近海水域有害藻華的現狀及治理方法研究進展

摘 要：人類活動加劇了碳、氮、磷等營養物質對海洋的影響，向海洋中排放污水，會造成水體富營養化。近年來，由于水體富營養化的程度增加，近海水域有害藻華（Harmful Algal Blooms，HABs）暴發的頻率和規模逐年增加。有害藻華是一個非常復雜的生態環境問題，也是目前水域環境中亟待解決的一大難題，涉及海洋生物學、生態學等多個學科。因此，想要預測和治理有害藻華，需要加強相關基礎學科研究，探究有害藻華形成物種的生活史、傳播和暴發條件。基于此，研究通過闡述有害藻華的形成原因及危害，了解近海水域的有害藻華現狀，以有害藻華物種的休眠孢子囊和有害藻華的治理方法展開概述。

關鍵詞：有害藻華；壓艙沉積物；休眠孢子囊；治理方法

中圖分類號：X55 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909（2025）3-141-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2025.03.029

0 引言

目前，近海水域有害藻華（Harmful Algal Blooms，HABs）問題日益嚴重，有害藻華引起的環境問題已經成為一類全球性的海洋生態環境問題。近年來，由于農業肥料的施用、化石燃料的燃燒及其他人類活動的影響，海洋中碳、氮、磷等營養物質的排放量不斷增加，且這一趨勢仍在持續。盡管海洋初級生產者需要養分，但過多的營養會促使浮游植物大量生長，導致水體富營養化［1］。在適當的條件下，一些海洋微藻、原生動物或細菌暴發性繁殖，形成有害藻華。有害藻華（包括海洋赤潮和淡水水華）是威脅、危害海洋生態環境和人類健康的一種海洋災害［2］。過去幾十年內，世界絕大部分沿海地區水域受到HABs的嚴重影響，并對水產養殖、漁業、人類健康、旅游業和生態系統造成了巨大影響。HABs的暴發會使海洋生態系統惡化，漁業、養殖業和旅游業等多個行業收益受到影響，并威脅人們的生命安全，造成巨大的經濟損失［3］。HABs是一個集多門學科的生態環境問題，非常復雜，其中包括海洋生物、海洋生態、海洋物理、海洋化學等［4］。現有的海洋浮游微藻有4 000多種，其中有6%的海洋浮游微藻能引起HABs［1］。因此，加強對HABs的相關研究，尤其是海洋生物學與生態學這些基礎學科，能加深對HABs的認識，掌握HABs的暴發機制，進而從形成機制上找到解決方法。研究根據有害藻華的現狀及治理方法展開綜述。

1 有害藻華的形成原因

1.1 赤潮發生的機制

近年來，我國各地水域有害藻華頻發，主要由水體富營養化引起，沿海地區的養殖水域受赤潮的影響尤為突出。水體富營養化及水體中大量營養鹽的產生是赤潮發生的前提和物質基礎。隨著沿海地區經濟的快速發展及城市化進程的不斷加快，大量富含有機質與各種營養鹽的工農業廢水和生活污水，未經處理直接排放進入海洋或沿海水域，加劇了近海水域的水體富營養化。

通常情況下，冬季時節藻類孢囊會進入休眠狀態，翌年氣溫回升時會再次萌發［3］。適宜的環境條件（適宜的溫度、鹽度水平，以及持續且充足的有機質與營養鹽供應），會促使這些孢囊復蘇與萌發。這些外部條件的綜合作用，使赤潮生物大量生長繁殖，甚至在某些情況下出現異常增殖，進而引發赤潮。作為赤潮生物的重要種源，這些孢囊的來源可以是內源性的（即原本就存在于該海域的生態系統中），也可以是外源性的（可能隨著海流、風或其他自然力量，從其他海域被帶入赤潮發生的特定海域）。這種內外源孢囊的共同作用增加了赤潮發生的復雜性和不確定性，導致人們對赤潮的預測與防控更具挑戰性［4］。

1.2 船舶壓艙水：外來浮游植物傳播與有害藻華風險

浮游植物以其微小的體積廣泛分布于海洋環境中，展現出強大的環境適應能力。在面對不利環境條件時，它們能夠產生孢子并以此作為生存保障，這一特性使浮游植物在生態系統中擁有較強的生存韌性。長期以來，船舶壓艙水及其沉積物是外來浮游植物在全球范圍內傳播的重要媒介。隨著貨輪的航行，這些微小的生物“乘客”跨越地理界限，被無意中攜至遙遠的水域。

