摘要：文章通過(guò)對(duì)2001—2020年天津近岸海域發(fā)生的赤潮進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)天津近岸海域赤潮發(fā)生呈現(xiàn)高頻次小規(guī)模的特征。2012—2020年赤潮年度累計(jì)持續(xù)天數(shù)大體呈增加趨勢(shì)，這主要是受DIP控制。夏季是赤潮高發(fā)期，尤其是6月和8月，單次赤潮過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。天津近岸海域赤潮肇事種主要是夜光藻、中肋骨條藻和尖刺偽菱形藻，這3種藻類在時(shí)間上有交替成為肇事種的特征，這主要與它們對(duì)水文環(huán)境的適應(yīng)性相關(guān)。有毒赤潮主要集中在6—9月暴發(fā)，9月暴發(fā)的赤潮多為有毒赤潮，天津近岸海域有毒赤潮種多為多環(huán)旋溝藻和米氏凱倫藻。

關(guān)鍵詞：天津近岸海域;赤潮;赤潮肇事種;有毒赤潮

中圖分類號(hào)：X55;P7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-9857（2024）04-0106-08

赤潮是海洋中的一些微藻、原生動(dòng)物或細(xì)菌在一定環(huán)境條件下暴發(fā)性增殖或聚集達(dá)到某一水平，引起水體變色或?qū)Ｑ笾衅渌锂a(chǎn)生危害的一種生態(tài)異?，F(xiàn)象[1]。21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)沿海地區(qū)人類活動(dòng)日益增強(qiáng)，赤潮災(zāi)害在沿海地區(qū)頻發(fā)[2-4]，造成了數(shù)十億元的經(jīng)濟(jì)損失，赤潮災(zāi)害已成為沿海地區(qū)主要的生態(tài)災(zāi)害之一[2]。

近年來(lái)，環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈迅速發(fā)展，隨著城市化的推進(jìn)、港口航運(yùn)業(yè)和漁業(yè)的繁榮，天津近岸海域和上游的污染物排放量不斷增加，水質(zhì)污染嚴(yán)重[5]。由于半封閉的地理特征，水體流動(dòng)性和自凈能力差，不利于污染物擴(kuò)散和降解，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度日益加重。諸多原因?qū)е绿旖蚪逗Ｓ虺喑鳖l發(fā)[6]，赤潮嚴(yán)重干擾和破壞原有生態(tài)平衡，食物鏈的破壞、生存資源的搶奪、有毒赤潮生物分泌的毒素，嚴(yán)重威脅海洋生物和人類的生存健康，造成經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)恐慌[7-14]。

本研究在對(duì)天津近岸海域20年赤潮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理的基礎(chǔ)上，分析赤潮時(shí)間、規(guī)模及肇事種生物等特征，探究20年來(lái)天津近岸海域赤潮暴發(fā)規(guī)律，為天津近岸海域的海洋防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

天津近岸海域位于渤海灣西部，是薊運(yùn)河、潮白新河、永定新河、海河、子牙新河等眾多河流的匯合處和入?？?。該海域?qū)儆诔喑倍喟l(fā)敏感性區(qū)域，主要為生產(chǎn)和旅游用海，一旦赤潮暴發(fā)，不僅破壞水體生態(tài)環(huán)境，還會(huì)危害旅游業(yè)和人類健康。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源和分析方法

天津近岸海域赤潮事件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料來(lái)源于自然資源部天津海洋中心，包括2012—2020年赤潮期間表層海水最大活性磷酸鹽（DIP），2010—2020年赤潮起始和消亡時(shí)間，2001—2020年赤潮發(fā)生面積、赤潮肇事種、是否有毒等。

表層水溫的監(jiān)測(cè)主要依據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第4部分：海水分析》（GB17378.4-2007）中的表層水溫表法。

DIP的監(jiān)測(cè)主要依據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第4部分：海水分析》（GB17378.4-2007）中的磷鉬藍(lán)分光光度法。

