劉材材, 徐 韌, 何培民, 張正龍, 秦玉濤, 項凌云, 鄧邦平, 劉守海, 季 曉

?

南黃海綠潮暴發(fā)與紫菜養(yǎng)殖的關(guān)系

劉材材1, 2, 徐 韌1, 2, 何培民3, 張正龍1, 2, 秦玉濤1, 2, 項凌云1, 2, 鄧邦平1, 2, 劉守海1, 2, 季 曉1, 2

(1. 國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心, 上海 200137; 2. 國家海洋局海洋赤潮災(zāi)害立體監(jiān)測技術(shù)與應(yīng)用重點實驗室, 上海 200137; 3. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院, 上海 201306)

采用現(xiàn)場調(diào)查、社會調(diào)查和衛(wèi)星遙感多種手段相結(jié)合, 調(diào)查了南黃海綠潮早期零星漂浮到大面積暴發(fā)的時空變化過程, 分析了紫菜養(yǎng)殖工藝對綠潮暴發(fā)的影響, 估算了南黃海不同紫菜養(yǎng)殖區(qū)輸入海洋的綠潮藻初始生物量, 并探討了主要海域紫菜養(yǎng)殖面積的增長與綠潮暴發(fā)的關(guān)系。結(jié)果表明, 受紫菜養(yǎng)殖生產(chǎn)工藝的影響, 數(shù)以千噸的綠潮藻在短期內(nèi)被刮落集中輸入至海洋, 為綠潮的暴發(fā)提供了最為直接和充足的綠潮藻初始生物量, 其主要來源為竹根沙、蔣家沙和東沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)。2005年以來, 上述3個養(yǎng)殖區(qū)的紫菜養(yǎng)殖面積持續(xù)擴大, 是2007年以來南黃海綠潮持續(xù)暴發(fā)的主要原因。水溫是影響綠潮形成的關(guān)鍵環(huán)境因素, 4~6月份大量被刮落入海的綠潮藻在適宜環(huán)境條件下漂浮和快速生長, 并最終形成綠潮。

南黃海; 綠潮; 紫菜養(yǎng)殖

綠潮是世界沿海各國普遍發(fā)生的海洋異常生態(tài)現(xiàn)象, 多以石莼屬和滸苔屬綠藻種類脫離固著基形成漂浮增殖群體所致[1]。大量報道顯示, 20世紀70年代初法國布列塔尼沿海發(fā)生大規(guī)模綠潮現(xiàn)象, 之后發(fā)生范圍遍及歐洲、美洲和亞洲多個沿海國家, 已逐漸成為世界性的海洋生態(tài)問題[2-10]。2007年以來, 綠潮(Green tide)已連續(xù)8年在我國黃海大規(guī)模暴發(fā), 已成為該海域主要海洋生態(tài)災(zāi)害之一[11]。在我國黃海, 綠潮主要由滸苔()引起。綠潮暴發(fā), 大量藻體漂浮聚集, 破壞海洋生態(tài)系統(tǒng), 嚴重威脅沿海旅游、漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[12-16]。歷次綠潮均給沿岸省、市帶來嚴重的經(jīng)濟損失, 引起國內(nèi)、外廣泛關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計, 2008至2013年由于綠潮造成的直接經(jīng)濟損失達20多億元。

到目前為止, 對南黃海綠潮已開展了大量研究, 但對于暴發(fā)的源頭仍存在較大爭議[13, 17-25]。但目前普遍都認為來源于南黃海海域, 衛(wèi)星圖像顯示漂浮綠潮在江蘇近海形成, 在季風(fēng)和海流的影響下漂向北黃海海域[26-28], 拉格朗日粒子追蹤法反向積分結(jié)果也顯示, 綠潮主要來源于黃海南部海域[29]。國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心多年的監(jiān)測結(jié)果也表明, 2009年以來, 歷年最早發(fā)現(xiàn)漂浮綠潮藻的區(qū)域集中在江蘇如東-腰沙近岸海域, 衛(wèi)星遙感監(jiān)測顯示, 每年首次發(fā)現(xiàn)大面積綠潮的區(qū)域集中在濱海附近海域。本文采用現(xiàn)場調(diào)查、衛(wèi)星遙感和社會調(diào)查等手段相結(jié)合, 對南黃海綠潮和紫菜養(yǎng)殖區(qū)進行了調(diào)查研究, 深入分析了紫菜養(yǎng)殖對綠潮暴發(fā)的影響, 并提出了相應(yīng)的對策建議, 以期為今后有效防控綠潮災(zāi)害提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域和站位布設(shè)

現(xiàn)場調(diào)查區(qū)域南起江蘇啟東(31°58′48.8″N, 122°00′02.5″E), 北至江蘇濱海附近海域(34°18′00″N, 120°18′18.0″E)。其中海上調(diào)查共設(shè)置4條斷面, 18個站位, 分別為如東、大豐、射陽和濱海斷面。紫菜養(yǎng)殖區(qū)包括南黃海6個主要養(yǎng)殖區(qū), 分別為啟東近岸(QD-A)、腰沙(YS-A)、如東近岸(RD-A)、竹根沙(ZGS-A)、蔣家沙(JJS-A)和東沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)(DS-A)。根據(jù)養(yǎng)殖區(qū)規(guī)模和面積共設(shè)置調(diào)查站位10個, 其中QD-A和YS-A各設(shè)置站位1個, 其他養(yǎng)殖區(qū)各設(shè)置站位2個。

