赤潮灾害分级与时空分布范文

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《水生态学杂志》2014年第四期

1赤潮分级方法

赤潮造成的损害主要表现在对海洋生态环境的影响、对海洋生物和人体健康的危害以及对海洋经济的影响4个方面。灾变等级和灾度等级是灾害分等定级的2个重要内容(高庆华和张业成，1997);前者是从灾害的自然属性方面反映其活动强度或活动规模，后者则是根据破坏损失程度反映自然灾害的后果，这里提到的分级依据就是灾变等级。根据对我国多年赤潮发生的规模和面积、造成的经济损失、贝毒对人体健康影响等方面的统计，将灾害等级定为5级，根据单次赤潮面积，1000km2以上、500～1000km2、100～500km2、50～100km2和小于50km2分别定为特大、重大、大、中和小型5种类型赤潮(Zhaoetal，2003);江天久等(2006)根据我国20世纪80年代以来发生赤潮的不完全统计表明，记录赤潮达593次，其中面积小于或等于100km2的赤潮灾害次数为265次，占总数的44．17%;赤潮发生多以小型为主，且3级赤潮等级足以显示我国赤潮灾害发生的特点;为了加强赤潮的监测，便于其灾害的管理和统计，简化赤潮灾害等级，将其分为大、中、小共计3种类型，即单次赤潮面积分别在1000km2以上、100～1000km2和小于100km2。苏鲁交界绣针河口以北的我国管辖海域简称北海区，包括辽宁、河北、山东和天津“三省一市”。根据国家海洋局的有关资料统计，北海区近岸海域2008－2012年发生的约80次赤潮中，面积小于100km2约占77%;其中，面积小于50km2约占71%，面积小于10km2约占44%。根据北海区近海的赤潮发生特点，采用赤潮面积的5个间隔，即10、50、100、500、1000km2确定青岛近海赤潮灾害等级的面积划分标准;由于20世纪90年代初期赤潮灾害缺乏完整或明确的记录，由此造成的人员伤亡和经济损失普遍缺失，而《赤潮监测技术规程》(HY/T069-2005)中将赤潮划分为4个类型，即根据赤潮藻类的危害与毒性划分了4个类型，因此采用赤潮类型代替Zhao等(2003)的赤潮灾害等级中的人员伤亡、经济损失标准来划分不同的灾害级别。赤潮面积与类型的不同级别赋以不同的分值(表1)，最终根据总的分值情况判断赤潮级别(表2)。

2结果与分析

2．1青岛近海赤潮灾害分级青岛近海的赤潮最早记录于1990年，20多年来有记录的赤潮共计33次。在这些记录中，赤潮面积与生物种类不尽相同，面积最小的不足1km2，最大的为2003年7月在青岛前海发生的450km2的红色中缢虫赤潮。统计分析表明，发生的33次赤潮中，面积0～10、10～50、50～100、100～1000km2的赤潮发生了17、10、5、1次，分别占总赤潮发生次数的51．5%、30．3%、15．2%、3．0%。从引发赤潮的原因种类型来看，除了13次为对海洋生物产生危害的藻类以外，其余20次是基本无害的赤潮种类引起，占总次数的60．6%。灾害分级结果表明，在青岛近海发生的33次赤潮中，轻微灾害赤潮共计25次，占总次数的75．8%;轻度灾害赤潮8次，占24．2%;统计期间未发生其他灾害级别的赤潮。

2．2赤潮的空间分布特征青岛近海赤潮80%以上发生在胶州湾内、胶州湾口、浮山湾附近海域;此外，胶南灵山湾、沙子口湾、青岛湾口附近海域也时有赤潮发生。这与我国赤潮集中发生在河口、近岸纳污海域、海水增养殖区和沿海大中城市集中区的特点是一致的。统计分析表明，胶州湾是最主要的赤潮高发区域，湾内发生12次，湾口发生3次;此外，浮山湾近海也是赤潮高发区域，共发生了10次，且2009－2013年，该海域赤潮发生频率每年均在1次以上。