赤潮生物的監(jiān)測(cè)主要依據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第7部分：近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測(cè)》（GB17378.7-2007）中的個(gè)體計(jì)數(shù)法，使用卡蓋式采水器采集0～5m表層海水，加碘液固定，于實(shí)驗(yàn)室使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行鏡檢。赤潮生物形成赤潮的基準(zhǔn)密度和是否有毒主要依據(jù)《赤潮監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（HY/T069-2005）。

在赤潮月際變化特征分析時(shí)，部分赤潮過(guò)程跨月發(fā)生，其發(fā)生次數(shù)和面積分別計(jì)入各月，因而逐月累計(jì)赤潮發(fā)生次數(shù)及面積大于實(shí)際赤潮發(fā)生的次數(shù)及面積。

2 結(jié)果與討論

2.1 時(shí)間變化特征

2.1.1 年際變化

為更清晰地顯示赤潮發(fā)展趨勢(shì)，將2001—2020年平均分為4個(gè)時(shí)間段進(jìn)行分析：第一個(gè)時(shí)間段為2001—2005年，第二個(gè)時(shí)間段為2006—2010年，第三個(gè)時(shí)間段為2011—2015 年，第四個(gè)時(shí)間段為2016—2020年。對(duì)天津近岸海域赤潮發(fā)生次數(shù)和面積分4個(gè)時(shí)間段進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（圖1）。從赤潮發(fā)生次數(shù)看，每個(gè)時(shí)間段平均發(fā)生11.5次，其中第四個(gè)時(shí)間段發(fā)生15次，達(dá)到最高水平，整體變化呈波動(dòng)趨勢(shì)。從赤潮發(fā)生面積看，平均發(fā)生面積為1540km2，其中第二個(gè)時(shí)間段發(fā)生面積為2305km2，占總累計(jì)發(fā)生面積的37.4%，達(dá)到最高水平;第四個(gè)時(shí)間段發(fā)生面積為722km2，占總累計(jì)發(fā)生面積的11.7%，達(dá)到最低水平，整體呈下降趨勢(shì)。

對(duì)2010—2020年天津近岸海域每年度赤潮累計(jì)持續(xù)天數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖2）。2010—2020年總累計(jì)發(fā)生天數(shù)435天，年均40天。最大值96天出現(xiàn)在2020年，2015年（含2015年）以前年均累計(jì)發(fā)生天數(shù)21天，2016年（含2016年）以后年均累計(jì)發(fā)生天數(shù)62天，可見(jiàn)，近年來(lái)天津近岸海域赤潮年度累計(jì)發(fā)生天數(shù)呈增加趨勢(shì)。

對(duì)2012—2020年赤潮期間最大DIP進(jìn)行分析（圖2）。最大值（0.252mg/L）出現(xiàn)在2020年，2015年（含2015 年）以前普遍較低，2016 年（含2016年）以后普遍較高，這與赤潮累計(jì)持續(xù)天數(shù)趨勢(shì)一致。鄭丙輝等1985—2003年在天津近岸海域的調(diào)查結(jié)果表明，除1985年外，其余年份N/P均大于16[5];徐冠球等的調(diào)查結(jié)果表明，2015—2020年該海域N/P呈逐年升高的趨勢(shì)，營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)限制正向明顯的磷限制轉(zhuǎn)變[15]。以上研究結(jié)果均表明，天津近岸海域赤潮的發(fā)生主要受DIP控制。

近幾年來(lái)，天津近岸海域赤潮發(fā)生次數(shù)和年度累計(jì)發(fā)生天數(shù)明顯增多。由于本地海岸帶開(kāi)發(fā)及上游周邊省市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需要，大量的工業(yè)廢水和生活污水匯入天津近岸海域，加上渤海灣半封閉的地理地形特征，海水自凈和流通較差，水體常年處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[16-17]，為浮游植物生長(zhǎng)提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽，導(dǎo)致近幾年天津近岸海域赤潮災(zāi)害頻發(fā)。