綠潮衛(wèi)星遙感監(jiān)測范圍根據(jù)影像資料和天氣狀況, 盡量覆蓋南黃海海域。紫菜養(yǎng)殖區(qū)衛(wèi)星遙感解譯范圍覆蓋東沙、竹根沙和蔣家沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)。

1.2 調(diào)查內(nèi)容

1.2.1 海上綠潮發(fā)生情況

海上現(xiàn)場調(diào)查綠潮發(fā)生情況, 綠潮藻的種類組成、藻體形態(tài)及表層水溫; 衛(wèi)星遙感監(jiān)測綠潮分布范圍、覆蓋面積和分布面積。

1.2.2 紫菜養(yǎng)殖工藝

分別調(diào)查6個紫菜養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖工藝, 掌握不同時間階段的養(yǎng)殖工藝, 重點關(guān)注對綠潮藻的處理時間和處理方法。

1.2.3 紫菜養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻

6個紫菜養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖筏架(竹竿、纜繩和網(wǎng)簾)中綠潮藻的種類組成、生物量。

1.2.4 紫菜養(yǎng)殖面積

衛(wèi)星遙感共收集了1999~2013年紫菜養(yǎng)殖階段(9月至次年4月)南黃海海域可見光、雷達衛(wèi)星影像資料38景, 用于解譯東沙、竹根沙和蔣家沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)海域面積及分布情況(表1); 調(diào)查了2013年啟東近岸、腰沙、如東近岸、蔣家沙、竹根沙和東沙6個紫菜養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖面積。

1.3 調(diào)查方法

1.3.1 綠潮藻樣品分析方法

種的鑒定采用形態(tài)和分子生物學(xué)技術(shù)。分子檢測樣品經(jīng)雙蒸水漂洗后, 根據(jù)形態(tài)初步分類, 每類均選擇3顆藻體進行DNA提取、ITS和5S rDNA序列PCR擴增, 并進一步測序和比對分析, 以確定種名[30]。

表1 衛(wèi)星遙感影像資料使用情況

注 : Thematic Mapper (TM), Enhanced Thematic Mapper (ETM), India Remote-Sensing Satellite (IRS), Europe Remote-Sensing Satellite 2 (ERS-2),環(huán)境一號A (HJ-1A), 環(huán)境一號B (HJ-1A).

1.3.2 綠潮衛(wèi)星遙感解譯

根據(jù)假彩色合成圖像判別法和歸一化植被指數(shù)判別法進行。假彩色合成圖像判別法: 利用近紅外、紅光和綠光波段, 合成假彩色圖像, 并進行適當(dāng)?shù)膱D像拉伸增強處理, 其中的綠潮信息表現(xiàn)出不同于背景水體特征的亮綠色色調(diào), 自此基礎(chǔ)上借助MATLAB 7軟件實現(xiàn)綠潮信息的自動或人工交互提取。在利用HJ-1A/1B衛(wèi)星影像資料時, 主要采用波段3(630~690 nm)、波段4(760~900 nm)和波段1(430~520 nm)假彩色合成的方法。歸一化植被指數(shù)判別法(Normalized Difference Vegetation Index NDVI): 根據(jù)大型綠潮藻的近紅外、可見光波段光譜特性差異, 提取其位置及其面積等空間分布信息。綠潮藻類的NDVI值通常情況為正值, 開闊水體則為負值。

1.3.3 紫菜養(yǎng)殖區(qū)面積衛(wèi)星遙感解譯

(1) 通過假彩色合成影像增強處理, 分析可見光衛(wèi)星影像資料, 根據(jù)其色調(diào)、紋理和形態(tài)等特征, 識別紫菜養(yǎng)殖區(qū)筏架等的位置和范圍。基本流程為衛(wèi)星影像假彩色合成增強處理、輻射校正、幾何校正、色調(diào)和紋理等特征分析、紫菜養(yǎng)殖區(qū)目視解譯、多幅解譯矢量圖疊加綜合、面積統(tǒng)計和專題成圖; (2)使用NEST 4B-1.1軟件解譯雷達影像?；玖鞒虨檩椛湫Ｕ?、濾波處理、幾何校正、灰度和紋理特征分析、養(yǎng)殖區(qū)目視解譯、多幅解譯矢量圖疊加綜合、養(yǎng)殖區(qū)面積統(tǒng)計和專題成圖。

