山东近岸海域典型生态灾害的特征和变化趋势

宋秀凯,付萍,姜向阳,刘丽娟,刘爱英,程玲,董志军,马元庆

(1.山东省海洋生态修复重点实验室 山东省海洋资源与环境研究院 烟台 264006；2.中国科学院牟平海岸带综合试验站 中国科学院烟台海岸带研究所 烟台 264002)

0 引言

近年来，由于全球气候变化和人类活动影响的加剧，山东近岸海域生态系统发生很大变化，海水富营养化严重，局部海水pH值下降，部分海域出现低氧现象，导致各种生态灾害频发[1]。为提高防灾减灾工作的针对性和有效性，本研究系统论述1999—2018年山东近岸海域发生的赤潮、褐潮、绿潮、水母暴发和泥螺(Bullactaexarata)入侵等海洋生态灾害状况，分析灾害特征和变化趋势，以期为山东海洋生态灾害治理提供科学依据。

1 赤潮

赤潮是在特定环境条件下，海水中某些浮游植物、原生生物或细菌暴发性增殖或高度聚集而引起水体变色的有害生态现象，是山东近岸海域重要的生态灾害之一。据不完全统计，1999-2018年山东近岸海域共发生赤潮69起，累计面积为7 141 km2，发生种主要包括夜光藻(Noctilucascintillans)、红色裸甲藻(Akashiwosanguinea)、球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)、红色中缢虫(Mesodiniumrubrum)、海洋卡盾藻(Chattonellamarina)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)、具刺膝沟藻(Gonyaulaxspinifera)、大洋角管藻(Cerataulinapelagica)、螺旋环沟藻(Gyrodiniumspirale)、塔玛亚历山大藻(Alexandriumtamarense)、微小原甲藻(Prorocentrumminimum)和诺氏海链藻(Thalassiosiranordenskioldii)(表1和图1)。

表1 1999-2018年山东近岸海域赤潮发生状况

图1 赤潮发生次数和面积

山东赤潮主要发生在每年5-10月，其中7月发生次数最多。夜光藻为首要种类，共发生25次，占比为36%；其次为红色裸甲藻，共发生10次，占比为14%。发生海域主要分布在滨州—东营近岸、潍坊小清河口、莱州近岸、长岛近岸、烟台四十里湾、青岛胶州湾、威海乳山近岸和日照近岸，其中滨州—东营近岸主要是由夜光藻和球形棕囊藻引发的赤潮，潍坊小清河口以大洋角管藻和中肋骨条藻等硅藻赤潮为主，烟台四十里湾和长岛近岸以海洋卡盾藻等鞭毛藻赤潮和红色裸甲藻等甲藻赤潮为主，青岛胶州湾主要是由夜光藻和红色中缢虫引发的赤潮，威海乳山近岸和日照近岸以夜光藻等甲藻赤潮为主。2005年是有记录以来赤潮发生次数最多的年份，而赤潮发生面积最大的年份为2004年。2012年后赤潮发生次数呈下降趋势，且以夜光藻和海洋卡盾藻为主。

赤潮发生种中包含有毒赤潮藻7种，主要包括产生麻痹性贝毒的塔玛亚历山大藻，对甲壳类无节幼虫产生明显毒害作用的微小原甲藻，产生溶血毒素的赤潮异弯藻和海洋卡盾藻以及致鱼类死亡的红色裸甲藻、球形棕囊藻和螺旋环沟藻。此外，赤潮发生种中还出现1种原生动物即红色中缢虫，主要出现在青岛胶州湾及其邻近海域；该原生动物虽然无毒，但引发赤潮时会大量消耗水体中的营养盐和溶解氧，使有机物积累，造成近岸甲壳类和软体类动物死亡，并影响其他浮游植物的光合作用[2]。

2 绿潮

绿潮是指在特定环境条件下，海水中某些大型藻类暴发性增殖或高度聚集的生态异常现象。20世纪70年代法国等欧洲国家沿海开始出现绿潮，近年来我国多个沿海地区发生不同规模的绿潮，绿潮已成为我国新型海洋生态灾害之一[3-5]。

