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摘 要:当今海洋环境越来越差,赤潮现象越来越普遍。文章着重围绕赤潮形成的理化因子条件与富营养化原因以及赤潮生物大量繁殖对赤潮形成的条件与机理进行了相关的探讨。
关键词:赤潮生物;形成原因;富营养化
众所周知,赤潮是一种有害于生态环境的自然现象。那么,它会带来哪些危害呢?
有些赤潮生物会分泌出粘性物质,这些物质附着在鱼虾蟹贝呼吸系统上,将会使它们窒息而死,逝去的鱼虾会大量地消耗氧气,从而使水质进一步恶化。另外,一些赤潮生物会释放毒素,使猎食者中毒,鱼类会因此很快死亡,而贝类则会聚集很多毒素之后才死亡。人类若食用后者,将会产生严重的中毒现象。这些中毒的水产品可能还会威胁人体的健康,使人心烦呕吐,头晕目眩等等。
赤潮给人们带来如此种种的不便,甚至灾难。面对这些现象,我们应该何去何从?
早在两千年前,生活在红海边的某些古埃及人就已经发现,海水会在一日之间变成红色,紧接着就连水中的鱼虾也开始遭殃,内中惨状让人惨不忍睹。那么,这种摄人心魄的灾难场面是怎样形成的呢?
赤潮是在人为或自然条件下,海水富营养化,从而海水表层浮游生物大量繁殖高度聚集,最终使海水改变颜色的生态异常现象。
一、理化因子条件
赤潮的正常生长离不开适宜的海水温度与盐度,20-30摄氏度是赤潮发生的最适温度;其次,水温在一周内突然上涨2摄氏度是赤潮到来的先兆。另外,盐度的变化也会改变赤潮生物的繁殖速度。当海水盐度在千分之15—千分之21.6的时候,容易形成盐跃层与温跃层。这就比较容易解释赤潮海区的棱角分明的边界成因。赤潮生物显然会聚集在盐度与温度都比较适合的那一层海水中。盐度在千分之26—千分之37的范围内的海水更容易产生赤潮。
在赤潮发生时,水域多为干旱少雨,天气炎热,水温偏高,风力较弱的情况。因为只有在这些情况下,水流才会缓慢流淌,微生物的新陈代谢速度才快。赤潮生物更容易聚集繁殖。在高温情况下,化学反应速率较快,从而就会加快新陈代谢,从而加快赤潮生物的生长繁殖。
从生物角度来说,赤潮是浮游生物种间关系发展不平衡,优势种大量繁殖的结果。从物理角度来说,高温可以加快化学反应速率,加快赤潮生物的生长。光照强度直接影响着浮游藻类光合作用的效率,最终影响着有机物合成速度,也关系到赤潮生物的生长。海流则可以把营养盐聚集起来,给赤潮生物营造一个良好的自然环境。从化学角度而言,营养盐与微量元素是赤潮发生的根本原因与物质基础,拥有足够的物质基础才可能发生赤潮。从气候角度来说,当今世界气候温室效应几乎不能逆转,全球温度包括海水温度愈来愈高,为赤潮生物的发展提供了良好的环境条件。
归纳起来,赤潮发生的外因即各种环境因子,这其中包括物理(温度,光照与海流)、化学(氮、磷等营养盐与微量元素铁、锰、维生素)、生物(摄食与捕食、种间的相互作用)和气候(降雨,温室效应,厄尔尼诺现象)。
二、海水富营养化
自然原因:a、由于径流,涌升流和水团或海流的交汇作用,使海底营养盐上升到水上层。b、水流缓慢,自净能力差的海水纳污能力很强,容易富集各种营养盐、营养元素以及微量元素。
