赤潮对水产养殖的危害及防治对策
——以福建省为例
2021-03-25凌楠
凌 楠
(莆田市秀屿区水产技术推广站,福建 莆田 351146)
近年来,沿海城市高速发展,虽然在一定程度上满足了人们日益增长的物质需求,但同时面临着不断产生的海洋环境问题。赤潮是一种危害较大的海洋灾害,对海洋的环境和生态结构构成威胁,造成海洋生物资源减少,品质降低,危害人们的生命健康安全,是各级政府和社会高度关注的海洋环境问题。深入探讨赤潮的发展趋势、危害及应对措施,对防控赤潮灾害具有重要的现实意义。
1 2010—2019 年福建省近海海域赤潮概况
赤潮是某些赤潮生物在适宜的光照、水温、营养物质等条件下,短时间内大量增殖、集聚,造成大范围海洋水色发生变化的现象。赤潮生物品种众多,我国记录的赤潮生物已达138 种[1-2],可大致分为浮游植物、原生动物和细菌3 类。
每年春夏季是赤潮的高发期。根据官方数据统计,2001—2010 年春夏季期间,福建省近岸海域共计发生160 次赤潮事件,平均累计面积达1 060 km2。2010—2019 年,通过政府和社会各界的力量,赤潮治理工作有序推进,赤潮治理已初见成效。2010—2019 年,福建省近海海域共计发生赤潮87 起,平均累计面积482 km2。其中,2010 年、2012 年福建省近海海域赤潮发生频次最高,为17 次;2010 年赤潮累计发生面积最大,为2 692 km2(见图1)。当前,福建省赤潮治理工作已取得阶段性进展,但仍需高度重视赤潮问题,不断探索和改进预防和治理方法。
图1 2010—2019 年福建省赤潮发生情况
2010—2019 年,引发福建省海域赤潮的生物主要有15 种,包括东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、夜光藻(Noctiluca scintillans)、扭链角毛藻(Chaetocerostortissimus)等,其中以东海原甲藻发生频次最高、累计面积最大(74.4%,3 126 km2),其次为夜光藻(20.6%,864 km2)。
另外,近年来福建省近海海域有毒赤潮出现频次暴增,仅2010—2019 年发生有毒赤潮23 起,累计面积达360 km2。经检测,其主要的有毒赤潮生物为米氏凯伦 藻(Karenia mikimotoi)、 球 形 棕 囊 藻(Phaeocystis globosa)、链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)。有毒赤潮的影响更加深远,引起大家的高度警惕。
2 赤潮对水产养殖的主要危害
近海海域赤潮严重制约福建省近海水产养殖产业的发展,尽管当前并不是所有的赤潮都是有毒的,但是在赤潮发生期间,仅赤潮生物在短时间内的大量增殖,就会造成养殖水体的光照、二氧化碳和营养盐严重不足,危害养殖海域内原有的生态系统构成和生态平衡,造成养殖生物的品质和产量降低。同时,在赤潮消亡阶段,微生物分解赤潮生物的过程中会再次消耗海域内较多的氧气,导致海域内养殖生物窒息死亡[3]。下面以福建省海域两类典型赤潮为例,具体分析赤潮对水产养殖的影响。
