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海洋近岸水母暴发的原因和影响

2017-02-02郭晓瑞

现代农村科技 2017年3期
关键词:水母水体数量

郭晓瑞

(河北农业大学 河北 黄骅 061100)

海洋近岸水母暴发的原因和影响

郭晓瑞

(河北农业大学 河北 黄骅 061100)

水母暴发主要是指水母在某一时节、特定地区内数量刷增的现象。水母暴发其实原来是一种普通自然现象,但是在近些年,因为人类的活动、全球变暖等的影响,水母的活动范围由原来的深海逐渐扩大到了近海区域,数量也不断增加。不仅影响海洋沿岸的渔业捕捞生产,破坏近岸旅游业,而且威胁海洋生态环境和人类的生命安全。当前海洋生态学研究的一个热点就是水母暴发的诱因,而我国对这一方面的研究仍处于起步阶段。笔者就水母暴发的原因和影响加以阐述。

水母暴发;诱因;水母消亡;海洋生态

水母是一个泛称,水母系有性世代(除出芽生殖的水母外)统称为水母,分散在刺胞动物门的不同纲中,即直育水母纲、钵水母纲和方水母纲。水母的诞生比恐龙还早,已在地球上存在了6.5亿年。水母种类繁多、形态各异、适应能力极强,可以在任意一个水域生存,甚至在北极、深海、火山口附近都有分布。通过演化,水母可以称霸整个海洋。

在过去的几十年中,因为人类的各种活动,一些水域发生了史无前例的水母暴发现象。水母在我国海域分布广泛,据 《中国海洋生物名录》统计我国已记载水母类(不含以水螅型世代为主的种类)超过400种[1]。海月水母、白色霞水母以及沙海蛰在我国分布范围最广,数量最大。水母的暴发对我国乃至世界造成了严重的经济损失并威胁人类生命安全。如何防治水母暴发成了全世界关注的热点,而解决的关键是了解水母暴发的诱因。笔者就引起其暴发的原因进行阐述。

1 水母的自身机构特点和生活史

水母数量的迅速增加与水母自身的生长生殖有关。首先,水母构造简单,生长周期短,有很强的繁殖能力。其次,水母摄食广泛、食物充足、天敌数量少、环境耐受力极强。水母更低的能量要求和更快的生命周期,使得水母的数量可以短时间内大量增加。

水母的生活史非常复杂,主要有两个阶段:水母体和水螅体。大多数水母具有两种基本体型,即水螅型和水母型,这两种体型往往出现在同一种的生活史中,成为两个不同世代——水螅型世代(无性世代)和水母型世代(有性世代),这两个世代的相互交替完成生活史,称为世代交替,是刺胞动物的一个重要特征。如此可见,水母暴发的关键阶段是水螅阶段,水母暴发是水螅体对环境变异的一种应激反应,是水母的生存方式。水螅体的数量及外界环境刺激是决定水母暴发的原因,适合水螅体横裂生殖时间长度及充足饵料供给又可以促进水母暴发。同时,水螅体在不良环境中可休眠,在环境恢复后可迅速繁殖,是水母数量剧烈增加的一个重要原因[2]。日本学者在对日本近岸暴发的越前水母进行研究中发现,越前水母的雌性性腺中含有数百万卵子,雄性含有数亿个精子,而死亡却是越前水母的终极春药。水母死时会排出全部的精子、卵子,成百上亿的精卵结合,暴发增殖成螅状幼体,坚不可摧。螅状幼体进行无性生殖,可以存活几年,甚至几十年。而环境的波动可以触发螅状幼体释放小水母,从而引起水母暴发。

2 对海洋鱼类的过度捕捞使得水母缺乏竞争者

近些年过度捕捞海洋鱼类,使得海洋鱼类的资源量大量减少。水母都是肉食性的,以浮游生物、小的甲壳类、多毛类甚至小的鱼类为食[3]。鱼类也多以浮游生物为食,一些鱼虾还可以摄食幼体水母,对水母的种群发展起到制衡作用。但是由于人类过度捕捞,使得水体中水母的竞争者和天敌数量急剧减少,水母得以肆无忌惮地生长繁殖。此外,水母还可以摄食稚鱼和鱼卵,严重威胁海洋鱼类的后代的生存。如此一来,恶性循环,水母数量暴发。