自2007年以来，我国南黄海海域连年发生大规模浒苔(Ulvaprolifera)绿潮，至2018年已连续12年出现[6]。每年5月下旬至6月初，绿潮越过35°N线进入山东管辖海域，在风和海流的共同作用下向偏北方向漂移，在漂移过程中其分布面积和覆盖面积逐渐扩大，并逐渐向近岸海域逼近；一般情况下，6月下旬绿潮先后在青岛、日照、海阳、乳山、文登和荣成登陆上岸；7月初绿潮的分布面积和覆盖面积均达到峰值；7月下旬绿潮进入消亡阶段，分布面积和覆盖面积迅速减小，岸边堆积的浒苔开始腐烂分解；8月初海上漂浮的浒苔基本消失。2015—2018年山东近岸海域浒苔的最大分布面积和最大覆盖面积呈降低趋势(图2)。

图2 山东近岸海域浒苔的最大分布面积和最大覆盖面积

2013年南黄海海域首次发现由铜藻(Sargassumhorneri)引发的绿潮。2017年铜藻数量明显增多，在部分海域的占比超过20%，达到近年来的最高值。2018年铜藻数量较少，偶尔看到少量铜藻在海上漂浮或在沙滩上堆积。

除南黄海海域的浒苔绿潮外，烟台套子湾、四十里湾和蓬莱近岸以及潍坊近岸等海域也相继发生绿潮[7]，发生种主要包括缘管浒苔(Enteromorphalinza)、石莼(Ulvasp.)、管浒苔(Enteromorphatubulosa)和束生刚毛藻(Cladophorafascicularis)。自2009年起，烟台套子湾海域每年5—7月均发生规模不等的缘管浒苔绿潮，夹杂少量束生刚毛藻和石莼等藻类。2017年6月尤为明显，缘管浒苔夹杂束生刚毛藻布满整个套子湾的近岸海域和沙滩，严重影响烟台金沙滩旅游度假区的生态环境，同年烟台和威海等的沙滩上也不同程度地出现石莼破碎后的藻片堆积现象。2018年套子湾近岸海域的绿潮稍有缓解，但同年6月底蓬莱近岸海域发生石莼夹杂少量缘管浒苔的绿潮，面积约为10 km2，主要集中在蓬莱八仙居宾馆对面海域的礁石区往东至蓬莱三仙山风景区之间的岸滩及其附近海域。此外，近年来每年6—8月潍坊弥河桥和疏港路以东海域均暴发管浒苔绿潮，面积为0.4～0.8 km2，且规模有逐年扩大的趋势；每当潮水退却后，大量管浒苔裸露于沙滩和近岸海水中，给当地养殖业带来严重影响。

3 褐潮

2011年5月下旬至8月中旬，位于山东半岛东部的烟台套子湾、四十里湾和养马岛以及威海桑沟湾和乳山湾等近岸海域持续出现海水异常浑浊、呈棕褐色和透明度低的现象，且持续时间长和分布范围广，引起养殖扇贝滞长甚至死亡[8]。2012年5—7月烟台和威海近岸海域也出现类似现象，与2009年秦皇岛近岸海域首次报道并持续多年的褐潮相一致[9]。经鉴定，该现象为抑食金球藻(Aureococcusanophagefferens)引发的褐潮，该藻属金藻门海金藻纲，个体大小为2～3 μm，属微微型藻。

褐潮发生时，海水呈棕褐色，透明度通常低于2.0 m，pH值较正常值微升，白天海水中的溶解氧无明显变化，但海水中可培养异养细菌的数量明显增多。大量繁殖的细菌黏附有机碎屑、微藻和代谢产物等，形成众多的生物絮状物。这些生物絮状物或附着于网笼和阻塞网眼，阻碍水流交换；或附着于贝类腮部及其外套膜边缘，影响贝类的正常呼吸和滤食，导致其生长延滞甚至死亡。由于5月正是扇贝投苗的季节，扇贝养殖网袋和网笼多由纱窗网或0.5 cm×0.5 cm的网衣制成，网目较小，极易被污物堵塞；在褐潮发生海域，新换扇贝网袋3天后就会附满大量黑褐色黏性污泥，袋内扇贝出现贝壳半开启、软体部萎缩、肠道发白和活力较弱等现象；经显微镜观察鉴定，网笼附着污泥多为无固定形态结构的杂物以及底栖硅藻、细菌和丝状细菌，可培养异养细菌的数量高达4.4×107cfu/g。随着养殖筏架的拆除和海洋生态环境的治理，近年来山东近岸海域未再出现抑食金球藻引发的褐潮。

