赤潮是發(fā)生于近海的一種生物性自然災(zāi)害是某些浮游生物尤其是單
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1、 課題組成員:鄭 鈺、吳芳芳 孫映青、黃勤偉 指導(dǎo)老師:林宗進(jìn) 引 赤潮——生物性自然災(zāi)害 赤潮是發(fā)生于近海的一種生物性自然災(zāi)害,是某些浮游生物尤其是單細(xì)胞浮游植物在適宜的環(huán)境條件下急劇增殖或聚集引起的生態(tài)異?,F(xiàn)象。 浮游植物是海洋中最主要的初級(jí)生產(chǎn)者,也是海洋生物的餌料基礎(chǔ)。因此,浮游植物的數(shù)量及其變化在很大程度上影響著海洋生物資源的盛衰。在適宜的光、溫、營養(yǎng)鹽的條件下將促進(jìn)浮游植物的生長。
2、然而,當(dāng)某些條件,如營養(yǎng)鹽特別豐富,只適于某些浮游植物生長時(shí),則將可能導(dǎo)致該種植物迅猛發(fā)展并抑制其他種類的生長,形成所謂“赤潮”?!? 赤潮發(fā)生時(shí)每毫升海水中會(huì)有成百上千個(gè)赤潮藻類細(xì)胞。這些微小的有色藻類大量生長以至使海水變成紅色、棕色、甚至綠色、黃色。但是,還有許多有毒的水華并不使海水變色,它也稱為赤潮。反過來,改變海水顏色的并不一定是赤潮,無毒無害的藻類積累也可能改變海水的顏色。此外,還有一些浮游植物既不改變海水的顏色也不產(chǎn)生毒素,但卻以其它的方式殺害海洋動(dòng)物。因此,許多不同的現(xiàn)象都被歸為赤潮。 影響概述 赤潮,在我國80年代后期,呈逐年增多的趨勢,不少地區(qū)都受過赤潮災(zāi)害之苦。
3、尤其是有毒赤潮發(fā)生時(shí)常伴有魚貝等海洋生物的大量死亡。同時(shí)這些大面積的赤潮也使對(duì)蝦養(yǎng)殖遭受了滅頂之災(zāi)。赤潮災(zāi)害使蝦農(nóng)嘗到了赤潮災(zāi)害的切膚之痛,赤潮造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)幾億元,是海灣或近海人工養(yǎng)殖的巨大威脅。此外造成的損失還有:零售業(yè)、餐飲旅館及旅游業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失,中毒生病的醫(yī)療費(fèi)及工資損失,水質(zhì)與海鮮品質(zhì)檢測的費(fèi)用,公共告示、宣傳費(fèi)用,由恐懼擔(dān)憂造成的后果等等??梢姵喑睅淼臑?zāi)害幾乎對(duì)人們生活的方方面面都有影響。 成因概述 產(chǎn)生赤潮的原因很多,除了赤潮生物本身快速的繁殖能力以及結(jié)構(gòu)性質(zhì)外,還需要適當(dāng)?shù)耐獠織l件: (1) 水體中有豐富的營養(yǎng)因子,包括溶解氮化合物,溶解磷化合物,溶解硅酸
4、鹽,溶解鐵鹽、錳鹽及其它幾種微量金屬鹽,溶解維生素類及其它增殖促進(jìn)有機(jī)物; (2) 海區(qū)的水文氣象條件,如陽光強(qiáng)烈、水溫升高、海水停滯、海面上空氣流穩(wěn)定都有利于赤潮生物集結(jié),是出現(xiàn)赤潮的自然條件; (3) 由于微生物分解有機(jī)物而消耗溶解氧,使水底層出現(xiàn)低氧或無氧水團(tuán),也會(huì)引起赤潮; 所有因素以復(fù)雜的方式相互影響,并影響藻類生長,從而影響赤潮的發(fā)生。值得一提的是,細(xì)菌或細(xì)菌的基團(tuán)還可能對(duì)浮游植物毒素的產(chǎn)生起作用,科學(xué)家們的研究表明毒素也許是生活在浮游植物體內(nèi)或體表的某種細(xì)菌產(chǎn)生的。 污染現(xiàn)狀 在我國,隨著工業(yè)的發(fā)展,特別是沿海工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的不斷增多,大量工業(yè)廢水、生活污