2．3赤潮的时间分布特征1990－2013年青岛近海赤潮的发生次数和面积出现明显的波动。从赤潮发生次数的周期性变化来看(图1)，1999年、2004年和2008年各出现了3次赤潮峰值，时间间隔为4－5年，峰值间隔期间赤潮发生的次数均不超过2次，以每年1次为主。从赤潮发生面积的周期性变化来看(图2)，1990－2013年也出现了3次赤潮面积峰值，时间分别为1999年、2003年和2008年，间隔也是4－5年。尽管每次赤潮发生的面积不尽相同，发生次数和面积的峰值却显示了相似的波动趋势，并且2种峰值的年际变化趋势是同步的，这与Zhao等(2003)报道的我国赤潮发生的年际特征趋势基本一致。青岛近海赤潮发生时间有明显的季节特征，主要与该海域的地理位置和水温变化特点有关。33次赤潮中，绝大部分发生在每年的6－8月，共计21次，占总次数的67．8%;而其它12次发生在2、3、4、5、9月，其中4次发生在胶州湾东北部海域，8次发生在浮山湾附近海域，二者均属于青岛近岸海域赤潮高发区，在非高发的月份发生赤潮的可能性比其它海域高。因此，在每年的6～8月要密切关注青岛近海赤潮相关的环境因子，做好赤潮预警预报相关工作;此外，发生在浮山湾海域的8次赤潮，除了1次发生在9月以外，其他7次均发生在4－5月，且2009－2013年，青岛“五•四”广场附近海域每年4－5月均爆发1次赤潮，推测主要与下列因素有关:(1)广场附近有东、西2个暗排污口，由于该海域水动力条件较差，陆源污染物集中在此区域不易扩散;(2)进出胶州湾的航道在该海域南侧一定距离处，航道水体中油污含量较周围海域偏高，低浓度的石油烃是诱发赤潮发生的可能因素之一(Shietal，2001;张传松等，2003);在南风的作用下，低浓度油污有可能会飘至该海域，在适宜的水温条件下，促进了赤潮藻的繁殖，从而导致小范围的赤潮发生;此外，该航道也经常发生赤潮，在南风的作用下，会将该航道的赤潮吹至“五•四”广场附近海域，引发外来型赤潮。

2．4青岛近海赤潮发生频次与面积1990－2013年，从发生频次来看，青岛近海主要赤潮生物为红色中缢虫(Mesodiniumrubrum)和夜光虫(Noctilucascintillans)，均引发8次赤潮，各占赤潮总数的24．2%;其次为中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)，引发了5次赤潮，占总数的15．2%;其他种类大多引发1次赤潮，少数2次，次数占比均在7%以下。从发生面积分析，主要的赤潮引发种为红色中缢虫，20多年引发的赤潮总面积合计达670．8km2，占赤潮总面积的65．6%;其次为赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)，引发的赤潮总面积为95km2，占9．3%;其他赤潮种类的面积占比均在5%以下;此外，夜光虫虽然引发的赤潮次数较多，但每次的赤潮面积较小，总计不到10km2。

2．5青岛近海赤潮种类的变化

2．5．1硅藻种类与比例2000年以前，青岛近岸海域引发赤潮的硅藻种类仅有中肋骨条藻和浮动弯角藻(Eucampiazodiacus)2种;2000－2013年导致赤潮的硅藻种类增加到4种，除了中肋骨条藻外，还出现了海链藻(Thalassiosiraspp．)、柔弱根管藻(Rhizo-soleniadelicatul)和诺登海链藻(Thalassiosiranorde-uskiold)，但赤潮生物中的硅藻占比显著下降，由2000年前的75．0%下降至现今的24．0%。

2．5．2赤潮原因种增多从引发赤潮的生物种类分类地位来看，1993－1999年青岛近岸海域的赤潮基本由硅藻和原生动物引起，其它种类引发的赤潮未发生或未记录。8次赤潮中，有2次是由原生动物引发，其余6次均由硅藻引起。2000－2013年，引发赤潮的生物中，针胞藻和甲藻出现，甲藻比例明显增高;其中，甲藻占40．0%，针胞藻占12．0%，原生动物的占比变化不大。

