福建定海灣一次東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮淺析

李正華

(1.福州市海洋與漁業(yè)技術中心，福建 福州 350026；2.福州市海洋環(huán)境監(jiān)測站，福建 福州 350026)

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福建定海灣一次東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮淺析

李正華1，2

(1.福州市海洋與漁業(yè)技術中心，福建 福州 350026；2.福州市海洋環(huán)境監(jiān)測站，福建 福州 350026)

通過對2010年6月7—13日發(fā)生在福建定海灣的一次東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮進行跟蹤監(jiān)測，分析并探討了該次雙相赤潮生消過程。本次赤潮暴發(fā)時海區(qū)表層水溫范圍為22.8～23.2℃，鹽度范圍為28.24～28.36；本次赤潮暴發(fā)后，監(jiān)測結(jié)果顯示該海區(qū)表層水體中夜光藻的大量存在對東海原甲藻的快速增長無攝食壓力，而且在夜光藻大量存在的表層水體中活性磷酸鹽及氨氮含量與正常海區(qū)相比均明顯偏高，另外海區(qū)表層水體中東海原甲藻在赤潮暴發(fā)后仍能快速生長。

福建定海；東海原甲藻；夜光藻；雙相赤潮

近海赤潮已經(jīng)成為制約海洋可持續(xù)發(fā)展的嚴重環(huán)境問題之一[1-2]。夜光藻(Noctiluca scintillans)是世界各國沿海水域主要的赤潮生物之一，據(jù)報道在日本、印度、泰國、南非、法國等地均發(fā)生了不同規(guī)模的夜光藻赤潮，而且在我國南海其發(fā)生赤潮的頻率亦相當高、范圍也很廣[3]。

歷史上夜光藻在我國東海沿海亦頻發(fā)赤潮[4]，不過近幾年在原夜光藻赤潮頻發(fā)的季節(jié)，東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)已演變成引發(fā)東海赤潮最主要的原因種之一[5]，其在長江口附近、浙江近海以及福建沿岸海域幾乎每年都會引發(fā)赤潮，而且經(jīng)常是世界罕見的大規(guī)模赤潮，這引起了社會的廣泛關注[6-7]。

1　材料與方法

1.1 監(jiān)測時間與范圍

2010年6月7—13日，對發(fā)生在福建定海灣的東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮進行了連續(xù)監(jiān)測，并在赤潮發(fā)生區(qū)域從灣內(nèi)向灣外取一斷面，設3個監(jiān)測點(圖1)，每1～2 天采樣一次，每次監(jiān)測不超過2h，所采樣品均為各站位海面下0.5m處的表層水樣。

1.2監(jiān)測項目與方法

1.3數(shù)據(jù)分析方法

比增長速率計算公式：μ=(lnxt-lnx0)/t。式中，x0表示初始細胞密度，xt表示t天后的細胞密度。

2　結(jié)果

2.1海區(qū)發(fā)生赤潮時概況

2010年6月7日，在福建定海灣發(fā)現(xiàn)海面異常，當日起進行現(xiàn)場觀測及樣品采集檢測。6月7日該海區(qū)海面顏色呈棕色、磚紅色，并呈塊狀、帶狀分布；異常區(qū)域主要分布在灣內(nèi)，并向灣外延伸，面積約為20km2；而且當日該海區(qū)表層水體中監(jiān)測到的東海原甲藻與夜光藻細胞數(shù)量分別為2.92×106個/L和9.33×104個/L，均超過形成赤潮時水體中藻細胞的基準密度(東海原甲藻：5.00×105個/L，夜光藻：3.00×103個/L)[11]；另外，在灣外海面顏色正常區(qū)域設一對照站點，其浮游植物優(yōu)勢種為中肋骨條藻(Skeletonema costatum )，數(shù)量為5.67×105個/L。根據(jù)6月7日現(xiàn)場觀測結(jié)果及赤潮生物細胞數(shù)量等兩個指標測定結(jié)果，判斷該海區(qū)當日暴發(fā)了東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮。

2.2赤潮生物細胞數(shù)量變化情況

專家表示，給寶寶適當?shù)匮a充益生菌，可以呵護寶寶腸道健康，是預防秋冬腹瀉的有效方法之一。而寶寶已經(jīng)有了腹瀉的癥狀時，也可以適當補充益生菌，可有效抑制有害致病菌、維持腸道微生態(tài)平衡、增強腸道免疫能力。

在監(jiān)測過程中，海區(qū)表層水體中東海原甲藻細胞數(shù)量變化范圍為3.00×105～6.42×107個/L，平均值為1.47×107個/L，其細胞數(shù)量的LOG值變化情況如圖2所示：6月9日海區(qū)表層水體中東海原甲藻細胞數(shù)量達到最高值，接著東海原甲藻細胞數(shù)量不斷減少，6月13日該海區(qū)表層水體中東海原甲藻細胞數(shù)量低于其形成赤潮時水體中藻細胞的基準密度。另外，海區(qū)表層水體中夜光藻細胞數(shù)量變化范圍為0～9.33×104個/L，平均值為4.64×104個/L，其細胞數(shù)量的LOG值變化情況如圖2所示：6月7日海區(qū)表層夜光藻細胞數(shù)量為最高值，6月11日該海區(qū)表層水體中夜光藻完全消失。