5、水和養(yǎng)殖業(yè)廢水進(jìn)入海洋,導(dǎo)致了赤潮污染不斷加重。近年來,赤潮在我國沿岸海域的發(fā)生頻率不斷增加,范圍也逐漸地?cái)U(kuò)大,危害日趨嚴(yán)重,已成為我國海洋經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的制約因素之一。下面就我國鄰海及廈門港海域的赤潮污染進(jìn)行具體說明。 一、渤海 資料表明,1989年8月下旬,渤海第一次發(fā)生大面積赤潮,面積達(dá)200平方公里;1998年9月下旬,渤海再次發(fā)生大面積赤潮,面積達(dá)3000平方公里; 1999年7月2日渤海又一次發(fā)生大面積赤潮。下面以1999年的渤海赤潮為例來看看我國東部沿海的情況: (一)始料不及的災(zāi)害 這是一次始料不及的突發(fā)赤潮災(zāi)害,它從開始到消退只有4天—5天時(shí)間。7月2
6、日,當(dāng)海監(jiān)飛機(jī)飛抵河北滄州市歧口附近海域時(shí),發(fā)現(xiàn)海面以醬紫色為主,且呈不規(guī)則條帶狀分布,經(jīng)監(jiān)測,該海域發(fā)生赤潮,面積為400平方公里,當(dāng)飛機(jī)飛抵塘沽大沽錨地附近時(shí),再次發(fā)現(xiàn)同樣的赤潮,面積約為25公里。7月3日,飛機(jī)再次起飛,發(fā)現(xiàn)赤潮面積又?jǐn)U大趨勢,經(jīng)監(jiān)測面積達(dá)500平方公里。7月4日,上午赤潮海域面積明顯擴(kuò)大,已達(dá)1500平方公里,范圍在大沽錨地至歧口附近海域之間,當(dāng)飛機(jī)向南飛至老黃河口外海域時(shí),發(fā)現(xiàn)多年從未發(fā)生過赤潮的該海域同時(shí)發(fā)生赤潮,面積為400平方公里。7月7日中午,監(jiān)測人員在赤潮發(fā)生區(qū)河北歧口附近海域取樣發(fā)現(xiàn),水體中赤潮生物種類為無毒的閃光原甲藻、佛氏翅甲藻、旋溝藻sp,均低于形成
7、赤潮的密度,赤潮現(xiàn)象已消失。此外,據(jù)渤海沿岸有關(guān)省市海洋行政管理部門不完全報(bào)告,在大連灣、興城菊花島附近海域也發(fā)生不同程度的赤潮。 (二)原因何在 渤海連續(xù)發(fā)生大面積赤潮是什么原因呢?除了赤潮生物的生物學(xué)因素外,還有一個(gè)被公認(rèn)的環(huán)境因素,它分為自然和人為兩部分。一份關(guān)于1998年黃驊赤潮研究報(bào)告指出:1)誘發(fā)黃驊赤潮的因素有:人海河流排污、蝦池廢水、人海石油等;2)誘發(fā)赤潮的條件有:氣溫偏高、海面無風(fēng)、干旱少雨,陽光輻射、水動(dòng)力條件等。 而1999年7月2日,渤海再一次突發(fā)赤潮,原因何在? 有關(guān)資料表明:當(dāng)時(shí)正值北方高溫天氣,幾條渤海西岸的主要排污河的沿岸,都能看見
8、污濁的河水不停的向渤海流淌。在海河口船閘,船閘內(nèi)外的海水混濁不清,白沫橫生,且水面漂浮著一些垃圾污物。在這樣長時(shí)間的高溫下是極可能誘發(fā)赤潮的。 從監(jiān)測的情況看,此次赤潮發(fā)生和發(fā)展的速度都很快,但持續(xù)時(shí)間較短,也與那幾天連續(xù)刮風(fēng)、降雨,溫度降低有關(guān)。 二、廈門港 一、 環(huán)境因素 (一).水溫 海水溫度是海洋環(huán)境中最重要的生態(tài)因子之一,水溫對(duì)生物的生活起著重要的作用。在適溫范圍內(nèi),當(dāng)溫度升高時(shí)加速生物的新陳代謝,增加繁殖速度。赤潮一般都發(fā)生在水溫較高的季節(jié)。據(jù)報(bào)道,日本的赤潮一般發(fā)生在水溫15–25攝氏度間,通常在20–25攝氏度時(shí)發(fā)生赤潮。廈門西港是一半封閉內(nèi)灣,依靠潮流與
9、外海進(jìn)行交換。在不同季節(jié)里受到浙閩沿岸水及海峽暖流水等不同水系的影響。此外,由于灣內(nèi)水淺,因此氣溫也對(duì)本海區(qū)水溫產(chǎn)生一定的影響。 (二).鹽度 鹽度是浮游生物生活的重要因素之一。許多報(bào)道認(rèn)為,降雨引起的海水鹽度下降是浮游生物異常繁殖的物理刺激因素,也是發(fā)生赤潮的重要因素。 廈門西港周圍無大陸徑流直接排入,僅九龍江水的間接影響。本海區(qū)的鹽度,除受外海水影響外,降水也是一個(gè)重要因素。調(diào)查表明,其年平均鹽度為28.30,其變范圍在18.98–32.33之間。各月(大、小潮)鹽度平均值示于表1、圖1。由其可見,廈門西港的鹽度以9月份最高(30.83),7–9月的鹽度均在29以上,這