2．5．3常见种减少、罕见种出现1993－1999年，青岛近海赤潮基本由该海域常见的生物种类引发，如中肋骨条藻、红色中缢虫和浮动弯角藻等;2000年以后，很多赤潮却由一些该海域非常见的赤潮生物甚至是我国近岸海域罕见的种类所引发，如2008年的卡盾藻(Chattonellasp．)和异帽藻(Heterocapsarotundata)以及2012年的旋沟藻(Cochlodiniumsp．)。卡盾藻是一种沿岸分布的有害针胞藻，该赤潮生物自1968年在日本广岛湾首次被发现后，相继在日本沿海各地诱发赤潮，特别是在濑户内海形成的赤潮，对鱼类养殖业造成了极大损失。我国仅在台湾、南海大鹏湾、香港海域有过该种形成赤潮的报道，此次在青岛近岸海域引发赤潮属于首次。异帽藻是日本海域流人我国的外来入侵种类，最早于1992年在日本Ago湾暴发大面积赤潮，造成30%～60%的贝类死亡(Matsuyamaetal，1995);据报道，近几年曾在大连(杜佳垠，2005)和长江口水域引发赤潮(王金辉等，2005)，此次在青岛近岸海域引发赤潮也属于首次。旋沟藻是目前世界上扩展最为迅速的赤潮生物，在韩国、日本、美国等地曾多次爆发大规模的赤潮，由于其能产生致鱼死亡的藻毒素而成为世界上危害最为严重的有害赤潮之一。20世纪90年代中期以前，旋沟藻赤潮仅局限于韩国以及日本部分海域;2000年以来，该藻赤潮迅速向全球海域扩展，目前已经遍及中美洲、北美洲、东南亚以及太平洋和大西洋沿岸。目前普遍认为该藻的迅速扩展与旋沟藻孢嚢随船舶压舱水的排放有关。在我国有关旋沟藻的研究报道比较少，最早的是1990年在福建泉州湾发生的一次旋沟藻赤潮(DUetal，1993)，之后在我国沿海时有发生(欧林坚等，2010;王朝晖等，2011)，如2009年10月底在珠海附近海域发生的约300km2的旋沟藻赤潮，标志着该藻引发的赤潮已经向我国沿海扩展。2012年在青岛近海首次发生的旋沟藻赤潮最大密度为8．90×105个/L，赤潮面积约0．4km2，虽然面积很小，由于其潜在危害性，也需要引起高度关注。

2．5．4青岛近海赤潮原因种的变化分析青岛近海赤潮原因种近几十年来发生了变化，反映出该海域浮游植物的种类组成发生了变化，估计与青岛近岸海洋环境的变化特别是环境污染、富营养化等密切有关。作为海洋生态系统中的初级生产者，简单的细胞构造、随波逐流的生活方式，浮游植物对栖息生境中的各种环境因子有着较强的依赖性;因此，浮游植物的群落特征是所在海域水体理化状态和生态环境中其他相关物种相互作用的结果，即浮游植物的生长、优势种类的演替与海域中能被其利用的营养盐类含量和变化以及水温、光照、盐度、浊度、捕食作用等因素有密切的关系，而营养盐的作用通常比其它因子更为重要。据吴玉霖等(2005)报道，环境因子的变化对胶州湾浮游植物群落结构造成了明显的影响，近50年来浮游植物数量呈增加趋势，优势种产生更替。事实上，近年来其他近岸海域的赤潮原因种也发生了变化，王金辉等(2007)对长江口海域1980－2005年的监测数据表明，2000年以前没有发生有毒赤潮，2000－2005年有毒赤潮频发，其中2004年和2005年在长江口及邻近海域曾发生有毒赤潮共计13起，约占赤潮总数的15%，此状况值得密切关注。

作者：刘霜张继民张洪亮李钦亮崔文林单位：山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室国家海洋局北海环境监测中心