3 全球变暖 海水温度升高使得水母暴发

全球变暖使得海水温度升高。海水温度的升高会导致水母生长速率提高、分布范围扩大,热带海域的生物向温带和高纬度海域扩展[4]。根据孙明等人的研究发现:温度可以提高水母横裂率和横列次[5]。此外,固着在海底的水螅对环境很敏感,温度上升也可能触发水螅释放小水母。研究表明,海水的温度和盐度能影响水螅的无性繁殖和小水母幼体期成活率[6]。

4 海水富营养化导致水母暴发

由于人类活动,污水大量排入江河湖海。生活垃圾、工厂废水、养殖污染使得水体营养物质增多,藻类植物泛滥,暴发赤潮、水华。浮游生物拥有了充足的藻类植物作为食物,浮游生物大量繁殖。浮游生物数量增加,而捕食水母和浮游动植物的鱼虾无法在富营养化的水体中存活,饵料充足,没有天敌,加之发达的消化系统,超高的生物饵料利用率,水母得以暴发式增长。而且水体富营养化引起水体的营养物质、溶解氧、pH值的变化也可能触发水螅释放小水母。

海洋中水母的暴发时间快,短则数十天,甚至更长。一旦暴发,大量水母需要充足的饵料来生长繁殖。海洋食物链始终呈金字塔结构,从最底层最简单的硅藻类,到单细胞植物到最顶层的复杂的大型鱼类和海洋哺乳动物,这个构造早已经稳定了亿万年,但是水母一旦暴发,其大肆捕食浮游生物,导致鱼类缺乏食物来源,海洋食物链被打破,水母的捕食不仅影响到浮游动物种群数量的变化,而且还影响到植食性桡足类数量减少,导致以硅藻为主的二次水华的发生,在整个海洋生态系统中有着重要的调节作用。由于水母的老化、食物缺乏和水环境变化等因素,水母逐渐下沉死亡。在水母死亡的过程中会对海洋生态造成恶劣的影响:第一,水母尸体在水体中下沉期间重新矿化为溶解有机无机组分,并最终引起海底水母类颗粒有机物的积累[7]。而且,水体中出现大量水母尸体无疑给海洋生态系统造成巨大负荷。第二,水母死亡后,迅速下沉并自溶分解,水母组织细胞中的养分释放到水体,使微生物活动加剧,耗氧量增加,同时不透胶体碎屑将导致流入沉积物中氧气的减少,可导致海底底部低氧或无氧环境[8]。溶解氧下降使得水体周围的生物难以忍受而死亡,其他生物的死亡加剧了海洋生态系统的负担,并加剧耗氧,如此恶性循环,可能引发进一步的赤潮、水体富营养化等灾害,严重破坏生态结构稳定。第三,水母消亡还会引起周围水体pH发生变化,威胁周围海洋生物的存活,造成一些酸碱适应范围小的物种死亡。第四,水母消亡还会对水中的浮游细菌产生影响,可能使细菌大量繁殖,使周围水体的生物患病。

我国乃至世界深受水母暴发之害。但是由于水母易破碎、不易观察、很难捕捞等问题,使得对水母的研究受到阻碍。而且我国对水母的生命周期、生态习性还未完全了解,水母暴发的原因仍然在不断探索研究。而且对水母处置装置和跟踪定位装置仍在设计实验当中。如何防治水母暴发是我们刻不容缓需要解决的问题。

[1]刘萍,张学雷,宋洪军,等.我国海域常见有毒水母的分类检索 [J].海洋科学进展,2013(02):290~294.

[2]曲长凤.水母暴发后的消亡对海水环境的影响[D].中国科学院研究生院 (海洋研究所),2015. [3]马喜平,凡守军.水母类在海洋食物网中的作用[J].海洋科学,1998,(02):38~42.

[4]孙松.水母暴发研究所面临的挑战 [J].地球科学进展,2012(03):257~261.

[5]孙明,董婧,柴雨,等.温度、投饵频次对白色霞水母无性繁殖与螅状体生长的影响 [J].生态学报,2013(10):3 222~3 232.

[6]关春江,卞正和,滕丽平,等.水母暴发的生物修复对策 [J].海洋环境科学,2007(05):492~494.

[7]曲长凤,宋金明,李宁.水母消亡对海洋生态环境的影响 [J].生态学报,2015(18):6 224~6 232.

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