1.4 調(diào)查時間和頻率

海上現(xiàn)場調(diào)查: 2013年4月15~17日、5月21~22日各調(diào)查1次; 紫菜養(yǎng)殖區(qū)調(diào)查: 2013年4月13~14日, 調(diào)查1次; 衛(wèi)星遙感: 2013年4~5月根據(jù)遙感影像資料收集情況分別開展綠潮分布情況的影響資料解譯; 社會調(diào)查: 2012年12月至2013年6月, 每月對各紫菜養(yǎng)殖區(qū)調(diào)查1次, 4月下旬至6月上旬根據(jù)網(wǎng)簾、竹竿和纜繩回收次序, 連續(xù)跟蹤調(diào)查。

2 結(jié)果與討論

2.1 海上綠潮調(diào)查

綠潮發(fā)生過程從時間和區(qū)域分布的總體趨勢可總結(jié)為: 4月下旬~5月下旬, 在南黃海南部的如東近岸逐步向大豐、濱海擴散, 分布面積由小范圍零星分布逐步擴大為大范圍大面積的綠潮。海上現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果表明, 4月下旬, 如東和大豐斷面, 偶能觀測到少量零星漂浮綠潮藻, 種類鑒定結(jié)果為滸苔, 藻體有許多形態(tài)特征, 包括管狀、絲狀和褶皺狀。僅在如東斷面近岸RD1與RD2之間海域, 發(fā)現(xiàn)斑點狀的綠潮藻, 呈小范圍聚集分布, 有潛在聚集的傾向(圖2); 而在射陽與濱海斷面未發(fā)現(xiàn)漂浮綠潮藻。同時期衛(wèi)星遙感監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)漂浮綠潮。

2014年5月下旬, 調(diào)查海域均發(fā)現(xiàn)有大面積漂浮聚集的綠潮藻(圖3), 根據(jù)現(xiàn)場目測, 面積呈幾百至幾萬平米不等, 藻體種類鑒定結(jié)果為滸苔。根據(jù)同時期遙感HJ1B影像解譯顯示, 5月19日鹽城市濱?？h海域有滸苔綠潮分布, 其形態(tài)呈斑塊狀, 綠潮分布范圍為(120°31′~120°44′E、34°16′~34°29′N), 覆蓋面積0.2 km2, 分布面積5 km2; 5月22日, 射陽以北海域和如東近岸海域有明顯的綠潮分布, 其形態(tài)呈塊狀和條帶狀, 綠潮分布范圍為(120°07′~121°05′E、33°55′~35°00′N)和(121°~121°20′E、32°32′~32°41′N); 覆蓋面積16 km2, 分布面積1240 km2; 5月30日, 江蘇濱海至山東日照海域發(fā)現(xiàn)有大片綠潮分布, 綠潮形態(tài)呈條帶狀和塊狀, 綠潮分布范圍為(119°30′~ 121°58′E、33°56′~35°28′N), 覆蓋面積67.3 km2, 分布面積3582 km2, 綠潮向北遷移擴散趨勢(圖4)。

在綠潮藻早期零星漂浮至大面積聚集過程中, 南黃海海域水溫的上升起到了重要的重要。水溫是影響綠潮生長和漂浮的重要因素, 也是綠潮暴發(fā)的重要環(huán)境條件。滸苔雖屬廣溫性海藻, 但其最適生長溫度為15~25℃[31]。根據(jù)研究結(jié)果表明, 在水溫15~ 25℃, 條件下, 滸苔生長速率較高, 并隨著水溫的上升而上升, 最高生長速率達29.57%[32]。同時, 藻體漂浮也是綠潮形成的條件。綠潮藻體只有在較高的光合作用速率下, 快速釋放氧氣充滿中空的體腔而提高藻體的浮力, 使其漂浮在海水表層。實驗結(jié)果表明, 水溫和光照是影響藻體光合作用及漂浮的重要條件[32]?，F(xiàn)場調(diào)查結(jié)果表明, 2013年4月調(diào)查海域平均水溫為9.8℃, 如東、大豐、射陽和濱海斷面表層平均水溫分別為10.5、9.4、9.4、9.6℃; 而5月份調(diào)查海域平均水溫躍升至16.9℃, 如東、大豐、射陽和濱海斷面表層平均水溫分別為17.8、18.1、16.1、15.5℃。因此, 在適宜的環(huán)境條件下, 滸苔加快了生長速率, 致使生物量持續(xù)快速增加, 同時以漂浮狀態(tài)形成綠潮。

綠潮藻通常生態(tài)幅較寬, 它們能夠高效的利用光能, 并且對環(huán)境中的營養(yǎng)鹽濃度較為敏感, 對營養(yǎng)鹽吸收能力較強, 在水體環(huán)境富營養(yǎng)化的條件下, 能夠迅速的吸收大量 N、P 等營養(yǎng)物質(zhì)并始終保持較高的生長速率, 營養(yǎng)鹽吸收速率是其他海藻的4~6 倍, 具有非常高的競爭優(yōu)勢[13, 33~35]?，F(xiàn)場調(diào)查結(jié)果結(jié)果顯示, 南黃海近岸無機氮平均含量為0.5~ 1.0 mg/L, 活性磷酸鹽平均含量為0.010~0.003 2 mg/L,海域整體處于富營養(yǎng)化。已有研究結(jié)果表明, 滸苔能夠快速攝取高濃度營養(yǎng)鹽并快速生長[36], 并能有效利用 NH4-N 和 NO3-N[37]。因此, 南黃海近岸海域豐富的營養(yǎng)鹽為綠潮藻的快速生長和綠潮的暴發(fā)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2 養(yǎng)殖工藝