2.1.2 月際變化

按照月份對(duì)2010—2020年天津近岸海域赤潮進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（圖3）。從赤潮發(fā)生頻次來(lái)看，5—10月是赤潮多發(fā)期，發(fā)生頻次均在5次以上，5—10月累計(jì)發(fā)生頻次占全年總頻次的83.3%;其中6月和8月最突出，累計(jì)發(fā)生頻次分別達(dá)到9次和10次，分別占全年赤潮災(zāi)害發(fā)生頻次的16.7%和18.5%。從赤潮發(fā)生面積來(lái)看，5—10月每月赤潮累計(jì)發(fā)生面積均大于519km2，5—10月累計(jì)發(fā)生面積占全年赤潮發(fā)生總面積的87.7%，其中6月和8月累計(jì)發(fā)生面積分別達(dá)到2029km2和2406km2，分別占全年赤潮發(fā)生面積的21.4%和24.7%?？梢?jiàn)，天津近岸海域發(fā)生的赤潮月際變化特征明顯，全年赤潮發(fā)生頻次和面積趨勢(shì)一致，均呈雙峰型。

結(jié)合近幾年中國(guó)沿岸各海域發(fā)生赤潮的相關(guān)報(bào)道：秦皇島海域赤潮多集中在5—8月[4]，山東沿海赤潮多集中在5—9月[18]，閩三角海域赤潮多集中在5—7月[19]，福建近岸海域赤潮多集中在4—9月[20]。可見(jiàn)，中國(guó)沿岸各海域赤潮高發(fā)期多集中在夏季前后，一方面夏季海水溫度升高，光照充足，適宜浮游植物生長(zhǎng)繁殖，另一方面夏季降水豐富，河流入海凈流量大，從陸地帶來(lái)大量的營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)碳，為浮游植物帶來(lái)了養(yǎng)分[21-22]。

2.1.3 單次赤潮持續(xù)時(shí)間及面積分析

2010—2020年天津近岸海域單次赤潮持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短跨度較大，持續(xù)時(shí)間范圍為3～20d的赤潮占赤潮總數(shù)的79.2%。天津近岸海域發(fā)現(xiàn)的赤潮單次持續(xù)時(shí)間整體較長(zhǎng)，據(jù)報(bào)道，2000—2016年秦皇島附近海域持續(xù)2d的赤潮次數(shù)最多，不超過(guò)5d的赤潮占總赤潮次數(shù)的77.8%[23]。2010年以來(lái)年均的單次赤潮時(shí)間有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，與秦皇島附近海域相關(guān)研究結(jié)果一致[4]，值得關(guān)注的是2020年8月21日至11月12日的一次赤潮過(guò)程，持續(xù)了84天，開(kāi)創(chuàng)了天津近岸海域單次赤潮持續(xù)時(shí)間的最長(zhǎng)紀(jì)錄。近年來(lái)天津近岸海域水體持續(xù)富營(yíng)養(yǎng)化[16-17]，大量營(yíng)養(yǎng)鹽支撐了浮游植物的持續(xù)繁殖生長(zhǎng)，延遲了赤潮的消亡時(shí)間，導(dǎo)致單次赤潮持續(xù)時(shí)間的增加。

2001—2020年天津近岸海域赤潮單次發(fā)生面積有下降趨勢(shì)，2001—2006 年單次赤潮發(fā)生面積600km2以上的出現(xiàn)3次，2007—2016年單次赤潮發(fā)生面積最高490km2，2017—2020年單次赤潮發(fā)生面積均在200km2以下（圖4）。2001—2020年天津近岸海域年均赤潮發(fā)生面積也有下降趨勢(shì)，可見(jiàn)，天津近岸海域赤潮有向小規(guī)模赤潮轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。

2.2 赤潮肇事種特征

2001—2020年天津近岸海域發(fā)現(xiàn)的赤潮主要由5門21屬32種生物引發(fā)（表1）。由甲藻門引發(fā)的赤潮數(shù)量和面積均最高，共引發(fā)24次，占總數(shù)量的52.2%，引發(fā)面積2899km2，占總面積的47.1%;其次為硅藻，共引發(fā)13次，占總數(shù)量的28.3%，引發(fā)面積2190km2，占總面積的35.6%。