10、可能是由于高溫高鹽的暖水入侵引起的。4月份最低(26.01),4月和6月海水鹽度的均值均為26左右,這可能是由于降水引起了鹽度下降。 調(diào)查海區(qū)鹽度垂直變化的特點(diǎn)為底層一般比表層高0.5–1.0左右,但是在雨季的4月和6月相差較大,往往超過1。 而鹽度的平面分布則由灣口向?yàn)硟?nèi)呈逐漸遞減的趨勢。 (三).PH 海水的PH值是浮游生物生長繁殖的環(huán)境條件,同時(shí)浮游生物的生長繁殖也對(duì)海水中的PH值產(chǎn)生影響。當(dāng)浮游植物大量繁殖時(shí),由于光合作用增強(qiáng),大量吸收二氧化碳將使海水的PH值增加;反之,當(dāng)浮游生物呼吸或死亡分解產(chǎn)生二氧化碳將使PH值下降。通常海水的PH值在7.5–8.4之間
11、。而廈門西港的PH在7.90–8.46之間,80%以上測站的PH值在8.00–8.30之間。各月PH的平均值變化如圖4所示。由圖4可見,表層PH以5月份最高(8.31),10月最低(7.98),2–6月較高,均在8.2以上。8–10月為低值期,46%測站的PH<8.00。底層PH的變化趨勢與表層的相似,但是底層的PH值普遍比表層稍低,這可能與底層光合作用較低且在底層有較大量的有機(jī)物分解有關(guān)。 PH的平面分布,在夏、秋和冬季分布較均勻,變化不大;春季則由灣口向?yàn)硟?nèi)呈逐漸遞增的趨勢,以寶珠嶼附近的水域?yàn)楦咧祬^(qū)(5月份PH在8.35以上),與此同時(shí)對(duì)照站(10號(hào)站)的PH僅8.09。這與
12、此時(shí)在寶珠嶼出現(xiàn)赤潮,浮游植物生物量比對(duì)照海域的高,大量地吸收二氧化碳引起PH值升高相一致。 (四).溶解氧及其飽和度、化學(xué)耗氧量 海水中的溶解氧含量是重要的生態(tài)因素,也是評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要指標(biāo)。水中含氧量除與海洋物理、化學(xué)因素有關(guān)外,浮游植物的光合作用及生物的呼吸也能改變水中氧含量。以下是廈門港赤潮發(fā)生區(qū)溶解氧的情況: 1、 時(shí)空變化特征 (1) 含量特征 廈門西港每月大潮海水(表底層均值)溶解氧(DO)及氧飽和度的季節(jié)均值是春季最高,冬、夏季次之,秋季最低。氧含量及氧飽和度的最大值均出現(xiàn)于春季馬鑾海堤附近海域(17號(hào)測站)的底層。 (2)平面分布 圖2
13、顯示出廈門西港各季大潮表層海水溶解氧含量均值的平面分布。春季溶解氧含量的分布趨勢是馬鑾海堤附近海域的17號(hào)測站最高,逐漸向?qū)氈閹Z附近海域的12號(hào)站方向遞減,且氧質(zhì)量濃度的平面極差較大,相差達(dá)1.8mg/dm3。同樣地,夏、秋兩季溶解氧含量的分布趨勢也是馬鑾海堤附近海域較高,逐漸向火燒嶼和高集海堤涵洞口附近海域方向遞減,但氧質(zhì)量濃度的平面極差較小,相差僅0.25–0.52mg/dm3。冬季溶解氧含量是寶珠嶼以北海域較高,逐漸向鄰近海域和火燒嶼附近海域方向遞減,其氧質(zhì)量濃度的最大極差為0.92mg/dm3。 (3)周年變化 廈門西港溶解氧含量的周年變化如圖3所示。圖3表明,該海區(qū)溶
14、解氧含量的分布是表層高、底層低。5月份出現(xiàn)了氧含量的最高值,9月份出現(xiàn)了最低值。 (4)周日變化 圖4顯示出1987年5月14–15日14號(hào)測站所觀測到的氧含量的周日變化(表底層均值)。從圖4可以看出,5月14日20時(shí)出現(xiàn)了氧含量的周日最高值,5月15日凌晨2時(shí)出現(xiàn)了最低值,其最大日較差值達(dá)2.72mg/dm3。顯然,這可能是由于浮游植物的光合與動(dòng)物呼吸協(xié)同作用的結(jié)果。 2.與浮游植物數(shù)量的關(guān)系 圖3顯示出1987年1–12月廈門西港大潮海水溶解氧含量與浮游植物數(shù)量的關(guān)系。從圖3可以看出,春、夏兩季調(diào)查區(qū)(11–18站)溶解氧
