2020年春季大连浅海局部区域海洋生物死亡调查与分析

吴金浩，宋广军，宋 伦，王 摆，张毅敏，印明昊，王召会，周遵春

( 1.南京信息工程大学，江苏 南京 210044； 2.辽宁省海洋水产科学研究院，辽宁 大连 116023；3.大连市农业农村局，辽宁 大连 116011 )

2020年2月17—23日，大连渤海海域局部区域陆续出现部分鱼(Lizahaematocheilus)、长竹蛏(Solenstrictus)及其他海洋生物大量死亡灾害现象，引起政府有关部门和广大市民的关注。导致海洋生物短时间内大量死亡的原因很多，包括水质污染、病害、栖息环境改变以及极端气候变化等。其中海洋污染事故发生成为人们怀疑的重点，如突发性溢油污染、危险化学品污染、热污染以及放射性污染等，此类污染事故也很容易取证，污染指标往往超标十几倍，甚至几十倍[1]；生物性病害也容易导致大量海洋生物死亡，但往往某种致病菌或病毒对某种生物产生损害，不会导致多种生物的同时死亡[2]；海水低氧酸化可导致鱼类、甲壳类和底栖海洋生物大量死亡，目前已成为全球关注的热点[3-5]，当溶解氧水平<2 mg/L时，即产生低氧现象[6]，海洋中的大部分水生生物将面临死亡，海底拖曳无法捕捉到鱼虾种群[7]。除此之外，全球气候变化以及极端天气也会导致大量海洋生物死亡[8]。为进一步查明大连浅海局部海域海洋生物死亡的种类、数量及死亡原因，2020年2月18—25日，辽宁省海洋水产科学研究院组织开展了海洋生物损害调查与分析，以期为大连市政府管理部门提供相关对策和建议。

1 材料与方法

2020年2月18—23日，针对出现生物死亡的大连市夏家河浴场、金州湾妈祖庙沿岸、红沿河岸滩以及仙浴湾沿岸4个区域开展海洋生物调查取样，每个区域沿海岸线分别设置3个岸段，每个岸段约200 m，沿岸线采用行走观测法，收集死亡的海洋生物样品，同时对潮间带底栖生物进行定性调查，具体位置见图1。

沿岸线行走观测，对所有种类死亡的海洋生物样品进行收集，采集后做好现场描述、编号，放入聚乙烯袋中，密封保存。将潮间带滩面、岩礁上、岩石下存活的生物另外采集分装，同时每个岸段沙滩、泥滩随机采样1～2次，现场淘洗，将挑选出的全部生物带回实验室进行定性分析。潮间带生物调查及分析鉴定依照GB/T 12763—2007《海洋调查规范》进行。

图1 大连沿岸浅海海洋生物调查站位示意Fig.1 The survey station of marine life in coastal shallow sea in Dalian

2 结 果

2.1 海洋生物调查种类统计

本次调查在夏家河浴场、金州湾妈祖庙岸滩、红沿河岸滩以及仙浴湾沿岸4个地点共采集到10门52种海洋生物(表1)。其中红沿河沿岸采集到的种类最多，有9门38种生物；其次为夏家河浴场，采集到5门14种生物；仙浴湾岸滩采集到的生物较少，有4门8种；妈祖庙岸滩最少，采集到3门7种。在各门类所采集到的海洋生物中，软体动物最多达16种，占采集种类的30.8%；其次为节肢动物有15种，占采集种类的28.8%；再次为环节动物7种，占采集种类的13.5%；棘皮动物5种，占采集种类的9.6%；脊索动物4种，占采集种类的7.7%；其他门类中螠虫动物、腕足动物、刺胞动物、腔肠动物、曳鳃动物各1种，各占采集种类的1.9%。采集的海洋生物种类中，出现死亡的种类有38种，未出现死亡的种类有14种。

表1 本次调查大连渤海海域采集海洋生物名录

海洋生物Marine organism门类Category红沿河Hongyan River仙浴湾Xianyu Bay妈祖庙Mazu Temple夏家河Xiajia River方氏云鳚 Enedrias fangi脊索动物门+柄海鞘 Styela clava脊索动物门+单环刺螠 Urechis unicinctus螠虫动物门+鸭嘴海豆芽 Lingula anatica腕足动物门(+)海葵 Actiniaria刺胞动物门+海仙人掌 Cavernularia habereri 腔肠动物门+尾曳鳃虫 Priapulus caudatus曳鳃动物门+

