四十里湾2012年一次血红哈卡藻赤潮的调查分析＊

喻 龙，马兆虎，郝彦菊，王文君，王玉珏，王 越

（1.烟台市海洋环境监测预报中心，山东 烟台264003；2.中国农业大学 烟台研究院海洋学院，山东 烟台264670；3.中国科学院 烟台海岸带研究所，山东 烟台264003）

四十里湾（37°25′～37°37′N，120°21′～120°37′E）为半封闭型海湾，面积280km2，海岸线长20km。该湾位于烟台市莱山区北部海域，西北与芝罘湾相连，东邻养马岛，北面为湾口，三面邻陆，一面向海，是烟台市的主要海湾。根据烟台市区沿海自然环境和资源条件以及社会经济发展实际，《烟台市海洋功能区划》中确定四十里湾的主导功能为旅游、渔业资源利用和养护。但近年来随着烟台市经济的快速发展而导致的人类活动加剧、陆源污染物输入量显著增加，四十里湾海域生态系统正承受着越来越大的压力，赤潮频发。2002年，国家海洋局将四十里湾列为全国重点赤潮监控区。2012－10－07—10－29，四十里湾近岸海域出现水色异常，现场海水呈红褐色、块状分布，主要分布在逛荡河口至马山寨附近海域距岸约1km、面积约5km2的海区。经鉴定，赤潮原因种主要是血红哈卡藻（Akashiwosanguinea）。本研究通过对此次赤潮暴发前及赤潮发生过程中的现场水文气象、化学、生物等的调查和监测，对比已有的上一年相关数据，对此次赤潮发生的原因进行了分析。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2012－09－20、2012－10－09、2012－10－25，本研究分别对烟台四十里湾海域赤潮进行了3次调查，调查站位如图1所示。其中，A1、A2站位为赤潮发生时临时增加的站位，C1、C2、B3～B8站位为四十里湾赤潮监控区常规调查站位。样品的采集按GBl7378－2007《海洋监测规范》规定的方法操作［1］。其中，水样的采集使用表层采水器采集0.5m的表层水样，浮游植物在赤潮发生时只采集表层水样，无赤潮发生时用浅海浮游生物网（Ⅲ型）垂直拖网采样。

图1 四十里湾赤潮发生海域调查站位Fig.1 Survey sites of the red tide occurrence area in Sishili Bay

1.2 分析方法

表层水温、盐度、化学需氧量、营养盐、叶绿素、浮游生物等样品均按GBl7378－2007《海洋监测规范》规定的方法进行保存和分析［1］：1）表层水温用表层水温表在调查海域现场测定，采集的海水水样立即带回实验室分析；2）盐度用SYA2－2型盐度计测定；3）化学需氧量（CODMn）用碱性高锰酸钾法测定；4）海水水样用0.45μm混合纤维素酯微孔滤膜过滤，过滤后的水样用TU1810－S型紫外－可见分光光度计做营养盐分析，硝酸盐氮（NO3－N）采用锌－镉还原法，亚硝酸盐氮（NO2－N）采用盐酸萘乙二胺分光光度法，氨氮（NH4－N）采用次溴酸盐氧化法，活性磷酸盐（PO4－P）采用磷钼蓝分光光度法，溶解态无机氮（DIN）浓度为C（DIN）＝C（NO3－N）＋C（NO2－N）＋C（NH4－N）；5）海水水样用0.45μm混合纤维素酯微孔滤膜过滤后，保留在滤膜上的叶绿素－a（Chl－a）用90%的丙酮溶液萃取，然后用分光光度法测量；6）浮游植物在现场采样后立即用5%的甲醛溶液固定，实验室鉴定和计数在奥林巴斯CKX－41型倒置光学显微镜下进行［2］。

2 结果

2.1 盐度和水温状况

虽然水文气象因子对赤潮的发生和发展有重要影响，但与2007－08，－09四十里湾因降雨引起的营养盐大量输入而诱发的赤潮［3］不同，本次赤潮暴发前和发生过程中天气晴好，光照充足，且无降雨。

各调查站位在2012－09－10的盐度变化不大：1）09－20盐度为29.69～29.80；2）10－09调查站位盐度为29.80～29.91；3）10－25调查站位盐度为29.73～29.91。

各调查站位在2012－09－10的温度变化范围为：1）09－20水温范围22.8～23.1℃，平均值22.9℃；2）10－09水温范围为20.3～20.4℃，平均值20.3℃；3）10－25水温范围17.3～17.9℃，平均值17.5℃。

