江蘇海域滸苔時空分布特征及對海洋環境的影響

吉啟軒，趙新偉，章志

江蘇省海涂研究中心，江蘇南京210036

江蘇海域滸苔時空分布特征及對海洋環境的影響

吉啟軒，趙新偉，章志

江蘇省海涂研究中心，江蘇南京210036

綠潮作為一種新型生態災害自2007年以來在江蘇沿岸海域頻繁發生，對江蘇海洋生態環境造成影響。基于2014年MODIS數據，分析獲得江蘇綠潮發生時間、面積、影響范圍及漂移路徑。結果表明：綠潮最早發生于四月下旬，滸苔在2014年5月生長增殖速度最快，覆蓋面積達到全年最大值。2014年6月至7月綠潮進入爆發期，8月逐漸衰退，9月中旬在遙感影像上趨于消亡并處于相對穩定狀態。滸苔無毒并具有一定營養價值，但綠潮爆發改變海洋原有生態環境，造成生態系統紊亂，對海洋漁業生產造成影響。滸苔堆積氧化變質亦對生態環境造成污染進而發生次生災害。開展滸苔無害化處理及資源化利用是解決滸苔爆發引發一系列環境問題的有效途徑。

江蘇沿海；滸苔；綠潮

滸苔（Enteromorpha prolifera）俗稱苔條，苔菜屬綠藻門石莼科滸苔屬。藻體草綠色，廣泛分布在河口、灘涂、海陸結合部等生境中。綠潮是由海水中某些大型綠藻（如滸苔）在一定時期內爆發性增殖，高密度大規模聚集而形成的藻華現象。近年來，世界范圍內綠潮現象頻繁爆發，尤其是在中低緯度半封閉型海灣。日本東京灣、西班牙Cadiz海灣和Palmones河口、法國布列塔尼海岸均受到綠潮災害的影響［1-3］。國家海洋局發布的《中國海洋災害公報》顯示，2008年5～8月，黃海海域暴發的滸苔災害造成直接經濟損失13.22億元，2009年發生的滸苔災害對山東省造成直接經濟損失達6.41億元。2007年至今，江蘇近岸海域連續8年發生綠潮災害，并具有分布面積廣，覆蓋范圍大，持續時間長的特點。綠潮發生對江蘇近岸海域生態系統產生直接影響，破壞海洋環境并間接對漁業生產造成影響。

2014年4月份開始，江蘇省環境監測預報中心聯合國家海洋環境監測中心開展了基于衛星影像資料的綠潮遙感監測工作。運用衛星遙感技術對綠潮發生，發展進行大范圍監測和預警，突破了以往江蘇省單純依靠船舶等傳統方式采樣估測的局面，為江蘇省近岸海域綠潮災害現象獲得更為精準的監測結果和數據資料。

本研究在以往學者研究基礎之上，對江蘇省近岸海域綠潮發生情況作出更精準的描述。江蘇、山東兩省是我國沿海中、低緯度區域近年來頻繁遭受綠潮災害的省份，雖然山東省在滸苔研究和資源化利用等方面走在全國前列，但是山東省與江蘇省近岸海洋環境存在顯著差別，在自然環境（海岸質地、地貌，物種組成等），海洋功能區劃，海洋發展規劃等方面均有各自特色。因而，作者結合江蘇省獨特的近岸海洋環境，分析綠潮災害對江蘇省海洋生態環境及海洋漁業生產造成的影響具有重要意義。為下一步江蘇省解決綠潮發生問題，實現滸苔在江蘇的資源化利用及制定相關政策法規供參考依據。

1 2014年江蘇省滸苔時空分布特征分析

圖1 滸苔衛星遙感監測結果Fig.1 Distribution of Enteromorpha prolifera monitored with remote sense satellite

根據國家海洋環境監測中心衛星遙感監測結果顯示，2014年4月30日在江蘇鹽城和南通交接海域發現帶狀滸苔分布，覆蓋面積34 km2。選取2014年有代表性的4期數據進行展示（如圖1所示）。由監測結果得出，2014年南黃海綠潮發生周期為“出現→迅速發展→爆發→持續→衰退→消亡”。綠潮發生初期滸苔聚集密度、面積、范圍較小，之后，受溫度、營養鹽濃度上升等因素影響，綠潮覆蓋面積先于分布面積達到年度最大值。滸苔在2014年5月生長增殖速度最快，2014年5月21日至5月27日滸苔覆蓋面積發生激增，由350 km2增大至2200 km2，主要分布于鹽城濱海沿岸海域，并逐漸覆蓋連云港、日照海域。

2014年6月至7月，滸苔分布面積持續擴大，覆蓋面積趨于穩定，在800～1000 km2浮動。6月10日滸苔分布面積為17000 km2，6月30日分布面積約為38000 km2。2014年6月滸苔主要分布在鹽城至青島海域。7月1日至14日，南黃海滸苔分布面積和范圍進一步擴大，并于7月14日達到全年最大值，南通至威海海域均有分布。8月以來滸苔密度逐步降低，覆蓋面積和分布面積逐漸減小。2014年9月20日以后滸苔在衛星影像資料上顯示消亡并趨于穩定狀態。2014年南黃海滸苔監測最大覆蓋面積為2200 km2，發生于5月26日，最大分布面積為73000 km2，發生于7月14日。由此可推斷，5月至7月為南黃海滸苔爆發期。