南黃海紫菜品種為條斑紫菜, 養(yǎng)殖方式以半浮動筏式栽培為主, 網(wǎng)簾和纜繩都有一定的干露時間。調(diào)查顯示海上養(yǎng)殖流程(不考慮育苗)大體分為設(shè)施準備(7~8月)、出苗(9~11月)、成菜與采收(12月~次年4月)和收架(4~6月)4個階段。其中, 設(shè)施準備和出苗階段各紫菜養(yǎng)殖區(qū)基本一致, 而成菜與采收以及收架過程各養(yǎng)殖區(qū)略有不同。設(shè)施準備期主要進行網(wǎng)簾的清潔維護、筏架修理, 同時在灘涂上進行打樁, 布設(shè)纜繩。每年9月將網(wǎng)簾以3~10層重疊貼近水面掛于筏架上。每年10月中旬至11月上旬, 如網(wǎng)簾上發(fā)現(xiàn)綠潮藻, 則將網(wǎng)簾收回上岸, 置于–20~ –25℃條件下冷凍去除綠潮藻, 防止對紫菜的影響。冷凍后的網(wǎng)簾在10月下旬~11月中旬下海張掛。

成菜與采收過程中, 啟東、腰沙、如東近岸等規(guī)模較小、離岸近的養(yǎng)殖區(qū), 為減少綠潮藻對紫菜生長的影響, 常采取人工剝離或刷酸等辦法清除綠潮藻; 東沙、蔣家沙、竹根沙等規(guī)模大、離岸遠的養(yǎng)殖區(qū), 一般對綠潮藻不作處理。4月底至6月初開始回收筏架, 回收次序依次為網(wǎng)簾、竹竿和纜繩。4月底至5月初一般完成網(wǎng)簾回收, 5月中上旬開始回收纜繩。回收過程中, 對竹竿和網(wǎng)簾不作任何處理, 直接拆除后運回岸上, 而對纜繩處置有所差異, 啟東近岸紫菜養(yǎng)殖區(qū)由于纜繩上綠潮藻生物量較低, 一般不做處理, 其余5個紫菜養(yǎng)殖區(qū)采用拖拉機為動力將纜繩上綠潮藻刮除的辦法來減輕纜繩重量, 刮落的綠潮藻直接留在灘涂上, 并最終進入海洋, 這也為綠潮的形成提供了大量初始生物量(圖3a)。

表2 2013年4月紫菜養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻調(diào)查結(jié)果

2.3 養(yǎng)殖區(qū)綠潮藻

2013年4月, 各紫菜養(yǎng)殖區(qū)調(diào)查結(jié)果顯示, 筏架上均有綠潮藻分布, 種類包括滸苔()、緣管滸苔()和曲滸苔(), 其中滸苔為優(yōu)勢種。生物量分布區(qū)域分布上, 蔣家沙、竹根沙和東沙這3個紫菜養(yǎng)殖區(qū)要明顯高于啟東近岸、腰沙和如東近岸3個紫菜養(yǎng)殖區(qū)。附著位置上, 纜繩中綠潮藻生物量要明顯高于竹竿中。4月隨著紫菜收割的結(jié)束和水溫的上升, 網(wǎng)簾中綠潮藻生物量急劇上升。

根據(jù)養(yǎng)殖工藝分析結(jié)果, 除啟東近岸紫菜養(yǎng)殖區(qū)外, 其余養(yǎng)殖區(qū)在筏架回收過程中均將纜繩中的綠潮藻進行刮除。這部分綠潮藻為綠潮的形成提供了初始生物量。根據(jù)現(xiàn)場對2013年各紫菜養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖面積社會調(diào)查結(jié)果顯示, 啟東近岸、腰沙、如東近岸、蔣家沙、竹根沙和東沙養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖面積分別約467、667、2667、2667、2333和4 667 ha。同時根據(jù)各養(yǎng)殖區(qū)紫菜筏架中纜繩長度的測量, 估算出養(yǎng)殖區(qū)被刮除的綠潮藻生物量約為5 300余噸, 滸苔為優(yōu)勢種, 約3 330 t, 其來源主要為東沙、竹根沙和蔣家沙3個養(yǎng)殖區(qū), 其生物量占總生物量的90%以上。