2.2 水质因子状况

2012－10－07－10－29，四十里湾近岸从前七夼（图1中A2、B3站位）至马山寨，尤其是逛荡河口至马山寨附近海域（图1中A1、B4站位）出现水色异常，现场海水呈红褐色、块状分布，海水透明度仅为0.5m。各监测站位在赤潮暴发期海水的pH值为7.95～8.25，CODMn为0.89～3.03mg/L，所有监测站位CODMn均符合第二类海水水质标准。但2012－09－20－10－09CODMn质量浓度的分布从近岸区低变为近岸区前七夼至逛荡河口高，到2012－10－25CODMn高质量浓度区移至逛荡河口到马山寨之间（图2～4）。

图2 2012－09－20CODMn的平面分布（mg·L－1）Fig.2 Spatial distribution of CODMnon Sept.20 2012（mg·L－1）

图3 2012－10－09CODMn的平面分布（mg·L－1）Fig.3 Spatial distribution of CODMnon Oct.9 2012（mg·L－1）

图4 2012－10－25CODMn的平面分布（mg·L－1）Fig.4 Spatial distribution of CODMnon Oct.25 2012（mg·L－1）

图5 2012－09－20DIN的平面分布（μmol·L－1）Fig.5 Spatial distribution of DIN on Sept.20 2012（μmol·L－1）

2012－09－20调查海域的DIN浓度范围为5.98～13.84μmol/L，平均值7.91μmol/L，所有站位DIN浓度均符合第二类海水水质标准，高值出现在辛安河污水处理厂排水口附近（图5）；2012－10－09调查海域DIN浓度范围4.19～15.58μmol/L，平均值9.09μmol/L，高值处于前七夼附近赤潮暴发站位（图6）；2012－10－25调查海域DIN浓度范围2.83～19.71μmol/L，平均值11.08μmol/L，高值区移至湾口离岸海域（图7）。

图6 2012－10－09DIN的平面分布（μmol·L－1）Fig.6 Spatial distribution of DIN on Oct.9 2012（μmol·L－1）

图7 2012－10－25DIN的平面分布（μmol·L－1）Fig.7 Spatial distribution of DIN on Oct.25 2012（μmol·L－1）

2012－09－20调查海域的活性磷酸盐（PO4－P）浓度范围为0.14～2.00μmol/L，平均值0.46μmol/L，与DIN的分布特征相似，PO4－P的高值也出现在辛安河污水处理厂排水口附近（图8）；2012－10－09调查海域PO4－P浓度范围0.08～0.35μmol/L，平均值0.23μmol/L，高值处于前七夼附近（图9）；2012－10－25调查海域PO4－P浓度范围0.14～1.02μmol/L，平均值0.42μmol/L，高值区移至逛荡河口到马山寨之间（图10）。

图8 2012－09－20PO4－P的平面分布（μmol·L－1）Fig.8 Spatial distribution of PO4－P on Sept.20 2012（μmol·L－1）

图9 2012－10－09PO4－P的平面分布（μmol·L－1）Fig.9 Spatial distribution of PO4－P on Oct.9 2012（μmol·L－1）

图10 2012－10－25PO4－P的平面分布（μmol·L－1）Fig.10 Spatial distribution of PO4－P on Oct.25 2012（μmol·L－1）

图11 2012－09－20Chl－a平面分布（μg·L－1）Fig.11 Spatial distribution of Chl－a on Sept.20 2012（μg·L－1）

2012－09－20调查海域的叶绿素a（Chl－a）质量浓度范围2.00～4.96μg/L，平均值3.09μg/L，高值分布于前七夼到马山寨的沿岸海域（图11）；2012－10－09调查海域Chl－a质量浓度范围0.65～35.20μg/L，平均值17.70μg/L，高值区分别在前七夼到清泉寨之间的沿岸和逛荡河口到马山寨之间沿岸水域（图12）；2012－10－25调查海域Chl－a质量浓度变化很大，范围为4.55～135μg/L，平均值42.75μg/L，高值区集中在马山寨附近（图13）。

图12 2012－10－09Chl－a平面分布（μg·L－1）Fig.12 Spatial distribution of Chl－a on Oct.9 2012（μg·L－1）

图13 2012－10－25Chl－a平面分布（μg·L－1）Fig.13 Spatial distribution of Chl－a on Oct.25 2012（μg·L－1）

