2020年春季大連淺海局部區域海洋生物死亡調查與分析

吳金浩，宋廣軍，宋 倫，王 擺，張毅敏，印明昊，王召會，周遵春

( 1.南京信息工程大學，江蘇 南京 210044； 2.遼寧省海洋水產科學研究院，遼寧 大連 116023；3.大連市農業農村局，遼寧 大連 116011 )

2020年2月17—23日，大連渤海海域局部區域陸續出現部分魚(Lizahaematocheilus)、長竹蟶(Solenstrictus)及其他海洋生物大量死亡災害現象，引起政府有關部門和廣大市民的關注。導致海洋生物短時間內大量死亡的原因很多，包括水質污染、病害、棲息環境改變以及極端氣候變化等。其中海洋污染事故發生成為人們懷疑的重點，如突發性溢油污染、危險化學品污染、熱污染以及放射性污染等，此類污染事故也很容易取證，污染指標往往超標十幾倍，甚至幾十倍[1]；生物性病害也容易導致大量海洋生物死亡，但往往某種致病菌或病毒對某種生物產生損害，不會導致多種生物的同時死亡[2]；海水低氧酸化可導致魚類、甲殼類和底棲海洋生物大量死亡，目前已成為全球關注的熱點[3-5]，當溶解氧水平<2 mg/L時，即產生低氧現象[6]，海洋中的大部分水生生物將面臨死亡，海底拖曳無法捕捉到魚蝦種群[7]。除此之外，全球氣候變化以及極端天氣也會導致大量海洋生物死亡[8]。為進一步查明大連淺海局部海域海洋生物死亡的種類、數量及死亡原因，2020年2月18—25日，遼寧省海洋水產科學研究院組織開展了海洋生物損害調查與分析，以期為大連市政府管理部門提供相關對策和建議。

1 材料與方法

2020年2月18—23日，針對出現生物死亡的大連市夏家河浴場、金州灣媽祖廟沿岸、紅沿河岸灘以及仙浴灣沿岸4個區域開展海洋生物調查取樣，每個區域沿海岸線分別設置3個岸段，每個岸段約200 m，沿岸線采用行走觀測法，收集死亡的海洋生物樣品，同時對潮間帶底棲生物進行定性調查，具體位置見圖1。

沿岸線行走觀測，對所有種類死亡的海洋生物樣品進行收集，采集后做好現場描述、編號，放入聚乙烯袋中，密封保存。將潮間帶灘面、巖礁上、巖石下存活的生物另外采集分裝，同時每個岸段沙灘、泥灘隨機采樣1～2次，現場淘洗，將挑選出的全部生物帶回實驗室進行定性分析。潮間帶生物調查及分析鑒定依照GB/T 12763—2007《海洋調查規范》進行。

圖1 大連沿岸淺海海洋生物調查站位示意Fig.1 The survey station of marine life in coastal shallow sea in Dalian

2 結 果

2.1 海洋生物調查種類統計

本次調查在夏家河浴場、金州灣媽祖廟岸灘、紅沿河岸灘以及仙浴灣沿岸4個地點共采集到10門52種海洋生物(表1)。其中紅沿河沿岸采集到的種類最多，有9門38種生物；其次為夏家河浴場，采集到5門14種生物；仙浴灣岸灘采集到的生物較少，有4門8種；媽祖廟岸灘最少，采集到3門7種。在各門類所采集到的海洋生物中，軟體動物最多達16種，占采集種類的30.8%；其次為節肢動物有15種，占采集種類的28.8%；再次為環節動物7種，占采集種類的13.5%；棘皮動物5種，占采集種類的9.6%；脊索動物4種，占采集種類的7.7%；其他門類中螠蟲動物、腕足動物、刺胞動物、腔腸動物、曳鰓動物各1種，各占采集種類的1.9%。采集的海洋生物種類中，出現死亡的種類有38種，未出現死亡的種類有14種。

表1 本次調查大連渤海海域采集海洋生物名錄

海洋生物Marine organism門類Category紅沿河Hongyan River仙浴灣Xianyu Bay媽祖廟Mazu Temple夏家河Xiajia River方氏云鳚 Enedrias fangi脊索動物門+柄海鞘 Styela clava脊索動物門+單環刺螠 Urechis unicinctus螠蟲動物門+鴨嘴海豆芽 Lingula anatica腕足動物門(+)海葵 Actiniaria刺胞動物門+海仙人掌 Cavernularia habereri 腔腸動物門+尾曳鰓蟲 Priapulus caudatus曳鰓動物門+

