2000—2018 年福建近岸海域赤潮分布特征

黄春秀，陈火荣，李 聪

(福建省渔业资源监测中心，福建 福州 350003)

福建是我国的海洋大省，海域面积辽阔，陆地海岸线长度居全国第二位[1]。海洋资源丰富，分布有闽东、闽中、闽南和闽外四大渔场。福建近岸海域赤潮高发，赤潮不仅严重破坏海洋生态系统平衡、影响渔业造成直接经济损失，还通过直接接触或食物链富集危害人类健康[2-4]。开展赤潮特征分析对赤潮监测预警和防灾减灾具有重要意义。许珠华等(2006)[5]、李雪丁(2012)[6]分别对福建沿海2000—2004 、2001—2010 年赤潮基本特征进行分析。许翠娅等(2010)[7]对福建沿岸海域主要赤潮生物的生态学特征和赤潮的发生环境因子进行分析。李正华(2016)[8]对福建定海湾一次东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)与夜光藻(Noctilucascintillans)双相赤潮进行分析。这些研究赤潮数据时间较早，或仅针对单次赤潮或赤潮的特定特征，存在局限性。本研究拟分析2000—2018 年福建赤潮发现数量、面积与全国占比情况，研究2000—2018 年赤潮发现时空特征和生物特征，划分赤潮灾害等级，并提出赤潮灾害立体化监测系统建设时空布局的建议。

1 数据来源与分析方法

2000—2018 年福建近岸海域赤潮事件基础数据资料和业务监测情况来源于福建省海洋与渔业局，包括赤潮起始和消亡时间、发生位置、最大影响面积、优势生物、造成的经济损失、是否有毒、赤潮监测类别、监测内容等信息。2000—2009、2010—2016、2017、2018年我国近岸海域赤潮发现数量和累积发现面积(累积发现面积是指统计时段内各单次赤潮最大影响面积之和)数据分别来源于中国海洋环境质量公报、中国海洋环境状况公报、中国海洋生态环境状况公报、国家海洋环境监测中心。[9]采用ArcGIS 10.6、EXCEL等软件，绘制空间分布图、柱状图、折线图、饼图等，结合求平均值等定量分析方法对赤潮发现的时空特征、生物特征和赤潮等级特征进行分析。

2 结果与讨论

2.1 福建近岸海域赤潮发现时间特征

2000—2018 年福建近岸海域共发现赤潮224 次，累积发现面积约为12 591.2 km2，直接经济损失约为20.8 亿元。2000—2018 年我国近岸海域发现赤潮1 298次，累计发现面积约为206 326.5 km2。2000—2018 年福建近岸海域赤潮发现数量占全国的17.3%，累计发现面积占全国的6.1%。

2000—2018 年福建近岸海域赤潮年均发现12 次，其中2003 年发现29 次，达到最高水平。2002—2012 年赤潮年发现数量较高，除了2011 年，其余年份每年均发现12 次以上。2013 年以后有所下降，平均每年为6.5次(图1)。平均每次赤潮面积为56.2 km2，平均每年累计发现面积为662.7 km2。2002、2003、2006、2010年累计发现面积较大，年度累计发现面积超过1 700.0 km2，这4 个年份发现的赤潮面积占总面积的66.6%。

将2000—2018 年划分为2000—2004 、2005—2009 、2010—2014 、2015—2018 年共4 个时段，各时段福建近岸海域年均发现赤潮数量分别为13.2、16.0、11.0、5.8 次，年均发现赤潮面积分别为898.3、679.0、836.7、130.2 km2(图2)。可以看出2005—2009、2010—2014、2015—2018年3个时间段的年均赤潮发现数量呈下降趋势，2015—2018 年相对于前3 个时间段的年均赤潮发现数量和面积均有明显下降。

图2 2000—2018 年福建近岸海域各时间段赤潮年均发现数量和面积Fig.2 Numbers and accumulative area of red tide occurrence in various periods in Fujian coastal waters in 2000-2018

福建近岸海域发现的赤潮季节特征明显，全年赤潮发现数量、发现面积和直接经济损失趋势相似，均呈单峰型。4—9 月是赤潮的多发期，其中又以5、6 月为高发期。4—9 月发现的频次均在6 次以上，4—9月累计发现数量占全年总数量的96.4 %。其中5、6月累计发现数量分别达到100 次和62 次，分别占全年赤潮发现数量的44.6%和27.7%(图3)。4—9月每月赤潮累计发现面积均大于190.0 km2，4—9 月累计发现赤潮面积占全年总面积的98.0 %。其中5、6月累计发现面积分别达到7 218.2、3 447.0 km2，分别占全年赤潮发现面积的57.4 %、27.4 %(图3)。赤潮造成的直接经济损失主要发生在5、6、4月，5 月发现的赤潮造成的直接经济损失占总损失的99.1%。