2.2 死亡海洋生物种类组成与区域分布

本次调查采集到的死亡海洋生物种类有38种，隶属于9门，占采集种类的73.1%。其中节肢动物门种类最多，有14种，占采集种类的26.9%；其次为软体动物门，有6种，占采集种类的11.5%；再次为环节动物门和棘皮动物门，均有5个种类死亡，各占采集种类的9.6%；脊索动物门死亡的种类较少，有4种，占采集种类的7.7%；其他门类中，螠虫动物、刺胞动物、腔肠动物、曳鳃动物各1种，各占采集种类的1.9%。从区域分布来看，红沿河岸滩采集到的死亡种类最多，达34种；仙浴湾岸滩采集到死亡种类6种；夏家河浴场采集到死亡种类5种；妈祖庙岸滩死亡种类仅1种。出现大量死亡的种类包括棘刺锚参、大蝼蛄虾、长竹蛏和细长竹蛏。在采集到的死亡个体中，绝大部分为近期死亡，也存在一小部分可能为早期死亡个体。

2.3 未出现死亡海洋生物的种类组成与区域分布

本次调查采集到的未出现死亡海洋生物种类有14种，隶属于4门，占采集种类的26.9%。其中软体动物种类最多，有10种，占采集种类的 19.2%；环节动物有2种，占采集种类的3.8%；节肢动物和腕足动物各1种，占采集种类的1.9%。由区域分布来看，夏家河浴场海洋生物未死亡种类最多，有9种；其次为妈祖庙岸滩，海洋生物未死亡种类有6种；红沿河岸滩海洋生物未死亡种类有4种；仙浴湾岸滩海洋生物未死亡种类有2种。海洋生物未死亡种类主要为中潮带固着或附着于礁石上以及藏匿于岩石下的种类。

3 讨 论

3.1 死亡的海洋生物特征

本次灾害事件导致大量死亡的海洋生物有棘刺锚参、大蝼蛄虾、长竹蛏和细长竹蛏，它们均在低潮带至潮下带营穴居生活；其次日本蟳、三疣梭子蟹、口虾蛄等节肢动物也出现较多死亡，死亡的以小型个体、幼体为主。此外在滩面采集到较多沙蚕类，除一部分死亡外，大多处于濒死状态，活动能力弱。而死亡的鱼类很少采集到，4个区域共采集到鱼1尾，方氏云鳚2尾，髭缟虾虎鱼幼鱼5尾。总体来看，采集到死亡的海洋生物种类数量表现为：脊索动物<环节动物<棘皮动物<软体动物<节肢动物。

死亡的海洋生物均属于生活在低潮带和潮下带的底栖生物种类。不同海域生态环境特征不同，海洋生物种类多样性、生物丰度等存在一定差异性，灾害事件发生后导致死亡生物种类、数量表现出高低差异，本次调查结果与相应岸滩的类型有一定相关性，通过调查的4个区域比较发现，红沿河岸段、夏家河浴场等水浅滩长的沙滩海域出现较多的死亡物种，仙浴湾岸滩海水较深的岩礁区域死亡的物种相对较少。其中，妈祖庙海域死亡的生物种类数量仅表现出大蝼蛄虾1种，但该物种死亡的数量较大，可能也与该生物的生活习性密不可分，大蝼蛄虾自每年11月至翌年3月为抱卵繁殖期[9]，根据国家海洋预报台发布的海温周报显示，今年死亡事件发生前海水温度较去年偏高[10]，产卵期提前，死亡事件发生时，或许正赶上大蝼蛄虾集体大面积产卵，从而导致出现了大蝼蛄虾存在数量较多死亡个体的现象。

3.2 海洋生物死亡原因探讨

通过分析，本次灾害事件中死亡的生物绝大多数为低潮带和潮下带底栖生物种类，如发生大规模化工类水质污染的中毒事件，广泛分布的各种鱼类更易产生死亡；调查中发现，类似妈祖庙附近中潮带海域礁石、砾石上短滨螺、牡蛎等生物生长良好，其他区域中潮带底栖生物的种类和数量也未发生明显降低，同时由于岸滩上大量的海洋生物存在吸引了众多海鸟停留觅食，由此可见，死亡的海洋生物未对鸟类产生危害。大连市生态环境局现场勘查监测情况表明，金普新区、瓦房店市两地水、大气、土壤未发现污染，海域水质均符合其功能区水质要求。本次现场调查获取的检测数据表明，海水水色未见异常，未发生赤潮，pH、溶解氧、盐度等基本参数均处于正常波动范围，现场采集的海水样品实验室分析结果显示，海水石油类含量为0.012～0.020 mg/L，重金属铜、铅、锌、镉、总铬、汞、砷等平均含量分别为1.21、1.09、20.1、0.325、0.0214、1.01 μg/L，均维持在正常水平，且都符合渔业水质标准。通过走访海洋生物死亡较多的红沿河沿岸周边海参养殖企业，了解到纳潮换水未影响到企业生产，所养殖海参等苗种未出现死亡现象。另一方面，新冠病毒疫情期间各类海洋工程尚未施工，没有大型海底疏浚施工进而导致生物大量死亡沉积海底遇大风海潮推送上岸的现象，也未发现化工企业存在超标排放的情况。根据相关调查信息，除大连地区以外，在辽东湾北部的锦州、营口等沿海也发现有海洋生物死亡的现象，突发性的水质污染短时间内不会导致如此大范围内的生物死亡。因此，基本排除水质污染导致海洋生物死亡的可能性。