15、含量的變化趨勢基本上與浮游植物的消長相一致。所以赤潮發(fā)生期間,該海區(qū)溶解氧的變化主要是受浮游植物活動(dòng)所控制。 3.與水溫、鹽度的關(guān)系 圖5顯示出赤潮發(fā)生期間寶珠嶼海域(13、14、16站表底層均值)溶解氧含量與水溫和鹽度的關(guān)系。從圖6中可以看出,在赤潮發(fā)生期間水體中溶解氧含量與鹽度部分呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢,而與水溫幾乎無關(guān)。顯然,這種關(guān)系是由于生物效應(yīng)對(duì)溶解氧的影響掩蓋了物理效應(yīng)。然而,盡管如此,該海區(qū)溶解氧含量的季節(jié)變化規(guī)律與水溫和鹽度的季節(jié)變化規(guī)律仍然相反(圖6),它們的季節(jié)均值存在著良好的負(fù)相關(guān)關(guān)系(冬季的1–2月只觀測表層海水): DO=39.53—1.15S
16、 (r= -0.95,n=7); DO=12.88—0.26t (r= -0.95,n=7) 由此可見,在赤潮發(fā)生期間,該海區(qū)溶解 氧的變化主要是受浮游植物活動(dòng)所控制,大致 與浮游植物興衰相對(duì)應(yīng)。3、5月份由于浮游植 物的迅速繁殖生長,光合作用增強(qiáng),使得春季 溶解氧含量高于冬季、夏季和秋季。但該海區(qū) 溶解氧的季節(jié)變化仍然是受水體的溫度、鹽度 所控制。 4.與三氮、無機(jī)磷、PH值和化學(xué)耗氧量 (COD)的關(guān)系 營養(yǎng)鹽是浮游植物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ), 浮游植物繁殖生長消耗了水體中的營養(yǎng)鹽,但浮游植物的消亡,有機(jī)質(zhì)的分解可以使之獲得再生。在這個(gè)
17、生化循環(huán)的過程中,海水中的溶解氧也發(fā)生了變化,它與營養(yǎng)元素有著非常密切的關(guān)系。從圖7可以看出,該海區(qū)溶解氧含量與氮(呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)。這表明浮游植物的大量繁殖生長,攝取了水體中大量的氮,在強(qiáng)烈的光合作用下放出相當(dāng)量的氧,因而使得水體中氮的含量迅速下降,氧含量急速上升。浮游植物消亡、有機(jī)質(zhì)分解,消耗了氧,釋放出氮,使水體中氮含量上升、氧含量下降。然而,該海區(qū)溶解氧含量與磷的關(guān)系卻比較復(fù)雜,有時(shí)呈現(xiàn)正相關(guān),有時(shí)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。顯然,這種關(guān)系可能同該海區(qū)的N/P(原子比)值有關(guān)。海洋浮游生物體和大洋中的N/P比值一般恒定在16:1,偏離過高或過低都可能引起浮游植物的生長受到某一相對(duì)低含量元素的限制。
18、 廈門港赤潮發(fā)生區(qū)每月大潮表層海水N/P的年均值為61:1,在赤潮發(fā)生期間所進(jìn)行的13個(gè)航次的跟蹤觀測中,寶珠嶼海域(13、14、16站表底層均值)N/P的均值為57:1。顯然,這個(gè)比值對(duì)浮游植物供求關(guān)系來看,N顯得過剩,而P似乎顯得非常緊缺。因而P成為該海區(qū)浮游植物生長的限制因子,一旦水體中得到適量P的補(bǔ)充,浮游植物就大幅度的增殖。在水體中P得不到補(bǔ)充或補(bǔ)充不足的情況下,浮游植物的繁殖生長既消耗了水體中的P又放出氧;浮游植物的消亡、有機(jī)體的分解既消耗了氧又釋放出P,因而使水體中的氧同P呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。 在赤潮發(fā)生期間,水體中的溶解氧含量與COD、PH值呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)(圖8、9)。
19、 (五).營養(yǎng)鹽 浮游植物的生長繁殖除了需要二氧化碳和水進(jìn)行光合作用外,也需要吸收一定的N、P、Si等營養(yǎng)鹽。適量的營養(yǎng)鹽將促進(jìn)植物的生長繁殖;然而,過量的營養(yǎng)鹽將促使某些種類的浮游植物迅猛地生長繁殖并形成赤潮。因此,富營養(yǎng)鹽是發(fā)生赤潮的物質(zhì)基礎(chǔ)。 1. 硝酸氮 調(diào)查海區(qū)硝酸氮的平均含量為9.00mol/dm3, 其范圍在1.42–32.30umol/dm3之間。硝酸氮的月 平均含量及范圍如表3和圖10所示。由其可見,表、 底層的硝酸氮均以4月份最高(表層19.76umol/dm3), 2月
