2019-2021年北戴河近岸海域水母暴發期水質條件分析

劉婧美 韓業越 劉春洋 趙吉

摘 要：水母暴發所引發的環境問題和社會問題越來越引起人們的重視，研究水母暴發的機理和發展趨勢，建立預警和預測機制，提出科學可行的防控措施，需要大量的海洋調查監測數據給予支撐， 為了解北戴河近岸海域水母暴發期的水質情況，2019—2021年在水母暴發期連續采樣監測海水水質，分析海水溫度、鹽度、pH值和溶解氧的變化情況。三年來水母暴發期水溫為22.8～28.0 ℃，鹽度為20.50‰～31.82‰，pH值7.72～8.25，溶解氧為5.04～7.35 mg/L。水質分析數據表明，白色霞水母（Cyanea nozakii）對水溫和溶解氧的要求相對較低，建議將其列為水母防治的重點對象。

關鍵詞：北戴河;近岸海域;水母;暴發;水質條件

水母作為海洋生物的重要組成部分，近年來越來越被人們所熟知，比起人們原來關注的水母的觀賞價值、藥用價值和食用價值，現在人們更加關注的是水母所造成的對海洋生態環境、漁業等方面的影響。上世紀90年代，水母災害在我國沿海發生頻率并不高，但是近些年，受全球氣候變化、海洋資源減少、海洋工程建設和人類活動造成的富營養化和排污等因素的影響，水母災害在我國渤海、東海及南海等海域暴發頻繁[1]。水母暴發是指在一定的時間和區域內大量水母聚集的現象，水母暴發帶來諸多危害：大量水母聚集破壞海洋環境，導致適應性較差的魚類和浮游動物減少，從而破壞海洋生態平衡;水母暴發破壞漁具，造成漁業減產;水母暴發破壞海洋工程設施，影響船舶航運;有毒水母在海濱浴場大量出現，蟄傷游人，為海濱旅游帶來安全隱患[2]……由此可見，水母暴發給海洋漁業、旅游業、沿海工業及船舶航行帶來巨大損害，給海洋生態系統的健康敲響警鐘。

由于水母暴發危害較大，因此近些年人們對水母生長繁殖機理、水母暴發誘因、水母暴發應對措施等方面的研究愈加重視。有研究表明，水母暴發受海洋環境的影響，水母能夠感知海洋環境的變化進而主動或被動地做出反應，如溫度、鹽度、溶解氧、酸堿度等因素都會對水母暴發產生一定的影響[3]。本研究跟蹤監測2019—2021年北戴河近岸海域水母暴發期海水溫度、鹽度、pH值和溶解氧，研究水母暴發的適宜水質條件，以期為防控水母暴發提供數據參考。

北戴河近海水溫變化范圍在6～28 ℃，海域近岸水深4～11 m，陽光強度適中，非常適宜水母生長繁殖，該海域水母品種主要有海月水母（Aurelia aurita）、沙蜇（Stomolophus meleagris）、海蜇（Rhopilema esculentum）和白色霞水母（Cyanea nozakii），其中海蜇屬于具有經濟價值的水母種類，由于其較高的食用價值，加之近些年對其醫療等方面價值的大力開發，海蜇的捕撈量逐年加大，自然資源量有所下降[4]。北戴河近岸海域水母暴發是由海月水母、沙蜇和白色霞水母所引起。

多年來對水母的跟蹤監測顯示，每年的6月下旬水母進入生長繁殖的旺盛時期，海月水母是最早在海面上出現的水母種類。隨著氣溫升高，水母生長迅速，密度急劇增加，7月進入暴發期。沙蜇和白色霞水母的暴發期晚于海月水母，持續至8月下旬水母數量逐漸減少。

1 水母暴發期水質分析方法

1.1 水母暴發期的判定

2019—2021年每年的6月初開始對北戴河近岸海域進行水母巡視監測，每日監測一次，監測范圍和時間保持一致（每天上午06：00—08：00，近岸海域3海里，日平均掃海面積6.275 km2），當發現海月水母聚集區且密度≥10個/m3，判定水母暴發期來臨，當海月水母聚集區消失，且連續三天單程巡視大型水母（沙蜇、白色霞水母）個數≤10個判定水母暴發期結束。