2.3 赤潮生物状况

赤潮暴发前（2012－09－20），各调查站位优势种均为丹麦细柱藻，且近岸站位（B3、B4、B5、B8）浮游植物群落及优势种细胞密度明显偏高；赤潮暴发初期（2012－10－09）赤潮站位（B3、A1、A2）浮游植物密度急剧升高，优势种被血红哈卡藻（Akashiwosanguinea）取代，血红哈卡藻成为本次赤潮的原因种，而非赤潮站位优势种被旋链角毛藻取代；2012－10－25赤潮范围缩小至逛荡河口至马山寨近岸海域（B4、A1），但血红哈卡藻密度持续上升，非赤潮站位优势种恢复到以丹麦细珠藻为主（表1）。

表1 各调查站位的浮游植物密度及优势种状况Table 1 Phytoplankton density and dominant species at the survey sites

本次赤潮的原因种为血红哈卡藻，原名红色裸甲藻，属广温广盐种类，是我国海域多发和常见的赤潮生物。红色裸甲藻种群生长的温度和盐度范围分别为13～24℃和15～35［4］。本次赤潮过程中调查海域水温为17.3～20.4℃，盐度为28.9～30.02，处于血红哈卡藻的最适温盐范围。

3 讨论

通过对四十里湾赤潮暴发原因的研究可知，有上述研究也表明，近年来，四十里湾海域营养盐水平呈逐年上升的趋势，且Chl－a质量浓度与N、P浓度呈显著的正相关［5］，且适宜的水文气象条件和水体中营养盐浓度的升高是赤潮暴发的主要原因（表2）。

而在本研究中，赤潮暴发前后四十里湾均无降水，没有监测到显著的营养盐输入；赤潮前后及赤潮期间该海域以南风为主，风速较小，水体交换较弱；随着用海方式向生态旅游方向调整，该海域的养殖筏架已基本被拆除，排除了养殖对水体造成的影响。本次赤潮暴发前（2012－09－20），Chl－a质量浓度较去年同期低12.00 μg/L，DIN浓度较去年同期低2.21μmol/L，PO4－P浓度较去年同期低0.23μmol/L；赤潮发生初期（2012－10－09），Chl－a质量浓度较去年同期升高了13.60μg/L，而 DIN 浓度仍较去年同期低3.00μmol/L，PO4－P浓度也较去年同期低0.19μmol/L；只有在2012－10－25，PO4－P浓度比去年同期高0.10μmol/L，而 DIN 浓度仍较去年同期低2.07μmol/L。张传松等［6］认为，和硅藻相比，甲藻对硝酸盐浓度的变化较不敏感，在贫营养条件下具备较强的竞争能力和生长策略，较低的富营养化水平和较高的N浓度有利于甲藻在竞争过程中形成赤潮。然而，本研究中，虽然2012－09－30—10－25平均DIN浓度在升高，但其分布的变化与水体中Chl－a质量浓度的分布特征并不完全一致（图5～7、图11～13），并且甲藻（血红哈卡藻）取代硅藻（丹麦细柱藻）成为优势种暴发赤潮的站位其DIN浓度并不高（2.83～9.05μmol/L），甚至低于整个调查海域的平均水平；反而是PO4－P浓度先降低又升高的分布特征与Chl－a质量浓度分布特征有较好的一致性（图8～13），且赤潮站位的PO4－P浓度高于调查海域平均水平。由此可见，在营养盐因素中，此次赤潮的暴发与较高的PO4－P浓度有关。以往在四十里湾发生赤潮时，随着海水中磷营养盐浓度的降低，赤潮消退。而本次赤潮过程中，磷营养盐浓度一直处于较丰富的水平，且在赤潮发生过程中有升高趋势，致使本次赤潮持续时间较长。

对近岸海域来说，水温的升高也是影响生态环境、导致赤潮频发的重要因子［7－8］。近年来，四十里湾的表层水温整体呈逐年上升趋势，且发生赤潮时表层水温较常年偏高约1～3℃［9］。本研究中，2012－09－20研究海域的平均水温较去年同期高2.2℃，2012－10－09平均水温较去年同期升高1.5℃，2012－10－25平均水温较去年同期高0.14℃，且发生赤潮的站位水温略高于海域平均水温。因调查海区营养盐水平总体较上一年度偏低、磷营养盐仍较丰富，故可认为水温的升高是本次赤潮发生的主要因素，磷营养盐次之。另外，从十月初开始持续晴好的天气，为赤潮藻的繁殖提供了良好的光照条件，也成为本次赤潮暴发的一个诱导因子。