2 綠潮對海洋生態系統影響

滸苔對環境適應、繁殖能力極強，隨海流和風向漂流并生長，由2014年監測結果可得出，正常情況下滸苔20 d即能大規模繁殖。滸苔爆發形成的綠潮災害對江蘇近岸海洋環境影響不容忽視。滸苔高密度聚集對原有海洋生態系統形態結構（群落結構，優勢物種組成，物種多樣性），營養結構（物質循環及能量流動）均有直接影響，并會破壞生態系統穩定性。

以江蘇省近岸海域浮游植物群落為例，浮游植物是海洋生態系統中主要的初級生產者，雖然只占地球生物圈初級生產者生物量0.2%，卻為地球提供近一半的初級生產量［4］。浮游植物作為基礎環節是海洋食物鏈重要組成部分，是海洋生態系統物質循環與能量流動的積極參與者。江蘇省近岸浮游動物種類和數量以硅藻門居首位，其次是甲藻門、藍藻門、金藻門等。夏季江蘇省近岸浮游植物優勢種為：硅藻門輻射圓篩藻（Coscin odiscusradiatus Ehrenberg）、虹彩圓篩藻（Coscinodiscus oculusiridis）、格氏圓篩藻（Coscinodiscus granii Gough）、中肋骨條藻（Skeletonema costatum Cleve）、布氏雙尾藻（Ditylum brightwelii Grunow）、菱形海線藻（Thalassionema nitzschioides Grunow）以及甲藻門三角角藻（Ceratium tripos Nitjsch）、梭角藻（Ceratium tripos Nitjsch）［5］。其中硅藻門圓篩藻、角毛藻、菱形海線藻、布氏雙尾藻的細胞個體較大，生物量高并為江蘇近岸海域土著種，在江蘇省近岸海水生態系統食物鏈及物質能量循環中占據重要位置，對維護生態系統結構穩定，功能良好運行以及生態過程完整啟關鍵作用，是眾多浮游動物及魚類的食物來源。

張雪等研究表明，滸苔高密度聚集會明顯抑制硅藻生長，導致其細胞豐富度顯著降低。滸苔鮮組織內存在克生物質，對單細胞的硅藻產生了明顯的克生作用［6］。根據監測結果，5月至7月為江蘇滸苔爆發期，此段時間正值夏季，因此，從生態學角度來說，滸苔優于其他藻類的繁殖增長速度，抑制了原本環境中優勢物種生存。江蘇綠潮爆發會在發生期內導致本土浮游植物優勢種，建群種種類減少，數量下降甚至出現短期消亡。綠潮爆發期間，滸苔搶占其他物種生態位，改變原始環境浮游植物群落結構，使其物種多樣性下降，優勢種單一，破壞群落結構穩定性，并引發連鎖反應，威脅在食物鏈上與浮游植物相關的其他物種生存，如部分浮游動物，以及以浮游生物為食的魚類，甲殼類等。從而改變海洋生態環境物質循環和能量流動，使生態系統發生紊亂。并且，在單一生境下，一旦滸苔發生病變或大面積腐敗將不利于采取有效隔離、控制措施，危害程度不可小覷。

3 綠潮對海洋漁業生產影響

江蘇省漁業資源豐富，2013年水產品總產量達510萬噸，漁業產值1330億元，漁業經濟總產值超2000億元。江蘇省海州灣漁場、長江口漁場為我國知名漁場，呂四漁場更名列中國四大漁場之一，是重要經濟魚類小黃魚、大黃魚、銀鯧、馬鮫魚、鰳魚等的產卵場。研究表明，江蘇省優良漁場集群與豐富的浮游動物資源作為漁場餌料密切相關。江蘇省主要經濟魚類產卵期與近海浮游動物數量高峰期出現時間相吻合。主要經濟魚類產卵期一般在4～8月，浮游動物在夏季生物量最高。江蘇近岸浮游動物優勢種為真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、中華哲水蚤（Calanus sinicus）、中華假磷蝦（Pseudeuphausia sinica）、強壯箭蟲（Sagittacrassa）［7］。撓足類、磷蝦類、糠蝦類等多為仔、稚魚的優良餌料。

由2014年江蘇省滸苔監測結果可知，在時間上滸苔發生、增長、爆發期與江蘇省主要經濟魚類產卵期及浮游動物數量高峰期重疊并呈現一直趨勢，均在每年4～8月。由此可推斷滸苔爆發會威脅江蘇沿海海洋浮游生物的生存空間，尤其是在綠潮覆蓋海域，浮游動物生境短期內遭受劇烈變化，一旦物種組成和數量發生變化并驟減，將直接影響漁業生產的餌料來源，進而會在綠潮發生期內對漁業經濟生產造成干擾和損害。