1.2 水質分析方法

在水母暴發期內，在北戴河近岸海域水母監測范圍內選取5個站位，監測海水水溫、鹽度、pH值和溶解氧，海水采樣時間和頻次與水母巡視一致，監測站位見表1。

海水水溫和鹽度采用水質快速測定儀即時測定，pH值和溶解氧分別采用pH計法和碘量法當日實驗室測定[5]，嚴格按照規范操作。

2 結果與分析

2.1 水母暴發期時間節點判定

通過水母巡視監測，判定2019-2021年北戴河近岸海域每種水母暴發期的時間節點，如表2所示。

對比三年來三種水母暴發期發現，海月水母暴發期來臨早，且結束早，集中在7月初至7月下旬或8月初;沙蜇僅在2019年有暴發，且暴發期整體滯后于海月水母，為7月下旬至8月下旬，2020年和2021年沒有監測捕撈到沙蜇;白色霞水母暴發期略晚于海月水母，且持續時間長，集中在7月初或7月中旬至8月底。

2.2 水溫

2019—2021年水母暴發期海水水溫監測結果如圖1所示。

結合表2和圖1，得出三年來三種水母暴發期海水水溫范圍，如表3所示。

2.3 鹽度

2019—2021年水母暴發期海水鹽度監測結果如圖2所示。

結合表2和圖2，得出三年來三種水母暴發期海水鹽度范圍，如表4所示。

2.4 pH值

2019—2021年水母暴發期海水pH值監測結果如圖3所示。

結合表2和圖3，得出三年來三種水母暴發期海水pH值范圍，如表5所示。

2.5 溶解氧

2019—2021年水母暴發期海水溶解氧監測結果如圖4所示。

結合表2和圖4，得出三年來三種水母暴發期海水溶解氧范圍，如表6所示。

3 討論

3.1 水溫

溫度的變化能夠直接影響水母各發育階段個體的生長、發育和存活情況[6]。溫度的變化能夠改變水母分布的區域和存活的時間長度，影響水母的豐度，合適的水溫可以增加水母的食物，從而促進水母的繁殖，引發水母大量聚集[3]。有研究表明，在10～25 ℃范圍內，海月水母碟狀體的生長速度隨溫度升高而加快[7-8]。仲霞銘等[9]研究發現，8月前后，當海洋表層水溫達到23～26 ℃時，大量白色霞水母便會出現于沿海海面，這與本研究調查結果基本相符。

3.2 鹽度

研究數據表明，海水鹽度對水母的滲透壓會產生直接的調節作用[6]。海水鹽分的變化會使水母數量及分布發生變化，不適宜的鹽度環境會致使水母體停止生長繁殖，而適宜的鹽度能促進水母的生長繁殖，為水母旺發生長提供前提條件[3]。有研究表明，25‰～35‰ 鹽度范圍內水母螅狀體的出芽生殖無顯著差異[10]，但鹽度為20‰及以下會延緩海月水母螅狀體的橫裂生殖[11]。鹽度對白色霞水母螅狀體和碟狀幼體的生長存活都有影響，研究表明，白色霞水母螅狀體的最適鹽度為15‰～32.5‰，碟狀幼體最適鹽度為20‰～35‰[3]。北戴河近岸海域正常鹽度范圍為28‰～33‰，有時由于連續降雨或強降雨導致海水鹽度暫時降低，但總體保持穩定，適宜的鹽度為水母暴發提供條件。

3.3 pH值

近年來，隨著全球對海洋環境保護意識的加強，海洋酸化問題越來越引起人們的重視。除了淡水或酸性污染源的大量注入引起海水酸化之外，有研究表明，水母暴發同樣會影響海水pH值[3]。水母暴發伴隨的水母消亡會造成海水暫時性和區域性的酸化，影響海水生物化學循環和一些海洋生物的生長發育，致使正常食物鏈關系的破壞和海洋生態系統的失衡。有學者在pH值對水母生長繁殖影響的研究中得出結論，認為pH值對水母的影響并不大，例如pH值在6.5～10.0的范圍內，海月水母螅狀體可以正常生殖[6]，但水母食性雜，酸性環境對某些海洋生物造成不適或死亡[3]，使水母捕食更加便利，從這個角度講，海水pH值降低促進了水母的暴發。