2.2 死亡海洋生物種類組成與區域分布

本次調查采集到的死亡海洋生物種類有38種，隸屬于9門，占采集種類的73.1%。其中節肢動物門種類最多，有14種，占采集種類的26.9%；其次為軟體動物門，有6種，占采集種類的11.5%；再次為環節動物門和棘皮動物門，均有5個種類死亡，各占采集種類的9.6%；脊索動物門死亡的種類較少，有4種，占采集種類的7.7%；其他門類中，螠蟲動物、刺胞動物、腔腸動物、曳鰓動物各1種，各占采集種類的1.9%。從區域分布來看，紅沿河岸灘采集到的死亡種類最多，達34種；仙浴灣岸灘采集到死亡種類6種；夏家河浴場采集到死亡種類5種；媽祖廟岸灘死亡種類僅1種。出現大量死亡的種類包括棘刺錨參、大螻蛄蝦、長竹蟶和細長竹蟶。在采集到的死亡個體中，絕大部分為近期死亡，也存在一小部分可能為早期死亡個體。

2.3 未出現死亡海洋生物的種類組成與區域分布

本次調查采集到的未出現死亡海洋生物種類有14種，隸屬于4門，占采集種類的26.9%。其中軟體動物種類最多，有10種，占采集種類的 19.2%；環節動物有2種，占采集種類的3.8%；節肢動物和腕足動物各1種，占采集種類的1.9%。由區域分布來看，夏家河浴場海洋生物未死亡種類最多，有9種；其次為媽祖廟岸灘，海洋生物未死亡種類有6種；紅沿河岸灘海洋生物未死亡種類有4種；仙浴灣岸灘海洋生物未死亡種類有2種。海洋生物未死亡種類主要為中潮帶固著或附著于礁石上以及藏匿于巖石下的種類。

3 討 論

3.1 死亡的海洋生物特征

本次災害事件導致大量死亡的海洋生物有棘刺錨參、大螻蛄蝦、長竹蟶和細長竹蟶，它們均在低潮帶至潮下帶營穴居生活；其次日本蟳、三疣梭子蟹、口蝦蛄等節肢動物也出現較多死亡，死亡的以小型個體、幼體為主。此外在灘面采集到較多沙蠶類，除一部分死亡外，大多處于瀕死狀態，活動能力弱。而死亡的魚類很少采集到，4個區域共采集到魚1尾，方氏云鳚2尾，髭縞蝦虎魚幼魚5尾。總體來看，采集到死亡的海洋生物種類數量表現為：脊索動物<環節動物<棘皮動物<軟體動物<節肢動物。

死亡的海洋生物均屬于生活在低潮帶和潮下帶的底棲生物種類。不同海域生態環境特征不同，海洋生物種類多樣性、生物豐度等存在一定差異性，災害事件發生后導致死亡生物種類、數量表現出高低差異，本次調查結果與相應岸灘的類型有一定相關性，通過調查的4個區域比較發現，紅沿河岸段、夏家河浴場等水淺灘長的沙灘海域出現較多的死亡物種，仙浴灣岸灘海水較深的巖礁區域死亡的物種相對較少。其中，媽祖廟海域死亡的生物種類數量僅表現出大螻蛄蝦1種，但該物種死亡的數量較大，可能也與該生物的生活習性密不可分，大螻蛄蝦自每年11月至翌年3月為抱卵繁殖期[9]，根據國家海洋預報臺發布的海溫周報顯示，今年死亡事件發生前海水溫度較去年偏高[10]，產卵期提前，死亡事件發生時，或許正趕上大螻蛄蝦集體大面積產卵，從而導致出現了大螻蛄蝦存在數量較多死亡個體的現象。

3.2 海洋生物死亡原因探討

通過分析，本次災害事件中死亡的生物絕大多數為低潮帶和潮下帶底棲生物種類，如發生大規模化工類水質污染的中毒事件，廣泛分布的各種魚類更易產生死亡；調查中發現，類似媽祖廟附近中潮帶海域礁石、礫石上短濱螺、牡蠣等生物生長良好，其他區域中潮帶底棲生物的種類和數量也未發生明顯降低，同時由于岸灘上大量的海洋生物存在吸引了眾多海鳥停留覓食，由此可見，死亡的海洋生物未對鳥類產生危害。大連市生態環境局現場勘查監測情況表明，金普新區、瓦房店市兩地水、大氣、土壤未發現污染，海域水質均符合其功能區水質要求。本次現場調查獲取的檢測數據表明，海水水色未見異常，未發生赤潮，pH、溶解氧、鹽度等基本參數均處于正常波動范圍，現場采集的海水樣品實驗室分析結果顯示，海水石油類含量為0.012～0.020 mg/L，重金屬銅、鉛、鋅、鎘、總鉻、汞、砷等平均含量分別為1.21、1.09、20.1、0.325、0.0214、1.01 μg/L，均維持在正常水平，且都符合漁業水質標準。通過走訪海洋生物死亡較多的紅沿河沿岸周邊海參養殖企業，了解到納潮換水未影響到企業生產，所養殖海參等苗種未出現死亡現象。另一方面，新冠病毒疫情期間各類海洋工程尚未施工，沒有大型海底疏浚施工進而導致生物大量死亡沉積海底遇大風海潮推送上岸的現象，也未發現化工企業存在超標排放的情況。根據相關調查信息，除大連地區以外，在遼東灣北部的錦州、營口等沿海也發現有海洋生物死亡的現象，突發性的水質污染短時間內不會導致如此大范圍內的生物死亡。因此，基本排除水質污染導致海洋生物死亡的可能性。

