天氣條件對北戴河近岸海域水母暴發的影響

劉婧美 劉春洋 韓業越 趙吉

摘 要：為了解天氣條件對北戴河近岸海域水母暴發的影響，記錄了2019—2021年北戴河氣溫及水母暴發期光照和降雨情況，結合水母暴發期的水母日捕撈量分析得出：氣溫是水母暴發重要的誘因，自然光照對水母暴發影響不顯著，降雨對海月水母（Aurelia aurita）和沙蜇（StomoloPhus meleagris）暴發影響不顯著，對白色霞水母（Cyanea nozakii）暴發影響顯著。

關鍵詞：天氣條件;北戴河;近岸海域;水母;暴發

水母暴發是指大量水母在同一時間和區域內聚集的現象。自上個世紀90年代開始，水母在全球沿海地區暴發的范圍和頻率愈加增大，給海洋環境和生態平衡帶來負面影響，對海洋工程設施、漁業捕撈、海濱旅游和航海運輸等方面也造成了影響和破壞[1]，因此水母暴發已經成為海洋生態學研究的熱點[2]，對水母暴發的預警和防控已經成為人們勢必要解決的問題。有研究認為，水母暴發的誘因可能有氣候變化、過度捕撈、富營養化、生物入侵、棲息地改變等[3]，也有研究認為，水母生長繁殖受光照、氧氣、種群密度、餌料[4]、鹽度、酸堿度等方面的影響。有實驗表明，光照對水母的生長繁殖有影響[3-5]，但對于在近岸海域中生活的水母，水中的光源主要為自然光，而關于自然光照條件對水母暴發的影響方面的研究至今仍是空白。另外，水母暴發期如遇連續降雨或強降雨，近岸海水水質會受到短暫影響，如鹽度降低、pH值波動、營養物質增加等，可能對水母的生長繁殖產生一定影響。

為了解天氣條件對北戴河近岸海域水母暴發的影響，本研究記錄了2019—2021年北戴河氣溫及水母暴發期光照和降雨情況，結合水母暴發期的水母日捕撈量加以分析，以期為探究水母暴發機理提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 調查對象

北戴河海域常見水母暴發品種：海月水母（Aurelia aurita）、沙蜇（StomoloPhus meleagris）和白色霞水母（Cyanea nozakii）。

1.2 調查區域與時間

調查區域為北戴河近岸3海里固定海域，面積約6.30 km2。調查時間為2019年1月—2021年8月。

1.3 調查方法

在調查海域進行每周至少2次的日常巡視，當海面出現水母時巡視頻次調整為每日一次。當水母暴發期到來，即發現水母聚集區且密度≥10個/m3時，開始進行水母捕撈，捕撈時間為每天早晨06：00—08：00。采用大型油電混動捕撈船、小型電動捕撈艇和大型柴油動力捕撈船拖網捕撈，并記錄每種水母當日捕撈量。當水母暴發期結束，即連續三天單程航次捕撈水母個數≤10個時，終止捕撈。

記錄2019年1月—2021年8月氣溫及水母暴發期陰晴、降雨情況。

1.4 分析方法

1.4.1 氣溫對水母暴發的影響 根據水母當日捕撈量計算水母月捕撈比重，水母月捕撈比重（%）=當年此種水母當月捕撈量（kg）/當年此種水母捕撈總量（kg），水母月捕撈比重能夠反映某種水母在某年的暴發時間和相對暴發量。繪制三年來氣溫和水母月捕撈比重關系圖，分析氣溫與水母暴發的關系。

1.4.2 光照對水母暴發的影響 三年來水母暴發期海月水母、沙蜇和白色霞水母當日捕撈量按照自然光照強弱分為兩組數據，晴朗天氣下水母捕撈量為強光照組，陰雨多云天氣下水母捕撈量為弱光照組，利用Excel對兩組數據進行單因子方差分析，控制變量為光照，觀測變量為當日水母捕撈量，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。通過方差分析，判斷光照對海月水母、沙蜇和白色霞水母捕撈量的影響。

1.4.3 降雨對水母暴發的影響 三年來水母暴發期海月水母、沙蜇和白色霞水母當日捕撈量按照是否降雨分為兩組數據，即未降雨天當日水母捕撈量和降雨天當日水母捕撈量，利用Excel對兩組數據進行單因子方差分析，控制變量為降雨，觀測變量為水母捕撈量，顯著性判定方法同上。通過方差分析，判斷降雨對海月水母、沙蜇和白色霞水母捕撈量的影響。