20、份最低(3umol/dm3)。這可能是4月份為雨季, 中旬雨量總計(jì)約達(dá)100mm,把陸地的許多有機(jī)物帶入 海中,加之此時(shí)浮游植物數(shù)量較少,所消耗的營養(yǎng) 鹽少,因此海水中的硝酸氮高。由圖還可看出,10 月至翌年1月也是硝酸氮的高峰期,這與該階段的低浮游植物數(shù)量有關(guān)。在浮游植物最高峰的5月份,仍保有5umol/dm3以上的硝酸氮,這說明本海區(qū)的氮比較豐富。硝酸氮的平面分布,在高硝酸氮的秋、冬(10至1月),灣口和灣內(nèi)的含量相差不大,且與對(duì)照站也大致相同,這說明在此段時(shí)間內(nèi)高營養(yǎng)的沿岸流在本海區(qū)起主導(dǎo)作用。在浮游植物大量繁殖的3至6月,一般灣口稍高于灣內(nèi);7至9月,硝酸氮含量較低(3—5um
21、ol/dm3),分布較均勻。 2. 亞硝酸氮 調(diào)查海區(qū)亞硝酸氮的平均含量1.63umg/dm3,范圍在0.18—5.55umg/dm3間,以10月最高,平均值達(dá)4.49umol/dm3,4月和10—12月的亞硝酸氮都在1.5umol/dm3以上,其他月份都在1umg/dm3以下。 3. 氨氮 氨氮的平均含量為3.94umol/dm3。范圍在 0.00—17.10umol/dm3之間。氨氮的月平均含量 示于表4和圖11。由圖、表可見,氨氮的變化較 大,9月至翌年1月份為氨氮的高峰期,其含量 在6umol/dm3以上,2月份最低僅0.3
22、7umol/dm3, 其余的月份在2umol/dm3左右。 由以上三種形式的氮的總和得出“三氮”的 年含量為14.98umol/dm3。各月“三氮”的平均 含量示于表5,由表可見,10—12月為>21umol/dm3 的高峰期,其他月份在7—21umol/dm3之間。按上述評(píng)價(jià)富營養(yǎng)化的標(biāo)準(zhǔn),本海區(qū)的無機(jī)氮的含量達(dá)到輕度富營養(yǎng)化(>12umol/dm3)的標(biāo)準(zhǔn)。 4. 活性磷酸鹽 活性磷酸鹽(以下簡稱磷)是浮游植物生長繁殖的重要元素,尤其在中國南方海區(qū)一般都存在著富氮乏磷的現(xiàn)象,磷在這些海區(qū)往往成為浮游植物生長繁殖的限制因子。 (六).底
23、質(zhì)有機(jī)質(zhì)和硫化物 底質(zhì)中的有機(jī)物和硫化物能較穩(wěn)定地反映海區(qū)的有機(jī)污染狀況。本調(diào)查對(duì)10個(gè)測站的底質(zhì)有機(jī)質(zhì)和硫化物測定結(jié)果列于表6。有機(jī)質(zhì)含量在0.84—2.26%(m/m)之間,平均含量為1.75%(m/m);硫化物均值為239*10-6 (m/m)。從有機(jī)質(zhì)和硫化物的平面分布可以看出,從13號(hào)站以北至灣頂區(qū)域的含量比較高,13—18號(hào)站有機(jī)質(zhì)的均值為2.0%(m/m)。13—18站的硫化物含量一般都在0.1*10-3(m/m)以上,17號(hào)站竟高達(dá)1.01*10-3(m/m)。根據(jù)日本海域營養(yǎng)等級(jí)的劃分,認(rèn)為底質(zhì)中硫化物含量在(0.03~0.3)*10-
24、3 (m/m)間為富營養(yǎng)水域。因此,寶珠嶼海區(qū)是值得重視的海區(qū)。從表6還可以看出,從1985至1987年,海區(qū)的有機(jī)質(zhì)和硫化物的含量也有逐年增加的趨勢,尤其是13~18號(hào)站的海域較為明顯。至于1987年11號(hào)站和12號(hào)站的有機(jī)質(zhì)和硫化物含量比歷年偏低,這可能是由于這段時(shí)間附近正在進(jìn)行港口的建設(shè),大量填土可能影響了測站的底質(zhì)。 (七) 浮游植物 本次調(diào)查初步鑒定出浮游植物110種,其中硅藻93種、甲澡13種、金澡2種、藍(lán)藻2種。以8月份種類最多,達(dá)63種;3——9月都在35種以上;1月最少,僅13種。這些種類大多為廣溫或暖水近岸種。 在這110種浮游植物中,可形成赤潮的種類有
