福建定海灣一次東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮淺析

2016-08-29 02:05:42李正華

漁業研究 2016年2期

李正華

(1.福州市海洋與漁業技術中心，福建福州 350026；2.福州市海洋環境監測站，福建福州 350026)

李正華1，2

(1.福州市海洋與漁業技術中心，福建福州 350026；2.福州市海洋環境監測站，福建福州 350026)

通過對2010年6月7—13日發生在福建定海灣的一次東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮進行跟蹤監測，分析并探討了該次雙相赤潮生消過程。本次赤潮暴發時海區表層水溫范圍為22.8～23.2℃，鹽度范圍為28.24～28.36；本次赤潮暴發后，監測結果顯示該海區表層水體中夜光藻的大量存在對東海原甲藻的快速增長無攝食壓力，而且在夜光藻大量存在的表層水體中活性磷酸鹽及氨氮含量與正常海區相比均明顯偏高，另外海區表層水體中東海原甲藻在赤潮暴發后仍能快速生長。

福建定海；東海原甲藻；夜光藻；雙相赤潮

近海赤潮已經成為制約海洋可持續發展的嚴重環境問題之一[1-2]。夜光藻(Noctiluca scintillans)是世界各國沿海水域主要的赤潮生物之一，據報道在日本、印度、泰國、南非、法國等地均發生了不同規模的夜光藻赤潮，而且在我國南海其發生赤潮的頻率亦相當高、范圍也很廣[3]。

歷史上夜光藻在我國東海沿海亦頻發赤潮[4]，不過近幾年在原夜光藻赤潮頻發的季節，東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)已演變成引發東海赤潮最主要的原因種之一[5]，其在長江口附近、浙江近海以及福建沿岸海域幾乎每年都會引發赤潮，而且經常是世界罕見的大規模赤潮，這引起了社會的廣泛關注[6-7]。

1　材料與方法

1.1 監測時間與范圍

2010年6月7—13日，對發生在福建定海灣的東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮進行了連續監測，并在赤潮發生區域從灣內向灣外取一斷面，設3個監測點(圖1)，每1～2 天采樣一次，每次監測不超過2h，所采樣品均為各站位海面下0.5m處的表層水樣。

1.2監測項目與方法

1.3數據分析方法

比增長速率計算公式：μ=(lnxt-lnx0)/t。式中，x0表示初始細胞密度，xt表示t天后的細胞密度。

2　結果

2.1海區發生赤潮時概況

2010年6月7日，在福建定海灣發現海面異常，當日起進行現場觀測及樣品采集檢測。6月7日該海區海面顏色呈棕色、磚紅色，并呈塊狀、帶狀分布；異常區域主要分布在灣內，并向灣外延伸，面積約為20km2；而且當日該海區表層水體中監測到的東海原甲藻與夜光藻細胞數量分別為2.92×106個/L和9.33×104個/L，均超過形成赤潮時水體中藻細胞的基準密度(東海原甲藻：5.00×105個/L，夜光藻：3.00×103個/L)[11]；另外，在灣外海面顏色正常區域設一對照站點，其浮游植物優勢種為中肋骨條藻(Skeletonema costatum )，數量為5.67×105個/L。根據6月7日現場觀測結果及赤潮生物細胞數量等兩個指標測定結果，判斷該海區當日暴發了東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮。

2.2赤潮生物細胞數量變化情況

專家表示，給寶寶適當地補充益生菌，可以呵護寶寶腸道健康，是預防秋冬腹瀉的有效方法之一。而寶寶已經有了腹瀉的癥狀時，也可以適當補充益生菌，可有效抑制有害致病菌、維持腸道微生態平衡、增強腸道免疫能力。

在監測過程中，海區表層水體中東海原甲藻細胞數量變化范圍為3.00×105～6.42×107個/L，平均值為1.47×107個/L，其細胞數量的LOG值變化情況如圖2所示：6月9日海區表層水體中東海原甲藻細胞數量達到最高值，接著東海原甲藻細胞數量不斷減少，6月13日該海區表層水體中東海原甲藻細胞數量低于其形成赤潮時水體中藻細胞的基準密度。另外，海區表層水體中夜光藻細胞數量變化范圍為0～9.33×104個/L，平均值為4.64×104個/L，其細胞數量的LOG值變化情況如圖2所示：6月7日海區表層夜光藻細胞數量為最高值，6月11日該海區表層水體中夜光藻完全消失。

2.3海區各環境因子變化情況

在監測過程中，海區表層水溫為22.4～22.9℃，平均值為22.4℃；鹽度為25.53～29.00，平均值為27.24；海區表層水體中硝酸氮含量為0.033～0.137mg/L，平均值為0.071mg/L；亞硝酸氮含量為0.002～0.008mg/L，平均值為0.005mg/L；氨氮含量為0.046～0.161mg/L，平均值為0.111mg/L；活性磷酸鹽含量為0.003～0.168mg/L，平均值為0.073mg/L。