图3 2000—2018 年福建近岸海域赤潮逐月发现数量和累计发现面积Fig.3 Frequency and accumulative area of red tide occurence by month in Fujian coastal waters in 2000-2018

2.2 福建近岸海域赤潮发现空间特征

2000—2018 年福建近岸海域赤潮主要发现在宁德、福州、平潭、厦门、泉州海域(图4)。其中，宁德至福州连江海域发现赤潮数量最多，为63次，占28.1%；其次为厦门海域，发现54 次，占24.1%(图5)。福州近岸海域赤潮主要发现在罗源至连江海域，宁德、福州近岸海域赤潮分布均呈现湾口至近岸海域比内湾海域高发的特征；平潭东侧近岸海域比西侧近岸海域高发；泉州海域赤潮主要分布在近岸海域，海湾内较少发生；厦门海域赤潮主要分布在西海域和同安湾。

图4 2000—2018 年福建近岸海域赤潮分布及门类特征Fig.4 Spatial distribution and main classes of red tides in Fujian coastal waters in 2000-2018

图5 2000—2018 年福建各市所辖海域赤潮发现数量占总数量的比例Fig.5 Proportion of red tide occurrences in waters of Fujian coastal cities in 2000-2018

将2000—2018 年划分为4 个时段(2000—2004、2005—2009、2010—2014、2015—2018 年)进行比较发现：从年均发现赤潮数量情况来看，宁德和厦门下降明显，平潭略微下降，泉州增加(表1)；2000—2014 年宁德和福州近岸海域是赤潮高发区，近4年来，福州近岸海域赤潮发现数量有所减少，宁德海域赤潮发现范围也有所缩小，主要集中在嵛山岛至高罗海域之间(图6)；2000—2009 年平潭近岸海域赤潮主要集中在东侧海域，2010 年以来东侧海域仍是赤潮高发区，但在西侧和北侧也发现较多赤潮；泉州近岸海域赤潮发生频率有所增加，且2009 年之前主要发现在泉州湾和深沪湾海域，2010 年以来扩大到惠安近岸海域。

表1 福建近岸各市所辖海域各时间段赤潮发现频率比较Tab.1 Comparison of frequency of red tides occurrence in waters of Fujian coastal cities in different periods

图6 福建近岸海域各时期赤潮发现位置Fig.6 Locality of the red tide occurrence in Fujian coastal waters in different periods in 2000-2018

2.3 福建近岸海域赤潮特征

2000—2018 年福建近岸海域发现的赤潮主要由4 门16 属28种生物引发。由甲藻门生物引发的赤潮数量和面积均最高(图4)，共引发137次，占总数量的61.2 %，引发面积8 701.4 km2，占总面积的69.1%，且福建近岸造成直接经济损失的赤潮生物门类都是甲藻。其次为硅藻，共引发80次，占总数量的35.7 %；引发面积3 252.8 km2，占总面积的25.8%。无论从引发赤潮的数量或是面积来看，占比排序前5 名的赤潮生物都是东海原甲藻、夜光藻、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)和旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)。其中东海原甲藻引发赤潮数量占总数比例和引发面积占总面积比例均最高，分别是26.3%和48.3%。

诱发赤潮的生物类群存在南北差异。在泉州以北主要为甲藻引发赤潮，泉州以南主要为硅藻引发赤潮(图7)。宁德至泉州近岸海域甲藻和硅藻引发赤潮数量的比值分布在2.0～30.0之间，平均为9.8；厦门和漳州近岸海域甲藻和硅藻引发赤潮数量比值分别为0.1和0.5，平均为0.3。

图7 2000—2018 年福建各市所辖近岸海域诱发赤潮生物类群Fig.7 Red tide causative species in waters of Fujian coastal cities in 2000-2018

2000—2018 年福建近岸海域发生的赤潮中无毒赤潮188 次，占比83.9%；有毒赤潮32 次，占比14.3%；种类不详4 次，占比1.8%。28种赤潮主要肇事种中有毒的种类包括米氏凯伦藻、球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)、链状裸甲藻(Gymnodiniumcatenatum)、微小原甲藻(Prorocentrumminimum)、短凯伦藻(Kareniabrevis)等，其中米氏凯伦藻引发的有毒赤潮数量最多，为18 次，占有毒赤潮总数的56.2%。从时间段来看，2010—2014 、2015—2018 年有毒赤潮年均发现数量均为2 次，略高于2000—2004 年的年均1.8 次、2005—2009 年的年均1.0 次。福州、泉州和宁德近岸海域有毒种赤潮相对较多，分别为11.0 、7.0 、6.0 次，分别占有毒赤潮数量的34.4%、21.9%和18.8%。