25、41種,其中硅藻29種,甲澡12種。 1、浮游植物的數(shù)量變化 調(diào)查海區(qū)的浮游植物不僅種類繁多,而且由于氣候溫暖,陽光充足,營養(yǎng)鹽豐富,因此浮游植物數(shù)量也較大。 2、浮游植物的季節(jié)分布 浮游植物數(shù)量的平面分布各月不盡相同,現(xiàn)僅用2、5、8和11月作為季度代表月。這4個(gè)月的平面分布圖示于圖12。由圖中可以看出,2月和11月份不論灣內(nèi)灣口浮游植物數(shù)量分布比較均勻,而且與對(duì)照的10號(hào)站差別不大,甚至灣內(nèi)的數(shù)量比對(duì)照站更低。在浮游植物異常繁殖的5月份,13號(hào)站以北的海域浮游植物的數(shù)量均比海口的11、12號(hào)站高,其中尤以寶珠嶼——馬鑾灣口一帶最高,11—18號(hào)站
26、的數(shù)量也都比照站高得多。8月份的平面分布比較均勻,但仍可看出海堤附近的15、18號(hào)站比較高。 3、浮游植物的周日變化 由于廈門西港的海水主要受潮汐的影響,因此浮游植物的周日變化較為明顯。 廈門西港浮游植物周日變化的幾個(gè)特點(diǎn):1)不論白晝或夜晚,高平潮時(shí)恰好是浮游植物數(shù)量的最小值,這可能是由于外海水的浮游植物數(shù)量少,高潮時(shí)外海水起到稀釋灣內(nèi)浮游植物的作用,導(dǎo)致浮游植物濃度降低;2)浮游植物的數(shù)量與氧飽和度呈較好的正相關(guān)關(guān)系,浮游植物的兩次低值期正好也是溶解氧的最低值,溶解氧的高值期也基本上與浮游植物的高值期一致;3)浮游植物的數(shù)量和硝酸氮成較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系,盡管浮游植物的高
27、值期由于消耗大量的硝酸氮,使硝酸氮的含量變?yōu)樽钚≈?,但是此時(shí)硝酸氮仍保留約6umol/dm3的硝酸氮,此時(shí)的葉綠素a的含量高達(dá)25.0mg/dm3,浮游植物的細(xì)胞數(shù)高達(dá)4.5*106個(gè)/dm3,這說明本海區(qū)的氮是富余的;4)浮游植物的數(shù)量盡管與活性磷酸鹽的關(guān)系不如硝酸氮那么明顯,但仍可以看出在浮游植物最高峰處正是磷酸鹽的最低值,此時(shí)的磷酸鹽已被植物消耗殆盡,此后由于磷的缺乏致使浮游植物的數(shù)量不可能恢復(fù)到前面的高峰,這也說明磷酸鹽是本海區(qū)浮游植物大量繁殖的主要限制因子之一。從磷酸鹽的周日變化還可看出,磷酸鹽的含量在退潮開始后逐漸上升,至低平潮前2h達(dá)到最大值,這可能是由于退潮時(shí)海水沖刷潮間引起底
28、質(zhì)中磷釋出,此問題有待于今后進(jìn)一步研究證實(shí);(5)浮游植物與葉綠素成較好的正相關(guān)關(guān)系。 4. 葉綠素a 葉綠素a存在于一切浮游植物中,是植物進(jìn)行光合作用最重要的物質(zhì)。因其測定方法簡便,目前國際上常利用海水中葉綠素a的含量來象征浮游植物的生物量。在海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中也常用葉綠素a的含量作為評(píng)價(jià)富營養(yǎng)和發(fā)生赤潮的指標(biāo),一般認(rèn)為葉綠素a在1—10mg/m3時(shí)為富營養(yǎng),>10mg/m3為過營養(yǎng)。 從圖13中可以看出13、14、16號(hào)測站的葉綠素a隨時(shí)間變化很大,且與浮游植物的變化趨勢很相似。雖然某些時(shí)候如8月2
29、2日葉綠素a的增幅不如浮游植物那么大,但總的趨勢很吻合。因此,葉綠素a可作為赤潮調(diào)查的有用指標(biāo)。從圖13還可以看出,3月份以后,葉綠素a>10mg/m3的峰一個(gè)接著一個(gè),這也說明本海區(qū)為富營養(yǎng)化的海區(qū),如果條件具備很容易形成赤潮。 二. 赤潮發(fā)生過程的觀察 根據(jù)廈門西港赤潮的發(fā)生過程,可以看出形成這次赤潮的幾個(gè)特征: 1.雨后放晴是形成赤潮的主要因素。如果雨后又遇陰天則浮游植物數(shù)量變化不大;但是如雨后,特別連續(xù)2—3d降雨之后又遇連續(xù)的幾天晴好天氣,引起氣溫、水溫明顯回升,利于浮游植物生長繁殖,可能發(fā)生赤潮。 2.降水引起大量陸地有機(jī)物質(zhì)入海是赤