人为原因:随着现代工业农业的迅猛发展,沿海地区人口的增多,大型海港的兴建,大量工农业废水和现代都市生活污水奔流入海,以至于近海以及港口富营养化程度日趋严重。由于沿海开发程度的增加使得海洋生态环境遭受严重的污染,沿海地区居民地聚集,公司成群,各种海水养殖的发展,正处于水深火热之中。但它们的发展却以排放污水污染海水,破坏环境为代价。
水里面的营养盐(主要含氮、磷),微量元素(例如铁、锰)以及某些特殊的有机物(例如蛋白质,维生素)的存在形式与浓度,直接影响并刺激着赤潮生物的生长,繁殖与代谢。
曾几何时,深圳南澳双拥码头附近不时泛起一股恶臭,原来是夜光藻在作怪。水质黏华,水面漂浮着各种垃圾,由于附近酒店排出的污水以及滩涂养鱼养虾使用的过量的餐饮饲料造成了夜光藻的大量繁殖。
在浙江省洞头县龙头湾,海水从淡蓝色转变成红色,而且白色局部还有很多泡沫,这次赤潮后来扩大至7.4平方公里。在海边形成片状分布的泡沫带。原来也是海水养殖管理不善,饲料使用过多引起的。
在对虾养殖中,人工投放大量生产饲料与鲜活饲料,往往造成投饵量偏大,严重污染了养殖水质。由于虾池每天需要换水,因此,大量饲料废水不断排入海洋,这些带有大量残饵、粪便的海水中含有大量氨氮、尿酸、尿素等含氮化合物。)致使海水严重富营养化。
研究表明,当海水中的氮、磷、硅等元素聚集到一定程度后,就容易引发赤潮。根据这些元素的不同比例情况,赤潮的种类,密集度均不一样。如果Si:P>22且N:P>22,则磷酸盐就会限制赤潮的发展。如果Si多余N,且N:P<10,N会限制赤潮的发展,如果Si:P<10,且Si:N<1,Si会限制赤潮的发展。
工业废水中某些金属可以刺激赤潮生物的增殖,而有些赤潮生物喜欢里面的磷,每一克磷会刺激100克蓝藻生长,有些赤潮生物则喜欢硝酸根离子。
三、赤潮生物大量繁殖
据统计资料显示,全球共有3365到4024种浮游藻类,赤潮种类约占6%,有毒种类占其中的2%,为60到78种;赤潮种类和有毒藻类均以甲藻为主,我国赤潮生物约有160种,其中有60多种诱发产生过赤潮,这其中包括大名鼎鼎的甲藻,以及褐胞藻,蓝藻,定边金藻等等。藻类通过分裂增殖,因此繁殖速度极快。这些藻类在风与海流的共同作用下渐渐聚集起来,形成人们可见的成片的污染水体。很多赤潮生物会产生生物毒素,包括麻痹性贝素,神经性贝素,腹泻性贝素,健忘症贝素以及人类不知道的其它毒素。毒素被鱼虾蟹贝吞噬之后,带来更多水生动物的死亡,这种现象将会加剧水体缺氧情况,使环境产生恶性循环。 我国沿海发生赤潮的例子数不胜数,其中数夜光藻最为普遍,下面举几例略作探讨。
珠江口城市群是我国最发达的地区之一,深圳就在其中,作为中国发展最快的城市,其附近也曾多次出现夜光藻赤潮。其中一次如下所述,某年四五月份,夜晚十一点到凌晨两点,在深圳东部海域,海面像荧光一样闪现出蓝色的光芒,海退之后,沙滩上也有很多闪闪发光的生物,就像星星掉在地上一样呈颗粒状分布,这些发光的生物就是夜光藻,然而它们在白天却呈现出砖红色或红色。这就是夜光藻疯狂繁殖从而产生赤潮的结果。夜光藻的大量繁殖对渔业生产有严重影响,会造成大量鱼类生物窒息死亡。大量的夜光藻粘附于鱼鳃上,阻碍了鱼类呼吸并导致鱼类窒息死亡。死亡的鱼类又会消耗大量的溶解氧,从而使水中环境渐渐缺氧,造成更多水生动物的死亡。
