莆田近岸海域海帶爛孔病起因的初步研究

張 麗

（莆田市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測站，福建 莆田351100）

海帶是福建省海水養(yǎng)殖業(yè)的大宗產(chǎn)品［1-2］。莆田位于福建省中部，有悠久的海帶養(yǎng)殖歷史，擁有自己的育苗場、加工廠，做到了產(chǎn)供銷一條龍，養(yǎng)殖面積近百平方公里，歷來很少發(fā)生病害，關(guān)于海帶病害的報(bào)道較少，屬于傳統(tǒng)穩(wěn)定型產(chǎn)業(yè)。2019年莆田海帶大面積爛孔，約7 km2，本研究擬通過對3個(gè)浮標(biāo)3a同期數(shù)據(jù)的對比，結(jié)合現(xiàn)場采樣，查詢有關(guān)歷史資料，對海帶致病原因進(jìn)行初步診斷。希望本研究能給后來的生產(chǎn)者和研究者留下寶貴的資料，對漁業(yè)養(yǎng)殖有所裨益。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 現(xiàn)場環(huán)境因子采樣

3月20日（03.20，下同）在文甲、東吳布設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)，其中2個(gè)站點(diǎn)分層采樣，依據(jù)海帶長度選擇了3 m層差，03.22在平海2個(gè)站位分層采樣，現(xiàn)場用快速水質(zhì)測定儀（哈希）測定水溫、鹽度、溶解氧，實(shí)驗(yàn)室測定硝酸氮、氨氮、亞硝酸氮、活性磷酸鹽、pH，三氮一磷采用分光光度法，儀器設(shè)備均經(jīng)過計(jì)量檢定。所有測定樣品的采樣、運(yùn)輸、檢測過程均按照海洋監(jiān)測規(guī)范進(jìn)行［3-4］。

1.2 顯微鏡拍照（萊卡DMIL）

拍攝發(fā)病海帶和正常海帶的照片，觀察生物附著和細(xì)胞變化情況。

1.3 浮標(biāo)數(shù)據(jù)比對

莆田市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測站在南日鳥嶼、南日港南、湄洲島布設(shè)的水質(zhì)浮標(biāo)在線設(shè)備提供3a間02.20—03.20水溫、鹽度數(shù)據(jù)，將南日鳥嶼、南日港南2個(gè)浮標(biāo)和湄洲島的浮標(biāo)進(jìn)行水溫、鹽度數(shù)據(jù)間的橫向?qū)Ρ取?/p>

1.4 歷史天氣比對

將莆田2017—2019年的02.20—03.20期間天氣、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)，做天氣對比，并將天氣數(shù)據(jù)與湄洲島數(shù)據(jù)做相關(guān)比對。

1.5 站位

本研究中涉及的站位自北向南的順序如圖1所示：南日鳥嶼浮標(biāo)（25°15′32″N，119°29′24″E）、南日港南浮標(biāo)（25°09′39″N，119°27′29″E）、平海赤岐PH1（25°12′41″N，119°08′38″E）、平海上林PH2（25°10′53″N，119°10′34″E）、湄洲島附近的浮標(biāo)（25°07′21″N，119°11′24″E）、文甲BA1（25°07′09″N，119°08′16″E）、文甲BA2（25°07′23″N，119°07′49″E）、東吳BA3（25°06′28″N，119°07′30″E）。

2 結(jié)果與討論

2.1 海帶致病原因診斷

03.04湄洲島附近的東吳（BA3）發(fā)現(xiàn)海帶爛孔現(xiàn)象，03.06文甲（BA1、BA2）出現(xiàn)相同癥狀，03.14平海赤岐（PH1）、平海上林（PH2）發(fā)現(xiàn)海帶爛孔，共涉及養(yǎng)殖面積約7 km2，至03.29止位于其東北方的南日島海區(qū)（鳥嶼、港南）未見該癥狀。爛孔規(guī)律如下：①海帶尾部先爛，逐漸向根部擴(kuò)展，爛孔呈圓形，先是鼓起氣泡樣的包，然后氣泡脫落，形成圓孔，邊界整齊，并無潰爛癥狀，孔洞在所爛海帶上隨機(jī)分布。②時(shí)空規(guī)律為：先南后北逐漸發(fā)病。

圖1 莆田近岸海域浮標(biāo)及采樣站位Fig.1 Sampling sites and the buoy locations in the coastal waters of Putian

2.1.1 天氣變化比對 查詢歷史資料，2017—2019年2—3月份的天氣、氣溫如表1，可以看出，2017、2018年的溫度持續(xù)升高，但是2017年02.20—03.10和03.10—03.20 2個(gè)階段溫差從5.7℃到4.6℃，下降1.1℃，2018年上升了1.5℃，2019年突躍上升了3.5℃。2017年2.20—3.20期間9 d東北風(fēng)天氣，其余為無持續(xù)風(fēng)向微風(fēng)天氣，2018年02.20—03.20 30 d全部無持續(xù)風(fēng)向微風(fēng)，2019年02.20—03.19期間30 d一直是東北風(fēng)、東南風(fēng)或者南風(fēng)2～3級。

