赤潮災害分級與時空分布范文

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《水生態學雜志》2014年第四期

1赤潮分級方法

赤潮造成的損害主要表現在對海洋生態環境的影響、對海洋生物和人體健康的危害以及對海洋經濟的影響4個方面。災變等級和災度等級是災害分等定級的2個重要內容(高慶華和張業成，1997);前者是從災害的自然屬性方面反映其活動強度或活動規模，后者則是根據破壞損失程度反映自然災害的后果，這里提到的分級依據就是災變等級。根據對我國多年赤潮發生的規模和面積、造成的經濟損失、貝毒對人體健康影響等方面的統計，將災害等級定為5級，根據單次赤潮面積，1000km2以上、500～1000km2、100～500km2、50～100km2和小于50km2分別定為特大、重大、大、中和小型5種類型赤潮(Zhaoetal，2003);江天久等(2006)根據我國20世紀80年代以來發生赤潮的不完全統計表明，記錄赤潮達593次，其中面積小于或等于100km2的赤潮災害次數為265次，占總數的44．17%;赤潮發生多以小型為主，且3級赤潮等級足以顯示我國赤潮災害發生的特點;為了加強赤潮的監測，便于其災害的管理和統計，簡化赤潮災害等級，將其分為大、中、小共計3種類型，即單次赤潮面積分別在1000km2以上、100～1000km2和小于100km2。蘇魯交界繡針河口以北的我國管轄海域簡稱北海區，包括遼寧、河北、山東和天津“三省一市”。根據國家海洋局的有關資料統計，北海區近岸海域2008－2012年發生的約80次赤潮中，面積小于100km2約占77%;其中，面積小于50km2約占71%，面積小于10km2約占44%。根據北海區近海的赤潮發生特點，采用赤潮面積的5個間隔，即10、50、100、500、1000km2確定青島近海赤潮災害等級的面積劃分標準;由于20世紀90年代初期赤潮災害缺乏完整或明確的記錄，由此造成的人員傷亡和經濟損失普遍缺失，而《赤潮監測技術規程》(HY/T069-2005)中將赤潮劃分為4個類型，即根據赤潮藻類的危害與毒性劃分了4個類型，因此采用赤潮類型代替Zhao等(2003)的赤潮災害等級中的人員傷亡、經濟損失標準來劃分不同的災害級別。赤潮面積與類型的不同級別賦以不同的分值(表1)，最終根據總的分值情況判斷赤潮級別(表2)。

2結果與分析

2．1青島近海赤潮災害分級青島近海的赤潮最早記錄于1990年，20多年來有記錄的赤潮共計33次。在這些記錄中，赤潮面積與生物種類不盡相同，面積最小的不足1km2，最大的為2003年7月在青島前海發生的450km2的紅色中縊蟲赤潮。統計分析表明，發生的33次赤潮中，面積0～10、10～50、50～100、100～1000km2的赤潮發生了17、10、5、1次，分別占總赤潮發生次數的51．5%、30．3%、15．2%、3．0%。從引發赤潮的原因種類型來看，除了13次為對海洋生物產生危害的藻類以外，其余20次是基本無害的赤潮種類引起，占總次數的60．6%。災害分級結果表明，在青島近海發生的33次赤潮中，輕微災害赤潮共計25次，占總次數的75．8%;輕度災害赤潮8次，占24．2%;統計期間未發生其他災害級別的赤潮。

2．2赤潮的空間分布特征青島近海赤潮80%以上發生在膠州灣內、膠州灣口、浮山灣附近海域;此外，膠南靈山灣、沙子口灣、青島灣口附近海域也時有赤潮發生。這與我國赤潮集中發生在河口、近岸納污海域、海水增養殖區和沿海大中城市集中區的特點是一致的。統計分析表明，膠州灣是最主要的赤潮高發區域，灣內發生12次，灣口發生3次;此外，浮山灣近海也是赤潮高發區域，共發生了10次，且2009－2013年，該海域赤潮發生頻率每年均在1次以上。