浙江省玉环县大鹿岛至披山海域出现赤潮,面积达50多平方公里,赤褐色的海水与正常海水之间形成明显的反差,这就是盐跃层或温跃层的作用下,赤潮生物聚集起来的结果。苍南海域也发生两百多平方公里赤潮,经检测,这些海水污染的赤潮优势种为东海原甲藻,无毒型。据调查,甲藻能在不良环境下形成孢囊沉积于底泥中,一旦环境适宜,将会快速形成大量占优势的营养细胞群。
在海南省西部的白马井码头附近海域海面上覆盖着一层厚厚的悬浮物,散发着浓浓的腥臭味儿。渔民们称之为水泡,它的学名为球形棕囊藻,是一种浮游植物。大量鱼类因此窒息死亡。这便是球形棕囊藻大量繁殖引发赤潮的结果。这种藻类是一种有粘性的、半透明的球状的海藻,其外围具有一层柔软的胶质被且藻体含多糖。因此它们在大量繁殖时,其粘液便会附着在鱼类的腮上,使鱼类窒息而亡。
海水富营养化是造就赤潮的根本原因,赤潮生物则是产生赤潮的直接原因。我国沿海的赤潮多种多样,但在某种程度上还是有迹可循。根据齐雨藻所著《我国沿海赤潮》一书记载,我国沿海主要赤潮种类描述如下:(1)夜光藻:日间,它呈红色,夜间,它呈荧光蓝色,原生动物。(2)球形棕囊藻:一种有粘性的、半透明的球状的海藻,其外围具有一层柔软的胶质被且藻体含多糖。(3)尖刺拟菱形藻:是一种常见的海洋微藻,细胞壳面呈延长的线形或披针形,环面呈两端渐细的纺锤状;主要分布于中国沿海。(4)海洋卡盾藻:又称海洋褐孢藻,细胞呈球形,色素体侧生,具有果胶质或胶质的壁。常常会有很多个体聚集成大球型,裂片状形体。主要分布高纬度的冷水海域。(5)赤潮异弯藻:细胞体黄褐色至褐色,藻体一般略呈椭球形。赤潮异弯藻的生长特性表明这种藻在我国从北到南都能生长和分布。该种在大连湾、胶州湾等曾多次形成赤潮。(6)小等刺硅鞭藻:是世界性种类,球形,前端有一条鞭毛,细胞内有硅质骨骼,外面被原生质包裹,原生质内含有许多金褐色的叶绿体。(7)微小原甲藻:藻体形状多变,壳面观呈心形或卵形。微小原甲藻是一种常见的赤潮藻种,是我国赤潮爆发时的一种主要种类。我国天津大沽口附近及香港海域曾发生过微小原甲藻潮,造成大量鱼类死亡。
归根到底,赤潮的成因大致如下:在适宜天气,温度,盐度条件下,在具有上升流或者水流缓慢的水域,氮磷等营养盐,铁锰等微量元素大量富集,以致海水富营养化,赤潮生物便借助这得天独厚的条件迅速繁殖发展起来,从而使海水颜色发生改变,海生动物大量死亡,海水生态环境不断恶化,从而形成赤潮。
作为一个好公民,我们应该节能减排,不要将生活污水直接排入海洋,并且要加强海水养殖管理,不要让水产品产生的污染物自由的发展。相关部门应该完善奖惩制度,加大对违规排污的整治工作。
参考文献
[1] 张蕾.我国赤潮的成因和防治[J].江苏教育学院学报(自然科学版),2008(04):57-59.
[2] 庞景贵,周军,康辰香,曹杰英.赤潮历史记载及其成因与危害[J].海洋信息,2011(04):16-18.
[3] 李士虎,吴建新,李庭古,朱明,郑伟.赤潮的危害、成因及对策[J].水利渔业,2003(06):38-39,54.
[4] 韦桂秋,王华,蔡伟叙,易斌.近10年珠江口海域赤潮发生特征及原因初探[J].海洋通报,2012(04):466-474.
[5] 全先庆,曹善东.赤潮的危害、成因及防治[J].山东教育学院学报,2002(02):87-88,91.