2.3海區(qū)各環(huán)境因子變化情況

在監(jiān)測過程中，海區(qū)表層水溫為22.4～22.9℃，平均值為22.4℃；鹽度為25.53～29.00，平均值為27.24；海區(qū)表層水體中硝酸氮含量為0.033～0.137mg/L，平均值為0.071mg/L；亞硝酸氮含量為0.002～0.008mg/L，平均值為0.005mg/L；氨氮含量為0.046～0.161mg/L，平均值為0.111mg/L；活性磷酸鹽含量為0.003～0.168mg/L，平均值為0.073mg/L。

3　討論

3.1環(huán)境因子

赤潮的發(fā)生，需要適宜的海區(qū)環(huán)境條件；鹽度與水溫是浮游植物生長繁殖最為重要的環(huán)境因子。夜光藻為廣溫廣鹽種類，其對海區(qū)水溫、鹽度的適應范圍較廣，在渤海海域夜光藻生長最適溫度為16～28℃、最適鹽度為24～30[12]；在長江口及其鄰近海域夜光藻最適溫度為25～27℃、鹽度為15～27[13]；東海原甲藻作為近年引起廣泛關注的一種赤潮藻種，在長江口和舟山海域赤潮現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示其生長繁殖適宜水溫范圍為15～25℃，適宜鹽度范圍為14～32[14]；另外在實驗室人工培養(yǎng)下東海原甲藻生長最適溫度為22℃，最適鹽度范圍為25～31[15]。以上對夜光藻及東海原甲藻的研究成果表明，在我國東海及其以北附近海域東海原甲藻生長適宜溫度范圍主要處于15～25℃之間，適宜鹽度范圍處于14～32之間；夜光藻生長繁殖最適溫度范圍為16～28℃，最適鹽度為15～30；兩赤潮生物的最適生長溫度與鹽度范圍存在共同區(qū)間(溫度：16～25℃，鹽度：15～30)。6月7日，從定海灣赤潮暴發(fā)時所監(jiān)測到的海區(qū)表層水溫與鹽度范圍(溫度：22.8～23.2℃，鹽度：28.24～28.36)也正處于該兩赤潮生物最適生長溫度與鹽度范圍的共同區(qū)間內(nèi)，從而證實了兩赤潮生物在海區(qū)表層大量繁殖并形成赤潮能在相同的溫度與鹽度范圍內(nèi)發(fā)生，也說明了夜光藻與東海原甲藻可能對生長的環(huán)境條件具有部分相似的生理需求，這從海區(qū)環(huán)境因子方面為理解近幾年在原夜光藻赤潮頻發(fā)的季節(jié)，東海幾乎每年都會引發(fā)東海原甲藻赤潮提供了一定的依據(jù)。

3.2營養(yǎng)機制

夜光藻缺乏自養(yǎng)營養(yǎng)方式，其食性很廣，并表現(xiàn)出一種廣泛的捕食特性，所攝取的食物包括浮游植物、同種類的小細胞、魚卵、小型橈足類及其卵、植物纖維、碎屑、原生動物和細菌等；不過在海區(qū)浮游植物餌料充足的條件下，其食物仍然以硅藻和鞭毛藻為主[16]。夜光藻大量繁殖并形成赤潮，無疑需要豐富的物質(zhì)基礎。雖然甲藻也是夜光藻的主要食物來源[4]，但從這次雙相赤潮的同時暴發(fā)以及監(jiān)測過程中海區(qū)表層水體中東海原甲藻細胞數(shù)量變化情況分析，海區(qū)表層水體中夜光藻的大量存在對東海原甲藻的快速增長并無攝食壓力。如6月7日在該海區(qū)監(jiān)測到夜光藻赤潮的同時也存在東海原甲藻赤潮，兩者的發(fā)生無先后時間差；而且在本次雙相赤潮跟蹤監(jiān)測過程中，6月7日至10日在夜光藻赤潮存在情況下海區(qū)表層水體中東海原甲藻細胞數(shù)量仍能上升(圖2)；另外，各個監(jiān)測階段在所取的夜光藻細胞數(shù)量較多樣品中，其所含的東海原甲藻細胞數(shù)量也很高，如6月9日在海區(qū)2號站位所采集到的表層樣品中，夜光藻的細胞數(shù)量為1.20×105個/L，而東海原甲藻細胞數(shù)量仍高達3.11×107個/L。因此，從生物間攝食方面分析，海區(qū)表層水體中夜光藻的大量存在對東海原甲藻的快速生長、形成赤潮并不會產(chǎn)生太大影響。

