21世紀赤潮災(zāi)害的時空變化

21世紀赤潮災(zāi)害的時空變化

紅潮是香港被稱為紅潮的一個現(xiàn)象。它通常指的是一些微藻、原生動物和細菌在水中過度繁殖和聚集，使海水變紅的現(xiàn)象。習(xí)慣上將水體中藻類達到一定密度后的藻華現(xiàn)象稱作赤潮,相當(dāng)多的赤潮是無害的,它們自生自滅;然而,近年來能產(chǎn)生毒素和其他有害影響的赤潮頻繁發(fā)生,規(guī)模不斷擴大,造成了巨大的經(jīng)濟損失并危害人類生存環(huán)境。赤潮這一概念最早是因為海水變紅而得名的,實際上現(xiàn)在赤潮已經(jīng)變成各種色潮的統(tǒng)稱。由于赤潮發(fā)生時海水不一定都變色,特別是不一定都變成紅色,所以學(xué)術(shù)界越來越多的學(xué)者把赤潮稱為“有害藻華”(HarmfulAlgalBloom,HAB)。在新聞報道中使用“赤潮”一詞較多,國家海洋局在海洋環(huán)境質(zhì)量公報中也沿用“赤潮”名稱進行災(zāi)害報道,故該文敘述中仍使用“赤潮”一詞。赤潮的發(fā)生不僅僅是生物學(xué)的問題,和物理海洋學(xué)、海洋化學(xué)等有著密切的關(guān)聯(lián)。目前,在生物生態(tài)學(xué)、赤潮發(fā)生機制和預(yù)測等方面進行了很多研究,認為富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的關(guān)鍵之一。為完成科技部支撐項目子課題(典型人工海岸污染控制與生態(tài)構(gòu)建技術(shù)研究及示范)和天津市科委重點基金項目的任務(wù),筆者搜集了海洋局歷年發(fā)布的海洋赤潮災(zāi)害數(shù)據(jù)和資料,查閱了相關(guān)文獻,為環(huán)境監(jiān)測分析和確定研究重點提供幫助。有關(guān)專家對中國海域20世紀50—90年代的赤潮發(fā)生情況進行了總結(jié),尚缺乏近十幾年的數(shù)據(jù)總結(jié)和分析。該文主要回顧了中國海域的赤潮統(tǒng)計數(shù)據(jù),尤其是進入21世紀后的赤潮發(fā)生頻次的數(shù)據(jù),對比各個年份的赤潮情況,以期為赤潮災(zāi)害分析和防治工作提供幫助。所用數(shù)據(jù)來源,未作說明的均出自中國海洋局公布的中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報和省市海洋環(huán)境質(zhì)量公報。1發(fā)展階段20世紀20—赤潮發(fā)生的總趨勢費鴻年在1933年記述了浙江鎮(zhèn)海-石浦海域發(fā)生的夜光藻和骨條藻赤潮,這被認為是中國最早的赤潮報道。而國內(nèi)對有害赤潮的研究,一般認為是從1952年黃河口的赤潮調(diào)查開始的。從此一直到20世紀70年代末期是有害赤潮研究的初始階段,基本上屬于赤潮現(xiàn)象描述,缺乏定量分析。再到20世紀80年代末的時段是起步階段,國家和相關(guān)部門設(shè)立專項資金,重點研究赤潮對漁業(yè)的危害問題。從1990年開始,赤潮研究進入發(fā)展階段,在很多方面都取得了豐富的成果,并和國際接軌。圖1展示了周明江等對中國早期赤潮發(fā)生的總結(jié),從20世紀50—90年代,海域赤潮發(fā)生次數(shù)急劇上升,每10年有增加2~3倍的趨勢。而進入21世紀后,赤潮發(fā)生的次數(shù),越發(fā)增多,參見圖2。由圖2可知,20世紀90年代初,中國海域赤潮發(fā)生次數(shù)出現(xiàn)1個小高峰;進入21世紀后則發(fā)生次數(shù)迅速增加,2003年達到新的高峰(119次);后面年份雖有所下降,但發(fā)生次數(shù)仍高于20世紀90年代的水平。2001—2010年僅10年間赤潮發(fā)生的次數(shù)是20世紀后50年赤潮次數(shù)的2倍多。從2000—2010年的赤潮累計面積來看,也出現(xiàn)了先升高后降低的趨勢,2004、2005年出現(xiàn)高峰值,而赤潮次數(shù)最多的2003年的赤潮面積并非最大,處于10年間的中等水平。從赤潮發(fā)生次數(shù)和累計面積來看,海域的赤潮問題非常嚴重,必須給與足夠的重視;同時,赤潮發(fā)生趨勢降低和減緩的現(xiàn)象也說明治理赤潮是可行的,不能輕易放棄。2各海流量的統(tǒng)計2.1赤潮發(fā)生的頻次中國海域的4個海區(qū)有不同的海洋學(xué)特征和生物組成,在赤潮發(fā)生方面也有較明顯的差異。圖3比較了4個海區(qū)從2000—2010年的赤潮發(fā)生次數(shù),其中2001年數(shù)據(jù)不足。圖3顯示,在這10年期間,東海赤潮發(fā)生的次數(shù)遠遠高于其他3個海區(qū)。