鄧邦平,劉材材,徐韌,張昊飛,張正龍
(1.國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心 上海 200137;2.海洋赤潮災害立體監(jiān)測技術與應用國家海洋局重點實驗室 上海 200090)
滸苔(Enteromorphaprolifera(Müller)J.Ag.)隸屬于綠藻門、石莼科、滸苔屬,是引起南黃海綠潮暴發(fā)的關鍵種類。滸苔屬是我國海洋野生植物中極為豐富的大型藻類,它廣泛地分布于中、低潮區(qū)的砂礫、巖石、灘涂和石沼海岸中。國內外很多學者對其形態(tài)分類、生物學特征、利用價值及危害、環(huán)境適應性特性及暴發(fā)的生態(tài)背景條件進行了研究[1-4],但針對其與海水養(yǎng)殖關系系統調查研究尚未見報道。本研究在2012年12月至2013年5月對江蘇近岸各海水高位養(yǎng)殖區(qū)和紫菜養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻分布狀況的基礎上(圖1),分析了綠潮暴發(fā)原因及對海水養(yǎng)殖的影響,并提出防控綠潮暴發(fā)對策,為海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與科學管理和海洋典型生態(tài)現象研究提供技術支撐和參考服務。
養(yǎng)殖池塘:根據江蘇沿海養(yǎng)殖池塘的密度,隨機選取8個區(qū)域39個養(yǎng)殖池塘及其配套的蓄水池進行綠潮藻調查,分析漂浮綠潮藻的形態(tài)、種類及生物量,并對水體中綠潮藻繁殖體進行培養(yǎng)分析。
紫菜養(yǎng)殖區(qū):每個區(qū)域隨機選擇8臺以上紫菜筏架,各隨機采集1 m 長纜繩上的綠潮藻,樣品冷藏保存,及時送實驗室測定綠潮藻種類和生物量,并根據養(yǎng)殖面積和每畝纜繩長度估算出該養(yǎng)殖區(qū)域纜繩上綠潮藻總量。同時,對養(yǎng)殖水體中綠潮藻繁殖體進行培養(yǎng)分析(圖1)。
圖1 江蘇沿岸養(yǎng)殖池塘和主要紫菜養(yǎng)殖區(qū)調查位置
江蘇海岸線漫長,從連云港至啟東陸地岸線長約730km,有廣闊的海涂、淺海,并且擁有幾百萬畝的輻射沙洲,具備得天獨厚的海水養(yǎng)殖資源。自1994年提出發(fā)展“海上蘇東”口號以來,江蘇海水養(yǎng)殖產業(yè)得到了迅猛發(fā)展,尤其是沿海岸帶海水高位養(yǎng)殖和灘涂沙洲的紫菜養(yǎng)殖,1995-2011年江蘇海水養(yǎng)殖面積及產量呈現大幅增加趨勢(圖2),2011年海水養(yǎng)殖面積20.1萬hm2,產品產量為142.08萬t,產值達279.56億元[5]。然而,近年來綠潮藻的暴發(fā)給海水養(yǎng)殖業(yè)帶來了嚴峻挑戰(zhàn),使養(yǎng)殖業(yè)蒙受巨大經濟損失,也給生態(tài)環(huán)境帶來巨大影響。
圖2 1995-2011年江蘇海水養(yǎng)殖面積及產量
2.1.1 海水高位養(yǎng)殖
海水高位養(yǎng)殖是在海邊灘涂或陸地上人工建造養(yǎng)殖池,然后將符合養(yǎng)殖標準的海水抽到池內進行養(yǎng)殖活動[6],是人類合理開發(fā)利用海洋海岸帶資源和生物資源、發(fā)展海洋水產業(yè)的重要途徑之一。目前,江蘇內陸水面173.3萬hm2余,養(yǎng)殖面積56.8萬hm2,海水高位養(yǎng)殖主要養(yǎng)殖貝類、甲殼類、魚類等。調查發(fā)現每年養(yǎng)殖池塘為了防止綠潮藻暴發(fā),需要投放化學試劑對養(yǎng)殖水體進行處理,并且一旦綠潮藻生長,主要采取人力打撈減少對養(yǎng)殖的負面影響,養(yǎng)殖池塘的蓄水池每年均能發(fā)現綠潮藻生長。