福建省的有毒赤潮主要是米氏凯伦藻赤潮,其对近海水产养殖的危害较大。以2012 年为例,福建省近海共计发生了17 起赤潮,其中以米氏凯伦藻为优势种的有毒赤潮占有10 起,并且广泛分布在福州、宁德和莆田市海域,造成了高达20.11 亿元的直接经济损失,刷新了世界赤潮损失的纪录。福建省近海易发生此类赤潮有其特定的环境因素:5—6 月,福建省近海降水丰沛,光照充足,海况稳定,水温长时间在23 ℃左右[4],为米氏凯伦藻赤潮的产生和发展创造了有利条件。米氏凯伦藻赤潮暴发会造成养殖海域内大量生物窒息死亡,对于水产养殖的影响极大。早在 2001 年,王朝晖等[5]对受到 1998 年香港海域、2005 年东海海域发生的大规模米氏凯伦藻赤潮影响的鱼类的鱼鳃进行了病理学分析,发现鱼类大量窒息死亡并非是由米氏凯伦藻堵塞鱼鳃造成,而是由于米氏凯伦藻会分泌溶血性毒素和细胞性毒素。这些毒素溶解了鱼类的鳃组织细胞,造成其破裂、病变,影响鱼类呼吸,进而导致其死亡。另外,林佳宁[6]研究指出,米氏凯伦藻产生的毒素对皱纹盘鲍同样有效,且这种毒性效应在低氧情况下更加显著。在福建省米氏凯伦藻易发的福州、宁德和莆田市海域和鲍鱼养殖的重点海域,应重点做好米氏凯伦藻赤潮的预防和应急准备。
夜光藻赤潮是对福建省水产养殖影响较大的另一类有毒赤潮。2016—2019 年,夜光藻赤潮发生次数多达10次,超过赤潮发生总次数的1/3,并且近年来夜光藻赤潮有显著的加剧趋势,虽然其未造成重大的直接经济损失,但根据相关报道,2009 年莆田市及平潭县的2 次夜光藻赤潮造成了将近6 500 万元的间接经济损失,因此,要高度重视夜光藻赤潮的预防和治理工作。夜光藻对海水养殖生物的危害主要体现在3 个方面:一是夜光藻可分泌黏液,黏着在养殖鱼类的鳃上,让其无法呼吸而死亡;二是分泌的黏液会增加海水黏滞力,导致水中气体交换缓慢,进而引起海域内局部缺氧;三是夜光藻含有可产生有毒物质的内吞噬细菌,当赤潮消退后,夜光藻细胞死亡破裂将释放这些内吞噬细菌,可能对养殖生物造成影响[7]。
3 水产养殖中应对赤潮的措施
随着人们越来越重视生态安全和食品安全,习近平总书记也提到“既要金山银山,也要绿水青山”,重视海洋生态环境,对发展海洋经济和提高水产食品安全具有重要意义。防治赤潮作为其中重要的一环,加强开展相关工作已刻不容缓。近年来,通过我国政府及相关科研人员的不懈努力,赤潮防治工作已取得初步成效。
3.1 控制多源污染,降低海域富营养化风险
从长期来看,协调沿海城市人与自然的关系,是预防和减少赤潮发生的根本途径。人类活动导致的海水富营养化,十分有利于赤潮生物的快速生长和大量增殖,是导致赤潮发生和发展的重要因素。陆源输入和养殖废水是导致近海海域富营养化的主要原因。其中,陆源输入主要包括通过河流、地下水等方式排放入海的工农业废水及生物污水,其内富含氮、磷及各种重金属元素,不仅会给海洋环境带来极大影响,而且会刺激赤潮藻类生长。因此,控制陆源污水排放入海及进行入海污水处理以调控营养盐入海通量,是预防赤潮发生的重要手段。另外,近海养殖中投放的过剩饲料及养殖过程中产生的生物排泄物也会使近海营养物质含量升高,为赤潮生物的大量繁殖创造条件[8-11]。因此,在养殖过程中可以采取以下措施减少养殖废水、废物的产生和排放,降低养殖对相关海域造成的生态影响:第一,合理确定养殖密度,控制养殖面积,确保水流畅通;第二,科学规划养殖格局,采用混合喂养、立体喂养等方式,以构建养殖海域稳固的绿色生态循环结构;第三,提高养殖技术,使用稳定性和利用率更高的饲料,改善投饵技术,使其有利于养殖生物的摄食,减少残饵,减轻水质和底质污染;第四,采取逐步过滤等办法处理养殖尾水。
3.2 各方多举措降低赤潮危害
在赤潮易发生的春秋两季,相关部门及水产养殖单位需提高对赤潮的警惕性,增强合作,加强信息共享,共同做好赤潮防范工作,减少赤潮造成的损失。