表2 文献报道的四十里湾赤潮及其原因Table 2 Causation of the red tides bloom in Sishili Bay reported in literatures

4 结论

1）本次赤潮原因种为血红哈卡藻（Akashiwosanguinea），最高密度达1.90×106cell/L，从2012－10－07持续到2012－10－29。

2）本次赤潮暴发的主要原因：（1）水温较往年同期偏高；（2）磷营养盐充足。良好的光照条件也是水文气象因子也是本次赤潮暴发的因素之一。

（References）：

［1］GB 17378－2007.Specifications of Oceanographic Monitoring［S］.Beijing：China Standard Press，2007.GB 17378－2007.海洋监测规范［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［2］HY/T 069－2005.Technical specification for red tide minitoring［S］.Beijing：China Standard Press，2005.HY17069－2005.赤潮监测技术规程［S］.北京：中国标准出版社，2005.

［3］YU L，HAO Y J.Process analysis for harmful bloom ofAkashiwosanguineain Sishili Bay of Yantai［J］.Advances in Marine Science，2009，27（4）：516－522.喻龙，郝彦菊.烟台四十里湾一次血红哈卡藻赤潮过程的分析［J］.海洋科学进展，2009，27（4）：516－522.

［4］WANG J H，QIN Y T，LI Z E，et al.The environmental factor and cause ofGymnodiniumsanguineumHAB in Nanji Islands Preserved District［J］.Marine Sciences，2005，29（2）：32－36.王金辉，秦玉涛，李志恩，等.南麂列岛自然保护区海域红色裸甲藻赤潮及其成因分析［J］.海洋科学，2005，29（2）：32－36.

［5］YU L，HAO Y J，CAI Y Y.Annual variation of nutrient and Chla during HABs’periods in Sishili Bay［J］.Marine Environmental Science，2009，28（5）：558－561.喻龙，郝彦菊，蔡悦荫.四十里湾赤潮高发期营养盐与叶绿素a的年际变化［J］.海洋环境科学，2009，28（5）：558－561.

［6］ZHANG C S，WANG J T，ZHU D D，et al.The preliminary analysis of nutrients in harmful algal blooms in the East China Sea in the spring and summer of 2005［J］.Acta Oceanologica Sinica，2008，30（2）：153－159.张传松，王江涛，朱德弟，等.2005年春夏季东海赤潮过程中营养盐作用初探［J］.海洋学报，2008，30（2）：153－159.

［7］YU J，TANG D L，OH I S，et al.Response of Harmful Algal Blooms to environmental changes in Daya Bay，China［J］.Terrestrial，Atmospheric and Oceanic Sciences，2007，18：1011－1027.

［8］YU J，TANG D L，WANG S F，et al.Changes of water temperature and harmful algal bloom in Daya Bay in the northern South China Sea［J］.Marine Science Bulletin，2007，9（2）：26－33.

［9］LIANG A P，JIANG X M.The change tendency of main environmental factors in the red－tide area of Yantai［J］.Environmental Pollution and Prevention，2008，30（8）：92－94.梁爱萍，姜雪梅.烟台市赤潮多发海域主要环境因子的变化趋势［J］.环境污染与防治，2008，30（8）：92－94.

［10］JI L.Analysis of the causation of red tide in Sishili Bay of Muping［J］.Marine Information，1994，12：18－19.纪 灵.牟平四十里湾赤潮原因分析［J］.海洋研究，1994，12：18－19.

［11］WU Y L，ZHOU C X，ZHANG Y S，et al.Evolution and causes of formation of Gymnodimum sanguineum Bloom in Yantai Sishili Bay［J］.Oceanologia et Limnologia Sinica，2001，32（2）：159－167.吴玉霖，周成旭，张永山，等.烟台四十里湾海域红色裸甲藻赤潮发展过程及其成因［J］.海洋与湖沼，2001，32（2）：159－167.

［12］YE M J，SUN H C，GAO H D，et al.Production and feature of nutrition at Sishili Harbor in Yantai and it infanalysis［J］.Environmental Monitoring in China，2006，22（5）：88－91.叶孟杰，孙红成，高昊东，等.烟台四十里湾营养物质产生特征及影响分析［J］.中国环境监测，2006，22（5）：88－91.