作者简介:杨胜亮,本科,西华师范大学国土资源学院。
关键词:赤潮生物;形成原因;富营养化
众所周知,赤潮是一种有害于生态环境的自然现象。那么,它会带来哪些危害呢?
有些赤潮生物会分泌出粘性物质,这些物质附着在鱼虾蟹贝呼吸系统上,将会使它们窒息而死,逝去的鱼虾会大量地消耗氧气,从而使水质进一步恶化。另外,一些赤潮生物会释放毒素,使猎食者中毒,鱼类会因此很快死亡,而贝类则会聚集很多毒素之后才死亡。人类若食用后者,将会产生严重的中毒现象。这些中毒的水产品可能还会威胁人体的健康,使人心烦呕吐,头晕目眩等等。
赤潮给人们带来如此种种的不便,甚至灾难。面对这些现象,我们应该何去何从?
早在两千年前,生活在红海边的某些古埃及人就已经发现,海水会在一日之间变成红色,紧接着就连水中的鱼虾也开始遭殃,内中惨状让人惨不忍睹。那么,这种摄人心魄的灾难场面是怎样形成的呢?
赤潮是在人为或自然条件下,海水富营养化,从而海水表层浮游生物大量繁殖高度聚集,最终使海水改变颜色的生态异常现象。
一、理化因子条件
赤潮的正常生长离不开适宜的海水温度与盐度,20-30摄氏度是赤潮发生的最适温度;其次,水温在一周内突然上涨2摄氏度是赤潮到来的先兆。另外,盐度的变化也会改变赤潮生物的繁殖速度。当海水盐度在千分之15—千分之21.6的时候,容易形成盐跃层与温跃层。这就比较容易解释赤潮海区的棱角分明的边界成因。赤潮生物显然会聚集在盐度与温度都比较适合的那一层海水中。盐度在千分之26—千分之37的范围内的海水更容易产生赤潮。
在赤潮发生时,水域多为干旱少雨,天气炎热,水温偏高,风力较弱的情况。因为只有在这些情况下,水流才会缓慢流淌,微生物的新陈代谢速度才快。赤潮生物更容易聚集繁殖。在高温情况下,化学反应速率较快,从而就会加快新陈代谢,从而加快赤潮生物的生长繁殖。
从生物角度来说,赤潮是浮游生物种间关系发展不平衡,优势种大量繁殖的结果。从物理角度来说,高温可以加快化学反应速率,加快赤潮生物的生长。光照强度直接影响着浮游藻类光合作用的效率,最终影响着有机物合成速度,也关系到赤潮生物的生长。海流则可以把营养盐聚集起来,给赤潮生物营造一个良好的自然环境。从化学角度而言,营养盐与微量元素是赤潮发生的根本原因与物质基础,拥有足够的物质基础才可能发生赤潮。从气候角度来说,当今世界气候温室效应几乎不能逆转,全球温度包括海水温度愈来愈高,为赤潮生物的发展提供了良好的环境条件。
归纳起来,赤潮发生的外因即各种环境因子,这其中包括物理(温度,光照与海流)、化学(氮、磷等营养盐与微量元素铁、锰、维生素)、生物(摄食与捕食、种间的相互作用)和气候(降雨,温室效应,厄尔尼诺现象)。
二、海水富营养化
自然原因:a、由于径流,涌升流和水团或海流的交汇作用,使海底营养盐上升到水上层。b、水流缓慢,自净能力差的海水纳污能力很强,容易富集各种营养盐、营养元素以及微量元素。
人为原因:随着现代工业农业的迅猛发展,沿海地区人口的增多,大型海港的兴建,大量工农业废水和现代都市生活污水奔流入海,以至于近海以及港口富营养化程度日趋严重。由于沿海开发程度的增加使得海洋生态环境遭受严重的污染,沿海地区居民地聚集,公司成群,各种海水养殖的发展,正处于水深火热之中。但它们的发展却以排放污水污染海水,破坏环境为代价。