4 水母暴发

山东近岸海域主要分布的大型水母暴发种为海月水母(Aureliacoerulea)、沙海蜇(Nemopilemanomurai)和白色霞水母(Cyaneanozakii)，3种水母均属刺胞动物门钵水母纲，具有典型的生活史交替特征，包括营底栖生活进行无性生殖的螅状幼体阶段和营浮游生活进行有性生殖的水母体阶段[9-10]。其中，海月水母是山东半岛近岸海域种群数量最大、分布范围最广和暴发频率最高的大型水母暴发种。

海月水母的螅状幼体是其早期生活史的底栖阶段，通过出芽等无性繁殖方式产生新的螅状幼体；螅状幼体在温度和盐度等环境变化的刺激下进行横裂生殖，每只螅状幼体可横裂产生20～30只碟状幼体，这种高效的繁殖方式使海月水母的种群数量在适宜的环境下快速增加。2016年4-5月东营河口和青岛胶州湾的养殖池内发现数量较大的海月水母螅状幼体[11]，主要附着在波形板、网箱、水泥池壁和人工鱼礁等海水养殖设施上，平均覆盖率分别为(43±25)%和(46±16)%。

海月水母的碟状幼体为浮游阶段水母体的幼体形态，每年4—6月山东半岛近岸海域大量附着的海月水母螅状幼体可通过横裂生殖产生数量巨大的碟状幼体。根据野外调查结果[12]，海月水母碟状幼体在东营、荣成和青岛的海参养殖池内频繁暴发，平均丰度分别为(0.26±0.73)×105ind/m3、(2.17±7.20)×105ind/m3和(0.31±2.60)×105ind/m3。

海月水母的水母体是构成水母暴发的主要个体阶段。根据历年调查数据[9,13-14]，山东半岛近岸海域存在大量的海月水母种群。每年4-6月山东半岛近岸海域附着的大量海月水母螅状幼体通过横裂生殖产生数量巨大的碟状幼体，经过3～4个月的发育形成庞大的海月水母种群。每年8—9月海月水母种群在山东半岛近岸海域暴发式聚集，大量摄食海洋生物幼体和其他小型浮游动物，影响近海生态系统平衡。同时，海月水母种群占据滨海浴场、港口码头和海水养殖区等海域，堵塞发电站冷水系统，对山东半岛沿海城市的工业、渔业和旅游业造成严重影响，甚至威胁沿海居民的生命财产安全。

5 泥螺入侵

2001年前莱州湾和黄河口附近海域的自然生态环境中并无泥螺分布。自2001年滩涂引种养殖泥螺以来，泥螺在自然生态环境中大量繁殖，分布范围不断扩大，挤占其他土著种类的生存空间，已成为黄河三角洲潮间带的优势种群和事实上的入侵种[15-16]。

2004-2018年山东省海洋环境监测中心对滨州、东营、潍坊和烟台莱州潮间带的泥螺栖息密度监测结果如图3所示。

图3 潮间带的泥螺栖息密度

由图3可以看出:①2004年泥螺已在东营黄河三角洲附近海域大量分布，随后分布区域进一步扩大。2008年东营潮间带的泥螺栖息密度高达130 ind/m2，成为潮间带的主要优势种。随着泥螺的经济价值被不断发现，泥螺被大量采捕，东营潮间带的泥螺数量大幅下降。②2004年潍坊潮间带鲜有泥螺分布，2005年泥螺分布区域扩大，莱州湾南部潍坊港附近滩面的泥螺已成为该岸段潮间带的优势种，数量和分布面积均不断增加，2014年潍坊潮间带监测区的泥螺栖息密度高达102 ind/m2。随着捕捞强度的加大，2014年后潍坊潮间带的泥螺栖息密度快速下降，至2018年已低于10 ind/m2。③2011年滨州潮间带仅有少量泥螺分布，随后栖息密度有所增加，目前主要分布在滨州贝壳堤岛与湿地国家级自然保护区滩涂。④2010年烟台莱州潮间带开始出现少量泥螺，2011—2013年泥螺栖息密度分别为12 ind/m2、5 ind/m2和12 ind/m2，其他年份均未采集到泥螺。

6 结语

近年来山东近岸海域生态灾害呈现类型增多和频率增高的趋势，传统的赤潮和泥螺入侵灾害有所减少，而新型的绿潮和水母暴发等生物灾害明显增加。随着山东核电站的运行，水母灾害可能成为未来的重点关注对象，建议将水母灾害监测纳入山东生态灾害业务化监测体系，重点关注滨海浴场、港口码头和发电厂排水口周边海域的水母暴发状况。