赤潮形成的原因赤潮的成因赤潮的危害

2017-05-16

赤潮形成的原因

由于能形成赤潮的浮游生物种类繁多，它们爆发性生长所需的条件各异，因此赤潮形成的原因非常复杂，但是在《中国赤潮研究与防治(1)—中国海洋学会赤潮研究与防治学术研究会论文集》中提到赤潮形成有一个共识——即赤潮生物的存在与水体污染(富营养化)是形成赤潮的主要原因，海区的地理位置、地形特征、水文气象、海流、海况等是形成赤潮的自然因子，在海水交换较差的内湾、叫封闭的海湾交汇面、封面及排污口附近沿海、海水有上升流的海域等，君可成为赤潮形成的条件。

赤潮的成因

l、海洋污染

随着经济的高速发展和沿海地区人口的膨胀.工业废水、生活污水和地表径流将大量陆源污染物质排人海洋，海洋遭受严重污染，造成海域的富营养化。海水中大量氮、磷、微量元素和有机营养物质的增加，为赤潮生物快速生长繁殖提供了充足的物质基础。研究表明，工业废水中含有某些金属离子可以刺激赤潮生物的增殖[]。铁、锰螯合剂在一定的剂量下，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率;一些有机物质也会促使赤潮藻类急剧增殖。用无机营养盐培养裸甲藻时，加入酵母提取液或土壤浸出液和维生素B12时，简裸甲藻和光亮裸甲藻生长都特别明显。

2、水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因

海水的温度是赤潮发生的重要环境因子，20℃ ～30℃ 是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升高大于2℃ 是赤潮发生的先兆。海水的化学因子如盐度变化也是促使生物因子赤潮生物大量繁殖的原因之一。盐度在26%～ 37%。的范围内均有发生赤潮的可能，但是海水盐度在15%～ 21.6%时，容易形成温跃层和盐跃层。温、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件，易诱发赤潮。由于海域径流、涌5升流、水团或海流的交汇作用，使海底层营养盐上升到水上层，造成沿海水域高度富营养化。营养盐类含量急剧上升，引起硅藻的大量繁殖。这些硅藻过盛，特别是骨条硅藻的密集常常引起赤潮。硅藻类又为夜光藻提供了丰富的饵料，促使夜光藻急剧增殖，从而又形成粉红色的夜光藻赤潮，2009年5月秦皇岛扇贝养殖区大面积的赤潮就属于此类。经监测资料表明，在赤潮发生时，多为干旱少雨、天气闷热、水温偏高、风力较弱或者潮流缓慢等环境。

赤潮的发生，至少要具备两个条件[4]，一是赤潮生物的存在和适宜赤潮生物快速繁殖的生态环境，二是携带各种有机物和无机营养盐的工业污水和城市生活污水大量排人海中，导致海水富营养化，为赤潮生物暴发性繁殖创造了富营养化环境，是诱发赤潮的基本原因。光合作用对某些种类赤潮生物的毒素产生是一个重要因素。光可以直接控制赤潮生物的新陈代谢，光与赤潮生物的生长、发育和繁殖有着密切的关系。有人推测，近年来的赤潮频发也可能和全球气候的变化有关[6]，比如温室效应和厄尔尼诺现象造成的海水温度异常改变。此外，风、潮汐、海流等因素也有利于赤潮生物向某一个方向聚集，造成了局部区域的赤潮形成。

形成赤潮的因素

(1) 海洋污染

随着经济的高速发展和沿海地区人口的膨胀，工业废水、生活污水和地表径流讲大量陆源污染物质排入海洋，海洋遭受严重污染，造成海域的富营养化，而海水中大量的N、P、微量元素和有机营养物质的增加，为赤潮生物快速生长繁殖提供了的物质基础

在养殖区，由于年复一年的在那里养殖，部分饵料的下沉和鱼类粪便排泄物日长月久的在海底沉积，富营养化程度极高，N、P比重严重失调(正常为15：1)，就像海底埋藏有定时炸弹，一旦气候反常有适宜赤潮生物爆发性增殖的条件，赤潮的发生是不可避免的

(2) 水文气象和海水理化因子

赤潮生物的快速生长需要具备一定的环境条件，这些环境条件包括合适的温度和盐都、充足的光照等，有人推测，近年来的赤潮频发也可能和全球气候的变化有关，比如温室效应和厄尔尼诺现象造成的海水温度异常变化。此外，风、潮汐、海流等因素也有利于赤潮生物向某个方向聚集，造成了局部区域的赤潮形成