水里面的营养盐(主要含氮、磷),微量元素(例如铁、锰)以及某些特殊的有机物(例如蛋白质,维生素)的存在形式与浓度,直接影响并刺激着赤潮生物的生长,繁殖与代谢。
曾几何时,深圳南澳双拥码头附近不时泛起一股恶臭,原来是夜光藻在作怪。水质黏华,水面漂浮着各种垃圾,由于附近酒店排出的污水以及滩涂养鱼养虾使用的过量的餐饮饲料造成了夜光藻的大量繁殖。
在浙江省洞头县龙头湾,海水从淡蓝色转变成红色,而且白色局部还有很多泡沫,这次赤潮后来扩大至7.4平方公里。在海边形成片状分布的泡沫带。原来也是海水养殖管理不善,饲料使用过多引起的。
在对虾养殖中,人工投放大量生产饲料与鲜活饲料,往往造成投饵量偏大,严重污染了养殖水质。由于虾池每天需要换水,因此,大量饲料废水不断排入海洋,这些带有大量残饵、粪便的海水中含有大量氨氮、尿酸、尿素等含氮化合物。)致使海水严重富营养化。
研究表明,当海水中的氮、磷、硅等元素聚集到一定程度后,就容易引发赤潮。根据这些元素的不同比例情况,赤潮的种类,密集度均不一样。如果Si:P>22且N:P>22,则磷酸盐就会限制赤潮的发展。如果Si多余N,且N:P<10,N会限制赤潮的发展,如果Si:P<10,且Si:N<1,Si会限制赤潮的发展。
工业废水中某些金属可以刺激赤潮生物的增殖,而有些赤潮生物喜欢里面的磷,每一克磷会刺激100克蓝藻生长,有些赤潮生物则喜欢硝酸根离子。
三、赤潮生物大量繁殖
据统计资料显示,全球共有3365到4024种浮游藻类,赤潮种类约占6%,有毒种类占其中的2%,为60到78种;赤潮种类和有毒藻类均以甲藻为主,我国赤潮生物约有160种,其中有60多种诱发产生过赤潮,这其中包括大名鼎鼎的甲藻,以及褐胞藻,蓝藻,定边金藻等等。藻类通过分裂增殖,因此繁殖速度极快。这些藻类在风与海流的共同作用下渐渐聚集起来,形成人们可见的成片的污染水体。很多赤潮生物会产生生物毒素,包括麻痹性贝素,神经性贝素,腹泻性贝素,健忘症贝素以及人类不知道的其它毒素。毒素被鱼虾蟹贝吞噬之后,带来更多水生动物的死亡,这种现象将会加剧水体缺氧情况,使环境产生恶性循环。 我国沿海发生赤潮的例子数不胜数,其中数夜光藻最为普遍,下面举几例略作探讨。
珠江口城市群是我国最发达的地区之一,深圳就在其中,作为中国发展最快的城市,其附近也曾多次出现夜光藻赤潮。其中一次如下所述,某年四五月份,夜晚十一点到凌晨两点,在深圳东部海域,海面像荧光一样闪现出蓝色的光芒,海退之后,沙滩上也有很多闪闪发光的生物,就像星星掉在地上一样呈颗粒状分布,这些发光的生物就是夜光藻,然而它们在白天却呈现出砖红色或红色。这就是夜光藻疯狂繁殖从而产生赤潮的结果。夜光藻的大量繁殖对渔业生产有严重影响,会造成大量鱼类生物窒息死亡。大量的夜光藻粘附于鱼鳃上,阻碍了鱼类呼吸并导致鱼类窒息死亡。死亡的鱼类又会消耗大量的溶解氧,从而使水中环境渐渐缺氧,造成更多水生动物的死亡。