綠潮藻從附著基的剝離過程和紫菜養(yǎng)殖區(qū)潮汐特征特點對于藻體的漂浮和快速生長具有重要的作用。根據(jù)研究表明, 附著狀態(tài)的綠潮藻藻體受形態(tài)建成機制的控制, 在特定的時期內(nèi)完成?；钍? 以孢子或配子的形式釋放到環(huán)境中, 隨后藻體腐爛、消失。而隨著藻體從附著基上的剝離后, 發(fā)生了空間轉(zhuǎn)移, 剝離后藻體也不再受原有的形態(tài)建成機制控制, 改變了原有的生長、發(fā)育模式, 使生活史特征向生長方面傾斜, 進而引發(fā)漂浮綠潮藻的暴發(fā)性增殖[15]。同時, 紫菜養(yǎng)殖區(qū)海域?qū)僬?guī)半日潮, 綠潮藻會有一定的干露時間, 這會增加藻體表明的疏水性, 使藻體趨向于聚集到水-氣界面, 類似于油滴漂浮一樣, 促使脫落藻體漂浮于海水表面[15, 38]。另有研究表明, 滸苔密集的分枝結(jié)構(gòu)使其能夠在大量進行營養(yǎng)生長的同時“捕捉”光合作用或海浪涌動所產(chǎn)生的小氣泡, 從而漂浮起來以接觸海面得到更高的光照強度。當(dāng)溫度、光照強度等環(huán)境因子比較適宜時, 管狀藻體生長很快, 其光合作用較強, 光合速率較快, 封閉的管道藻體很容易積氣。隨著光合作用越來越強, 其藻體管道內(nèi)氣壓越來越大, 并形成氣囊狀[39]。因此, 數(shù)千噸的固著綠潮藻在短時間內(nèi)集中輸入到海洋, 并在適宜的環(huán)境條件下快速生長、漂浮, 這為綠潮最終暴發(fā)提供了最直接和充足的初始生物量。大量綠潮藻在蘇北沿岸流和夏季風(fēng)的作用下, 逐漸向北漂移形成綠潮[28]。

2.4 養(yǎng)殖面積變化與綠潮暴發(fā)的關(guān)系

紫菜養(yǎng)殖在南黃海已有幾十年歷史, 為何綠潮暴發(fā)僅僅從2007年以來才有報道。上述綠潮藻調(diào)查和生物量估算結(jié)果已經(jīng)顯示, 東沙、竹根沙和蔣家沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)對綠潮藻初始生物量的貢獻率達90%以上。根據(jù)對目前南黃海重要紫菜養(yǎng)殖區(qū)(東沙、竹根沙和蔣家沙)近14年養(yǎng)殖面積遙感分析結(jié)果表明, 2000年之前該區(qū)域養(yǎng)殖規(guī)模非常小, 養(yǎng)殖海域面積僅為24 km2, 至2004年逐步上升至124 km2。2005年之后, 受日本取消紫菜進口“原產(chǎn)地為韓國”的限制[40], 該區(qū)域養(yǎng)殖面積呈直線上升趨勢, 2005年達180 km2, 較上年增長近50%, 至2008年增長至288 km2。從內(nèi)部空間分布來看, 蔣家沙為開發(fā)較早的區(qū)域, 其次為竹根沙和東沙。其主要原因為養(yǎng)殖區(qū)域離岸遠, 養(yǎng)殖成本相對較高。2004年蔣家沙、竹根沙和東沙海域養(yǎng)殖面積分別為70 km2、45 km2和9 km2, 此時蔣家沙養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖面積已基本接近穩(wěn)定, 2005年之后竹根沙和東沙養(yǎng)殖區(qū)面積呈迅猛上升態(tài)勢, 其中東沙養(yǎng)殖面積由2004年的9 km2直線上升至2008年的153 km2, 養(yǎng)殖面積增長17倍。紫菜養(yǎng)殖面積的持續(xù)上升為綠潮暴發(fā)提供的綠潮藻初始生物量越來越多, 這也解釋了為何2007年之后南黃海綠潮年復(fù)一年的暴發(fā)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1) 受紫菜養(yǎng)殖生產(chǎn)工藝的影響, 數(shù)以千噸的綠潮藻在短期內(nèi)被集中輸入至海洋, 為綠潮的暴發(fā)提供了最為直接和充足的綠潮藻初始生物量, 是引發(fā)綠潮最直接的因素, 其主要來源為竹根沙、蔣家沙和東沙紫菜養(yǎng)殖區(qū)。

(2) 2005年以來, 竹根沙、蔣家沙和東沙海域紫菜養(yǎng)殖面積的持續(xù)擴大, 是引發(fā)2007年以來綠潮持續(xù)暴發(fā)的主要原因。

(3) 水溫是影響綠潮形成的關(guān)鍵環(huán)境因素, 4~6月份大量被刮落入海的綠潮藻在適宜環(huán)境條件下漂浮和快速生長, 在蘇北沿岸流和夏季風(fēng)的作用下, 逐漸向北漂移形成綠潮。

3.2 對策與建議

(1) 加強源頭治理, 加大防控技術(shù)研究和推廣, 實現(xiàn)對綠潮的有效防控。目前對筏架上附著生長的綠潮藻普遍采用刮除或涂刷酸類涂料等辦法, 而涂刷酸類涂料對海洋環(huán)境必然造成污染, 對紫菜養(yǎng)殖也會造成一定影響, 有必要研究筏架上綠潮藻的防附技術(shù)。同時要采取措施, 鼓勵綠潮藻的回收和處置, 防止大量綠潮藻被直接投入海洋, 從源頭上遏制綠潮暴發(fā)。