30、潮發(fā)生的重要因素。調(diào)查結(jié)果表明,廈門西港的營養(yǎng)含量比較高,屬輕度富營養(yǎng),能維持較高的浮游植物生物量,但一般不易發(fā)生赤潮,而如果大量降水把陸地的大量有機(jī)物排入海中,使?fàn)I養(yǎng)鹽特別是磷的大量增加則可能發(fā)生赤潮。 3.降水引起海水鹽度下降是浮游植物異常繁殖的重要因素。 4.海水中的微量金屬Fe、Mn的增加也是形成這次赤潮的因素之一。Fe、Mn是誘發(fā)這次赤潮的重要因素。 5.從這次赤潮我們還可以看到,由于浮游植物的異常增殖引起了海水中的某些物化因素的明顯變化,如溶解氧和PH的增高、COD上升等現(xiàn)象出現(xiàn)。在赤潮調(diào)查過程中我們也可以從這些因素的變化來判別赤潮發(fā)生情況。
31、 措施 海域環(huán)境污染和富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的重要條件,而引起水體嚴(yán)重污染的原因主要是城市工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田排水和養(yǎng)殖廢水的排放。要減少赤潮發(fā)生就要嚴(yán)格控制排入海域的污染物量,污水排放前先經(jīng)污水處理廠處理,使污染物的含量低于一定標(biāo)準(zhǔn)才能排放,充分利用海洋自凈能力。還要加強(qiáng)對(duì)船舶壓艙水和石油鉆井平臺(tái)的管理,確保海洋環(huán)境的良好。 此外,浮游植物的這種非正常增殖還不能加以調(diào)節(jié)和控制,而目前最有效的防御手段是信息的傳播和溝通。如丹麥已通過計(jì)算機(jī)國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet傳遞有關(guān)信息,如浮游植物生物量、赤潮發(fā)生時(shí)的范圍及程度等。挪威采用先進(jìn)光導(dǎo)纖維傳感器監(jiān)測環(huán)境變化,并通過衛(wèi)星的MARINET系
32、統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù),此外養(yǎng)魚戶每個(gè)星期都要觀測藻類的濃集程度和水的清晰度。然后由挪威的環(huán)保部門將這些信息和5天的天氣預(yù)報(bào)綜合起來,為養(yǎng)魚戶和當(dāng)局提供“藻類預(yù)報(bào)”。 此外,水質(zhì)水文與浮游植物的連續(xù)監(jiān)測也十分重要。除常規(guī)的采樣分析外,利用遙感技術(shù)監(jiān)測赤潮的發(fā)生已成為一種很有希望的技術(shù)。而其中甲藻毒素的分析測定仍是監(jiān)測的重要方面,尤其是尋找靈敏度高、分析速度更快的方法。 在我國,為減少赤潮造成的損失,保護(hù)人民健康,國家海洋局日前下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)近岸海域赤潮預(yù)防與管理的通知》。 1999年5月份以來 ,渤海萊州灣、渤海灣和遼東灣、長江口及廣東近岸海域連續(xù)發(fā)生大面積赤潮。特別是7月13日在
33、遼東灣海域發(fā)現(xiàn)的赤潮,面積達(dá)6300平方公里,是我國有歷史記載以來范圍最大的一次赤潮。 近年來發(fā)生的赤潮范圍大、危害重、持續(xù)時(shí)間長,嚴(yán)重影響了海洋生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)生產(chǎn)、海水養(yǎng)殖、旅游開發(fā)活動(dòng)以及人民的健康,造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。為此,通知指出: 1、要嚴(yán)格控制陸源污染物向海洋中超標(biāo)排放。城市生活污水排放前要進(jìn)行處理。新增設(shè)的排污口要遠(yuǎn)離水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和海洋生物資源豐富的海域。以控制和減少海域有機(jī)物污染和富營養(yǎng)化程度,減少赤潮的發(fā)生; 2、要科學(xué)合理開發(fā)利用海洋資源。在開發(fā)利用海洋資源時(shí)應(yīng)充分論證,避免盲目開發(fā)。尤其要加強(qiáng)對(duì)容易受到赤潮危害的海水養(yǎng)殖業(yè)的指導(dǎo)和管理,指導(dǎo)漁