浙江省玉环县大鹿岛至披山海域出现赤潮,面积达50多平方公里,赤褐色的海水与正常海水之间形成明显的反差,这就是盐跃层或温跃层的作用下,赤潮生物聚集起来的结果。苍南海域也发生两百多平方公里赤潮,经检测,这些海水污染的赤潮优势种为东海原甲藻,无毒型。据调查,甲藻能在不良环境下形成孢囊沉积于底泥中,一旦环境适宜,将会快速形成大量占优势的营养细胞群。
在海南省西部的白马井码头附近海域海面上覆盖着一层厚厚的悬浮物,散发着浓浓的腥臭味儿。渔民们称之为水泡,它的学名为球形棕囊藻,是一种浮游植物。大量鱼类因此窒息死亡。这便是球形棕囊藻大量繁殖引发赤潮的结果。这种藻类是一种有粘性的、半透明的球状的海藻,其外围具有一层柔软的胶质被且藻体含多糖。因此它们在大量繁殖时,其粘液便会附着在鱼类的腮上,使鱼类窒息而亡。
海水富营养化是造就赤潮的根本原因,赤潮生物则是产生赤潮的直接原因。我国沿海的赤潮多种多样,但在某种程度上还是有迹可循。根据齐雨藻所著《我国沿海赤潮》一书记载,我国沿海主要赤潮种类描述如下:(1)夜光藻:日间,它呈红色,夜间,它呈荧光蓝色,原生动物。(2)球形棕囊藻:一种有粘性的、半透明的球状的海藻,其外围具有一层柔软的胶质被且藻体含多糖。(3)尖刺拟菱形藻:是一种常见的海洋微藻,细胞壳面呈延长的线形或披针形,环面呈两端渐细的纺锤状;主要分布于中国沿海。(4)海洋卡盾藻:又称海洋褐孢藻,细胞呈球形,色素体侧生,具有果胶质或胶质的壁。常常会有很多个体聚集成大球型,裂片状形体。主要分布高纬度的冷水海域。(5)赤潮异弯藻:细胞体黄褐色至褐色,藻体一般略呈椭球形。赤潮异弯藻的生长特性表明这种藻在我国从北到南都能生长和分布。该种在大连湾、胶州湾等曾多次形成赤潮。(6)小等刺硅鞭藻:是世界性种类,球形,前端有一条鞭毛,细胞内有硅质骨骼,外面被原生质包裹,原生质内含有许多金褐色的叶绿体。(7)微小原甲藻:藻体形状多变,壳面观呈心形或卵形。微小原甲藻是一种常见的赤潮藻种,是我国赤潮爆发时的一种主要种类。我国天津大沽口附近及香港海域曾发生过微小原甲藻潮,造成大量鱼类死亡。
归根到底,赤潮的成因大致如下:在适宜天气,温度,盐度条件下,在具有上升流或者水流缓慢的水域,氮磷等营养盐,铁锰等微量元素大量富集,以致海水富营养化,赤潮生物便借助这得天独厚的条件迅速繁殖发展起来,从而使海水颜色发生改变,海生动物大量死亡,海水生态环境不断恶化,从而形成赤潮。
作为一个好公民,我们应该节能减排,不要将生活污水直接排入海洋,并且要加强海水养殖管理,不要让水产品产生的污染物自由的发展。相关部门应该完善奖惩制度,加大对违规排污的整治工作。
参考文献
[1] 张蕾.我国赤潮的成因和防治[J].江苏教育学院学报(自然科学版),2008(04):57-59.
[2] 庞景贵,周军,康辰香,曹杰英.赤潮历史记载及其成因与危害[J].海洋信息,2011(04):16-18.
[3] 李士虎,吴建新,李庭古,朱明,郑伟.赤潮的危害、成因及对策[J].水利渔业,2003(06):38-39,54.
[4] 韦桂秋,王华,蔡伟叙,易斌.近10年珠江口海域赤潮发生特征及原因初探[J].海洋通报,2012(04):466-474.
[5] 全先庆,曹善东.赤潮的危害、成因及防治[J].山东教育学院学报,2002(02):87-88,91.
作者简介:杨胜亮,本科,西华师范大学国土资源学院。