由病害導致的海洋生物大規模死亡問題也是不可忽視的重要原因，寄生原蟲、細菌、病毒以及其他病原微生物均能引起海洋生物病變死亡，以水產動物為例，其病害種類就高達200余種，病毒性疾病的暴發與流行，已成為制約海水養殖業進一步發展的重要因素[11-12]。但某種病原微生物往往通過某種或者幾種貝類、蝦類發病而表現出來，其發病機制與生物種質、養殖模式和養殖環境都有較大關系，并且其發病或死亡過程一般會持續一段時間或表現出一定的周期性[13]，而本次大連淺海海洋生物死亡發生在數天內，出現死亡的生物種類高達38種，由病害導致此次大規模海洋生物同時死亡的概率較低。由于死亡生物種類繁多，數量差異很大，同時根據水質檢測數據判斷，排除水質污染導致多種海洋生物中毒死亡。本調查中對媽祖廟以及其他區域采集到的大螻蛄蝦、魚、大竹蟶等生物樣本進行細菌性病理試驗分析(結果并未在文中展示)，觀察發現，死亡個體未出現任何菌落生長，初步說明死亡個體未被細菌感染。通過同種活體對照試驗發現，溶菌酶、堿性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性均未出現顯著性變化，證明死亡個體未有疾病發生。因此，基本排除細菌病害導致的大規模死亡。

海水中的溶解氧與生命活動有著密切的聯系，其含量變化又往往是反映生物生長狀況的一個重要指標。海洋低氧現象會導致海洋動物大量死亡，對海洋生態系統產生不同程度的影響。由于氣候變化和人類活動的影響，世界許多近岸海區發生不同程度的低氧現象，聯合國環境規劃署2006年的報告指出，近年來低氧區的數量呈加速上升趨勢，2004年全球共有149個“死亡區”[14]，至2008年，全球報道的低氧區已超過400個，總面積超過2.45×105km2[15]。研究顯示，淺海、半封閉海灣及河口更易發生低氧現象[16]。我國對海洋低氧現象的研究主要集中在長江口、珠江口海域[17-18]。近幾年，黃渤海海域也有海水底層低氧現象的報道[19-22]。這些低氧現象往往發生在海水溫度較高的夏季[23]，雖然有研究指出，災難性的天氣(如颶風)也能引起河口或海岸水域低氧區出現，但也同樣發生在8月，并且低氧區需要2～3個月才能恢復正常[24]。一般來說，海水中溶解氧會隨溫度的降低而升高，研究證實，低溫更有利于缺氧條件底棲生物的存活[25]，而本次災難事件發生在2月，此時氣溫、水溫均較低，第一時間獲取事發海域海水溶解氧高達12.0 mg/L，遠高于低氧的臨界閾值，若是有低氧現象發生，不可能在這么短的時間內恢復到正常水平，因此，海水低氧導致該地區大量海洋生物死亡也不太可能發生。