2 結果與分析

2.1 氣溫對水母暴發的影響

2019—2021年月平均氣溫和北戴河近岸水母捕撈情況分析結果如圖1—圖3所示。

三種災害性水母的暴發期集中在每年的7—8月份，即當地氣溫最高時期，其他月份未巡視捕撈到水母體，沙蜇僅在2019年有所捕撈，2020年和2021年均未捕撈到。海月水母暴發集中在7月份，沙蜇和白色霞水母暴發期在7—8月份，且8月份暴發量高于7月份。見圖1—圖3。

2019—2021年北戴河7月和8月平均氣溫差異不大，適宜的氣溫和穩定的自然環境為水母暴發提供了溫床，三年來北戴河7月和8月氣溫情況見表1。

結合氣溫和水母暴發情況綜合分析，北戴河近岸海域水母暴發與當地氣溫密切相關。

2.2 光照對水母暴發的影響

? 2019—2021年，海月水母暴發期共72 d，其中強光照天氣27 d，弱光照天氣45 d;沙蜇暴發期共27 d，其中強光照天氣13 d，弱光照天氣14 d;白色霞水母暴發期共122 d，其中強光照天氣46 d，弱光照天氣76 d。經過方差分析可得（見表2—表4），自然光照條件下強光照和弱光照對海月水母、沙蜇和白色霞水母暴發影響均不顯著（P>0.05）。

2.3 降雨對水母暴發的影響

2019—2021年，海月水母暴發期共72 d，其中未降雨天氣64 d，降雨天氣8 d;沙蜇暴發期共27 d，其中未降雨天氣23 d，降雨天氣4 d;白色霞水母暴發期共122 d，其中未降雨天氣107 d，降雨天氣15 d。經過方差分析可得（見表5—表7），降雨對海月水母和沙蜇暴發影響不顯著（P>0.05），對白色霞水母暴發影響顯著（0.01

3 討論

3.1 氣溫對水母暴發的影響分析

北戴河地處中緯暖溫帶，屬半濕潤、季風型大陸性氣候，四季分明，受海洋的調節，具有海洋型氣候特點。據調查，2019年1月—2021年8月北戴河月平均氣溫在-11～28 ℃之間，最高溫出現在盛夏季節7—8月份，月平均氣溫在19～28 ℃之間，北戴河近岸海域水深4～11 m，海水溫度基本由氣溫所決定，北戴河近岸海域海水高溫期為每年的7—8月，平均水溫在22～28 ℃，非常適宜水母生長繁殖。有研究表明，海水溫度是海洋環境中較大的變量參數，特別對于暖溫帶氣候的北戴河而言，其分布的暖溫性水母更加容易隨海水的升溫而大量聚集旺發[3]，因此，氣候升溫是該地區水母大量聚集引起暴發的直接誘因之一。有資料顯示，溫度升高能夠直接促進水母的生長代謝，促進性成熟[4]。海水溫度能夠直接影響水母的分布、數量和生殖速率，海水升溫能夠增加暖溫性水母的生物量，適宜的溫度還可以增加水母的食物，為水母聚集提供條件[3]。全球氣溫變暖使水溫升高，致使海月水母種群數量大增[6]。因此，氣候升溫引起海水升溫，對水母聚集暴發有積極作用。

3.2 光照對水母暴發的影響分析

大量在實驗室進行的關于光照對水母生長繁殖的影響研究表明：光照是水母聚集旺發的誘導因素，適宜的光照有利于促進水母的生殖生長，達到暴發的要求[3]。光照強度對白色霞水母無性繁殖的影響研究證明，光照能影響白色霞水母螅狀體的生長存活和攝食[7]，適當的光照相比強光照或完全無光更加適合白色霞水母螅狀體的生長[5]。光照對海月水母生長繁殖的研究證明，隨著光照強度的增加，海月水母螅狀體的存活時間變短[4]，強光條件下海月水母螅狀體的出芽生殖有所減少[8]，過強的光照會抑制海月水母的橫裂生殖[8-9]，但是相對于完全無光照的黑暗條件環境，適當的光照可以縮短海月水母螅狀體橫裂生殖所需的時間，有利于海月水母的橫裂生殖[10]。可見，在水母類生態學研究中，光照是很重要的環境因子。