2.4 福建近岸海域赤潮等级

赤潮造成的损害主要集中在对海洋生态系统的影响、对海洋经济的影响以及对人体健康的危害等方面[2]。根据福建近岸海域近20 年赤潮发生的特征，结合管理需求、国家赤潮灾害应急预案[10]及相关研究成果[11-13]，本研究提出赤潮等级划分的标准(表2)。标准中根据无毒赤潮面积、有毒赤潮面积、人身健康影响和渔业直接经济损失等4 个评价因子，将赤潮划分为特大赤潮、重大赤潮、大型赤潮、中型赤潮和小型赤潮等5 个等级，各等级赤潮至少应满足一个该等级评价因子特征值。

表2 赤潮分级标准Tab.2 Scaling standards for red tide occurrence

根据该标准，2000—2018 年福建近岸海域以小型赤潮为主，共163次，占赤潮总数的75.8%；其次是中型赤潮，共25 次，占赤潮总数的11.6%；大型赤潮11次，占赤潮总数的5.1%；重大赤潮10 次，占4.7%；影响较大的特大赤潮1次，占总数的0.5%；赤潮生物种类或最大影响面积等信息不详的赤潮，无法判定其灾害等级，即赤潮灾害等级为“不详”的赤潮5次，占总赤潮次数的2.3%(图8)。2012 年5—6 月福建省沿海发现10 次米氏凯伦藻赤潮，造成20 余亿元经济损失，由于各起事件具体经济损失无记录，所以将10 次事件合并为1 个事件，划分为特大赤潮。特大赤潮、重大赤潮或大型赤潮2000—2004 年年均发生1.6 次，2005—2009 、2010—2014 、2015—2018 年均为1.0 次。

图8 2000—2018 年福建近岸海域赤潮灾害等级Fig.8 Scaling results of red tides in Fujian coastal waters in 2000-2018

2.5 讨论

2.5.1 福建近岸海域赤潮发现时间特征及影响因素分析 赤潮发生需要具备许多条件，包括适宜的水温、pH、溶解氧和充足的营养盐条件等[14]，特别是水温和营养盐条件对赤潮的生消有重要的影响[7,15-17]，由于强降雨等因素增加了对浮游植物生长有限制作用的营养盐的输入，导致赤潮发生数量增加，这种强降雨又受厄尔尼诺现象等影响[15]。

1983—1986 、1998 、2007 、2011 年福建近岸海域所有站位的无机氮算术平均值分别是0.149、0.364、0.312、0.310 mg/L[18-19]；2011—2015 年无机氮浓度呈现波动下降的趋势[19]。1983—1986 、1998 、2007 、2013 年福建省近岸海域所有站位的活性磷酸盐算术平均值分别是0.012、0.029、0.021、0.025 mg/L[18-19]。1983—1998 年无机氮浓度增加，2007—2015 年呈下降趋势，活性磷酸盐变化趋势不明显。2005—2009 、2010—2014 、2015—2018 年这三个时间段的年均赤潮发现数量和2010—2014 、2015—2018 年这两个时间段的年均赤潮累积发现面积均呈下降趋势，这与2007 年以来无机氮浓度变化趋势较一致，无机氮浓度变化是否是赤潮减少的原因有待于进一步研究。

福建近岸海域赤潮发现季节特征与李雪丁[6]2001—2010 年研究结果一致，5—6 月为赤潮高发期。4 月底至6月为福建省雨季[20]，明显增多的降水量导致地表径流等来源氮负荷增加[21-22]。4—6 月台湾海峡风向从东北季风转变为西南季风，此时台湾海峡北上的暖流受风向的影响而急剧加强，使海洋环境水温、盐度升高，近岸上升流加强[7,16]。降水导致的氮负荷增加和上升流带来海域底层的营养物质和微量元素的增加，促进赤潮生物的生长繁殖，从而促进赤潮的暴发[7,21-23]。福建近岸海域赤潮生物优势种主要为东海原甲藻、夜光藻、中肋骨条藻、米氏凯伦藻等，水温是最重要的影响因子，这四种赤潮生物最适生长水温分别为18～22、19～22、24～28、20～24 ℃[7,24]，与4—6 月福建近岸海域的水温相一致。此外，这些藻种能成为优势种与其适应海水中的营养盐等环境特征有一定关系[17]。