(3) 过度的海产养殖

很多的沿海水域已经形成了密集的海产养殖产业。但缺乏科学和规范的管理，导致了养殖密度过高，过量的投饵和排泄物的增加使得养殖海区有机污染加剧，造成了海洋的富营养化。这是养殖海域赤潮发生频率较高的根本原因之一

(4) 赤潮生物的异地传播

经济的发展促进了海上航运业的繁荣。频繁的国际航运导致了船舶在时间各港口间穿梭，而这些船舶在各港口不断的纳入和排放压舱水，导致大量海水的异地搬运，从而造成了不同赤潮生物种类的异地传播，使得世界各地新的赤潮种类不断出现。现在先从具体的赤潮生物种类来分析赤潮频发的原因

(引自《中国沿海甲藻孢囊与赤潮研究》)

(1) 米氏凯伦藻

1998年春在中国东南沿海爆发，给沿海的经济带来巨大的损失。它是一种分布广泛的赤潮藻类。此次赤潮发生的原因可归纳为一下几方面：

当厄尔尼诺活跃年时，中国沿海3月~4月上旬的降水量大幅减少，同时副热带高压强盛，东南季风较强，有利于浮游生物聚集于沿海水域4月中旬后，雨水增多，水温上升，促进了米氏凯伦藻的生长

珠江口地区长期接纳工、农业废水和生活污水，加之养殖区的自身污染，使得养殖区N、P浓度长年处于较高水平

米氏凯伦藻对光强的要求较低，而且能吸收各种形态的无机、有机N和P，对营养的需求也较其他浮游植物低，因此，它能在与各种浮游植物的竞争中脱颖而出，成为优势种，爆发性增长成赤潮

(2) 球形棕囊藻赤潮

a. 其高度聚集于养殖区与高营养盐浓度相关

b. 由于球形棕囊藻赤潮群体漂浮于水中，其分布受到风海流和潮流的影响，因此常常聚集在近岸海岸

c. N和P的含量被认为是起决定作用的营养物质

d. 降水量少与球形棕囊藻赤潮的爆发有密切的联系

e. 水温高

f. 营养过剩

g. 能利用有机营养物质，并且群体的基质具有储存能量、P、和微量元素的能力，因此它能在生态系统中迅速占据种群优势

h. 球形棕囊藻群体在黑暗中也能保持相同的分裂速度。

接着我们从具体的南海区来分析赤潮前期(前5~7d)的情况

1、气象要素统计与分析

(1) 赤潮成前表层水温变化统计分析

水温处在准恒温的状态，而且都是18~29度

水温日变化和候变化不明显(日变化小于1度，候变化小于2度)

(2) 风向、风速变化

风速在4级以下，风向变化发生的赤潮，前期一般吹西南—南风;夏季风向变化不明显

(3) 风浪、涌浪变化

因为在风浪较大的情况下，动力因素使海水上下交换明显，表层水温日变化大，且不稳定不利于生物藻类的繁殖，因此，风浪浪高大部分在1米一下

(4) 光照变化

夏季：海水温度已经较高，强烈的日光照射还表面，有利于表层水温迅速升高，但表层水温太高(大于29度)不利于赤潮生物的繁殖，多云活阴间多云的天气，有利于赤潮生物的繁殖

秋冬：少云的天气情况下，光照充足，有利于海水温度上升到有利于赤潮生物繁殖的温度，有时候多云或是阴天，但气压较低，天气闷热，此时的光照较少，但仍有利于赤潮生物的繁殖

(5) 表层流的变化

华南沿海长时间大范围的吹西南风，易产生来自偏南的较暖的风生流，表层水温较高，有利于藻类的繁殖，易导致赤潮的发生，长时间大范围的吹东北风易产生近岸涌流，不利于藻类的繁殖

2、气环流的形势分析

(1) 高空

华南沿海大部分受副热带高压控制，由于高压控制区气候晴朗，日照光线充足，下沉气流绝热升温，气温回升快，水温升温快且稳定

(2) 低空

受槽前西南气流控制，而且低空西南风速相对较大，由于槽前西南气流的强盛，使得海区上空气温升高，气压相对较低，天气闷热，在维持较长时间高气温的形势下，从而使表层水温上升并维持一定的时间

(3) 地面

春季华南地区常有静止锋存在，华南沿海处在西南到槽控制，吹偏南风，风力在4级以下;

冬季赤潮生成区前期大部分受变性高压或暖高压控制，风浪小，水体交换差，日照强，气温高，水温也随着升高，因为在此天气形势下有利于表层水温的升高和稳定

赤潮的危害

1990年，联合国将赤潮列为世界三大近海污染问题之一[7]。赤潮灾害的多发性、普遍性极大危害了海产养殖业和渔业资源，直接威胁着人类的生存环境和健康水平。由于发生赤潮的微藻种类、发生季节、海区及成因不同，其危害方式及危害程度差异较大。

