21世纪赤潮灾害的时空变化

21世纪赤潮灾害的时空变化

红潮是香港被称为红潮的一个现象。它通常指的是一些微藻、原生动物和细菌在水中过度繁殖和聚集，使海水变红的现象。习惯上将水体中藻类达到一定密度后的藻华现象称作赤潮,相当多的赤潮是无害的,它们自生自灭;然而,近年来能产生毒素和其他有害影响的赤潮频繁发生,规模不断扩大,造成了巨大的经济损失并危害人类生存环境。赤潮这一概念最早是因为海水变红而得名的,实际上现在赤潮已经变成各种色潮的统称。由于赤潮发生时海水不一定都变色,特别是不一定都变成红色,所以学术界越来越多的学者把赤潮称为“有害藻华”(HarmfulAlgalBloom,HAB)。在新闻报道中使用“赤潮”一词较多,国家海洋局在海洋环境质量公报中也沿用“赤潮”名称进行灾害报道,故该文叙述中仍使用“赤潮”一词。赤潮的发生不仅仅是生物学的问题,和物理海洋学、海洋化学等有着密切的关联。目前,在生物生态学、赤潮发生机制和预测等方面进行了很多研究,认为富营养化是赤潮发生的关键之一。为完成科技部支撑项目子课题(典型人工海岸污染控制与生态构建技术研究及示范)和天津市科委重点基金项目的任务,笔者搜集了海洋局历年发布的海洋赤潮灾害数据和资料,查阅了相关文献,为环境监测分析和确定研究重点提供帮助。有关专家对中国海域20世纪50—90年代的赤潮发生情况进行了总结,尚缺乏近十几年的数据总结和分析。该文主要回顾了中国海域的赤潮统计数据,尤其是进入21世纪后的赤潮发生频次的数据,对比各个年份的赤潮情况,以期为赤潮灾害分析和防治工作提供帮助。所用数据来源,未作说明的均出自中国海洋局公布的中国海洋环境质量公报和省市海洋环境质量公报。1发展阶段20世纪20—赤潮发生的总趋势费鸿年在1933年记述了浙江镇海-石浦海域发生的夜光藻和骨条藻赤潮,这被认为是中国最早的赤潮报道。而国内对有害赤潮的研究,一般认为是从1952年黄河口的赤潮调查开始的。从此一直到20世纪70年代末期是有害赤潮研究的初始阶段,基本上属于赤潮现象描述,缺乏定量分析。再到20世纪80年代末的时段是起步阶段,国家和相关部门设立专项资金,重点研究赤潮对渔业的危害问题。从1990年开始,赤潮研究进入发展阶段,在很多方面都取得了丰富的成果,并和国际接轨。图1展示了周明江等对中国早期赤潮发生的总结,从20世纪50—90年代,海域赤潮发生次数急剧上升,每10年有增加2~3倍的趋势。而进入21世纪后,赤潮发生的次数,越发增多,参见图2。由图2可知,20世纪90年代初,中国海域赤潮发生次数出现1个小高峰;进入21世纪后则发生次数迅速增加,2003年达到新的高峰(119次);后面年份虽有所下降,但发生次数仍高于20世纪90年代的水平。2001—2010年仅10年间赤潮发生的次数是20世纪后50年赤潮次数的2倍多。从2000—2010年的赤潮累计面积来看,也出现了先升高后降低的趋势,2004、2005年出现高峰值,而赤潮次数最多的2003年的赤潮面积并非最大,处于10年间的中等水平。从赤潮发生次数和累计面积来看,海域的赤潮问题非常严重,必须给与足够的重视;同时,赤潮发生趋势降低和减缓的现象也说明治理赤潮是可行的,不能轻易放弃。2各海流量的统计2.1赤潮发生的频次中国海域的4个海区有不同的海洋学特征和生物组成,在赤潮发生方面也有较明显的差异。图3比较了4个海区从2000—2010年的赤潮发生次数,其中2001年数据不足。图3显示,在这10年期间,东海赤潮发生的次数远远高于其他3个海区。2003年的高赤潮发生率就是由东海赤潮引起的。