此外，海參、鮑魚和貝類養殖是漁業生產高端產品。滸苔在短期內激增耗氧極易使海參等水產窒息死亡。滸苔腐爛分解后產生的氨氮、硫化物對海洋生物具有急性毒性，特別是在封閉、半封閉的養殖海域。

4 綠潮產生的次生災害

滸苔營養價值較高，富含多種氨基酸屬優質蛋白，一旦堆積腐爛會生成大量毒素侵入生態環境中，主要表現在以下方面：其死亡腐爛釋放有毒有害氣體，主要成分為（硫化物、氨氮、甲烷），造成大氣環境污染，散發惡臭，不利于在海邊生產、生活、旅游人群身心愉悅及健康。滸苔大面積堆放，腐敗變質亦造成濱海景觀污染，沙灘巖石等旅游景觀因被腐蝕，外觀顏色改變，損害景區美學價值，干擾旅游觀光，影響受災地區濱海旅游業發展。滸苔堆積物腐敗變質后如不及時清理，有毒有害物質將進入海水中危害海洋動植物及人類健康。在對滸苔進行集中清理時，往往調動大量卡車裝載運輸，如事先不對滸苔進行壓縮除去海水，在車隊運輸過程中海水滲漏亦會對沿途道路、橋梁造成腐蝕。

目前，山東省在滸苔資源化利用方面取得顯著成果，2014年山東省已建立滸苔資源高值化利用基地。山東省海大生物集團研發多項滸苔產品，使用范圍涉及園林園藝、農業生產等，逐步走向滸苔資源高值化利用。海大生物集團生產形成高端綠藻糖肽生物制品、新型海藻有機水溶肥料、海藻顆粒肥系列等，其中主營產品海藻生物肥料“海狀元818”獲得山東省著名商標，中國藍色經濟品牌，實現了滸苔的變廢為寶。江蘇省根治綠潮災害需一定時間，在探索方法的道路上，對滸苔進行科學處理和資源化利用是解決綠潮災害發生帶來諸多問題的有效途徑。

［1］Kim K Y，Choi T S，Kim J H，et al.Physiological ecology and seasonality of Ulva pertusa on a temperate rocky shore［J］. Phycologia，2004，43（4）：483-492

［2］Palomo L，Clavero V，Izquierdo J J，et al.Influence of macrophytes on sediment phosphorus accumulation in a eutrophic estuary（Palmones River，Southern Spain）［J］.Aquatic Botany，2004，80（2）：103-113

［3］Taylor R，Fletcher R L，Raven JA.Preliminary studies on the growth of selected'Green tide'algae in laboratory culture：Effects of irradiance，temperature，salinity and nutrients on growth rate［J］.Botanica Marina，2001，44（4）：327-336

［4］馬威.南海北部浮游植物群落的生態學研究［D］.青島：中國海洋大學，2012

［5］梅肖樂，方南娟.江蘇近岸海域夏季浮游植物的分布特征及多樣性［J］.現代農業科技，2013（4）：229-232

［6］張雪，欒青杉，孫堅強，等.綠藻滸苔對浮游植物群落結構影響研究［J］.海洋科學，2013，37（6）：23-31

［7］孟凡，毛興華，俞建鑾，等.江蘇海岸帶水域浮游動物的種類組成和分布［J］.生態學報，1987（3）：256-266

SpatialandTemporalDistributionCharacteristicoftheEnteromorphaprolifera intheJiangsuCoastalAreaandTheirInfluenceontheEcologicalEnvironment

JI Qi-xuan，ZHAO Xin-wei，ZHANG Zhi
Jiangsu Tidal Flat Research Center of SOA，Nanjing 210036，China

As a new kind of ecological disaster，the green tide has been a kind of frequent natural disaster since 2007 in the Jiangsu coastal area which has made great differences in the marine ecological environments of Jiangsu Province.According to the MODIS Data of 2014 we can get the information of the green tide of Jiangsu Province，such as the occurred time，the area，the effect area and the drift path.The results show that the green tide has happened in the late-middle of April at the earliest time and in May 2014，the multiplication rate of the Enteromorpha prolifera is the fastest and the cover area is the maximum of the whole year.From June 2014 to July 2014，the green tide has been in the outbreak period and in August 2014 it is declining while in the middle of September，it is in the dying and stable state on the remote sensing image.The Enteromorpha prolifera is non-poisonous and it also has the nutritional value.However，the outbreak of the green tide will change the original ecological environment of the sea which will not only cause a marine ecosystem disorder but also affect the marine fishery production.The oxidative deterioration of the Enteromorpha prolifera will also pollute the environment and cause a secondary disaster.The bio-safety disposal and the optimization of resource distribution are the efficient path to solve the series of problems caused by the outbreak of the Enteromorpha prolifera.

Jiangsu coastal area；Enteromorpha prolifera；green tide

Q914.82

A

1000-2324（2015）01-0061-04

2014-10-11

2014-10-22

國家海洋公益性行業科研專項（201205005）

吉啟軒（1987-），女，江蘇南京人，碩士，工程師.研究方向：海洋生態學.E-mail：jiqixuan2008@163.com