從引發(fā)赤潮的數(shù)量來(lái)看，排序前5的肇事種是夜光藻、叉角藻、中肋骨條藻、尖刺偽菱形藻和多環(huán)旋溝藻;從引發(fā)赤潮的面積來(lái)看，排序前5的肇事種是尖刺偽菱形藻、中肋骨條藻、夜光藻、米氏凱倫藻和柔弱偽菱形藻，其中夜光藻、中肋骨條藻和尖刺偽菱形藻引發(fā)赤潮數(shù)量和面積均較高。另有研究，對(duì)2008—2017年我國(guó)近岸海域赤潮肇事種進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，夜光藻和中肋骨條藻引發(fā)的赤潮頻次分別排第二和第三[2];對(duì)2000—2016年秦皇島近岸海域赤潮肇事種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，夜光藻引發(fā)赤潮次數(shù)最多、面積最大[4]?？梢?jiàn)，我國(guó)近岸海域引發(fā)赤潮的肇事種大致相同。

選取2020年天津海洋中心實(shí)測(cè)水溫的月平均數(shù)據(jù)和3種多發(fā)赤潮肇事種進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（表2），夜光藻在3—8月引發(fā)赤潮，其中6月最多;中肋骨條藻在4—8月引發(fā)赤潮，其中8月最多;尖刺偽菱形藻在6—11月引發(fā)赤潮，其中9月最多?？梢?jiàn)，夜光藻、中肋骨條藻和尖刺偽菱形藻在時(shí)間上有交替成為赤潮肇事種的特征。

3—8月水溫變化范圍為5.0～27.5℃，夜光藻主要集中在該時(shí)段引發(fā)赤潮，符合其冷水性藻類的特征，一般在春末夏初達(dá)到繁殖高峰期;4—8月月均水溫變化范圍為10.0～27.5℃，中肋骨條藻在該時(shí)段均有引發(fā)赤潮現(xiàn)象發(fā)生，其適應(yīng)溫度范圍較廣，最佳繁殖溫度為25℃;6—11月月均水溫變化范圍為13.5～27.5℃，尖刺偽菱形藻主要集中在該時(shí)段引發(fā)赤潮，其適宜溫度范圍較廣，最佳繁殖溫度為20℃。統(tǒng)計(jì)結(jié)果與3種赤潮肇事種對(duì)水文環(huán)境的適應(yīng)性相吻合。

春末夏初，夜光藻達(dá)到繁殖高峰期，大量的夜光藻能夠攝食中肋骨條藻，從而抑制了中肋骨條藻的暴發(fā)，隨著夏季水溫升高，夜光藻逐漸不適應(yīng)高溫環(huán)境，數(shù)量有所下降，中肋骨條藻的優(yōu)勢(shì)逐漸得以顯現(xiàn)。

從引發(fā)單次赤潮的藻種數(shù)分析，兩種或以上藻種的復(fù)合型赤潮數(shù)量呈增加趨勢(shì)，復(fù)合型赤潮在赤潮總數(shù)中的占比大體呈增加趨勢(shì)（圖5），雖然2016—2020年的占比有所下降，但2016年8月18日至10月24日的一次赤潮過(guò)程出現(xiàn)了多環(huán)旋溝藻、叉角藻、伊姆裸甲藻、太平洋海鏈藻、浮動(dòng)彎角藻、鏈狀亞歷山大藻、錐狀斯克里普藻、血紅哈卡藻、圓海鏈藻9種超過(guò)赤潮基準(zhǔn)濃度的藻種，達(dá)到了有記錄的歷史最高值。近年來(lái)，天津近岸海域長(zhǎng)期處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[1，3]，豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽為不同的浮游植物提供了充足的養(yǎng)分，維持了浮游植物群落的演替。

2.3 有毒赤潮特征分析

2001—2020年天津近岸海域發(fā)現(xiàn)的赤潮中有毒赤潮有15次，占總發(fā)現(xiàn)赤潮次數(shù)的32.6%，累計(jì)發(fā)現(xiàn)面積約為2999km2，占總發(fā)現(xiàn)赤潮面積的48.7%。從時(shí)間段來(lái)看，2001—2005年和2016—2020年有毒赤潮發(fā)現(xiàn)次數(shù)均為5次，略高于2006—2010年的3次和2011—2015年的2次，近20年天津近岸海域有毒赤潮變化趨勢(shì)不明顯。