这个现象与20世纪下半叶的情况不同,20世纪50—90年代,南海赤潮次数占赤潮总频次的45%,东海占36.3%,少于南海;赤潮发生的频次有从北到南递增的分布趋势。尽管渤海的面积最小,但赤潮发生次数经常超过黄海或与之持平,甚至有时会超过南海。这表明,赤潮灾区中心有北移趋势。2.2赤潮面积和累计面积4个海区的赤潮发生次数和累计面积的分布规律并不完全相同(2001年数据不足),参见图4。与赤潮发生次数相比,除了东海依然保持最高外,渤海的赤潮累计面积增加明显,在全部海域的累计面积中占据较重要地位,多数年份高于黄海和南海;面积较小的年份也基本保持和黄海、南海持平。赤潮累计面积最大的年份出现在2005年,尽管当年的赤潮次数并非最多;2004年也有类似的情形,表明每次赤潮发生的规模有增加的趋势。渤海发生的赤潮面积相对较大。4个海区中,渤海面积最小,处于半封闭状态,海水交换能力最差;环渤海区域又是我国经济快速发展的区域,人类活动对海洋环境影响较大,今后应注意经济发展和环境保护之间的协调发展。1998—2000年连续3年,国际上罕见的面积达到几千平方公里的特大赤潮都发生在渤海和东海。可见,很早以前,2个海区就有单次赤潮面积较大的现象,现在依然明显。在统计赤潮发生次数的同时也应该关注赤潮累计面积,这样更能体现赤潮的严重性和危害性。3赤潮发生的季节和持续时间由于中国的海岸线南北向较长,纬度跨越大,海水特性和赤潮生物类别都存在差异,所以在1年当中,几乎每个月都有发生赤潮的可能性。统计2001—2010年这10年间的逐月数据,以每月发生赤潮的平均次数、累计面积为横、纵坐标,绘制成图5。图5显示,无论是赤潮发生次数,还是累计面积的高峰值都出现在5—6月,远高于其他月份;4月和7—9月也是赤潮的易发期。从历史资料来看,发生赤潮的时间段还有扩增的趋势,这给赤潮的预防和治理都增加了难度。以天津海域的赤潮统计为例,赤潮通常发生在每年6、7月份,发生规模和持续时间也不长。但是,2006年首次报道了10月份的赤潮,球形棕囊藻给人们生产带来了损失;2007年又往后推迟了1个月,于11月首次报道了硅藻类赤潮(浮动弯角藻)。更糟糕的是,2007年5月即出现了中肋骨条藻的赤潮,发生赤潮的时间跨度达到了7个月,这对赤潮监测时间、频次等都提出了新的要求。4海洋赤潮生物中国海域辽阔,物种丰富,据周明江等统计,分布于中国沿海的赤潮生物有148种,其中43种曾引发过赤潮,有毒的28种。这些生物分别隶属甲藻20属70种,硅藻22属65种,蓝藻2种,金藻4种,针胞藻3种,绿色鞭毛藻2种,隐藻和原生动物各1种。最主要的赤潮生物为夜光藻、微型原甲藻、海洋原甲藻、亚历山大藻、多纹膝沟藻、中肋骨条藻、红色中缢虫、红色束毛藻和海洋卡盾藻。截至2000年1月,中国赤潮生物种类达到150种。关于发现新种和重命名的现象时有发生。将近20年中国主要的赤潮生物列表,见表1。表1显示,中国海洋赤潮生物的种类在不断增加,预示着沿海环境有明显变迁,影响着浮游植物群落的演替。近十几年,赤潮种类中毒害作用较大的甲藻类赤潮比例明显增加,预示着赤潮的危害程度也在增加,对渔业和人类健康的威胁不容忽视。5赤潮保护与环境监测中国的赤潮问题已不容忽视,赤潮造成的各方面影响已相当严重,威胁着沿海海洋经济的持续发展和社会的安定。总体上,海洋赤潮发生的频次和累计面积都有增加的趋势,尤其是近10年的赤潮频次和规模是20世纪后50年数据的2倍多,在经济发展的同时必须注意对海洋环境的保护,不能得不偿失。与20世纪不同,东海的赤潮问题最严重,已经远远超过了南海;渤海