但是自然環境中一般不會有實驗室人工設定的較為極端的光照條件，而且水母有趨利避害的本能反應，因此研究水母暴發應該結合自然環境和水母生物學特點。

3.3 降雨對水母暴發的影響分析

研究降雨對水母暴發的影響主要是考慮降雨為海水提供淡水，特別是連續降雨或強降雨可能對海水環境造成短暫的影響：一是大量淡水注入海中使海水鹽度降低;二是降雨使海水pH值產生波動;三是降雨會增加海水營養物質，為水母提供餌料。海水環境的變化會對水母生長、繁殖和攝食造成一定的影響，從而影響水母的數量。

分析結果表明，降雨對北戴河海域海月水母和沙蜇暴發影響不顯著，對白色霞水母暴發影響顯著。近幾年北戴河海域白色霞水母數量逐漸增多，已經成為水母暴發的主要品種之一，白色霞水母食性雜，多種游泳動物幼體和浮游生物都可為其食用[7]，技術人員發現，白色霞水母還捕食其他種類水母。降雨為海洋其他海洋生物提供營養的同時，更為白色霞水母提供了豐富的食物來源。另外，白色霞水母適應能力強，降雨引起的海水鹽度降低、pH值波動等海洋環境的改變可能不會對白色霞水母造成明顯影響，但是會對白色霞水母捕食的一些海洋生物造成不適或死亡，從而使白色霞水母的捕食更加容易，其繁殖能力強，生長速度極快，豐富的餌料資源無疑為其暴發提供了適宜條件。白色霞水母生長過程中會分泌毒素，對海洋漁業生態環境造成嚴重危害[5]，建議當地有關部門在7—8月份強降雨前做好白色霞水母暴發防控預警工作。

4 結論

經過對2019—2021年北戴河近岸海域水母暴發情況和天氣情況綜合分析，得出氣溫是該海域水母暴發重要的誘因，而自然光照條件下強光照和弱光照對水母暴發影響不顯著，降雨對海月水母和沙蜇暴發影響不顯著，但對白色霞水母暴發影響顯著。

近些年來，水母暴發現象愈發嚴重，給海洋生態環境和人類活動帶來了嚴重的危害[1]，為探究水母暴發的誘因，提出水母防控對策，研究者開展了水母生態學、生長繁殖及水母暴發影響因素等方面的研究[2]，但是在自然環境中開展長期的水母跟蹤調查和監測捕撈不僅難度大，而且成本高，因此，對水母的研究大多在實驗室中進行，往往存在人工設定的因素水平與實際環境偏離或特殊因素無法模擬等弊端，所以研究數據仍不能明確解釋水母暴發誘因。水母暴發是一個綜合性極高的研究課題，與海水水文水質、海洋生態結構、天氣條件、氣候變化及人類活動影響等因素有關，因此，破解水母暴發的誘因應該在水母生態學研究的基礎上結合自然環境，建立水母與環境長效監測機制，形成數據鏈，從多角度綜合分析水母暴發的影響因素，進而逐步控制水母暴發現象的發生。

參考文獻：

[1] 程家驊，李圣法，丁峰元，等.東、黃海大型水母暴發現象及其可能成因淺析[J].現代漁業信息，2004，19（5）：10-12.

[2] 張芳，孫松，李超倫.海洋水母類生態學研究進展[J].自然科學進展，2009，19（2）：121-130.

[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] 王建艷，于志剛，甄毓，等.環境因子對海月水母生長發育影響的研究進展[J].應用生態學報，2012，23（11）：3207-3217.

[5] 孫明，董婧，王愛勇.光照強度對白色霞水母（Cyanea nozakii Kishinouye）無性繁殖的影響[J].海洋與湖沼，2012，43（3）：562-567.

[6] DAWSON M N，JACOBS D K.Molecular evidence for cryptic species of Aurelia aurita （Cnidaria，Scyphozoa）[J] .Biology Bulletin，2001，200：92-96 .

[7] 孫明，董婧，劉春洋，等.光照對白色霞水母螅狀體生長的影響[J].水產科學，2009，28（7）：399-401.

[8] LIU W C，LO W T，PURCELL J E，et al.Effects of temperature and light intensity on asexual reproduction of the scyphozoan Aurelia aurita（L.） in Taiwan[J].Hydrobiologia，2009，616（1）：247-258.

[9] ISHII H，SHIOI H.The effects of environmental light condition on strobilation in Aurelia aurita polyps[J].Sessile Organisms，2003，20（2）：51-54.

[10] 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.

（收稿日期：2021-09-26;修回日期：2021-12-13）