2．3赤潮的時間分布特征1990－2013年青島近海赤潮的發生次數和面積出現明顯的波動。從赤潮發生次數的周期性變化來看(圖1)，1999年、2004年和2008年各出現了3次赤潮峰值，時間間隔為4－5年，峰值間隔期間赤潮發生的次數均不超過2次，以每年1次為主。從赤潮發生面積的周期性變化來看(圖2)，1990－2013年也出現了3次赤潮面積峰值，時間分別為1999年、2003年和2008年，間隔也是4－5年。盡管每次赤潮發生的面積不盡相同，發生次數和面積的峰值卻顯示了相似的波動趨勢，并且2種峰值的年際變化趨勢是同步的，這與Zhao等(2003)報道的我國赤潮發生的年際特征趨勢基本一致。青島近海赤潮發生時間有明顯的季節特征，主要與該海域的地理位置和水溫變化特點有關。33次赤潮中，絕大部分發生在每年的6－8月，共計21次，占總次數的67．8%;而其它12次發生在2、3、4、5、9月，其中4次發生在膠州灣東北部海域，8次發生在浮山灣附近海域，二者均屬于青島近岸海域赤潮高發區，在非高發的月份發生赤潮的可能性比其它海域高。因此，在每年的6～8月要密切關注青島近海赤潮相關的環境因子，做好赤潮預警預報相關工作;此外，發生在浮山灣海域的8次赤潮，除了1次發生在9月以外，其他7次均發生在4－5月，且2009－2013年，青島“五•四”廣場附近海域每年4－5月均爆發1次赤潮，推測主要與下列因素有關:(1)廣場附近有東、西2個暗排污口，由于該海域水動力條件較差，陸源污染物集中在此區域不易擴散;(2)進出膠州灣的航道在該海域南側一定距離處，航道水體中油污含量較周圍海域偏高，低濃度的石油烴是誘發赤潮發生的可能因素之一(Shietal，2001;張傳松等，2003);在南風的作用下，低濃度油污有可能會飄至該海域，在適宜的水溫條件下，促進了赤潮藻的繁殖，從而導致小范圍的赤潮發生;此外，該航道也經常發生赤潮，在南風的作用下，會將該航道的赤潮吹至“五•四”廣場附近海域，引發外來型赤潮。

2．4青島近海赤潮發生頻次與面積1990－2013年，從發生頻次來看，青島近海主要赤潮生物為紅色中縊蟲(Mesodiniumrubrum)和夜光蟲(Noctilucascintillans)，均引發8次赤潮，各占赤潮總數的24．2%;其次為中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)，引發了5次赤潮，占總數的15．2%;其他種類大多引發1次赤潮，少數2次，次數占比均在7%以下。從發生面積分析，主要的赤潮引發種為紅色中縊蟲，20多年引發的赤潮總面積合計達670．8km2，占赤潮總面積的65．6%;其次為赤潮異彎藻(Heterosigmaakashiwo)，引發的赤潮總面積為95km2，占9．3%;其他赤潮種類的面積占比均在5%以下;此外，夜光蟲雖然引發的赤潮次數較多，但每次的赤潮面積較小，總計不到10km2。

2．5青島近海赤潮種類的變化

2．5．1硅藻種類與比例2000年以前，青島近岸海域引發赤潮的硅藻種類僅有中肋骨條藻和浮動彎角藻(Eucampiazodiacus)2種;2000－2013年導致赤潮的硅藻種類增加到4種，除了中肋骨條藻外，還出現了海鏈藻(Thalassiosiraspp．)、柔弱根管藻(Rhizo-soleniadelicatul)和諾登海鏈藻(Thalassiosiranorde-uskiold)，但赤潮生物中的硅藻占比顯著下降，由2000年前的75．0%下降至現今的24．0%。

2．5．2赤潮原因種增多從引發赤潮的生物種類分類地位來看，1993－1999年青島近岸海域的赤潮基本由硅藻和原生動物引起，其它種類引發的赤潮未發生或未記錄。8次赤潮中，有2次是由原生動物引發，其余6次均由硅藻引起。2000－2013年，引發赤潮的生物中，針胞藻和甲藻出現，甲藻比例明顯增高;其中，甲藻占40．0%，針胞藻占12．0%，原生動物的占比變化不大。

