吉啟軒，趙新偉，章志

江蘇省海涂研究中心，江蘇南京210036

江蘇海域滸苔時(shí)空分布特征及對(duì)海洋環(huán)境的影響

吉啟軒，趙新偉，章志

江蘇省海涂研究中心，江蘇南京210036

綠潮作為一種新型生態(tài)災(zāi)害自2007年以來(lái)在江蘇沿岸海域頻繁發(fā)生，對(duì)江蘇海洋生態(tài)環(huán)境造成影響?；?014年MODIS數(shù)據(jù)，分析獲得江蘇綠潮發(fā)生時(shí)間、面積、影響范圍及漂移路徑。結(jié)果表明：綠潮最早發(fā)生于四月下旬，滸苔在2014年5月生長(zhǎng)增殖速度最快，覆蓋面積達(dá)到全年最大值。2014年6月至7月綠潮進(jìn)入爆發(fā)期，8月逐漸衰退，9月中旬在遙感影像上趨于消亡并處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。滸苔無(wú)毒并具有一定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但綠潮爆發(fā)改變海洋原有生態(tài)環(huán)境，造成生態(tài)系統(tǒng)紊亂，對(duì)海洋漁業(yè)生產(chǎn)造成影響。滸苔堆積氧化變質(zhì)亦對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染進(jìn)而發(fā)生次生災(zāi)害。開(kāi)展?jié)G苔無(wú)害化處理及資源化利用是解決滸苔爆發(fā)引發(fā)一系列環(huán)境問(wèn)題的有效途徑。

江蘇沿海；滸苔；綠潮

滸苔（Enteromorpha prolifera）俗稱(chēng)苔條，苔菜屬綠藻門(mén)石莼科滸苔屬。藻體草綠色，廣泛分布在河口、灘涂、海陸結(jié)合部等生境中。綠潮是由海水中某些大型綠藻（如滸苔）在一定時(shí)期內(nèi)爆發(fā)性增殖，高密度大規(guī)模聚集而形成的藻華現(xiàn)象。近年來(lái)，世界范圍內(nèi)綠潮現(xiàn)象頻繁爆發(fā)，尤其是在中低緯度半封閉型海灣。日本東京灣、西班牙Cadiz海灣和Palmones河口、法國(guó)布列塔尼海岸均受到綠潮災(zāi)害的影響［1-3］。國(guó)家海洋局發(fā)布的《中國(guó)海洋災(zāi)害公報(bào)》顯示，2008年5～8月，黃海海域暴發(fā)的滸苔災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失13.22億元，2009年發(fā)生的滸苔災(zāi)害對(duì)山東省造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)6.41億元。2007年至今，江蘇近岸海域連續(xù)8年發(fā)生綠潮災(zāi)害，并具有分布面積廣，覆蓋范圍大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。綠潮發(fā)生對(duì)江蘇近岸海域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響，破壞海洋環(huán)境并間接對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)造成影響。

2014年4月份開(kāi)始，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心聯(lián)合國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心開(kāi)展了基于衛(wèi)星影像資料的綠潮遙感監(jiān)測(cè)工作。運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)綠潮發(fā)生，發(fā)展進(jìn)行大范圍監(jiān)測(cè)和預(yù)警，突破了以往江蘇省單純依靠船舶等傳統(tǒng)方式采樣估測(cè)的局面，為江蘇省近岸海域綠潮災(zāi)害現(xiàn)象獲得更為精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果和數(shù)據(jù)資料。

本研究在以往學(xué)者研究基礎(chǔ)之上，對(duì)江蘇省近岸海域綠潮發(fā)生情況作出更精準(zhǔn)的描述。江蘇、山東兩省是我國(guó)沿海中、低緯度區(qū)域近年來(lái)頻繁遭受綠潮災(zāi)害的省份，雖然山東省在滸苔研究和資源化利用等方面走在全國(guó)前列，但是山東省與江蘇省近岸海洋環(huán)境存在顯著差別，在自然環(huán)境（海岸質(zhì)地、地貌，物種組成等），海洋功能區(qū)劃，海洋發(fā)展規(guī)劃等方面均有各自特色。因而，作者結(jié)合江蘇省獨(dú)特的近岸海洋環(huán)境，分析綠潮災(zāi)害對(duì)江蘇省海洋生態(tài)環(huán)境及海洋漁業(yè)生產(chǎn)造成的影響具有重要意義。為下一步江蘇省解決綠潮發(fā)生問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)滸苔在江蘇的資源化利用及制定相關(guān)政策法規(guī)供參考依據(jù)。

