游生物暴發(fā)性增殖或集聚引發(fā)的赤潮

赤潮是水域中一些浮游生物暴發(fā)性增殖或集聚引起水色變化、危害漁業(yè)的現(xiàn)象，主要發(fā)生在近海海域。又稱紅潮。赤潮實(shí)際上是各種色潮的統(tǒng)稱。發(fā)生赤潮的水色依形成赤潮時(shí)占優(yōu)勢(shì)的浮游生物種類的顏色不同而變化。如夜光蟲(chóng)、中縊蟲(chóng)形成的赤潮呈粉紅色，真甲藻和卡盾氏藻（Chattonella antiqua）形成的赤潮呈綠色。大多數(shù)甲藻大量繁殖時(shí)卻呈褐色，硅藻形成的赤潮呈紅褐色，藍(lán)藻往往呈黃褐色。赤潮水常常帶有粘性或腥臭味，故又稱之為“臭水”、“厄水”。

簡(jiǎn)史 

赤潮現(xiàn)象早在古代文獻(xiàn)中就有記載。如《舊約·出埃及記》有“河里的水都變作血了，河里的魚(yú)死了，河也腥臭了，……”的描述。732年，日本記錄過(guò)相模灣、伊豆內(nèi)海發(fā)生的赤潮現(xiàn)象。明治末年為防止魚(yú)貝類受害，維持珍珠養(yǎng)殖發(fā)展開(kāi)始了赤潮研究。20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于水域有機(jī)物污染日趨嚴(yán)重，赤潮發(fā)生的次數(shù)隨之增多，危害更大。如日本瀨戶內(nèi)海在1955年以前的幾十年間，赤潮只出現(xiàn)5次，1966～1980年共發(fā)現(xiàn)2589次，漁業(yè)受害282起。中國(guó)浙江省的鎮(zhèn)海、定海和臺(tái)州一帶海域在1933年曾發(fā)生過(guò)夜光蟲(chóng)（Noctiluca miliaris）赤潮；1952年在黃河口海區(qū)也出現(xiàn)過(guò)夜光蟲(chóng)赤潮。70年代以后，中國(guó)遼河口、渤海灣、大連灣、長(zhǎng)江口、浙江近海、福建近海、廣東近海、香港近海和杭州西湖、武昌東湖等水域先后發(fā)生過(guò)赤潮；發(fā)生規(guī)模日益擴(kuò)大，對(duì)漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)危害日趨嚴(yán)重。

生物種類 

形成赤潮的生物種類主要是微型或小型浮游植物和原生動(dòng)物，目前已知有40多屬150多種。海洋中常見(jiàn)的有：甲藻類的原甲藻（Prorocentrum）、卵甲藻（Exuviella）、真甲藻（Eutreptiella）、裸甲藻、膝溝藻、多甲藻（Peridinium）、角藻（Ceratium），硅藻類中的骨條藻（Skeletonema）、根管藻（Rhizosolenia）、角刺藻（Cheatoceros）、菱形藻（Nitzschia），金藻類中的等刺硅鞭藻（Dictyocha）、小定鞭毛藻（Prymnesium）和藍(lán)藻類的束毛藻（Trichodesmium）等屬的一些種類。淡水中主要是藍(lán)藻類中的微囊藻（Microcystis）、束絲藻（Aphanizomenon）、魚(yú)腥藻（Ana-baena）、纖維藻（Dactylococcop-sis）、顫藻（Oscillatoria）等屬的一些種類。不同區(qū)域、不同季節(jié)形成赤潮的生物種類有明顯差異。中國(guó)近海、湖泊水域中以夜光蟲(chóng)、微型原甲藻（P.minimum）和海洋原甲藻（P.micans）、膝溝藻、短裸甲藻（G.breve）、中肋骨條藻（Ske.cos-tatum）、紅束毛藻（T.erythraeum）和鐵氏束毛藻（T.thiebauti）和原生動(dòng)物的中縊蟲(chóng)（Mesodinium rubrum），以及銅銹微囊藻（M.aeroginosa）、水華束絲藻（A.flos-aquae）和水華魚(yú)腥藻（A.flos-aquae）等較為常見(jiàn)。

指標(biāo) 

判斷赤潮的指標(biāo)，有物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)三種。其中以水色和色度等物理指標(biāo)、形成赤潮的生物密度、葉綠素a含量及種類多樣性指數(shù)等生物學(xué)指標(biāo)為常用指標(biāo)。一般認(rèn)為，形成赤潮的生物體長(zhǎng)小于10微米者、每毫升水中達(dá)到10000個(gè)以上細(xì)胞數(shù)，10～29微米者、每毫升水中達(dá)到1000個(gè)以上細(xì)胞數(shù)，30～90微米者、每毫升水中達(dá)到300個(gè)以上細(xì)胞數(shù)，100～299微米者、每毫升水中達(dá)到100個(gè)以上細(xì)胞數(shù)或葉綠素a含量達(dá)到每立方米50毫克以上時(shí)可稱赤潮。如生物體長(zhǎng)大于50微米的膝溝藻（Gonyaulax）細(xì)胞數(shù)達(dá)到每毫升水中100～200個(gè)時(shí)可使水面稍變色，細(xì)胞數(shù)達(dá)到每毫升1000個(gè)以上時(shí)則使水變?yōu)楹稚?，此時(shí)可明確稱為赤潮。