2．5．3常見種減少、罕見種出現1993－1999年，青島近海赤潮基本由該海域常見的生物種類引發，如中肋骨條藻、紅色中縊蟲和浮動彎角藻等;2000年以后，很多赤潮卻由一些該海域非常見的赤潮生物甚至是我國近岸海域罕見的種類所引發，如2008年的卡盾藻(Chattonellasp．)和異帽藻(Heterocapsarotundata)以及2012年的旋溝藻(Cochlodiniumsp．)。卡盾藻是一種沿岸分布的有害針胞藻，該赤潮生物自1968年在日本廣島灣首次被發現后，相繼在日本沿海各地誘發赤潮，特別是在瀨戶內海形成的赤潮，對魚類養殖業造成了極大損失。我國僅在臺灣、南海大鵬灣、香港海域有過該種形成赤潮的報道，此次在青島近岸海域引發赤潮屬于首次。異帽藻是日本海域流人我國的外來入侵種類，最早于1992年在日本Ago灣暴發大面積赤潮，造成30%～60%的貝類死亡(Matsuyamaetal，1995);據報道，近幾年曾在大連(杜佳垠，2005)和長江口水域引發赤潮(王金輝等，2005)，此次在青島近岸海域引發赤潮也屬于首次。旋溝藻是目前世界上擴展最為迅速的赤潮生物，在韓國、日本、美國等地曾多次爆發大規模的赤潮，由于其能產生致魚死亡的藻毒素而成為世界上危害最為嚴重的有害赤潮之一。20世紀90年代中期以前，旋溝藻赤潮僅局限于韓國以及日本部分海域;2000年以來，該藻赤潮迅速向全球海域擴展，目前已經遍及中美洲、北美洲、東南亞以及太平洋和大西洋沿岸。目前普遍認為該藻的迅速擴展與旋溝藻孢嚢隨船舶壓艙水的排放有關。在我國有關旋溝藻的研究報道比較少，最早的是1990年在福建泉州灣發生的一次旋溝藻赤潮(DUetal，1993)，之后在我國沿海時有發生(歐林堅等，2010;王朝暉等，2011)，如2009年10月底在珠海附近海域發生的約300km2的旋溝藻赤潮，標志著該藻引發的赤潮已經向我國沿海擴展。2012年在青島近海首次發生的旋溝藻赤潮最大密度為8．90×105個/L，赤潮面積約0．4km2，雖然面積很小，由于其潛在危害性，也需要引起高度關注。

2．5．4青島近海赤潮原因種的變化分析青島近海赤潮原因種近幾十年來發生了變化，反映出該海域浮游植物的種類組成發生了變化，估計與青島近岸海洋環境的變化特別是環境污染、富營養化等密切有關。作為海洋生態系統中的初級生產者，簡單的細胞構造、隨波逐流的生活方式，浮游植物對棲息生境中的各種環境因子有著較強的依賴性;因此，浮游植物的群落特征是所在海域水體理化狀態和生態環境中其他相關物種相互作用的結果，即浮游植物的生長、優勢種類的演替與海域中能被其利用的營養鹽類含量和變化以及水溫、光照、鹽度、濁度、捕食作用等因素有密切的關系，而營養鹽的作用通常比其它因子更為重要。據吳玉霖等(2005)報道，環境因子的變化對膠州灣浮游植物群落結構造成了明顯的影響，近50年來浮游植物數量呈增加趨勢，優勢種產生更替。事實上，近年來其他近岸海域的赤潮原因種也發生了變化，王金輝等(2007)對長江口海域1980－2005年的監測數據表明，2000年以前沒有發生有毒赤潮，2000－2005年有毒赤潮頻發，其中2004年和2005年在長江口及鄰近海域曾發生有毒赤潮共計13起，約占赤潮總數的15%，此狀況值得密切關注。

作者：劉霜張繼民張洪亮李欽亮崔文林單位：山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室國家海洋局北海環境監測中心