3.4 溶解氧

有研究顯示，水母類對低氧環境的耐受能力比其他海洋生物更強[6]。經多年對北戴河近岸海域水質的監測，6—9月份，該海域溶解氧含量范圍為4～8.5 mg/L，調查發現，6月和9月海水溶解氧含量略高于7月和8月，7—8月為水母生長繁殖旺盛期，水母的大量繁殖和衰亡消耗海水中氧氣，致使海水中溶解氧含量相對較低。低氧的海水環境雖然對水母的影響不大，但是水母捕食者和水母攝食的魚類幼體的耐低氧能力較差，在低氧環境中可能出現死亡、逃避或者遲鈍等現象。從被捕食的角度講，對水母的威脅降低，從捕食者的角度講，水母攝食更加容易，從而為水母暴發提供更加適宜的環境，因此，低氧環境同樣使水母暴發成為可能[3]。

4 結論

經過對2019—2021年北戴河近岸海域水母暴發期海水水質分析，得出三年來水母暴發期水溫為22.8～28.0 ℃，鹽度為20.50‰～31.82‰，pH值7.72～8.25，溶解氧為5.04～7.35 mg/L。在自然海域中，水溫和溶解氧相比鹽度和pH值對水母生長繁殖產生的影響更大。水質分析數據表明，白色霞水母對水溫和溶解氧的要求更低，即其對水質的適應能力更強。白色霞水母無經濟價值，食性雜，廣鹽廣溫，抗逆性強，捕撈難度大，其生長過程中會分泌毒素，對海洋生態環境、漁業、海上工程和航運等方面都造成巨大的負面影響[12]，因此，應加大對白色霞水母的防控力度。

水母暴發是一個非常復雜的問題，與水母自身生理結構和繁殖特點、海洋生態環境、氣候變化、人類活動等諸多因素有關，特別是近年來水母暴發給人類活動和海洋生態環境造成的危害顯著，研究水母暴發原因已經成為世界級熱點問題，但是水母暴發的直接原因仍未有足夠的證據闡明。以往對水母的研究大多都基于實驗方法學，在實驗室改變不同影響因素的水平，探究水母最適生長條件和活躍閾值，但結合水母生長環境的跟蹤監測數據和綜合分析并不多，筆者認為，研究水母暴發機理離不開其生長繁殖的自然環境，因此，積累長期的水母監測數據及其生長環境的監測數據對解開水母暴發之謎有重要的意義。

參考文獻：

[1]

吳穎，李惠玉，李圣法，等.大型水母的研究現狀及展望[J].海洋漁業，2008，30（1）：80-87.

[2] 孫松.水母暴發研究所面臨的挑戰[J].地球科學進展，2012，27（3）：257-261.

[3] 曲長鳳，宋金明，李寧.水母旺發的誘因及對海洋環境的影響[J].應用生態學報，2014，25（12）：3701-3712.

[4] 劉婧美，齊學軍，劉春洋，等.秦皇島近海水母種類及利用價值分析[J].河北漁業，2015（11）：50-52.

[5] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.海洋監測規范 第四部分：海水分析：GB 17378.4—2007[S].北京：中國標準出版社，2007：83-88+99-101.

[6] 周強，王云忠，齊繼光，等.環境因子對4種常見觀賞性水母生長發育影響的研究進展[J].湖南農業科學，2019（10）：120-124.

[7] 付志璐，董婧，孫明，等.溫度、鹽度對黃海北部海月水母碟狀幼體生長的影響[J].水產科學，2011，30（4）：221-224.

[8] WIDMER C L.Effects of temperature on growth of north-east Pacific moon jellyfish ephyrae，Aurelia labiata（Cnidaria：Scyphozoa）[J].Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom，2005，85（3）：569-573.

[9] 仲霞銘，湯建華，劉培廷.霞水母（Cyanea nozakii Kisninouye）暴發與海洋生態之間關聯性探討[J].現代漁業信息，2004，19（3）：15-17.

[10] WILLCOX S，MOLTSCHANIWSKYJ N A，CRAWFORD C M.Population dynamics of natural colonies of Aurelia sp. scyphistomae in Tasmania，Australia[J].Marine Biology，2008，154（4）：661-670.

[11] PURCELL J E，HOOVER R A，SCHWARCK N T.Interannual variation of strobilation by the scyphozoan Aurelia labiata in relation to polyp density，temperature，salinity，and light conditions in situ[J].Marine Ecology Progress Series，2009，375：139-149.

[12] 董婧，劉春洋，李文泉，等.白色霞水母的形態與結構[J].水產科學，2005（2）：22-23.

（收稿日期：2021-09-14;修回日期：2021-11-07）