3　討論

3.1環境因子

赤潮的發生，需要適宜的海區環境條件；鹽度與水溫是浮游植物生長繁殖最為重要的環境因子。夜光藻為廣溫廣鹽種類，其對海區水溫、鹽度的適應范圍較廣，在渤海海域夜光藻生長最適溫度為16～28℃、最適鹽度為24～30[12]；在長江口及其鄰近海域夜光藻最適溫度為25～27℃、鹽度為15～27[13]；東海原甲藻作為近年引起廣泛關注的一種赤潮藻種，在長江口和舟山海域赤潮現場監測結果顯示其生長繁殖適宜水溫范圍為15～25℃，適宜鹽度范圍為14～32[14]；另外在實驗室人工培養下東海原甲藻生長最適溫度為22℃，最適鹽度范圍為25～31[15]。以上對夜光藻及東海原甲藻的研究成果表明，在我國東海及其以北附近海域東海原甲藻生長適宜溫度范圍主要處于15～25℃之間，適宜鹽度范圍處于14～32之間；夜光藻生長繁殖最適溫度范圍為16～28℃，最適鹽度為15～30；兩赤潮生物的最適生長溫度與鹽度范圍存在共同區間(溫度：16～25℃，鹽度：15～30)。6月7日，從定海灣赤潮暴發時所監測到的海區表層水溫與鹽度范圍(溫度：22.8～23.2℃，鹽度：28.24～28.36)也正處于該兩赤潮生物最適生長溫度與鹽度范圍的共同區間內，從而證實了兩赤潮生物在海區表層大量繁殖并形成赤潮能在相同的溫度與鹽度范圍內發生，也說明了夜光藻與東海原甲藻可能對生長的環境條件具有部分相似的生理需求，這從海區環境因子方面為理解近幾年在原夜光藻赤潮頻發的季節，東海幾乎每年都會引發東海原甲藻赤潮提供了一定的依據。

3.2營養機制

夜光藻缺乏自養營養方式，其食性很廣，并表現出一種廣泛的捕食特性，所攝取的食物包括浮游植物、同種類的小細胞、魚卵、小型橈足類及其卵、植物纖維、碎屑、原生動物和細菌等；不過在海區浮游植物餌料充足的條件下，其食物仍然以硅藻和鞭毛藻為主[16]。夜光藻大量繁殖并形成赤潮，無疑需要豐富的物質基礎。雖然甲藻也是夜光藻的主要食物來源[4]，但從這次雙相赤潮的同時暴發以及監測過程中海區表層水體中東海原甲藻細胞數量變化情況分析，海區表層水體中夜光藻的大量存在對東海原甲藻的快速增長并無攝食壓力。如6月7日在該海區監測到夜光藻赤潮的同時也存在東海原甲藻赤潮，兩者的發生無先后時間差；而且在本次雙相赤潮跟蹤監測過程中，6月7日至10日在夜光藻赤潮存在情況下海區表層水體中東海原甲藻細胞數量仍能上升(圖2)；另外，各個監測階段在所取的夜光藻細胞數量較多樣品中，其所含的東海原甲藻細胞數量也很高，如6月9日在海區2號站位所采集到的表層樣品中，夜光藻的細胞數量為1.20×105個/L，而東海原甲藻細胞數量仍高達3.11×107個/L。因此，從生物間攝食方面分析，海區表層水體中夜光藻的大量存在對東海原甲藻的快速生長、形成赤潮并不會產生太大影響。

氮、磷是浮游植物生長繁殖的主要營養元素。本次雙相赤潮發生后，夜光藻大量存在的海區表層水體中活性磷酸鹽及氨氮含量仍然較高，如6月7日所監測到海區表層水體中氨氮含量為0.161mg/L，活性磷酸鹽含量為0.168mg/L。由于夜光藻藻體內含有豐富的NH3-N[17]，因此該海區在本次赤潮發生時海區表層水體中氨氮含量明顯異常，可以認為其主要與海區表層水體中夜光藻細胞數量較多呈正相關。另外，在監測過程中對所采集的水樣分析結果表明，海區表層水體中夜光藻細胞數量與活性磷酸鹽含量也呈一定正相關，在夜光藻細胞數量越高的水樣中往往活性磷酸鹽含量也越高，如6月7日所采集的樣品中：夜光藻細胞數量為2.00×104個/L時，活性磷酸鹽含量為0.065mg/L；當夜光藻細胞數量為2.30×105個/L，活性磷酸鹽含量高達0.430mg/L。雖然此前還未見有夜光藻具有高效的磷代謝機制報道，不過從6月11日夜光藻赤潮消亡后，海區表層水體中活性磷酸鹽含量又迅速恢復至只發生東海原甲藻單相赤潮時的一般水平(DIP為0.003mg/L)的這一現象分析，該海區在本次赤潮發生時表層水體中活性磷酸鹽含量明顯偏高，應該與夜光藻赤潮的存在有一定關系。以上分析表明：在本次赤潮發生階段，夜光藻的大量繁殖可能在短時間內為海區表層水體富集大量的主要營養元素，并為海區表層水體中其它浮游植物的大量繁殖創造一定物質基礎。因此，從營養需求方面分析，夜光藻在大量繁殖的同時可能在一定程度上還會促進東海原甲藻快速增長并形成赤潮，這可能是導致在東海原夜光藻赤潮頻發季節，東海原甲藻演變成引發赤潮最主要原因種的因素之一。當然，東海原甲藻在快速增長之后是否對夜光藻的生長會形成一定制約還有待于進一步考證。