1 2014年江蘇省滸苔時(shí)空分布特征分析

圖1 滸苔衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.1 Distribution of Enteromorpha prolifera monitored with remote sense satellite

根據(jù)國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2014年4月30日在江蘇鹽城和南通交接海域發(fā)現(xiàn)帶狀滸苔分布，覆蓋面積34 km2。選取2014年有代表性的4期數(shù)據(jù)進(jìn)行展示（如圖1所示）。由監(jiān)測(cè)結(jié)果得出，2014年南黃海綠潮發(fā)生周期為“出現(xiàn)→迅速發(fā)展→爆發(fā)→持續(xù)→衰退→消亡”。綠潮發(fā)生初期滸苔聚集密度、面積、范圍較小，之后，受溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度上升等因素影響，綠潮覆蓋面積先于分布面積達(dá)到年度最大值。滸苔在2014年5月生長(zhǎng)增殖速度最快，2014年5月21日至5月27日滸苔覆蓋面積發(fā)生激增，由350 km2增大至2200 km2，主要分布于鹽城濱海沿岸海域，并逐漸覆蓋連云港、日照海域。

2014年6月至7月，滸苔分布面積持續(xù)擴(kuò)大，覆蓋面積趨于穩(wěn)定，在800～1000 km2浮動(dòng)。6月10日滸苔分布面積為17000 km2，6月30日分布面積約為38000 km2。2014年6月滸苔主要分布在鹽城至青島海域。7月1日至14日，南黃海滸苔分布面積和范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并于7月14日達(dá)到全年最大值，南通至威海海域均有分布。8月以來(lái)滸苔密度逐步降低，覆蓋面積和分布面積逐漸減小。2014年9月20日以后滸苔在衛(wèi)星影像資料上顯示消亡并趨于穩(wěn)定狀態(tài)。2014年南黃海滸苔監(jiān)測(cè)最大覆蓋面積為2200 km2，發(fā)生于5月26日，最大分布面積為73000 km2，發(fā)生于7月14日。由此可推斷，5月至7月為南黃海滸苔爆發(fā)期。

2 綠潮對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)影響

滸苔對(duì)環(huán)境適應(yīng)、繁殖能力極強(qiáng)，隨海流和風(fēng)向漂流并生長(zhǎng)，由2014年監(jiān)測(cè)結(jié)果可得出，正常情況下滸苔20 d即能大規(guī)模繁殖。滸苔爆發(fā)形成的綠潮災(zāi)害對(duì)江蘇近岸海洋環(huán)境影響不容忽視。滸苔高密度聚集對(duì)原有海洋生態(tài)系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)（群落結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)物種組成，物種多樣性），營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（物質(zhì)循環(huán)及能量流動(dòng)）均有直接影響，并會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

以江蘇省近岸海域浮游植物群落為例，浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中主要的初級(jí)生產(chǎn)者，雖然只占地球生物圈初級(jí)生產(chǎn)者生物量0.2%，卻為地球提供近一半的初級(jí)生產(chǎn)量［4］。浮游植物作為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)是海洋食物鏈重要組成部分，是海洋生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的積極參與者。江蘇省近岸浮游動(dòng)物種類(lèi)和數(shù)量以硅藻門(mén)居首位，其次是甲藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、金藻門(mén)等。夏季江蘇省近岸浮游植物優(yōu)勢(shì)種為：硅藻門(mén)輻射圓篩藻（Coscin odiscusradiatus Ehrenberg）、虹彩圓篩藻（Coscinodiscus oculusiridis）、格氏圓篩藻（Coscinodiscus granii Gough）、中肋骨條藻（Skeletonema costatum Cleve）、布氏雙尾藻（Ditylum brightwelii Grunow）、菱形海線(xiàn)藻（Thalassionema nitzschioides Grunow）以及甲藻門(mén)三角角藻（Ceratium tripos Nitjsch）、梭角藻（Ceratium tripos Nitjsch）［5］。其中硅藻門(mén)圓篩藻、角毛藻、菱形海線(xiàn)藻、布氏雙尾藻的細(xì)胞個(gè)體較大，生物量高并為江蘇近岸海域土著種，在江蘇省近岸海水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈及物質(zhì)能量循環(huán)中占據(jù)重要位置，對(duì)維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，功能良好運(yùn)行以及生態(tài)過(guò)程完整啟關(guān)鍵作用，是眾多浮游動(dòng)物及魚(yú)類(lèi)的食物來(lái)源。