(2) 加強資源化利用: 目前我國對于綠潮藻的資源化利用規(guī)模較小, 經(jīng)濟效益較差。國家和地方政府應(yīng)引導(dǎo)、鼓勵企業(yè)加強綠潮藻資源化利用等領(lǐng)域的開發(fā), 并給予一定政策扶持和優(yōu)惠。特別在食品、飼料、醫(yī)藥等方面的研究, 以真正實現(xiàn)變廢為寶, 化害為利, 實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

[1] Fletcher R L. The occurrence of “green tides”: a review In: Schramm W, Nienhuis P H, editors[C]. Marine benthic vegetation: recent changes and effects of eutrophication. Berlin: Springer-Verlag, 1996, 7-43.

[2] 唐啟升, 張曉雯, 葉乃好, 等. 綠潮研究現(xiàn)狀與問題[J]. 中國科學(xué)基金, 2010, 1: 5-9. Tang Qisheng Zhang Xiaowen Ye Naihao, et al. Review on The Research Progress on Marine Green Tide[J]. Bulletin of National Natural Science Foundation of China, 2010, 1: 5-9.

[3] Morand P, Briand X. Excessive growth of macroalgae: a symptom of environmental disturbance [J]. Bot Mar, 1996, 39(1-6): 491-516.

[4] Blomster J S, B CK S, Fewer D P, et al. Novel morphology in(Ulvophyceae) forming green tide [J]. Am J Bot, 2002, 89(11): 1756-1763.

[5] Nelsont A, Nelson A V, TjoelkeR M. Seasonal patterns in ulvoid algal biomass, productivity, and key environmental factors in the Northeast Pacific [J]. Bot Mar, 2003, 46: 263-275.

[6] Charlier R H, Morand P, Finkl C W, et al. Green Tides on the Brittany Coasts [J]. Environ Res, Eng & Man, 2007, 3(41): 52-59.

[7] Lapointe B E, Barile P J. Matzie W R. Anthropogenic nutrient enrichment of seagrass and coral reef communities in the Lower Florida Keys: Discrimination of local versus regional nitrogen sources [J]. J Exp Mar Biol Ecol, 2004, 308(1), 23-58.

[8] Hiraoka M, Ohno M, Kawaguehi S, et al. Crossing test among floatingthalli forming “greentide” in Japan [J]. Hydrobiologia, 2004, 512: 239-245.

[9] Liu D Y, Keesing J K, Dong Z J, et al. Recurrence of the world’s largest green-tide in 2009 in Yellow Sea, China: Porphyra yezoensis aquaculture rafts confirmed as nursery for macroalgal blooms [J]. Marine Pollution Bulletin 2010, 60(9), 1423-1432.

[10] Liu DY, Keesing J K, He P M, et al. The world’s largest macroalgal bloom in the Yellow Sea, China: Formation and implications [J]. Estuarine Coastal and Shelf Science. 2013, 129: 2-10.

[11] 國家海洋局.中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報[R]. 北京: 海洋出版社, 2014. State Oceanic Administration, Marine Environmental Quality Bulletin in China [R]. BeiJing: Ocean Press, 2014.

[12] 劉英霞, 常顯波, 王桂云, 等. 滸苔的危害及防治[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 37(20): 9566-9567. Liu Yingxia, Chang Xianbo, Wang Guiyun, et al. Harm and Prevention of[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2009, 37(20): 9566-9567.

[13] 劉峰. 黃海綠潮的成因以及綠潮滸苔的生理生態(tài)學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)研究[D]. 青島: 中國科學(xué)院研究生院, 2010. Liu Feng The cause of green tide in the Yellow Sea, and ecophysiological and phylogenetic analysis of the bloom-forming alga, Ulva pfolifera[D]. Beijing: Ch inese Academy of Sciences, People’s Republic of China, 2010.

[14] 穆新武. 黃海南部海域綠潮物種的生物學(xué)特性及分子地理學(xué)調(diào)查研究[D]. 南京: 南京師范大學(xué), 2010. Mu Xinwu. The research of biological characteristics and molecular geography of the green tide species in the sea area of the Yellow Sea(D). Nanjing: Nanjing Normal University, 2011.

[15] 張浩. 黃海綠潮暴發(fā)機制分析及防治研究[D]. 大連: 大連海事大學(xué), 2013. Zhang Hao.Analysis of Outbreak Mechanism and Cntroll of the Green Tide In South Yellow Sea[D]. Dalian: Dalian Maritime University, 2013.

[16] 王洪法, 李新正, 王金寶, 等. 青島近海滸苔暴發(fā)期大型底棲動物群落的生態(tài)研究[J]. 海洋科學(xué), 2011, 35(5): 10-18. Wang Hongfa, LI Xinzheng, WANG Jinbao, et al. The ecological research of the acrobenthic community from sea areas around Qingdao during the upsurge of greenseaweedin summer of 2008[J]. Marine Sciences, 2011, 35(5)10-18.

