赤潮帶給我們的 謎團(tuán)與啟示

撰文/羅茜

赤潮帶給我們的 謎團(tuán)與啟示

撰文/羅茜

題記：2014年10月30日上午的海口雨后初晴，望海國(guó)際廣場(chǎng)上樹立起一排圖文并茂的宣傳展板，吸引了市民駐足觀看，更有不少市民被設(shè)置在廣場(chǎng)上的一架顯微鏡吸引過來，好奇地觀望著電腦屏幕上顯示的在顯微鏡下緩緩蠕動(dòng)的一團(tuán)團(tuán)棕色小球——這就是近年來在海南省西線海岸多次造成赤潮的“元兇”——棕囊藻。廣場(chǎng)上，身披綬帶的科技工作者們有的在展板旁向市民講解赤潮知識(shí)，有的把一本本赤潮宣傳冊(cè)發(fā)放給過路行人，一場(chǎng)主題為“科學(xué)認(rèn)識(shí)棕囊藻赤潮，減少公眾恐慌心理”的科普活動(dòng)正在這里展開。

這次活動(dòng)是“全國(guó)海洋科普日暨全國(guó)赤潮研究與防治宣傳日”內(nèi)容之一，由中國(guó)海洋學(xué)會(huì)赤潮研究與防治專業(yè)委員會(huì)、國(guó)家海洋局南海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心和海南省海洋監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心聯(lián)合主辦，旨在宣貫赤潮災(zāi)害科普知識(shí)，引導(dǎo)市民正確認(rèn)識(shí)和應(yīng)對(duì)赤潮災(zāi)害。暨南大學(xué)呂頌輝教授和南海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心董燕紅教授兩位國(guó)內(nèi)赤潮專家坐鎮(zhèn)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，向市民介紹赤潮知識(shí)和防范要點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)解答市民的咨詢。

棕囊藻是一種能形成膠質(zhì)囊體的藻類，從熱帶到極地，在全球各個(gè)緯度的海洋中均有分布，通常由多個(gè)單細(xì)胞聚集成囊狀群體，看上去有些像魚子醬，個(gè)體最大直徑可達(dá)3厘米。爆發(fā)性繁殖時(shí)，大量黃褐色的囊狀群體懸浮在海水中，使得海水變色，形成赤潮。棕囊藻這種“群聚”的過程，是這個(gè)物種在生存競(jìng)爭(zhēng)中的一種手段，正如海洋中的沙丁魚聚成龐大的魚群以躲避天敵、謀求更多的生存機(jī)會(huì)一樣，群聚成球體的棕囊藻擴(kuò)大了體積和表面積，分泌的多糖類物質(zhì)包裹在球囊外，避免了一些魚蝦類攝食者的捕食，并且增大了在水中的浮力，大囊球更容易飄浮到水的表層，吸收更多的陽光進(jìn)行光合作用，從而為物種繁衍創(chuàng)造更好的條件。然而，物極必反，棕囊藻在大規(guī)模繁衍爆發(fā)赤潮后，在有限的水體資源中開始了同類的消耗和爭(zhēng)奪，從爆發(fā)性增長(zhǎng)，逐漸變成了大批量消亡。這也就是我們觀察到的赤潮悄然而至又經(jīng)過一段時(shí)間后自然消失的過程。

上圖、右圖：歐洲海域球形棕囊藻消亡時(shí)產(chǎn)生的大量泡沫

雖然赤潮一般能自然消退，但是在赤潮持續(xù)的時(shí)間內(nèi)，對(duì)生態(tài)和人類還是有很大影響的，尤其是對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的破壞是災(zāi)難性的。棕囊藻含有膠質(zhì)的囊球不僅大量消耗海水中的氧氣，還能直接貼在魚鰓表面，阻礙其呼吸和攝食，導(dǎo)致魚類死亡；還有部分棕囊藻能產(chǎn)生溶血毒素，導(dǎo)致魚類中毒死亡；且棕囊藻赤潮在消亡過程中產(chǎn)生的大量白色泡沫，氧化分解成含硫類化學(xué)物質(zhì)溶解在水中或揮發(fā)到空氣中，它們消亡分解的過程大量消耗水中的氧氣，對(duì)其他水生生物是致命的威脅，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。

棕囊藻在我國(guó)渤海、南海曾多次引發(fā)赤潮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近10年來在海南附近海域發(fā)生的16次赤潮中，8次由棕囊藻引發(fā)。

謎一樣的“紅學(xué)”研究

棕囊藻，只是世界各大洋中能形成赤潮的180余種浮游生物中的一種。在我國(guó)浮游生物名錄上登載有63種能夠?qū)е鲁喑钡某喑鄙铮渲幸延杏涊d導(dǎo)致過赤潮的生物達(dá)25種，其余的38種在中國(guó)海域均有分布，只是尚未形成過，或者尚未觀測(cè)到形成過赤潮而已。

赤潮發(fā)生的機(jī)理非常復(fù)雜，據(jù)研究，主要的形成因素有海水的富營(yíng)養(yǎng)化、水溫、鹽度、水動(dòng)力等。簡(jiǎn)單的說，如果水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，水溫持續(xù)保持一個(gè)比平時(shí)高的水平，水的流動(dòng)性又比較差，類似于“一潭死水”的狀態(tài)，就容易引發(fā)水中原先存在的某一類浮游生物爆發(fā)性繁殖，引發(fā)赤潮。但事實(shí)是，赤潮的爆發(fā)還可能與水生物種的遷移分布、緯度位置、季節(jié)、洋流、海域的封閉程度、全球氣候變化等眾多自然因素有關(guān)，萬事俱備，差一個(gè)東風(fēng)，赤潮的發(fā)生與否就不在預(yù)計(jì)之中了。