張雪等研究表明，滸苔高密度聚集會(huì)明顯抑制硅藻生長(zhǎng)，導(dǎo)致其細(xì)胞豐富度顯著降低。滸苔鮮組織內(nèi)存在克生物質(zhì)，對(duì)單細(xì)胞的硅藻產(chǎn)生了明顯的克生作用［6］。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，5月至7月為江蘇滸苔爆發(fā)期，此段時(shí)間正值夏季，因此，從生態(tài)學(xué)角度來(lái)說(shuō)，滸苔優(yōu)于其他藻類(lèi)的繁殖增長(zhǎng)速度，抑制了原本環(huán)境中優(yōu)勢(shì)物種生存。江蘇綠潮爆發(fā)會(huì)在發(fā)生期內(nèi)導(dǎo)致本土浮游植物優(yōu)勢(shì)種，建群種種類(lèi)減少，數(shù)量下降甚至出現(xiàn)短期消亡。綠潮爆發(fā)期間，滸苔搶占其他物種生態(tài)位，改變?cè)辑h(huán)境浮游植物群落結(jié)構(gòu)，使其物種多樣性下降，優(yōu)勢(shì)種單一，破壞群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并引發(fā)連鎖反應(yīng)，威脅在食物鏈上與浮游植物相關(guān)的其他物種生存，如部分浮游動(dòng)物，以及以浮游生物為食的魚(yú)類(lèi)，甲殼類(lèi)等。從而改變海洋生態(tài)環(huán)境物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生紊亂。并且，在單一生境下，一旦滸苔發(fā)生病變或大面積腐敗將不利于采取有效隔離、控制措施，危害程度不可小覷。

3 綠潮對(duì)海洋漁業(yè)生產(chǎn)影響

江蘇省漁業(yè)資源豐富，2013年水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)510萬(wàn)噸，漁業(yè)產(chǎn)值1330億元，漁業(yè)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值超2000億元。江蘇省海州灣漁場(chǎng)、長(zhǎng)江口漁場(chǎng)為我國(guó)知名漁場(chǎng)，呂四漁場(chǎng)更名列中國(guó)四大漁場(chǎng)之一，是重要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)小黃魚(yú)、大黃魚(yú)、銀鯧、馬鮫魚(yú)、鰳魚(yú)等的產(chǎn)卵場(chǎng)。研究表明，江蘇省優(yōu)良漁場(chǎng)集群與豐富的浮游動(dòng)物資源作為漁場(chǎng)餌料密切相關(guān)。江蘇省主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵期與近海浮游動(dòng)物數(shù)量高峰期出現(xiàn)時(shí)間相吻合。主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵期一般在4～8月，浮游動(dòng)物在夏季生物量最高。江蘇近岸浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、中華哲水蚤（Calanus sinicus）、中華假磷蝦（Pseudeuphausia sinica）、強(qiáng)壯箭蟲(chóng)（Sagittacrassa）［7］。撓足類(lèi)、磷蝦類(lèi)、糠蝦類(lèi)等多為仔、稚魚(yú)的優(yōu)良餌料。

由2014年江蘇省滸苔監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，在時(shí)間上滸苔發(fā)生、增長(zhǎng)、爆發(fā)期與江蘇省主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵期及浮游動(dòng)物數(shù)量高峰期重疊并呈現(xiàn)一直趨勢(shì)，均在每年4～8月。由此可推斷滸苔爆發(fā)會(huì)威脅江蘇沿海海洋浮游生物的生存空間，尤其是在綠潮覆蓋海域，浮游動(dòng)物生境短期內(nèi)遭受劇烈變化，一旦物種組成和數(shù)量發(fā)生變化并驟減，將直接影響漁業(yè)生產(chǎn)的餌料來(lái)源，進(jìn)而會(huì)在綠潮發(fā)生期內(nèi)對(duì)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)造成干擾和損害。

此外，海參、鮑魚(yú)和貝類(lèi)養(yǎng)殖是漁業(yè)生產(chǎn)高端產(chǎn)品。滸苔在短期內(nèi)激增耗氧極易使海參等水產(chǎn)窒息死亡。滸苔腐爛分解后產(chǎn)生的氨氮、硫化物對(duì)海洋生物具有急性毒性，特別是在封閉、半封閉的養(yǎng)殖海域。