[17] Liu D, Keesing J K, Xing Q G, et al. World’s largest macroalgal bloom caused by expansion of seaweed aquaculture in China[J]. Mar Pollut Bull, 2009, 58(6): 888-895.

[18] Liu F, Pang S J, Xu N, et al. Ulva diversity in the Yellow Sea during the large-scale green algal blooms in 2008-2009 [J]. Phycol Res, 2010, 58: 270-279.

[19] 易俊陶, 黃金田, 宋建聯(lián). 對鹽城市沿海2008年滸苔發(fā)生情況的初步認識[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2009, 28(1): 57-58. YI Juntao, HUANG Jin-tian, SONG Jianlian. Initial understand ofOccurred in Yancheng Coastal Waters in2008[J]. Marine Environmental Science, 2009, 28(1): 57-58.

[20] 李大秋, 賀雙顏, 楊倩, 等. 青島海域滸苔來源與外海分布特征研究[J]. 環(huán)境保護, 2008, 402(16): 45-46. Li Daqiu, He Shuangyan, Yang Qian, et al. The research of the source ofin Qingdao sea and the distribution characteristics in the external sea area[J]. Environmental Protection, 2008, 402(16): 45-46.

[21] 陸勤勤, 穆新武, 胡傳明, 等. 中國黃海南部海域綠潮物種、分布及發(fā)生特征研究[A]//中國藻類學(xué)會第八次會員代表大會暨第十六次學(xué)術(shù)討論會論文摘要集, 2011.11. Lu Qinqin, Mu Xinwu, Hu Chuanming, et al. Study on the species, distribution and occurrence of green tide in the sea area of Hainan, China[A]//Abstracts of the 8th member congress and the 16th Symposium of the Chinese Society of Phycology, 2011.11.

[22] 徐兆禮, 葉屬峰, 徐韌. 2008年中國滸苔災(zāi)害成因條件和過程推測[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2009, 33(3): 430-437.XU Zhaoli, Ye Shufeng, XU Ren. Possible condition s and process of the ma ssive bloom s of Enteromorpha prolifera in China during 2008[J]. Journal of Fisheries of China, 2009, 33(3): 430-437.

[23] Pang S J, Liu F, Shan T F, et al. Tracking the algal origin of the Ulva bloom in the Yellow Sea by a combination of molecular, morphological and physiological analyses [J]. Mar Environ Res, 2010, 69(4): 207-215.

[24] 方松, 王宗靈, 李艷, 等. 南黃海及長江口附近海域綠潮暴發(fā)前期微觀顯微繁殖體的動態(tài)變化[J]. 海洋學(xué)報, 2012, 34(4): 147-154. Fang Song, Wang Zongling, Li Yan, et al. The dynamics of micro-propagules before the Green tide (Ulva pfolifera) outbreak in the Southern Huanghai Sea and Changjiang (Yangtze) River Estuary area[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2012, 34(4): 147-154.

[25] 吳玲娟, 曹叢華, 高松. 我國綠潮發(fā)生發(fā)展機理研究進展[J].海洋科學(xué), 2013, 37(12), 118-121.Wu Lingjuan, Cao Conghua, Gao Song. A review on the development mechanism of Green Tide in China[J]. Marine Sciences, 2013, 37(12), 118 -121.

[26] 梁宗英, 林祥志, 馬牧, 等. 滸苔漂流聚集綠潮現(xiàn)象的初步分析[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報, 2008, 38(4): 601- 604． Liang Zongying, Lin Xiangzhi, Ma Mu, et al. A Preliminary Study of theDrift Gathering Causing the Green Tide Phenomenon [J]. Periodical of Ocean University of China, 2008, 38(4): 601-604．

[27] 李三妹, 李亞君, 董海鷹, 等. 淺析衛(wèi)星遙感在黃海滸苔監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報, 2010, 21(1): 76-81． Li Sanmei, Li Yajun, Dong Haiying, et al. Satellite Remote Sensing Application to EnteromorphaMonitoring in the Yellow Sea [J]. Journal of Applied Meteorological Science, 2010, 21(1): 76-81.

[28] 盧健, 張啟龍, 李安春. 蘇北沿岸流對滸苔暴發(fā)及漂移過程的影響[J]. 海洋科學(xué), 2014, 38(10): 83-89. Lu Jian, Zhang Qilong, LI Anchun. The influence of Subei coastal current on the outbreak and drift of[J]Marine Sciences, 2014, 38(10): 83-89.

[29] 吳玲娟, 曹叢華, 黃娟, 等. 黃海綠潮應(yīng)急溯源數(shù)值模擬初步研究[J]. 海洋科學(xué), 2011, 35(6): 44-47.WU Ling juan, CAO Cong hua, HUANG Juan, et al. Numerical tracing simulation on Green Tides in the Yellow Sea for contingency forecast[J].Marine Sciences, 2011, 35(6), 44-47.

[30] Wei Han Li-Ping Chen, Jian-Heng Zhang, et al. Seasonal variation of dominant free-floating and attached Ulva species in Rudong coastal area, China[J]. Harmful Algae 2013, 28: 46-54.