2003年的高赤潮發(fā)生率就是由東海赤潮引起的。這個現(xiàn)象與20世紀下半葉的情況不同,20世紀50—90年代,南海赤潮次數(shù)占赤潮總頻次的45%,東海占36.3%,少于南海;赤潮發(fā)生的頻次有從北到南遞增的分布趨勢。盡管渤海的面積最小,但赤潮發(fā)生次數(shù)經(jīng)常超過黃海或與之持平,甚至有時會超過南海。這表明,赤潮災(zāi)區(qū)中心有北移趨勢。2.2赤潮面積和累計面積4個海區(qū)的赤潮發(fā)生次數(shù)和累計面積的分布規(guī)律并不完全相同(2001年數(shù)據(jù)不足),參見圖4。與赤潮發(fā)生次數(shù)相比,除了東海依然保持最高外,渤海的赤潮累計面積增加明顯,在全部海域的累計面積中占據(jù)較重要地位,多數(shù)年份高于黃海和南海;面積較小的年份也基本保持和黃海、南海持平。赤潮累計面積最大的年份出現(xiàn)在2005年,盡管當(dāng)年的赤潮次數(shù)并非最多;2004年也有類似的情形,表明每次赤潮發(fā)生的規(guī)模有增加的趨勢。渤海發(fā)生的赤潮面積相對較大。4個海區(qū)中,渤海面積最小,處于半封閉狀態(tài),海水交換能力最差;環(huán)渤海區(qū)域又是我國經(jīng)濟快速發(fā)展的區(qū)域,人類活動對海洋環(huán)境影響較大,今后應(yīng)注意經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。1998—2000年連續(xù)3年,國際上罕見的面積達到幾千平方公里的特大赤潮都發(fā)生在渤海和東海?？梢?很早以前,2個海區(qū)就有單次赤潮面積較大的現(xiàn)象,現(xiàn)在依然明顯。在統(tǒng)計赤潮發(fā)生次數(shù)的同時也應(yīng)該關(guān)注赤潮累計面積,這樣更能體現(xiàn)赤潮的嚴重性和危害性。3赤潮發(fā)生的季節(jié)和持續(xù)時間由于中國的海岸線南北向較長,緯度跨越大,海水特性和赤潮生物類別都存在差異,所以在1年當(dāng)中,幾乎每個月都有發(fā)生赤潮的可能性。統(tǒng)計2001—2010年這10年間的逐月數(shù)據(jù),以每月發(fā)生赤潮的平均次數(shù)、累計面積為橫、縱坐標,繪制成圖5。圖5顯示,無論是赤潮發(fā)生次數(shù),還是累計面積的高峰值都出現(xiàn)在5—6月,遠高于其他月份;4月和7—9月也是赤潮的易發(fā)期。從歷史資料來看,發(fā)生赤潮的時間段還有擴增的趨勢,這給赤潮的預(yù)防和治理都增加了難度。以天津海域的赤潮統(tǒng)計為例,赤潮通常發(fā)生在每年6、7月份,發(fā)生規(guī)模和持續(xù)時間也不長。但是,2006年首次報道了10月份的赤潮,球形棕囊藻給人們生產(chǎn)帶來了損失;2007年又往后推遲了1個月,于11月首次報道了硅藻類赤潮(浮動彎角藻)。更糟糕的是,2007年5月即出現(xiàn)了中肋骨條藻的赤潮,發(fā)生赤潮的時間跨度達到了7個月,這對赤潮監(jiān)測時間、頻次等都提出了新的要求。4海洋赤潮生物中國海域遼闊,物種豐富,據(jù)周明江等統(tǒng)計,分布于中國沿海的赤潮生物有148種,其中43種曾引發(fā)過赤潮,有毒的28種。這些生物分別隸屬甲藻20屬70種,硅藻22屬65種,藍藻2種,金藻4種,針胞藻3種,綠色鞭毛藻2種,隱藻和原生動物各1種。最主要的赤潮生物為夜光藻、微型原甲藻、海洋原甲藻、亞歷山大藻、多紋膝溝藻、中肋骨條藻、紅色中縊蟲、紅色束毛藻和海洋卡盾藻。截至2000年1月,中國赤潮生物種類達到150種。關(guān)于發(fā)現(xiàn)新種和重命名的現(xiàn)象時有發(fā)生。將近20年中國主要的赤潮生物列表,見表1。表1顯示,中國海洋赤潮生物的種類在不斷增加,預(yù)示著沿海環(huán)境有明顯變遷,影響著浮游植物群落的演替。近十幾年,赤潮種類中毒害作用較大的甲藻類赤潮比例明顯增加,預(yù)示著赤潮的危害程度也在增加,對漁業(yè)和人類健康的威脅不容忽視。5赤潮保護與環(huán)境監(jiān)測中國的赤潮問題已不容忽視,赤潮造成的各方面影響已相當(dāng)嚴重,威脅著沿海海洋經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和社會的安定?？傮w上,海洋赤潮發(fā)生的頻次和累計面積都有增加的趨勢,尤其是近10年的赤潮頻次和規(guī)模是20世紀后50年數(shù)據(jù)的2倍多,在經(jīng)濟發(fā)展的同時必須注意對海洋環(huán)境的保護,不能得不償失。與20世紀不同,東海的赤潮問題最嚴重,已經(jīng)遠遠超過了南海;渤海