成因 

赤潮發(fā)生的原因比較復(fù)雜，不僅有生物學(xué)的和化學(xué)的原因，而且還受海流、潮流、水文、氣象因素的影響，其成因至今尚未成定論。但大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，水域有機(jī)物污染是形成赤潮的主因。在正常情況下，水環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)鹽（氮、磷）含量低，往往成為植物生長(zhǎng)繁殖的限制因子。但當(dāng)大量含富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生活污水、工業(yè)廢水（主要是食品、印染和造紙有機(jī)廢水）和農(nóng)業(yè)瀝水進(jìn)入水域后，加之水域的水交換緩慢及其他理化因子（如光照、溫度、水流和微量元素等）對(duì)赤潮生物的生長(zhǎng)和繁殖又有利，使赤潮生物急劇繁殖而形成。研究表明，由增殖性赤潮生物形成的赤潮，除了與水域中營(yíng)養(yǎng)鹽含量有關(guān)外，與鐵、錳等微量元素和某些特種有機(jī)物質(zhì)如維生素B12、維生素B1、動(dòng)物組織、酪朊的消化分解物、核糖核酸、嘌呤、嘧啶和植物激素的急劇增加有密切的關(guān)系（見(jiàn)圖）。如有些赤潮生物，在有足夠氮鹽的水中可增殖2倍，若同時(shí)加入磷鹽可增殖9倍，如再加入維生素B12則可增殖25倍。又如生活在超過(guò)正常海水含量10～20倍的鐵、錳水域中的赤潮生物可增殖10倍。此外，存在于底泥中的螯合物具有高效結(jié)合微量元素的能力，可能是赤潮發(fā)生的先決條件之一。這種由污染引起的赤潮，稱為“人為赤潮”（anthropic red tide）。有些赤潮生物如束毛藻、夜光蟲(chóng)等，主要是通過(guò)物理集聚來(lái)增大種群密度，并非以異常增殖形成赤潮。由于不同水域的理化特性，以及不同種類赤潮生物的生理特性有較大的差異，目前各國(guó)學(xué)者正從室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)觀測(cè)等途徑進(jìn)行更深入的研究赤潮的成因。

赤潮發(fā)生機(jī)制模式圖

危害 

赤潮的主要危害是破壞漁業(yè)環(huán)境，使?jié)O業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)遭受損害。由某些有毒鞭毛藻形成的赤潮還能通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移構(gòu)成對(duì)人畜安全的嚴(yán)重威脅。如1986年12月，在福建省東山島出現(xiàn)漁民因食用被有毒裸甲藻（Gymnodinium sp.）赤潮毒化的蛤仔（Ruditapes philipinensis）引起136人中毒，1人死亡的事件。

赤潮不僅能使魚(yú)、蝦、貝類致死，還能使魚(yú)群分散，影響漁業(yè)生產(chǎn)。魚(yú)、蝦、貝類因赤潮致死的原因，按其作用機(jī)理分為窒息死亡和中毒死亡兩類。

①赤潮生物高度密集，覆蓋海面，或附著魚(yú)類的鰓上，使魚(yú)類呼吸困難而窒息致死。同時(shí)赤潮生物在生長(zhǎng)過(guò)程及代謝產(chǎn)物和死亡后尸體分解消耗水中大量溶解氧，使水體嚴(yán)重缺氧，亦會(huì)引起魚(yú)、貝類窒息死亡。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)纬闪蚧铮＜皾O業(yè)生物的生存。赤潮對(duì)小鰤?mèng)~致死的機(jī)制表明，當(dāng)赤潮生物細(xì)胞數(shù)達(dá)到每毫升100個(gè)、表層水溫接近25℃時(shí)，小鰤?mèng)~的代謝開(kāi)始亢進(jìn)，鰓的表皮細(xì)胞受到損傷，使氧的滲透受阻。但當(dāng)水中的氧處于過(guò)飽和狀態(tài)，即使赤潮生物密度大也不至于導(dǎo)致小鰤?mèng)~死亡。只有當(dāng)血液中乳酸量增加，pH值降到6.7以下時(shí)，血紅蛋白的輸氧機(jī)能才受損傷，呼吸停止。

②含有毒素的赤潮生物（如石房蛤毒素）及其休眠孢子，或當(dāng)有毒赤潮生物（膝溝藻）死亡分解時(shí)釋放出的毒素，被漁業(yè)生物攝食或吸收而引起中毒死亡。如果人類食用了含這種毒素的水生生物，會(huì)引起麻醉中毒，甚至死亡。這種中毒現(xiàn)象稱為貝類麻痹性中毒。

防治措施 

對(duì)赤潮的防治目前還沒(méi)有特別有效的方法。常用的對(duì)策：

一是通過(guò)制定有關(guān)法規(guī)，限制污染物排放總量，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化；

二是消除赤潮生物，包括采用化學(xué)藥物（硫酸銅）、超聲波、回收處理，以及使用凝聚劑或礦物粘土吸附等；

三是掌握赤潮發(fā)生機(jī)制，開(kāi)展預(yù)測(cè)研究，建立赤潮監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系，實(shí)現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)，早期治理，防患未然。