圖1、圖2、圖3: 宣傳活動(dòng)上，市民在科技工作者的解說下通過顯微鏡觀察棕囊藻

棕囊藻

赤潮生物種類繁多，引發(fā)赤潮的條件也變幻莫測(cè)，就此形成的排列組合成千上萬，使得赤潮的研究很難有確定性成果。南海海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心主任黃楚光介紹，在業(yè)內(nèi)，學(xué)者們常常戲稱赤潮研究為“紅學(xué)”。一是由于“赤”乃“紅”也，更多是因?yàn)榫拖裱芯俊都t樓夢(mèng)》一樣，學(xué)者們從不同角度切入研究赤潮，但是一直都沒能有透徹的結(jié)論，影響因素實(shí)在太多，致使建立一種能夠模擬赤潮發(fā)生的生態(tài)模型幾乎是不可能之事。

不過，隨著認(rèn)識(shí)的廣度和深度在不斷拓展，人們發(fā)現(xiàn)，赤潮發(fā)生的原因、種類、和數(shù)量的不同，水體會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色，有紅顏色或磚紅顏色、綠色、黃色、棕色等，甚至某些赤潮生物（如膝溝藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有時(shí)并不引起海水變色。但“赤潮”作為一個(gè)歷史沿用名仍然保留了下來。

赤潮研究的“迷”，不僅體現(xiàn)在其發(fā)生的過程，人們?cè)谘芯咳绾蜗c防治赤潮方法的過程中也遇到了諸多難題。采用化學(xué)藥物來殺滅赤潮生物，有可能殃及其他生物，破壞整個(gè)生態(tài)；采用網(wǎng)具捕撈赤潮生物，或采用隔離手段把養(yǎng)殖區(qū)保護(hù)起來，成本高且不易操作；繁殖和投放天敵捕食赤潮生物的方法也還在實(shí)驗(yàn)中，未取得較大的突破。但從發(fā)展趨勢(shì)看，調(diào)節(jié)海水中的富營(yíng)養(yǎng)化環(huán)境、生物控制法和利用黏土礦物對(duì)赤潮生物絮凝滅殺等方法是較好的選擇，我們期待這些方法能在實(shí)際防治赤潮的工作中發(fā)揮高效作用。

發(fā)動(dòng)防治赤潮的“人民戰(zhàn)爭(zhēng)”

雖然發(fā)生機(jī)理復(fù)雜，但水體的“富營(yíng)養(yǎng)化”是赤潮發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)和首要條件，這一點(diǎn)早有共識(shí)：水域中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽類，鐵、錳等微量元素以及有機(jī)化合物的含量大大增加，促進(jìn)了赤潮生物的大量繁殖。究“富營(yíng)養(yǎng)化”的原因，人類的活動(dòng)難辭其咎。隨著現(xiàn)代化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，沿海地區(qū)人口的增多，大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋，導(dǎo)致近海、港灣富營(yíng)養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重。其中，海水養(yǎng)殖業(yè)排出的含有大量殘余餌料、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其他形式的含氮化合物，加快了海水的富營(yíng)養(yǎng)化，是誘發(fā)赤潮的重要原因之一。同時(shí)，海水養(yǎng)殖也是在赤潮生態(tài)災(zāi)害中損失最慘重的產(chǎn)業(yè)。

加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù)，切實(shí)控制沿海廢水廢物的入海量，特別要控制氮、磷和其他有機(jī)物的排放量，避免海區(qū)的富營(yíng)養(yǎng)化，是防范赤潮發(fā)生的一項(xiàng)根本措施，已引起各有關(guān)方面的重視。此外，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)控制養(yǎng)殖廢水污染海域，改進(jìn)養(yǎng)殖餌料種類，用半生態(tài)系養(yǎng)殖方法逐步替代投餌喂養(yǎng)方式，以期自然增殖，有益藻類和浮游生物，改善自然生態(tài)環(huán)境。

由于赤潮發(fā)生機(jī)理復(fù)雜，且發(fā)生區(qū)域較廣，目前仍沒有成熟的預(yù)警技術(shù)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。我國(guó)赤潮監(jiān)測(cè)主要依靠監(jiān)測(cè)船定區(qū)、定點(diǎn)、定時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合浮標(biāo)和衛(wèi)星連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)等手段，但很難做到對(duì)海域的全面、廣泛布控。

筆者在海口的這次科普活動(dòng)中了解到，南海海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心和海南省海洋監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心聯(lián)合開展了海南赤潮監(jiān)測(cè)預(yù)警與減災(zāi)防災(zāi)體系建設(shè)。該體系建設(shè)包括建立海洋生態(tài)浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、赤潮預(yù)警因子的篩選與預(yù)測(cè)、制定和完善赤潮災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案和建立赤潮信息通報(bào)制度。據(jù)南海海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心主任介紹，信息通報(bào)制度中重要的環(huán)節(jié)是通過向市民、漁民和企業(yè)宣貫赤潮科學(xué)知識(shí)，并選擇重點(diǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)、漁港的漁民，對(duì)其進(jìn)行基本的赤潮藻類監(jiān)測(cè)技術(shù)培訓(xùn)，動(dòng)員民眾在發(fā)現(xiàn)可疑赤潮現(xiàn)象時(shí)及時(shí)向有關(guān)海洋主管部門報(bào)告，實(shí)現(xiàn)國(guó)家、地方和志愿者三位一體的監(jiān)測(cè)方式，以便盡早發(fā)現(xiàn)赤潮爆發(fā)的苗頭，及時(shí)部署應(yīng)急措施。筆者生動(dòng)地比喻道：“這就像發(fā)起防治赤潮的‘人民戰(zhàn)爭(zhēng)’，這也是我們開展這次科普宣傳活動(dòng)的目的之一。”（責(zé)編：金希）