34、民科學(xué)地選擇養(yǎng)殖場所,合理安排養(yǎng)殖密度,控制養(yǎng)殖廢水的排放,防止海水養(yǎng)殖自身污染; 3、要加強(qiáng)對(duì)近海赤潮的監(jiān)視、監(jiān)測。對(duì)近岸海域、海水養(yǎng)殖區(qū)、赤潮多發(fā)區(qū),要增加監(jiān)測頻次、站點(diǎn)以及與赤潮相關(guān)的監(jiān)測項(xiàng)目,及時(shí)向國家海洋局報(bào)告并向有關(guān)單位通報(bào)已發(fā)生或可能發(fā)生赤潮的信息; 4、 加強(qiáng)對(duì)赤潮毒素監(jiān)測以及海產(chǎn)品的管理。有些赤潮生物含有生物毒素,可能會(huì)對(duì)海洋魚類和貝類等造成污染。請(qǐng)組織有關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)赤潮發(fā)生海域的海洋水產(chǎn)品的監(jiān)測和監(jiān)管,以確保食用安全; 5、加強(qiáng)赤潮在后評(píng)估工作。赤潮發(fā)生時(shí)和消失后,應(yīng)及時(shí)對(duì)赤潮造成的損失進(jìn)行評(píng)估,直接經(jīng)濟(jì)損失的評(píng)估應(yīng)該包括漁業(yè)資源損失、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)損失、
35、旅游等其它海洋經(jīng)濟(jì)的損失。間接經(jīng)濟(jì)損失應(yīng)包括對(duì)海洋生物多樣性的影響,對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)功能的影響等生態(tài)效益的損失。評(píng)估結(jié)果應(yīng)盡快報(bào)告國家海洋局。 以下具體介紹兩種治理方法 1、化學(xué)物理法 化學(xué)物理法分為殺除法和沉降法:(1)采用殺藻劑,如硫酸銅。硫酸銅作為殺藻劑,在治理淡水浮游植物時(shí)非常成功,但治理有毒甲藻赤潮時(shí)遭到完全失敗。因?yàn)楹芏嗉自搴袃?nèi)毒素,當(dāng)細(xì)胞裂解時(shí),毒素將釋放到水體中,這些毒素很穩(wěn)定,即使在有光和熱的情況下,幾周內(nèi)都不會(huì)分解。因此,這樣的處理結(jié)果反而使海水的毒性增加,并造成海洋生物的尸體分解,進(jìn)一步惡化海洋環(huán)境。(2)超聲波殺除法。(3)臭氧殺除法。(4)采用無機(jī)混凝劑,如硫酸
36、鋁、鐵鹽、錳鹽、鈣鹽等。(5)采用高分子混凝劑如粘土、聚氯化鋁等,這一方法受到最為廣泛的研究。此外,日本還開始采用磁力回收赤潮生物。 2、生物法 生物法分為:(1)采用纖毛蟲捕食甲藻食物。(2)采用藍(lán)藻分泌物質(zhì)的植物間相互抑制作用來治理甲藻。其他的治理方法有回收加壓浮上處理法,即采用鼓氣的方法使甲藻漂浮后回收;泵水疏散法,即將水泵入赤潮發(fā)生區(qū),以疏散甲藻,降低其密度,使海洋環(huán)境的透光性增強(qiáng),魚類的存活機(jī)會(huì)增加。 回歸蔚藍(lán) 我們偉大的祖國,海域遼闊,海岸線綿長,連同星星點(diǎn)綴的大小島嶼的海岸線在內(nèi),總長32000千米以上,是世界上海岸線最長的國家之一。如此寬廣的海洋,為華夏子孫儲(chǔ)備和提供了豐富的寶藏,是名副其實(shí)的藍(lán)色寶庫。但我國的海洋環(huán)境問題是嚴(yán)峻的。我們青少年應(yīng)加入到保護(hù)海洋環(huán)境,維護(hù)生態(tài)平衡的活動(dòng)中去,喚醒人類保護(hù)海洋環(huán)境的意識(shí),不亂丟廢物,不亂倒污水,像珍惜自己的生命那樣去愛護(hù)自己的家園,去關(guān)注海洋保護(hù),將浪漫的藍(lán)色衣裙還給地球。
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