由病害导致的海洋生物大规模死亡问题也是不可忽视的重要原因，寄生原虫、细菌、病毒以及其他病原微生物均能引起海洋生物病变死亡，以水产动物为例，其病害种类就高达200余种，病毒性疾病的暴发与流行，已成为制约海水养殖业进一步发展的重要因素[11-12]。但某种病原微生物往往通过某种或者几种贝类、虾类发病而表现出来，其发病机制与生物种质、养殖模式和养殖环境都有较大关系，并且其发病或死亡过程一般会持续一段时间或表现出一定的周期性[13]，而本次大连浅海海洋生物死亡发生在数天内，出现死亡的生物种类高达38种，由病害导致此次大规模海洋生物同时死亡的概率较低。由于死亡生物种类繁多，数量差异很大，同时根据水质检测数据判断，排除水质污染导致多种海洋生物中毒死亡。本调查中对妈祖庙以及其他区域采集到的大蝼蛄虾、鱼、大竹蛏等生物样本进行细菌性病理试验分析(结果并未在文中展示)，观察发现，死亡个体未出现任何菌落生长，初步说明死亡个体未被细菌感染。通过同种活体对照试验发现，溶菌酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性均未出现显著性变化，证明死亡个体未有疾病发生。因此，基本排除细菌病害导致的大规模死亡。

海水中的溶解氧与生命活动有着密切的联系，其含量变化又往往是反映生物生长状况的一个重要指标。海洋低氧现象会导致海洋动物大量死亡，对海洋生态系统产生不同程度的影响。由于气候变化和人类活动的影响，世界许多近岸海区发生不同程度的低氧现象，联合国环境规划署2006年的报告指出，近年来低氧区的数量呈加速上升趋势，2004年全球共有149个“死亡区”[14]，至2008年，全球报道的低氧区已超过400个，总面积超过2.45×105km2[15]。研究显示，浅海、半封闭海湾及河口更易发生低氧现象[16]。我国对海洋低氧现象的研究主要集中在长江口、珠江口海域[17-18]。近几年，黄渤海海域也有海水底层低氧现象的报道[19-22]。这些低氧现象往往发生在海水温度较高的夏季[23]，虽然有研究指出，灾难性的天气(如飓风)也能引起河口或海岸水域低氧区出现，但也同样发生在8月，并且低氧区需要2～3个月才能恢复正常[24]。一般来说，海水中溶解氧会随温度的降低而升高，研究证实，低温更有利于缺氧条件底栖生物的存活[25]，而本次灾难事件发生在2月，此时气温、水温均较低，第一时间获取事发海域海水溶解氧高达12.0 mg/L，远高于低氧的临界阈值，若是有低氧现象发生，不可能在这么短的时间内恢复到正常水平，因此，海水低氧导致该地区大量海洋生物死亡也不太可能发生。