4 綠潮產(chǎn)生的次生災(zāi)害

滸苔營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，富含多種氨基酸屬優(yōu)質(zhì)蛋白，一旦堆積腐爛會(huì)生成大量毒素侵入生態(tài)環(huán)境中，主要表現(xiàn)在以下方面：其死亡腐爛釋放有毒有害氣體，主要成分為（硫化物、氨氮、甲烷），造成大氣環(huán)境污染，散發(fā)惡臭，不利于在海邊生產(chǎn)、生活、旅游人群身心愉悅及健康。滸苔大面積堆放，腐敗變質(zhì)亦造成濱海景觀污染，沙灘巖石等旅游景觀因被腐蝕，外觀顏色改變，損害景區(qū)美學(xué)價(jià)值，干擾旅游觀光，影響受災(zāi)地區(qū)濱海旅游業(yè)發(fā)展。滸苔堆積物腐敗變質(zhì)后如不及時(shí)清理，有毒有害物質(zhì)將進(jìn)入海水中危害海洋動(dòng)植物及人類(lèi)健康。在對(duì)滸苔進(jìn)行集中清理時(shí)，往往調(diào)動(dòng)大量卡車(chē)裝載運(yùn)輸，如事先不對(duì)滸苔進(jìn)行壓縮除去海水，在車(chē)隊(duì)運(yùn)輸過(guò)程中海水滲漏亦會(huì)對(duì)沿途道路、橋梁造成腐蝕。

目前，山東省在滸苔資源化利用方面取得顯著成果，2014年山東省已建立滸苔資源高值化利用基地。山東省海大生物集團(tuán)研發(fā)多項(xiàng)滸苔產(chǎn)品，使用范圍涉及園林園藝、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，逐步走向滸苔資源高值化利用。海大生物集團(tuán)生產(chǎn)形成高端綠藻糖肽生物制品、新型海藻有機(jī)水溶肥料、海藻顆粒肥系列等，其中主營(yíng)產(chǎn)品海藻生物肥料“海狀元818”獲得山東省著名商標(biāo)，中國(guó)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)品牌，實(shí)現(xiàn)了滸苔的變廢為寶。江蘇省根治綠潮災(zāi)害需一定時(shí)間，在探索方法的道路上，對(duì)滸苔進(jìn)行科學(xué)處理和資源化利用是解決綠潮災(zāi)害發(fā)生帶來(lái)諸多問(wèn)題的有效途徑。

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SpatialandTemporalDistributionCharacteristicoftheEnteromorphaprolifera intheJiangsuCoastalAreaandTheirInfluenceontheEcologicalEnvironment

JI Qi-xuan，ZHAO Xin-wei，ZHANG Zhi
Jiangsu Tidal Flat Research Center of SOA，Nanjing 210036，China

As a new kind of ecological disaster，the green tide has been a kind of frequent natural disaster since 2007 in the Jiangsu coastal area which has made great differences in the marine ecological environments of Jiangsu Province.According to the MODIS Data of 2014 we can get the information of the green tide of Jiangsu Province，such as the occurred time，the area，the effect area and the drift path.The results show that the green tide has happened in the late-middle of April at the earliest time and in May 2014，the multiplication rate of the Enteromorpha prolifera is the fastest and the cover area is the maximum of the whole year.From June 2014 to July 2014，the green tide has been in the outbreak period and in August 2014 it is declining while in the middle of September，it is in the dying and stable state on the remote sensing image.The Enteromorpha prolifera is non-poisonous and it also has the nutritional value.However，the outbreak of the green tide will change the original ecological environment of the sea which will not only cause a marine ecosystem disorder but also affect the marine fishery production.The oxidative deterioration of the Enteromorpha prolifera will also pollute the environment and cause a secondary disaster.The bio-safety disposal and the optimization of resource distribution are the efficient path to solve the series of problems caused by the outbreak of the Enteromorpha prolifera.

Jiangsu coastal area；Enteromorpha prolifera；green tide

Q914.82

A

1000-2324（2015）01-0061-04

2014-10-11

2014-10-22

國(guó)家海洋公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（201205005）

吉啟軒（1987-），女，江蘇南京人，碩士，工程師.研究方向：海洋生態(tài)學(xué).E-mail：jiqixuan2008@163.com