通過以上因素的排除，導致此次大規模海洋生物死亡的原因很有可能與持續大幅降溫、風浪猛烈等極端天氣和海況綜合因素影響有關。2020年2月14—16日，受強冷空氣影響，遼寧大連氣溫急劇變化，伴隨降雨降雪，溫度由10 ℃驟降至最低-8 ℃，降溫幅度達13 ℃以上，并伴有6～8級大風。遼東灣為典型的半封閉海灣，遼東灣重冰期通常發生在每年的1月中旬至2月上旬，根據海冰遙感監測通報顯示，2月5—17日遼東灣海冰一般厚度5～10 cm，最大冰厚30 cm，浮冰范圍46～65 km，但主要集中在遼東灣北部，遼東灣南部的大連近岸海域基本不存在大面積海冰[26]。災害發生前，2月10—13日大連地區氣溫一般在3～10 ℃，大連淺海基本不存在海水結冰，隨著水溫升高，淺海的魚、大螻蛄蝦等海洋生物逐漸向近岸遷移覓食或抱卵繁殖，而2月14—16日，天氣突變小雨轉為大到暴雪，并伴有8級大風，最低氣溫降至-8 ℃，國家預報觀測站監測數據顯示，該區域海水最低溫度也很快降至-1.3 ℃[10]，局部淺海甚至更低，來不及返回深海或洞穴的魚和大螻蛄蝦可能很快被凍死。另外，強降雨雪帶來大量淡水注入，淺海區域退潮后，底棲環境發生改變，尤其是低潮帶伴隨著持續的強降溫，殘留的海水與降雨迅速結冰，將潮間帶海底表面覆蓋，生活在松軟海泥里的長竹蟶等海洋生物可能由于無法得到氧氣補充而移居到沉積物表面或者降低挖掘深度，而一些小型的海洋生物由于海底石頭、海冰等阻隔無法及時隨海水退去也停留在裸露的海底，較低的氣溫也會將其迅速凍死；漲潮時，大風(8級以上)伴隨海浪也會將殘留海底的生物推上岸灘，甚至穴居的生物也會被石頭、海冰等硬物推擠出來，加之浪潮翻卷作用一并推到岸上，導致了大量海洋生物死亡的現象。此次調查的夏家河浴場、紅沿河岸灘以及媽祖廟沿岸屬于淺海長灘，水較淺，海底海洋生物相對來說更容易受到強降溫、降雨雪以及風浪的影響，表現出較多的生物死亡種類和數量，而調查的仙浴灣海域水較深，受此次降溫天氣影響較小，生物死亡種類和數量較少。不同物種耐受低溫和抗擊海浪的能力不同，體型較大、活動能力強的生物更有能力逃避，從而表現出相對較低的死亡率，這也與實際調查的結果較為一致。類似的海洋生物死亡事件也曾有過少量報道，2010年受持續寒潮、大風、降溫影響，渤海沿岸曾遭遇過40年來最嚴重的冰凍災害，造成錦州、濰坊等地區的淺海和灘涂養殖貝類、海參等生物大量死亡[27-28]。因此，推測漲退潮過程中大風大浪短時間內改變了淺海海洋生物棲息地環境，并使其無法逃離，在強降溫、強降雨雪的作用下導致了此次災害事件的發生。由于無法獲取事發時相關調查數據，極端低溫、降雨雪等過程對魚類、貝類等海洋生物的影響機制尚不明確，是否完全由自然因素引起的仍需進一步深入探究。

3.3 管理對策與建議

隨著互聯網和信息化產業的飛速發展，人們對類似海洋生物死亡的事件關注度越來越高，相關部門須加大管理力度與應對措施。本次突發性強降溫天氣導致了較大面積的淺海海洋生物死亡，岸灘上出現了大量的死亡生物以及貝殼等，調查發現，海洋生物大部分已腐爛，建議盡快開展岸灘清理工作，避免隨著潮水的沖刷導致局部海水污染和產生海洋垃圾，同時加強宣傳，防止市民誤食而產生中毒事件和新的海洋疫情。下一步農業農村部和生態環境部應根據天氣預報，針對災害常發海域以及敏感區域持續加強沿海生態系統健康監測，尤其是定期跟蹤淺海潮間帶區域海洋生物群落變化，準確評估本次強降溫天氣對海洋生物的損害程度，并及時發布有關信息。根據本次災害的損害程度，適當劃定臨時管控區，禁止捕撈和相關漁業生產，加強漁業資源環境保護與生態修復，逐步恢復受損的海洋生態系統。當前全球氣候變化和自然災害不斷發生的背景下，政府更應該進一步提高警惕，加強宣傳教育與科學研究，通過建立重大課題探究類似事件的產生機制與防治措施，及時公布相關信息，保持社會穩定發展。

4 結 論

通過對大連淺海局部區域海洋生物死亡事件的現場調查與分析，事發海域4個地點共采集到10門52種海洋生物，具體表現為軟體動物(16種)>節肢動物(15種)>環節動物(7種)>棘皮動物(5種)>脊索動物(4種)>其他門類(各1種)，其中未出現死亡的種類有14種，出現死亡的種類有38種，棘刺錨參、大螻蛄蝦、長竹蟶和細長竹蟶死亡量尤為明顯。經分析，排除了水質污染、病害疾病以及局部低氧等導致本次大規模海洋生物死亡的可能，大風條件下的極端海況改變了淺海海洋生物棲息地環境，使其無法逃離，短時間內大幅降溫、降雪的共同作用是此次災害事件發生的主要原因；相關政府管理部門應進一步加大管理力度和應對措施，防止類似突發性海洋生物死亡事件的發生。