苔爆发引发一系列环境问题的有效途径。

江苏沿海；浒苔；绿潮

浒苔（Enteromorpha prolifera）俗称苔条，苔菜属绿藻门石莼科浒苔属。藻体草绿色，广泛分布在河口、滩涂、海陆结合部等生境中。绿潮是由海水中某些大型绿藻（如浒苔）在一定时期内爆发性增殖，高密度大规模聚集而形成的藻华现象。近年来，世界范围内绿潮现象频繁爆发，尤其是在中低纬度半封闭型海湾。日本东京湾、西班牙Cadiz海湾和Palmones河口、法国布列塔尼海岸均受到绿潮灾害的影响［1-3］。国家海洋局发布的《中国海洋灾害公报》显示，2008年5～8月，黄海海域暴发的浒苔灾害造成直接经济损失13.22亿元，2009年发生的浒苔灾害对山东省造成直接经济损失达6.41亿元。2007年至今，江苏近岸海域连续8年发生绿潮灾害，并具有分布面积广，覆盖范围大，持续时间长的特点。绿潮发生对江苏近岸海域生态系统产生直接影响，破坏海洋环境并间接对渔业生产造成影响。

2014年4月份开始，江苏省环境监测预报中心联合国家海洋环境监测中心开展了基于卫星影像资料的绿潮遥感监测工作。运用卫星遥感技术对绿潮发生，发展进行大范围监测和预警，突破了以往江苏省单纯依靠船舶等传统方式采样估测的局面，为江苏省近岸海域绿潮灾害现象获得更为精准的监测结果和数据资料。

本研究在以往学者研究基础之上，对江苏省近岸海域绿潮发生情况作出更精准的描述。江苏、山东两省是我国沿海中、低纬度区域近年来频繁遭受绿潮灾害的省份，虽然山东省在浒苔研究和资源化利用等方面走在全国前列，但是山东省与江苏省近岸海洋环境存在显著差别，在自然环境（海岸质地、地貌，物种组成等），海洋功能区划，海洋发展规划等方面均有各自特色。因而，作者结合江苏省独特的近岸海洋环境，分析绿潮灾害对江苏省海洋生态环境及海洋渔业生产造成的影响具有重要意义。为下一步江苏省解决绿潮发生问题，实现浒苔在江苏的资源化利用及制定相关政策法规供参考依据。

1 2014年江苏省浒苔时空分布特征分析

图1 浒苔卫星遥感监测结果Fig.1 Distribution of Enteromorpha prolifera monitored with remote sense satellite

根据国家海洋环境监测中心卫星遥感监测结果显示，2014年4月30日在江苏盐城和南通交接海域发现带状浒苔分布，覆盖面积34 km2。选取2014年有代表性的4期数据进行展示（如图1所示）。由监测结果得出，2014年南黄海绿潮发生周期为“出现→迅速发展→爆发→持续→衰退→消亡”。绿潮发生初期浒苔聚集密度、面积、范围较小，之后，受温度、营养盐浓度上升等因素影响，绿潮覆盖面积先于分布面积达到年度最大值。浒苔在2014年5月生长增殖速度最快，2014年5月21日至5月27日浒苔覆盖面积发生激增，由350 km2增大至2200 km2，主要分布于盐城滨海沿岸海域，并逐渐覆盖连云港、日照海域。

2014年6月至7月，浒苔分布面积持续扩大，覆盖面积趋于稳定，在800～1000 km2浮动。6月10日浒苔分布面积为17000 km2，6月30日分布面积约为38000 km2。2014年6月浒苔主要分布在盐城至青岛海域。7月1日至14日，南黄海浒苔分布面积和范围进一步扩大，并于7月14日达到全年最大值，南通至威海海域均有分布。8月以来浒苔密度逐步降低，覆盖面积和分布面积逐渐减小。2014年9月20日以后浒苔在卫星影像资料上显示消亡并趋于稳定状态。2014年南黄海浒苔监测最大覆盖面积为2200 km2，发生于5月26日，最大分布面积为73000 km2，发生于7月14日。由此可推断，5月至7月为南黄海浒苔爆发期。

2 绿潮对海洋生态系统影响

浒苔对环境适应、繁殖能力极强，随海流和风向漂流并生长，由2014年监测结果可得出，正常情况下浒苔20 d即能大规模繁殖。浒苔爆发形成的绿潮灾害对江苏近岸海洋环境影响不容忽视。浒苔高密度聚集对原有海洋生态系统形态结构（群落结构，优势物种组成，物种多样性），营养结构（物质循环及能量流动）均有直接影响，并会破坏生态系统稳定性。