從有毒赤潮發(fā)生的月份看，6—9月是天津近岸海域有毒赤潮高發(fā)期。6—9月有毒赤潮發(fā)生次數(shù)占按月統(tǒng)計(jì)的有毒赤潮總次數(shù)的82.6%，8月和9月最多，均達(dá)到了6次，均占按月統(tǒng)計(jì)的有毒赤潮總次數(shù)的26.1%;6—9月有毒赤潮發(fā)生面積占按月統(tǒng)計(jì)的有毒赤潮總面積的73.9%，6月面積最大，達(dá)到1510km2，占按月統(tǒng)計(jì)的有毒赤潮總面積的33.1%，其次為8月和9月，均在900km2以上，均占按月統(tǒng)計(jì)的有毒赤潮總面積的19.9%以上（見(jiàn)圖6）。

統(tǒng)計(jì)了有毒赤潮在當(dāng)月赤潮總次數(shù)和面積中的占比，9月有毒赤潮次數(shù)和面積占該月總赤潮次數(shù)和面積的比例均最高，分別為75.0%和63.8%，說(shuō)明9月發(fā)生的赤潮以有毒赤潮為主（見(jiàn)圖7）。

天津近岸海域有毒赤潮肇事種包括多環(huán)旋溝藻、米氏凱倫藻、球形棕囊藻、伊姆裸甲藻、鏈狀亞歷山大藻、微小原甲藻、海洋卡盾藻、赤潮異彎藻和鏈狀裸甲藻（見(jiàn)表1）。其中多環(huán)旋溝藻引發(fā)的有毒赤潮次數(shù)最多為4次，占有毒赤潮總數(shù)的8.7%，多環(huán)旋溝藻能使魚(yú)致死。引發(fā)有毒赤潮次數(shù)第二多的是米氏凱倫藻，米氏凱倫藻能產(chǎn)生溶血毒素和細(xì)胞毒素等[24]，是我國(guó)第二大災(zāi)害性赤潮肇事種，2012年在我國(guó)浙江和福建海域連續(xù)引發(fā)12次赤潮，導(dǎo)致大量養(yǎng)殖鮑魚(yú)死亡，經(jīng)濟(jì)損失累計(jì)超過(guò)20 億元[16，25]，2004年5—6月、2014年8—9月和2018年8—9月在天津近岸海域引發(fā)過(guò)3次赤潮。另外，鏈狀亞歷山大藻、鏈狀裸甲藻和伊姆裸甲藻產(chǎn)生麻痹性毒素，海洋卡盾藻、赤潮異彎藻和球形棕囊藻產(chǎn)溶血毒素，微小原甲藻產(chǎn)腹瀉性貝毒，血紅哈卡藻毒性不明。當(dāng)?shù)貞?yīng)該提高對(duì)有毒赤潮種的警惕，加強(qiáng)對(duì)其毒性的專題研究，以更有針對(duì)性地進(jìn)行預(yù)警和應(yīng)急監(jiān)測(cè)。

3 結(jié)論

2001—2020年天津近岸海域赤潮發(fā)生有高頻次小規(guī)模的趨勢(shì)，這主要是受DIP控制。赤潮發(fā)生的月際變化呈雙峰型，6月和8月發(fā)生赤潮的次數(shù)和面積均最大。單次赤潮持續(xù)時(shí)間3～20天不等，整體持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

天津近岸海域復(fù)合型赤潮有增加的趨勢(shì)。夜光藻、中肋骨條藻和尖刺偽菱形藻引發(fā)赤潮數(shù)量和面積均較高，此3種藻類在時(shí)間上有交替成為肇事種的特征，這主要與它們對(duì)水文環(huán)境的適應(yīng)性相關(guān)。

天津近岸海域有毒赤潮主要集中在6—9月暴發(fā)，9月發(fā)生的赤潮以有毒赤潮為主。多環(huán)旋溝藻和米氏凱倫藻在天津近岸海域引發(fā)有毒赤潮次數(shù)最多，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)密切關(guān)注其發(fā)展趨勢(shì)。

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