政府部门加强对赤潮的监测、预测和预警,制订赤潮灾害应急预案,防范有毒赤潮。一是设立观测点,组织开展近海环境的水质观测监视活动,发现海水出现“三高”现象(即高pH 值、高溶解氧、高无机磷),及时对浮游植物进行分类、计数、鉴定,判断赤潮的规模和毒性。二是当海域发生大面积的、有毒性较大的赤潮生物所引发的赤潮时,应及时发布灾害通报,通过媒体宣传让人们了解赤潮灾害的发生、发展趋势和危害。三是及时监测渔场、养殖区的赤潮毒素情况,采取禁捕、封闭和转移等措施。四是加强宣传教育,提高公众赤潮防灾减灾的安全意识。
水产养殖单位在赤潮期间要加强日常管理,关注赤潮信息,及时采取措施,以减少水产损失。海水养殖区在赤潮过境时经常出现局部缺氧现象,可通过降低养殖密度加快水流交换速度等方式来提高溶氧量,以降低赤潮危害。此外,在高发期来临前迁移养殖集中区的养殖生物,如采用北上、路上工厂化度夏养殖等方式,也可通过机械曝氧或者投放制氧剂等化学方法对养殖区进行人工增氧。另外,在赤潮期间下沉养殖网箱,及时抢收出售等,也可有效减少赤潮灾害造成的渔业损失。
3.3 多方式治理赤潮污染
如何治理赤潮一直以来都是一个世界难题,从20 世纪中叶开始,人们开始探索治理赤潮的方法,先后探索了化学法、物理法、生物法等[12]。有关学者最早提出的是以使用硫酸铜为代表的化学方法[13],其主要原理为利用化学试剂对赤潮生物进行直接灭杀。目前,化学方法主要包括无机和有机药剂治理2 种[14-15]。化学法见效快、费用低,但易造成二次污染。物理法主要是通过物理途径改善水体环境,其主要包括机械搅动、隔离、超声波、微滤机、吸附和气浮等方法[12]。但传统的物理法对藻类处理不彻底,特别是对低密度海水和海水底部的藻类处理效率不高,而且处理速度慢,花费高,难以用于大规模的赤潮治理。随后人们提出了利用生物种间关系来进行治理,即利用相应赤潮生物的天敌或者特异性细菌和病毒降低赤潮生物质量浓度,从而达到治理赤潮的目的。其费用低,易操作,是赤潮治理的一个新方向[16-18]。然而,人们在短时间内找到大量与赤潮生物存在竞争关系的生物相当困难,可行性较差,且引入新物种易造成新的生态灾害,甚至改变环境内原有的生态系统。目前,生物法仍处于实验室研究阶段,在现实治理中应用较少。
目前,在赤潮治理中有一种较新型的治理手段——胶体絮凝法,即利用无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然矿物絮凝剂等对赤潮生物进行絮凝沉降,降低水体赤潮的生物质量浓度,从而达到治理赤潮的目的。其中,利用天然黏土进行絮凝有见效快、原料来源丰富、操作简单和无污染等优点,是目前国际较公认的除藻方法,但是其仍有效率低、用量大、难以大规模使用等局限[12]。值得一提的是,2020 年我国科学家俞志明团队在已有研究的基础上提出了利用改性黏土絮凝赤潮生物的方法,通过人为改造天然黏土表面的电性,使其呈现正电性,可以与表面呈现负电性的赤潮生物相互吸引、聚集,最终沉降海底,从而大大提高了对赤潮生物的治理效率,实现了对赤潮灾害的有效控制[19-20]。此项技术在赤潮治理中应用方便、效果显著,开创了赤潮治理的新模式。
近年来,赤潮灾害频发,严重影响近岸经济发展和生态环境,特别是对近岸海水养殖危害巨大。当前,对于各种赤潮生物的特点、生长要素和危害等的研究已经较为成熟,然而关于如何对赤潮进行有效的监测、预测,如何创新和选用兼顾经济、效果、环境、社会效益的综合治理方式,仍有很大的研究空间,迫切需要大家继续向前探索。