值得關注的是，外來浮游植物中有一些能夠引發有害藻華（HABs）的藻種。這些有害藻類的入侵，可能會給當地的海洋生態系統帶來毀滅性的打擊。它們不僅破壞生態平衡，影響生物多樣性，還可能對漁業、養殖業造成巨大損失，甚至威脅到沿海居民的健康與安全。因此，對船舶壓載艙實施有效的監測與處理，是防治有害藻華的關鍵一環。

然而，有研究表明，傳統的壓艙水生物鑒定方法嚴重低估了船舶壓載艙在傳播、釋放及引入外來甲藻方面的作用［5］。甲藻作為一類重要的浮游植物，其種類繁多，且在壓載艙中展現出高度的多樣性和時空異質性。這意味著即使采用最嚴謹的監測手段，也可能難以全面捕捉到所有潛在的風險。因此，嚴格遵守壓載艙的處理程序顯得尤為重要，這包括但不限于徹底清洗、消毒，以及使用先進的檢測技術來識別和排除有害藻種，從而有效防止意外引入外來有毒或可形成HABs的藻種，保護全球海洋生態系統的健康與安全。

2 我國近海水域有害藻華高發區域及其對生態與經濟的影響

在我國近海區域，黃海、渤海周邊海域、東海長江口鄰近海域及南海近岸海域是顯著的赤潮高發區域［6］。其中，東海海域尤為突出，是我國赤潮發生最為頻繁的近海海域。東海海域的赤潮現象主要集中在每年的春、夏季，特別是5—8月，這一時期是赤潮的高發與集中暴發期。

有害藻華的頻發，不僅破壞了水域生態環境，還對近海水域的養殖業構成了巨大威脅。據統計，2002—2017年我國東海區、南海區、渤海區和黃海區分別發生赤潮718次、202次、133次和124次，累計影響海域面積161 526 km2。這些有害藻類在大量繁殖過程中，會消耗水中的氧氣，導致水質惡化，進而影響水生生物的生存。對于依賴海洋資源進行生產的養殖業來說，赤潮的發生往往意味著巨大的經濟損失。《2020年福建省海洋災害公報》指出，福建石獅紅塔灣、莆田南日島、泉州大港灣和福清海域先后出現赤潮，赤潮海域水體呈棕褐色，赤潮的發生使該海域的水質惡化，附近養殖區的海洋生物受到影響，部分養殖生物出現死亡現象。同時，赤潮還影響了當地漁業和旅游業的發展，給當地經濟帶來巨大的損失。

此外，有害藻華還可能對人類健康產生不良影響。這些藻類在生長過程中會產生有毒物質，當這些物質進入食物鏈后，最終可能影響人類的飲食安全。2017年6月，石獅市永寧鎮海域發生2起8名外來務工人員因撿食貝類海產品食物中毒事件，初步確定為海水赤潮污染導致的麻痹性貝類毒素中毒。因此，對有害藻華的防控顯得尤為重要。相關部門應加強對海域水質的監測和預警，及時發現并處理潛在的赤潮風險。同時，也要加強公眾對赤潮危害的認識和防范意識，共同維護海洋生態環境的健康與安全。

3 有害藻華形成物種的休眠孢子囊的最新發現

有害藻華形成物種的休眠孢子囊和有害藻華的暴發與地理擴張息息相關。在約2 400種甲藻中，只有200種會產生休眠孢子囊，其中有20多種可以形成有害藻華，但是目前經常暴發有害藻華的凱倫藻科中的物種沒有任何報道證明其可以產生休眠孢子囊［7］。1980年至今，米氏凱倫藻經常在我國的南海至渤海海域夏季暴發，但是在暴發重災區福建寧德海域的調查中發現，春、秋、冬3個季節都未發現米氏凱倫藻的營養細胞，因此，米氏凱倫藻是否存在休眠孢子囊來等待下一次暴發一直是個值得探討的問題。