1 对海洋生态平衡的破坏赤潮的发生。

大量的藻类在光合作用过程中，消耗水体中大量的CO2，使水体的酸碱度随之发生较大的变化，从而影响各类海洋生物的生理活动，导致生物种群结构的改变。同时，赤潮区的水面由于漂浮着厚厚一层赤潮生物，阻挡了阳光到达水体的深度，降低了水体的透明度，导致生长于水体深层的水草、造礁珊瑚及生活于水草中的海洋动物大量死亡，底层生物量锐减[8]，破坏了海洋的正常生态结构。因此也破坏了海洋的正常生产过程，从而威胁海洋生物的生存。海洋是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存、相互制约的复杂生态系统，在正常情况下，系统中的物质循环、能量流动，都处于相对稳定的动态平衡中，当赤潮发生时，这种平衡遭到干扰和破坏。在植物性赤潮发生初期，由于植物的光合作用，水体会出现高叶绿素a、高溶解氧、高化学耗氧量，这种环境因素致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，导致一些生物逃避甚至死亡，破坏了原有的生态平衡。

2 对海洋渔业和水产资源的破坏

赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏主要表现在[5]：①破坏渔场的饵料，造成渔业减产。②赤潮生物的异常爆发性繁殖，可引起鱼、虾、贝等经济生物窒息而死。③赤潮后期，引起赤潮发生的生物大量死亡，在细菌分解的作用下，要大量消耗海水中的溶解氧，可造成环境严重缺氧或者产生硫化等有害物质，使海洋生物缺氧或中毒死亡。④有些引发赤潮的生物体内或代谢产物中含有生物毒素，能直接毒死鱼、虾、贝类等。

3 对人类健康的危害

赤潮对人类健康的影响，除了接触引起皮肤不适，挥发性毒素还能对眼睛和呼吸道产生影响，更主要的是毒素通过食物链的传递而作用，导致人类的中毒甚至死亡。赤潮毒素引起人体中毒事件在世界沿海地区时有发生。据不完全统计[8]，全球可形成有毒赤潮的浮游生物种类大约有80多种，而在我国就有63种。当处于有毒赤潮区域内的鱼、贝类，摄食有毒赤潮生物后，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。如果这些鱼虾、贝类不慎被人食用，就引起人体中毒，严重时可导致死亡。据不完全统计[4]，在全球范围内，大约发生1600次人类麻痹性贝类毒(PSP)的中毒事件。我国包括台湾、香港在内，自60年代至今，有近600人因误食有毒的贝类而中毒，29人死亡。根据中毒症状及肇事藻种类，可推测大部分为PSP中毒事件。

3.赤潮的预防

赤潮的预防首先就是要控制海域的富营养化[9]，如控制营养盐向近海域排放、种植水生植物、养殖浮游动物等，据报道，在近海富营养化水域种植水生高等植物，通过植物根系的吸收和吸附作用，可有效去除水体中的N、P，净化水质。减少工业废水、生活污水等陆源污染物质向海洋的排放，建造污水处理厂，污水稳定塘或洒水滤床等节能型自净设施，充分利用海水的自净能力把生活污水与生产废水分期分批限量排放等。同时加强科学的海产养殖和管理，建市生态养殖的新理念，如海水养殖，合理密植、饵料组成及投饵科学化，多品种混养、轮养和立体养殖，防治海产养殖业的自身污染;其次，对于重要的经济海区，特别是养殖海区，可以进行人工改善水体和底质环境，改变排污点、增加海水交换能力、设置导流堤等，比如对已经遭受严重有机污染的底泥进行疏浚，改善底质条件，缓解水体污染。

对于赤潮的防治，目前依然还是一个世界性的难题。其原因在于引发赤潮的赤潮生物种类繁多，爆发机制各异，对于很多赤潮的发生机理尚未从根本上掌握，因此就难于从发生机理上控制赤潮的发生。建立完善的赤潮监控体系，及时发现赤潮，采取防范措施。控制污染，减缓或扭转海域水体富营养化，开展赤潮预警与实时监测是防治赤潮灾害的基础，但最重要的是，我们应该保护和改善日益恶化的海洋生态环境，控制各种污水的直接排放及排放量，禁止含磷洗衣粉的生产和使用，研究开发治理赤潮实用的物理、化学和生物技术产品。这是彻底消除赤潮发生的根本措施。

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