3.3比增長率

不同的環境條件下，浮游植物的比增長率不盡相同。在實驗室內東海原甲藻的培養結果[18]顯示，其最大比生長率僅為0.455～0.499d-1；不過從本次該海區野外監測結果顯示，東海原甲藻在野外適宜條件下似乎具有相當高的比增長率。6月2日定海海區表層水體中浮游植物的監測結果顯示，海區表層水體中浮游植物優勢種為中肋骨條藻，細胞數量為4.97×104個/L；而6月7日在該海區就暴發了東海原甲藻赤潮，在相當短的時間(5d)內海區表層水體中東海原甲藻細胞數量就上升了幾十至幾百倍，其比增長率遠遠大于實驗室人工培養的水平。雖然不能排除這次雙相赤潮可能是外來型赤潮，但本次赤潮暴發后東海原甲藻仍能快速增長，7日至9日的比增長率計算結果顯示，東海原甲藻的比增長率仍高達1.545d-1，約為其實驗培養條件下比增長率的3倍。因此，在野外適宜的海區環境條件下，東海原甲藻可能具有相當高的比增長率，這為其能在原夜光藻赤潮頻發的季節，演變成東海引發赤潮最主要原因種之一提供了非常有利的一個條件。

[1]ZingoneA，EnevoldsenHO．Thediversityofharmfulalgalblooms：achallengeforscienceandmanagement[J]．OceanandCoastalManagement，2000，43：725-748．

[2]BatoreuMCC，DiasE，PereiraP，eta1．Riskofhumanexposuretoparalytictoxinsofalgalorigin[J]．EnvironmentalToxicologyandPharmacology，2005，19：401-406．

[3]吳瑞貞，林端，馬毅．南海夜光藻赤潮概況及其對水文氣象的適應條件[J]．臺灣海峽，2007，26(4)：590-595．

[4]錢宏林，梁松，齊雨藻．南海北部沿海夜光藻赤潮的生態模式研究[J]．生態科學，1994，(1)：39-45．

[5]周名江，顏天，鄒景忠．長江口鄰近海域赤潮發生區基本特征初探[J]．應用生態學報，2003，14(7)：1031-1038．

[6]朱德弟，陸斗定，王云峰，等．2005年春初浙江近海的低溫特征及其對大規模東海原甲藻赤潮發生的影響[J]．海洋學報，2009，31(6)：31-39．

[7]許珠華，侯建軍．福建沿岸海域赤潮發生特點及防治措施[J]．臺灣海峽，2006，15(1)：143-150．

[8]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫局.GB17378.3-2007 海洋監測規范第3部分：樣品采集、貯存和運輸 [S]．北京：中國標準出版社，2007.

[9]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫局.GB17378.4-2007 海洋監測規范第4部分：水質分析 [S]．北京：中國標準出版社，2007.

[10]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫局.GB17378.7-2007 海洋監測規范第7部分：近海污染生態調查和生物監測[S]．北京：中國標準出版社，2007.

[11]中華人民共和國國家海洋計量標準中心.HY/T069-2005赤潮監測技術規程[Z]．北京：中國標準出版社，2005.

[12]鄒景忠，董麗萍，秦保平．渤海灣富營養化和赤潮問題初步探討[J]．海洋環境科學，1983，2(2)：41-54．

[13]楊鴻山，朱啟琴．長江口杭州灣海區兩次赤潮的調查與初步研究[J]．海洋環境科學，1990，9(1)：23-28．

[14]王金輝，黃秀清．具齒原甲藻的生態特征及赤潮成因淺析[J]．應用生態學報，2003，14(7)：1065-1069．

[15]陳炳章，王宗靈，朱明遠，等．溫度、鹽度對具齒原甲藻生長的影響及其與中肋骨條藻的比較[J]．海洋科學進展，2005，23(1)：60-64．

[16]UhligG，SahlingG.LongtermstudiesonNoctiluca scintillansintheGermanBightpopulationandredtidepheuomena1968-l988[J].NetherlandsJSeaRes，1990，25(1/2)：101-112.

[17]OkachiT，NishroS.IdentificationofammomaasthetoxicprincipleofredtideofNoctiluca miliaris[J].BullPlanktonSocJpn，1976，23(2)：25- 30．

[18]歐美珊，呂頌輝．不同無機氮源對東海原甲藻生長的影響[J]．生態科學，2006，25(1)：28-31．

A brief analysis for a bilateral red tide of Prorocentrum donghaiense and Noctiluca scintillans in Dinghai Sea Zone of Fujian Province

LI Zhenghua1，2

(1.OceanandFisheryTechnologyCenterofFuzhou，Fuzhou350026，China；2.MarineEnvironmentMonitoringStationofFuzhou，Fuzhou350026，China)