唐贏中等［8］通過光鏡和電鏡觀察實驗室純培養和海洋沉積物中的米氏凱倫藻，發現了配子的吸引和配對、配子融合、游動合子和薄壁孢子囊的形成。為驗證海洋沉積物中米氏凱倫藻孢囊的存在，研究人員首先從沉積物樣本中提取總DNA，并利用米氏凱倫藻物種特異性引物進行PCR擴增，結果呈陽性。隨后，采用熒光原位雜交技術（FISH）對沉積物中的孢囊進行定位檢測，所用探針針對米氏凱倫藻特異性基因序列設計。針對FISH探針標記呈陽性的目標孢囊，進一步實施單細胞分離與PCR擴增，并通過測序驗證其遺傳信息。經序列比對分析，這些孢囊的遺傳特征與米氏凱倫藻參考序列完全匹配，證實其分類學歸屬。從孢子囊的形態學和分子學方面證明了米氏凱倫藻可以產生休眠孢子囊。此外，有研究還用類似的方法證明了抑食金球藻也存在休眠孢子囊，并通過同位素法分析了海底沉積物的年代，發現抑食金球藻在1 500年前就存在于渤海，是我國的本土物種，并非外來物種［9］。米氏凱倫藻和抑食金球藻休眠孢子囊的發現，加深了人們對其生活史的了解，并且對這2種藻的暴發及其全球擴張的機制提供了見解，也為這2種藻的治理提供了思路和理論依據。

4 HABs的最新防治方法

目前，HABs的防治主要從4個方面展開［10］，分別是物理、化學、生物和環境學這幾個方面。在HABs的防治方法中，撒施黏土這種物理方法最為常見。

撒施黏土法的主要原理是讓黏土顆粒吸附HABs，從而改善水體環境，但是這種方法成本高，而且沉降物會對底棲生物的生存造成一定影響［11］。目前，通過超聲［12］或聚氯化鋁處理等方法得到改性黏土不僅成本低、效率高，而且不會對底棲生物產生影響。化學法［13］是利用化學試劑對HABs所處的水體造成影響，通過制造不利的生存條件降低其存活率，但是由于水域面積過大及水體流動，化學試劑通常很難達到有效濃度。目前，化學法還停留在實驗室階段，因為化學試劑殘留會對環境造成二次污染。

另外，生物學方法主要通過物種間的競爭或化感作用，與HABs爭奪生存空間及養分或者對其進行捕食，以抑制有害藻華暴發。例如，林幗英等［14］利用一種光合細菌Rhodopseudomonas faecalis JS可以有效促進藍藻水華消散，還能減少對環境的污染。環境學方法［15］在小面積的淡水湖泊中展現出獨特的優勢，通過物理或化學手段，精準調控HABs的生存環境條件（如水溫、光照、營養鹽濃度等），有效防止其暴發，維護湖泊生態平衡。

綜上所述，目前有關有害藻華的防治現狀仍處于實驗室驗證階段，上述防治方法僅代表防治趨勢，具有局限性，難以在實際生產生活中大面積推廣應用。因此，HABs的治理應堅持預防為主的原則。近年來，利用羥基自由基殺滅船舶壓艙水中的HBAs是防止有害藻華傳播的有效措施［16］；加大廢水處理力度，也是控制近海水域富營養化的有效手段。

5 結束語

近年來，人類活動的加劇對近海水域產生了較大影響。水體富營養化導致HABs發生的頻率和規模逐年增加。HABs是一個復雜的生態學問題，要預測、治理HABs，關鍵是要加強對其發生機制的基礎研究。有害藻華對近海水域的影響依然存在，但目前仍未有能夠應對大面積海域且效果顯著的治理方案。因此，要進行多學科融合，共同探究近海水域有害藻華的治理方法，即根據有害藻華形成種的生活史、暴發條件和傳播途徑等進行研究。

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Research Progress on the Current Status and Management Strategies of Harmful Algal Blooms in Coastal Waters

WANG Xing

School of Marine Sciences， Ningbo University， Ningbo 315000， China

Abstract： Human activities have intensified the input of nutrients， such as carbon， nitrogen， and phosphorus， into marine environments. The discharge of wastewater into the oceans results in eutrophication of water bodies. In recent years， due to increasing eutrophication， the frequency and scale of Harmful Algal Blooms （HABs） in coastal waters have been increasing annually. HABs represent a highly complex ecological and environmental issue and constitute a major challenge that urgently needs to be addressed in current aquatic environments， involving multiple disciplines such as marine biology and ecology. Therefore， to predict and manage HABs， it is necessary to strengthen research in related basic disciplines and explore the life histories， dispersal， and outbreak conditions of species that form HABs. Based on this， this study elucidates the causes and hazards of HABs， provides an understanding of the current status of HABs in coastal waters， and outlines the latest research progress on the dormant sporangia of HAB species and management strategies for HABs.

Key words： HABs; ballast deposits; dormant sporangia; management strategies