[31] 吳洪喜, 徐愛光, 吳美寧. 滸苔實驗生態(tài)的初步研究[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2000, 19(3): 230-234. Wu Hongxi, Xu Aiguang, Wu Meining. Preliminary Study on Experimental Ecology of Enteromorpha prolifera(Miill.).Journal of Zhejiang Ocean University, 2000, 19(3): 230-234.

[32] 叢珊珊. 環(huán)境因子對滸苔()生長、生存狀態(tài)和營養(yǎng)吸收影響的實驗研究[D]. 青島: 中國海洋大學(xué), 2011.Cong Shanshan. A study on the Effects of Environmental Factors on Growth, Living Conditions and Uptake Rates of[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2011.

[33] Koh C H, Oh S H. Distribution Pattern of macroalgae in the eastern Yellow Sea, Korean[J]. Korean Journal of Phycology, 1992, 7: 139-146.

[34] Wallentinus I. Comparisons of nutrient uptake rates for Baltic macroalgae with different thallus morphologies. [J]. Marine Biology, 1984, 80: 215-222.

[35] 吳婷, 趙樂毅, 劉浩滌, 等. 滸苔對營養(yǎng)鹽影響的初步研究[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2013, 03: 347-352. Wu Ting, Tian Xiao-ting, Liu Zhao-hui, et al. Absorption of different nitrogen species by[J]. Marine Sciences , 2011, 35(4): 51-54.

[36] Duarte C M. Submerged aquatic vegetation in relation to different nutrient regimes. Ophelia, 1995, 41(1): 87-112.

[37] Li J P, Zhao W H. Effects of nitrogen specification and culture method on growth of. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2011, 29(4): 874-882.

[38] 韓曉磊, 徐建榮, 汪潔華, 等. 不同地區(qū)滸苔()群體遺傳多樣性的ISSR分析[J]. 常熟理工學(xué)院學(xué)報, 2009, 23(10): 57-60. Han Xiaolei, Xu Jianrong, Wang Jiehua, et al. Study on the Genetic Diversity ofby ISSR [J]. Journal of Changshu Institute Technology, 2009, 23(10): 57-60.

[39] 吳青. 滸苔漂浮與沉降機制研究[D]. 上海: 上海海洋大學(xué), 2015. Wu Qing. Mechanism of Floating and Sinking for[D]. Shanghai: Shanghai Ocean University, 2015.

[40] http: //www.cacs.gov.cn

Research on the relations between green tide andcultivation in the south Yellow Sea

LIU Cai-cai1, 2, XU Ren1, 2, HE Pei-min3, ZHANG Zheng-long1, 2, QIN Yun-tao1, 2, XIANG Ling-yun1, 2, DENG Bang-ping1, 2, LIU Shou-hai1, 2, JI Xiao1, 2

(1. East China Sea Environmental Monitoring Center SOA, Shanghai 200137, China; 2. Key Laboratory of Integrated Monitoring and Applied Technology for Marine Harmful Algal Blooms, SOA, Shanghai 200137 China; 3. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

In this paper, we researched the relations between the green tide andcultivation in the South Yellow Sea by the methods of investigation, social survey, and satellite remote sensing. A deep analysis of temporal and spatial change processes of green tide variations ranging from sporadic floating to initial outbreak was conducted. To determine theimpact ofcultivation on the outbreak of the green tide, we investigated the aquaculture process during different stages and estimated the initial biomass of green tide algae that was released into the ocean from differentcultivation areas in the South Yellow Sea. At the same time, the relation between the area variation of keycultivation areas and green tide was analyzed. The results indicated thataffected by the production process, thousands of tons of green tide algae were scraped and released into the sea in a short term. It provided the most direct and initial biomass supply for the green tide that was mainly sourced from the ZhuGen Sha, JiangJia Sha, and Dong Shacultivation areas. The ZhuGen Sha, JiangJia Sha, and Dong Shacultivation areas continued to expand since 2005, and they were the main reasons causing the outbreak of the green tide in the South Yellow Sea from 2007. The water temperature was the key environmental factor that influenced the outbreak of the green tide. Scraped green tide algae floated and grew rapidly in appropriate environmental conditions from April to June, ultimately causing a large-scale green tide.

South Yellow Sea; Green tide;cultivation

X43

A

1000-3096(2017)02-0035-09

10.11759/hykx20141122001

2016-07-22;

2016-09-01

2013年海洋環(huán)保專項; 國家海洋局重點實驗室開放研究基金(MATHAB201402); 海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費(201205010-06); 東海分局青年海洋科技基金項目(201302)

劉材材(1981-), 男, 高級工程師, 主要從事海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價, E-mail: liucaicai@eastsea.gov.cn

Jul. 22, 2016

[2013 marine environmental protection special fund; open on the State Oceanic Administration, No.MATHAB201402; Key Laboratory of marine public welfare industry research special funds, No.201205010-06;East China Sea marine science and technology branch of Youth Fund Project, No.201302]

(本文編輯: 梁德海)