2.5.2 福建近岸海域赤潮发现空间特征及影响因素分析 宁德、福州、平潭、厦门近岸等海域是福建近岸海域赤潮主要发现区域。宁德和福州海域赤潮高发与赤潮生物孢囊沉积于海底，在合适环境条件下又会发生同一种类赤潮，与浙闽沿岸流有一定的关系[7]，该区域湾口至近岸海域比内湾海域赤潮高发，这可能与三沙湾、罗源湾等内湾海域养殖较多紫菜、海带等大型藻类，吸收营养物质有关。平潭近岸海域位于福建近岸海域的中部区域，常年受各种水系的控制，同时存在上升流等，复杂的水文环境与该区域赤潮高发有一定的关系[7]。厦门西海域和同安湾赤潮高发，可能是因为西海域和同安湾相对于厦门东部海域和河口水动力条件差，污染物不能及时通过水体交换输出湾外，更易于赤潮生物的聚集。

诱发赤潮的生物类群存在南北差异。与福建相邻的温州近岸海域2007—2016 年赤潮生物主要是东海原甲藻和米氏凯伦藻[25]。长江口海域和浙江沿岸海域多次发生大规模的东海原甲藻赤潮，其发生的时间与福建沿岸海域发生的东海原甲藻赤潮相近[7]。福建北部沿海赤潮生物主要为甲藻，与浙江一带较一致，而与福建南部海域主要为硅藻，可能是受不同水团的影响，福建北部海域受浙闽沿岸流影响，而南部海域受南海暖流、黑潮暖流等影响。两种水团的营养盐组成可能存在差异。营养盐组成与区域浮游植物群落结构息息相关，海域硅氮含量比下降，对硅需求量低的藻类得到了更优势的生长环境，浮游硅藻类的生长优势被甲藻逐步取代[3]。

2.5.3 赤潮灾害立体化监测的建议 福建赤潮业务监测部门主要有海洋与渔业局、生态环境厅及其下属的监测机构等[5]。例如，2003—2018 年福建省海洋与渔业局组织监测机构在三沙湾、闽江口、平潭沿岸、厦门沿岸、福州和莆田重点养殖区等区域开展4—10 月赤潮常规监测和4—6 月赤潮加密监测(2014 年起厦门沿岸不再监测)，此外在福建沿岸海域开展赤潮应急跟踪监测。监测项目包括水文气象、水质、赤潮生物和赤潮毒素。这些监测在赤潮的早期发现和预警、赤潮应急处置等方面发挥了重要的作用，但这种传统的依靠人工出海监测的方法耗时耗力，在监测范围和频次方面仍显不足，一些中小型或靠近外海区域的赤潮易被遗漏，而且不便于数据的整合分析。因此要建设赤潮立体化监测系统，包括生态监测浮标、海床基生态环境监测系统、海面影像监测系统等固定监测平台及卫星遥感监测系统、无人机监测系统、船载走航式生化要素监测系统、无人艇生态环境监测系统等移动式监测平台；同时，研发多基平台多模式数据综合接收系统，整合接引已有监测网数据，实时获取由立体化监测平台获取的区域海洋生态环境监测数据。根据本研究结果，建议在宁德至平潭近岸海域、泉州近岸海域加强立体化监测系统的建设，赤潮高发期5—6 月为监测关键时期。

3 结论

本研究对2000—2018 年福建近岸海域赤潮分布特征进行分析，得到以下结论：

(1)2000—2018 年福建近岸海域赤潮发现数量和面积分别占全国的17.3%和6.1%，年均发现12 次，2003 年达到最高水平。2015—2018 年相对于2000—2004 、2005—2009 、2010—2014 年等时间段年均发现数量和面积有明显下降。赤潮发现季节特征明显，呈单峰型，4—9 月是多发期，其中又以5—6 月为高发期。

(2)福建近岸海域赤潮主要发现在宁德、福州、平潭、厦门、泉州海域。从2000—2004 、2005—2009 、2010—2014 、2015—2018 年各时段的比较发现，宁德和厦门年均发现赤潮数量下降明显，平潭略微下降，泉州增加。

(3)由甲藻门生物引发的赤潮数量和面积均最高，造成直接经济损失的门类都是甲藻。引发赤潮的生物类群存在南北差异，在泉州以北主要为甲藻引发赤潮，泉州以南主要为硅藻引发赤潮。有毒赤潮占赤潮总数的14.3%，其中米氏凯伦藻引发的有毒赤潮数量最多。

(4)本研究提出赤潮等级划分的标准，福建近岸海域以小型赤潮为主，宁德和福州近岸海域重大赤潮和大型赤潮发现频率高于其他区域。

(5)建议在宁德至平潭近岸海域、泉州近岸海域加强赤潮立体化监测系统建设，赤潮高发期5—6 月为监测关键时期。