以江苏省近岸海域浮游植物群落为例，浮游植物是海洋生态系统中主要的初级生产者，虽然只占地球生物圈初级生产者生物量0.2%，却为地球提供近一半的初级生产量［4］。浮游植物作为基础环节是海洋食物链重要组成部分，是海洋生态系统物质循环与能量流动的积极参与者。江苏省近岸浮游动物种类和数量以硅藻门居首位，其次是甲藻门、蓝藻门、金藻门等。夏季江苏省近岸浮游植物优势种为：硅藻门辐射圆筛藻（Coscin odiscusradiatus Ehrenberg）、虹彩圆筛藻（Coscinodiscus oculusiridis）、格氏圆筛藻（Coscinodiscus granii Gough）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum Cleve）、布氏双尾藻（Ditylum brightwelii Grunow）、菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides Grunow）以及甲藻门三角角藻（Ceratium tripos Nitjsch）、梭角藻（Ceratium tripos Nitjsch）［5］。其中硅藻门圆筛藻、角毛藻、菱形海线藻、布氏双尾藻的细胞个体较大，生物量高并为江苏近岸海域土著种，在江苏省近岸海水生态系统食物链及物质能量循环中占据重要位置，对维护生态系统结构稳定，功能良好运行以及生态过程完整启关键作用，是众多浮游动物及鱼类的食物来源。

张雪等研究表明，浒苔高密度聚集会明显抑制硅藻生长，导致其细胞丰富度显著降低。浒苔鲜组织内存在克生物质，对单细胞的硅藻产生了明显的克生作用［6］。根据监测结果，5月至7月为江苏浒苔爆发期，此段时间正值夏季，因此，从生态学角度来说，浒苔优于其他藻类的繁殖增长速度，抑制了原本环境中优势物种生存。江苏绿潮爆发会在发生期内导致本土浮游植物优势种，建群种种类减少，数量下降甚至出现短期消亡。绿潮爆发期间，浒苔抢占其他物种生态位，改变原始环境浮游植物群落结构，使其物种多样性下降，优势种单一，破坏群落结构稳定性，并引发连锁反应，威胁在食物链上与浮游植物相关的其他物种生存，如部分浮游动物，以及以浮游生物为食的鱼类，甲壳类等。从而改变海洋生态环境物质循环和能量流动，使生态系统发生紊乱。并且，在单一生境下，一旦浒苔发生病变或大面积腐败将不利于采取有效隔离、控制措施，危害程度不可小觑。

3 绿潮对海洋渔业生产影响

江苏省渔业资源丰富，2013年水产品总产量达510万吨，渔业产值1330亿元，渔业经济总产值超2000亿元。江苏省海州湾渔场、长江口渔场为我国知名渔场，吕四渔场更名列中国四大渔场之一，是重要经济鱼类小黄鱼、大黄鱼、银鲳、马鲛鱼、鳓鱼等的产卵场。研究表明，江苏省优良渔场集群与丰富的浮游动物资源作为渔场饵料密切相关。江苏省主要经济鱼类产卵期与近海浮游动物数量高峰期出现时间相吻合。主要经济鱼类产卵期一般在4～8月，浮游动物在夏季生物量最高。江苏近岸浮游动物优势种为真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、中华哲水蚤（Calanus sinicus）、中华假磷虾（Pseudeuphausia sinica）、强壮箭虫（Sagittacrassa）［7］。挠足类、磷虾类、糠虾类等多为仔、稚鱼的优良饵料。

由2014年江苏省浒苔监测结果可知，在时间上浒苔发生、增长、爆发期与江苏省主要经济鱼类产卵期及浮游动物数量高峰期重叠并呈现一直趋势，均在每年4～8月。由此可推断浒苔爆发会威胁江苏沿海海洋浮游生物的生存空间，尤其是在绿潮覆盖海域，浮游动物生境短期内遭受剧烈变化，一旦物种组成和数量发生变化并骤减，将直接影响渔业生产的饵料来源，进而会在绿潮发生期内对渔业经济生产造成干扰和损害。

此外，海参、鲍鱼和贝类养殖是渔业生产高端产品。浒苔在短期内激增耗氧极易使海参等水产窒息死亡。浒苔腐烂分解后产生的氨氮、硫化物对海洋生物具有急性毒性，特别是在封闭、半封闭的养殖海域。