2.1.2 紫菜養(yǎng)殖
江蘇從20 世紀70 年代初開始條斑紫菜生產,80年代中期引進日本的紫菜養(yǎng)殖和加工技術后,產量和品質直線上升,統計表明2011年產量近2.6萬t[5]。2012年紫菜養(yǎng)殖面積以東沙和竹根沙為最大,近1.5 萬hm2,連云港海域將近1萬hm2,鹽城約0.8萬hm2,南通約1.1萬hm2,整個江蘇紫菜養(yǎng)殖總面積近4.4萬hm2,相當于2003年的4.4倍[7]。2003-2012年紫菜養(yǎng)殖面積統計表明,江蘇2006 年以來紫菜養(yǎng)殖規(guī)模處于穩(wěn)定期,養(yǎng)殖面積變動幅度不大(圖3),紫菜主要養(yǎng)殖區(qū)位于東沙、竹根沙、連云港、鹽城及南通區(qū)域,每年均能在養(yǎng)殖設施上發(fā)現綠潮藻。
圖3 2003-2012年江蘇海水紫菜養(yǎng)殖面積變化
2.1.3 綠潮藻分布狀況
形成綠潮的滸苔屬植物的適應力非常強,是廣溫性、廣鹽性及適應廣泛光照范圍的綠藻。本次對江蘇沿岸高塘養(yǎng)殖池塘、養(yǎng)殖池塘蓄水池和近海紫菜養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻分布、生長情況調查結果表明:①經過化學藥物處理的養(yǎng)殖池塘,沒有發(fā)現綠潮藻,未經處理的蓄水池和池塘出現了綠潮藻生長,蓄水池的水是直接從近岸海域水體水泵抽送進來的,由此可見綠潮藻孢子在江蘇近岸水體中是廣泛存在的;②紫菜養(yǎng)殖區(qū)域在整個調查過程中,均有成體綠潮藻出現,并且隨著氣溫升高,數量逐漸增多,在4月開始大量暴發(fā)增殖(表1)。
表1 2012年12月-2013年5月江蘇沿岸海水養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻分布調查結果統計
綠潮藻生命力極強且繁殖迅速,具有很強的黏附性和耐著能力,以其光合補償點低的生態(tài)特性對其他光合補償點較高的藻類具有很強的競爭殺傷力,目前綠潮藻已成為紫菜栽培網簾、纜繩和竹竿上最常見的大型綠藻種類,并成為紫菜栽培的主要敵害,影響紫菜的產量和品質,增加了管理成本,使紫菜行業(yè)蒙受較大的經濟損失;高位池塘養(yǎng)殖一旦遭其襲擾,其養(yǎng)殖海產品個體比正常偏小,產量也會低[3],綠潮藻死亡后沉入水底,嚴重影響?zhàn)B殖水體水質,嚴重的會造成養(yǎng)殖生物大面積死亡,同時綠潮藻大量漂浮后人工打撈費時費力,并且效果不佳,不但增加了人力、物力、財力的支出,而且也破壞了海水養(yǎng)殖生態(tài)景觀。
近年來,南黃海滸苔每年都有不同程度的暴發(fā),很多學者對其成因進行了研究和推測??傮w而言,滸苔作為一種大型藻類,形成規(guī)模的大量滋生需要充足的物質基礎(營養(yǎng)鹽)、適宜的水文氣象條件(溫度、鹽度、pH 值、光照等)和一定物理環(huán)境條件(附著基等)。研究表明:滸苔對海水溫度、鹽度、pH 值和光照強度的適應范圍分別為10~30℃、7.2~53.5、6~9、1 000 ~10 000lx;最適范圍分別為15~25℃、20.2~26.9、7~9、5 000~6 000lx[8],也有專家認為滸苔的最適生長溫度是20~25 ℃[9]。溫度、鹽度和光照強度三者對條滸苔生長存在顯著的交互效應[10],并且充足的營養(yǎng)鹽是綠潮發(fā)生的物質基礎[4],有學者認為2008年南黃海滸苔暴發(fā)的最根本的原因是近岸海域存在嚴重的富營養(yǎng)化[3],另外在海洋環(huán)境及降水、光照等水文氣象條件有關誘因作用下,才可能暴發(fā)性增殖[11]。而江蘇海水高位養(yǎng)殖,為近岸水體輸送了大量的陸源污染物和營養(yǎng)物質;大面積的紫菜養(yǎng)殖所必須的網簾、竹竿和纜繩等,為滸苔生長提供了附著基,這些為滸苔的暴發(fā)提供了條件。