通过以上因素的排除，导致此次大规模海洋生物死亡的原因很有可能与持续大幅降温、风浪猛烈等极端天气和海况综合因素影响有关。2020年2月14—16日，受强冷空气影响，辽宁大连气温急剧变化，伴随降雨降雪，温度由10 ℃骤降至最低-8 ℃，降温幅度达13 ℃以上，并伴有6～8级大风。辽东湾为典型的半封闭海湾，辽东湾重冰期通常发生在每年的1月中旬至2月上旬，根据海冰遥感监测通报显示，2月5—17日辽东湾海冰一般厚度5～10 cm，最大冰厚30 cm，浮冰范围46～65 km，但主要集中在辽东湾北部，辽东湾南部的大连近岸海域基本不存在大面积海冰[26]。灾害发生前，2月10—13日大连地区气温一般在3～10 ℃，大连浅海基本不存在海水结冰，随着水温升高，浅海的鱼、大蝼蛄虾等海洋生物逐渐向近岸迁移觅食或抱卵繁殖，而2月14—16日，天气突变小雨转为大到暴雪，并伴有8级大风，最低气温降至-8 ℃，国家预报观测站监测数据显示，该区域海水最低温度也很快降至-1.3 ℃[10]，局部浅海甚至更低，来不及返回深海或洞穴的鱼和大蝼蛄虾可能很快被冻死。另外，强降雨雪带来大量淡水注入，浅海区域退潮后，底栖环境发生改变，尤其是低潮带伴随着持续的强降温，残留的海水与降雨迅速结冰，将潮间带海底表面覆盖，生活在松软海泥里的长竹蛏等海洋生物可能由于无法得到氧气补充而移居到沉积物表面或者降低挖掘深度，而一些小型的海洋生物由于海底石头、海冰等阻隔无法及时随海水退去也停留在裸露的海底，较低的气温也会将其迅速冻死；涨潮时，大风(8级以上)伴随海浪也会将残留海底的生物推上岸滩，甚至穴居的生物也会被石头、海冰等硬物推挤出来，加之浪潮翻卷作用一并推到岸上，导致了大量海洋生物死亡的现象。此次调查的夏家河浴场、红沿河岸滩以及妈祖庙沿岸属于浅海长滩，水较浅，海底海洋生物相对来说更容易受到强降温、降雨雪以及风浪的影响，表现出较多的生物死亡种类和数量，而调查的仙浴湾海域水较深，受此次降温天气影响较小，生物死亡种类和数量较少。不同物种耐受低温和抗击海浪的能力不同，体型较大、活动能力强的生物更有能力逃避，从而表现出相对较低的死亡率，这也与实际调查的结果较为一致。类似的海洋生物死亡事件也曾有过少量报道，2010年受持续寒潮、大风、降温影响，渤海沿岸曾遭遇过40年来最严重的冰冻灾害，造成锦州、潍坊等地区的浅海和滩涂养殖贝类、海参等生物大量死亡[27-28]。因此，推测涨退潮过程中大风大浪短时间内改变了浅海海洋生物栖息地环境，并使其无法逃离，在强降温、强降雨雪的作用下导致了此次灾害事件的发生。由于无法获取事发时相关调查数据，极端低温、降雨雪等过程对鱼类、贝类等海洋生物的影响机制尚不明确，是否完全由自然因素引起的仍需进一步深入探究。

3.3 管理对策与建议

随着互联网和信息化产业的飞速发展，人们对类似海洋生物死亡的事件关注度越来越高，相关部门须加大管理力度与应对措施。本次突发性强降温天气导致了较大面积的浅海海洋生物死亡，岸滩上出现了大量的死亡生物以及贝壳等，调查发现，海洋生物大部分已腐烂，建议尽快开展岸滩清理工作，避免随着潮水的冲刷导致局部海水污染和产生海洋垃圾，同时加强宣传，防止市民误食而产生中毒事件和新的海洋疫情。下一步农业农村部和生态环境部应根据天气预报，针对灾害常发海域以及敏感区域持续加强沿海生态系统健康监测，尤其是定期跟踪浅海潮间带区域海洋生物群落变化，准确评估本次强降温天气对海洋生物的损害程度，并及时发布有关信息。根据本次灾害的损害程度，适当划定临时管控区，禁止捕捞和相关渔业生产，加强渔业资源环境保护与生态修复，逐步恢复受损的海洋生态系统。当前全球气候变化和自然灾害不断发生的背景下，政府更应该进一步提高警惕，加强宣传教育与科学研究，通过建立重大课题探究类似事件的产生机制与防治措施，及时公布相关信息，保持社会稳定发展。

4 结 论

通过对大连浅海局部区域海洋生物死亡事件的现场调查与分析，事发海域4个地点共采集到10门52种海洋生物，具体表现为软体动物(16种)>节肢动物(15种)>环节动物(7种)>棘皮动物(5种)>脊索动物(4种)>其他门类(各1种)，其中未出现死亡的种类有14种，出现死亡的种类有38种，棘刺锚参、大蝼蛄虾、长竹蛏和细长竹蛏死亡量尤为明显。经分析，排除了水质污染、病害疾病以及局部低氧等导致本次大规模海洋生物死亡的可能，大风条件下的极端海况改变了浅海海洋生物栖息地环境，使其无法逃离，短时间内大幅降温、降雪的共同作用是此次灾害事件发生的主要原因；相关政府管理部门应进一步加大管理力度和应对措施，防止类似突发性海洋生物死亡事件的发生。