4 绿潮产生的次生灾害

浒苔营养价值较高，富含多种氨基酸属优质蛋白，一旦堆积腐烂会生成大量毒素侵入生态环境中，主要表现在以下方面：其死亡腐烂释放有毒有害气体，主要成分为（硫化物、氨氮、甲烷），造成大气环境污染，散发恶臭，不利于在海边生产、生活、旅游人群身心愉悦及健康。浒苔大面积堆放，腐败变质亦造成滨海景观污染，沙滩岩石等旅游景观因被腐蚀，外观颜色改变，损害景区美学价值，干扰旅游观光，影响受灾地区滨海旅游业发展。浒苔堆积物腐败变质后如不及时清理，有毒有害物质将进入海水中危害海洋动植物及人类健康。在对浒苔进行集中清理时，往往调动大量卡车装载运输，如事先不对浒苔进行压缩除去海水，在车队运输过程中海水渗漏亦会对沿途道路、桥梁造成腐蚀。

目前，山东省在浒苔资源化利用方面取得显著成果，2014年山东省已建立浒苔资源高值化利用基地。山东省海大生物集团研发多项浒苔产品，使用范围涉及园林园艺、农业生产等，逐步走向浒苔资源高值化利用。海大生物集团生产形成高端绿藻糖肽生物制品、新型海藻有机水溶肥料、海藻颗粒肥系列等，其中主营产品海藻生物肥料“海状元818”获得山东省著名商标，中国蓝色经济品牌，实现了浒苔的变废为宝。江苏省根治绿潮灾害需一定时间，在探索方法的道路上，对浒苔进行科学处理和资源化利用是解决绿潮灾害发生带来诸多问题的有效途径。

［1］Kim K Y，Choi T S，Kim J H，et al.Physiological ecology and seasonality of Ulva pertusa on a temperate rocky shore［J］. Phycologia，2004，43（4）：483-492

［2］Palomo L，Clavero V，Izquierdo J J，et al.Influence of macrophytes on sediment phosphorus accumulation in a eutrophic estuary（Palmones River，Southern Spain）［J］.Aquatic Botany，2004，80（2）：103-113

［3］Taylor R，Fletcher R L，Raven JA.Preliminary studies on the growth of selected'Green tide'algae in laboratory culture：Effects of irradiance，temperature，salinity and nutrients on growth rate［J］.Botanica Marina，2001，44（4）：327-336

［4］马威.南海北部浮游植物群落的生态学研究［D］.青岛：中国海洋大学，2012

［5］梅肖乐，方南娟.江苏近岸海域夏季浮游植物的分布特征及多样性［J］.现代农业科技，2013（4）：229-232

［6］张雪，栾青杉，孙坚强，等.绿藻浒苔对浮游植物群落结构影响研究［J］.海洋科学，2013，37（6）：23-31

［7］孟凡，毛兴华，俞建銮，等.江苏海岸带水域浮游动物的种类组成和分布［J］.生态学报，1987（3）：256-266

SpatialandTemporalDistributionCharacteristicoftheEnteromorphaprolifera intheJiangsuCoastalAreaandTheirInfluenceontheEcologicalEnvironment

JI Qi-xuan，ZHAO Xin-wei，ZHANG Zhi
Jiangsu Tidal Flat Research Center of SOA，Nanjing 210036，China

As a new kind of ecological disaster，the green tide has been a kind of frequent natural disaster since 2007 in the Jiangsu coastal area which has made great differences in the marine ecological environments of Jiangsu Province.According to the MODIS Data of 2014 we can get the information of the green tide of Jiangsu Province，such as the occurred time，the area，the effect area and the drift path.The results show that the green tide has happened in the late-middle of April at the earliest time and in May 2014，the multiplication rate of the Enteromorpha prolifera is the fastest and the cover area is the maximum of the whole year.From June 2014 to July 2014，the green tide has been in the outbreak period and in August 2014 it is declining while in the middle of September，it is in the dying and stable state on the remote sensing image.The Enteromorpha prolifera is non-poisonous and it also has the nutritional value.However，the outbreak of the green tide will change the original ecological environment of the sea which will not only cause a marine ecosystem disorder but also affect the marine fishery production.The oxidative deterioration of the Enteromorpha prolifera will also pollute the environment and cause a secondary disaster.The bio-safety disposal and the optimization of resource distribution are the efficient path to solve the series of problems caused by the outbreak of the Enteromorpha prolifera.

Jiangsu coastal area；Enteromorpha prolifera；green tide

Q914.82

A

1000-2324（2015）01-0061-04

2014-10-11

2014-10-22

国家海洋公益性行业科研专项（201205005）

吉启轩（1987-），女，江苏南京人，硕士，工程师.研究方向：海洋生态学.E-mail：jiqixuan2008@163.com