通過對2013年4月各養(yǎng)殖區(qū)纜繩上綠潮藻量調查分析發(fā)現,東沙、竹根沙和蔣家沙3 個紫菜養(yǎng)殖區(qū)纜繩上綠潮藻量最多,占整個紫菜養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻總量的90%以上,其中以東沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)居首位,達2 900t余。若再考慮竹竿和網簾上的綠潮藻,這一數量會更大。
近岸海域的富營養(yǎng)化來源于兩個方面:其一是河流徑流將陸地各種污染物質(包括濫用過量的化肥)攜帶入海;其二是近岸海水養(yǎng)殖自身污染物的排海。政府、養(yǎng)殖戶和企業(yè)組織應齊心協力,增強環(huán)境保護意識,控制引起海水富營養(yǎng)化物質排放是治理海洋污染的重要環(huán)節(jié)。
深入開展江蘇海水養(yǎng)殖容量評估和潛力挖掘,優(yōu)化海水養(yǎng)殖結構。養(yǎng)殖容量可定義為:單位水體內在保護環(huán)境、節(jié)約資源和保證應有效益等各個方面都符合可持續(xù)發(fā)展要求的最大養(yǎng)殖量[12],力求在有限的空間內,實現資源效益最大化,縮小潛在養(yǎng)殖污染面,發(fā)展高污染海產品的替代養(yǎng)殖品種。
據悉2003年2月15日江蘇紫菜協會已在南京成立,故應該充分發(fā)揮協會作用,進一步整合養(yǎng)殖資源,提高全省紫菜行業(yè)發(fā)展組織化程度,提高生產技術水平和產品質量,開拓國際國內市場,穩(wěn)步發(fā)展紫菜產業(yè)。調查表明,紫菜養(yǎng)殖過程中,綠潮藻主要附著在纜繩上,竹竿和網簾上相對較少。加強養(yǎng)殖纜繩材料的研究,尋找綠潮藻附著率低的替代品,也是減少滸苔大面積暴發(fā)的一個有效途徑。
目前,大多養(yǎng)殖戶一般采用潑灑硫酸銅、噴涂鹽酸、含氯消毒劑等化學藥品或者人工撈取的辦法防治綠潮藻。但是化學方法專一性差,容易造成二次污染和有毒化學物質富集。物理方法則耗時耗力,處理能力有限,一旦出現滸苔大暴發(fā)仍舊束手無策。有專家曾用各種無害有益微生物和非生物的制劑對滸苔作過殺滅試驗,發(fā)現微生物制劑能抑制滸苔的瘋長,高濃度的微生物制劑對滸苔有殺滅作用[3],科研工作者應該積極探索生物防治途徑,對滸苔的治理切忌防止對海洋環(huán)境造成二次污染。
滸苔含有許多人體必需的營養(yǎng)成分,不但作為沿海人民的食用藻類,還廣泛地應用于醫(yī)藥、化工、紡織和國防工業(yè)[13],在日本、英國、新西蘭等許多國家已有了產業(yè)化的發(fā)展。而我國滸苔品種混雜,純度不高,加工技術低,尚未形成規(guī)?;罴庸ぎa業(yè)。近年來滸苔的巨大繁殖能力和產量表明,加強滸苔的資源化利用是非常具有潛力的,滸苔的開發(fā)利用也必將促進其人工栽培業(yè)的發(fā)展,很有希望像海帶、紫菜一樣帶來巨大的經濟效益[14]。
2008年以來,南黃海綠潮頻繁暴發(fā),赤潮、水母旺發(fā)也時有發(fā)生,預示著在全球氣候變暖的大背景下,海洋生態(tài)環(huán)境也在發(fā)生某些變化,提醒人們要增強海洋環(huán)境保護意識,做好相應的海洋災害預警預報工作,同時應該站在全球變化的高度,探索南黃海生態(tài)系統的演變規(guī)律及趨勢,為更好應對生態(tài)災害提供保障。
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