氮、磷是浮游植物生長繁殖的主要營養(yǎng)元素。本次雙相赤潮發(fā)生后，夜光藻大量存在的海區(qū)表層水體中活性磷酸鹽及氨氮含量仍然較高，如6月7日所監(jiān)測到海區(qū)表層水體中氨氮含量為0.161mg/L，活性磷酸鹽含量為0.168mg/L。由于夜光藻藻體內(nèi)含有豐富的NH3-N[17]，因此該海區(qū)在本次赤潮發(fā)生時海區(qū)表層水體中氨氮含量明顯異常，可以認為其主要與海區(qū)表層水體中夜光藻細胞數(shù)量較多呈正相關。另外，在監(jiān)測過程中對所采集的水樣分析結(jié)果表明，海區(qū)表層水體中夜光藻細胞數(shù)量與活性磷酸鹽含量也呈一定正相關，在夜光藻細胞數(shù)量越高的水樣中往往活性磷酸鹽含量也越高，如6月7日所采集的樣品中：夜光藻細胞數(shù)量為2.00×104個/L時，活性磷酸鹽含量為0.065mg/L；當夜光藻細胞數(shù)量為2.30×105個/L，活性磷酸鹽含量高達0.430mg/L。雖然此前還未見有夜光藻具有高效的磷代謝機制報道，不過從6月11日夜光藻赤潮消亡后，海區(qū)表層水體中活性磷酸鹽含量又迅速恢復至只發(fā)生東海原甲藻單相赤潮時的一般水平(DIP為0.003mg/L)的這一現(xiàn)象分析，該海區(qū)在本次赤潮發(fā)生時表層水體中活性磷酸鹽含量明顯偏高，應該與夜光藻赤潮的存在有一定關系。以上分析表明：在本次赤潮發(fā)生階段，夜光藻的大量繁殖可能在短時間內(nèi)為海區(qū)表層水體富集大量的主要營養(yǎng)元素，并為海區(qū)表層水體中其它浮游植物的大量繁殖創(chuàng)造一定物質(zhì)基礎。因此，從營養(yǎng)需求方面分析，夜光藻在大量繁殖的同時可能在一定程度上還會促進東海原甲藻快速增長并形成赤潮，這可能是導致在東海原夜光藻赤潮頻發(fā)季節(jié)，東海原甲藻演變成引發(fā)赤潮最主要原因種的因素之一。當然，東海原甲藻在快速增長之后是否對夜光藻的生長會形成一定制約還有待于進一步考證。

3.3比增長率

不同的環(huán)境條件下，浮游植物的比增長率不盡相同。在實驗室內(nèi)東海原甲藻的培養(yǎng)結(jié)果[18]顯示，其最大比生長率僅為0.455～0.499d-1；不過從本次該海區(qū)野外監(jiān)測結(jié)果顯示，東海原甲藻在野外適宜條件下似乎具有相當高的比增長率。6月2日定海海區(qū)表層水體中浮游植物的監(jiān)測結(jié)果顯示，海區(qū)表層水體中浮游植物優(yōu)勢種為中肋骨條藻，細胞數(shù)量為4.97×104個/L；而6月7日在該海區(qū)就暴發(fā)了東海原甲藻赤潮，在相當短的時間(5d)內(nèi)海區(qū)表層水體中東海原甲藻細胞數(shù)量就上升了幾十至幾百倍，其比增長率遠遠大于實驗室人工培養(yǎng)的水平。雖然不能排除這次雙相赤潮可能是外來型赤潮，但本次赤潮暴發(fā)后東海原甲藻仍能快速增長，7日至9日的比增長率計算結(jié)果顯示，東海原甲藻的比增長率仍高達1.545d-1，約為其實驗培養(yǎng)條件下比增長率的3倍。因此，在野外適宜的海區(qū)環(huán)境條件下，東海原甲藻可能具有相當高的比增長率，這為其能在原夜光藻赤潮頻發(fā)的季節(jié)，演變成東海引發(fā)赤潮最主要原因種之一提供了非常有利的一個條件。

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A brief analysis for a bilateral red tide of Prorocentrum donghaiense and Noctiluca scintillans in Dinghai Sea Zone of Fujian Province

LI Zhenghua1，2

(1.OceanandFisheryTechnologyCenterofFuzhou，F(xiàn)uzhou350026，China；2.MarineEnvironmentMonitoringStationofFuzhou，F(xiàn)uzhou350026，China)

DinghaiFujian；Prorocentrum donghaiense；Noctiluca scintillans；bilateralredtide

2015-10-15

李正華(1975-)，男，福建莆田人，高級工程師，主要從事浮游植物生理和生態(tài)學研究.E-mail：lizhenghua1975@hotmail.com

Q945.45，X5

A

1006-5601(2016)02-0132-05

李正華.福建定海灣一次東海原甲藻與夜光藻雙相赤潮淺析[J].漁業(yè)研究，2016，38(2)：132-136.