表1 2017—2019年2—3月莆田的氣溫及刮風(fēng)時(shí)間對比Tab.1 Comparison of air temperature and wind duration in February and March of 2017-2019

2.1.2 浮標(biāo)溫、鹽度對比 湄洲島浮標(biāo)所在處風(fēng)力、潮流雖然均大于事發(fā)海域，但同屬一個(gè)海區(qū)，年際間的變化規(guī)律相同，用其處的水溫、鹽度反映文甲海域的年際變化是合理的。

橫向?qū)Ρ龋孩嬴B嶼3 a間同階段的水溫均呈現(xiàn)明顯上升趨勢，港南3 a均呈上升趨勢，但2019年較緩，且變化幅度低于鳥嶼，湄洲島前2 a水溫也是緩慢上升，但2019年03.01略有上漲后立即回落，03.12迅速上升，之后持續(xù)穩(wěn)定在高溫（現(xiàn)場測定平均溫度為16.6℃）。3個(gè)浮標(biāo)水溫對比，鳥嶼3 a間變化規(guī)律相同，港南規(guī)律也相同，但是變化幅度介于鳥嶼和湄洲之間，湄洲前2 a和上述2個(gè)浮標(biāo)規(guī)律相同，2019年有所改變。②3個(gè)浮標(biāo)前2 a鹽度均呈上升趨勢，2019年均呈下降趨勢，但鳥嶼下降幅度最大，港南次之，湄洲降幅最緩，具體規(guī)律如圖2、3。

圖2 港南、湄洲島、鳥嶼2017—2019年2—3月鹽度對比Fig.2 Comparison of salinity in nearshore waters of Gangnan，Meizhou Island and Niaoyu Island in February and March of 2017-2019

2.1.3 水質(zhì)檢測結(jié)果 03.20 3個(gè)站位中最低鹽度、溫度分別為26.2、15.9℃，鹽度和溫度均出現(xiàn)分層現(xiàn)象，水深差3 m溫度差0.4℃，水質(zhì)檢測結(jié)果表明：文甲站位無機(jī)氮（DIN）含量在0.230～0.346 mg/dm3間，均值0.323 mg/dm3，活性磷酸鹽（DIP）0.020～0.028 mg/dm3，均值0.025 mg/dm3，03.22平海赤岐、上林2站位無機(jī)氮含量在0.325～0.340 mg/dm3間，均值0.330 mg/dm3，磷0.021～0.026 mg/dm3，均值0.023 mg/dm3，兩處海域與正常海區(qū)的氮磷數(shù)值相當(dāng)［5-6］，氮磷比（N/P）平均值分別為9.6、15.0，與資料相比屬于正常水平［7-8］。比較突出的問題是鹽度和溫度，03.20 3個(gè)站位的鹽度、水溫均值分別為28.2、16.6℃，鹽度差0.4～0.8，表現(xiàn)為表層溫度高、鹽度低，03.22在平海2站位采樣檢測結(jié)果再次驗(yàn)證了水分層現(xiàn)象，水深2m，鹽度差0.5，結(jié)果如表2所示。

表2 莆田近岸海域水質(zhì)檢測結(jié)果Tab.2 Water quality in the coastal waters of Putian

續(xù)表2

2.1.4 顯微鏡攝像 倒置顯微鏡下檢測拍照結(jié)果如圖4，爛孔處未見寄生蟲，未見潰爛、邊界模糊等細(xì)菌病常見的癥狀，與正常細(xì)胞相比，只可見萎縮死亡細(xì)胞留下的膜，少許硅藻正常附著。

圖4 倒置顯微鏡下莆田近岸海域的病變海帶和正常海帶對比及病海帶Fig.4 Comparison of pathological kelp and normal kelp under inverted microscope and the photo of infeced kelp

2.2 討論

2.2.1 排除其他病因分析 影響海帶生長最大的因素是溫度、光照和營養(yǎng)鹽［9］，① 水質(zhì)檢測結(jié)果表明營養(yǎng)鹽含量和氮磷比均正常，不至于營養(yǎng)缺乏。②海帶爛孔隨機(jī)分布，排除魚類撕咬等外力作用。③顯微鏡下爛孔處未見任何寄生蟲之類的附著物，只可見正常的硅藻，排除寄生物。④孔邊界整齊清晰、未見潰瘍癥狀，排除細(xì)菌??；⑤ 漁民懷疑是2018年11.04泉港泄露的碳九，也有人懷疑是規(guī)劃在湄洲灣外部的排污口所造成，莆田沿岸水流總體上從北向南，如果是點(diǎn)源污染，應(yīng)該是平海灣先發(fā)病，其次是湄洲灣，但事實(shí)卻剛好逆流而上，因此排除點(diǎn)源污染。⑥顯微鏡下，爛孔中心向周邊海帶細(xì)胞均勻死亡，應(yīng)該是內(nèi)部原因造成，不可能是外力作用。

2.2.2 顯微鏡圖像分析 顯微鏡下的海帶細(xì)胞萎縮、破裂，這種現(xiàn)象屬于生理性反應(yīng)。海帶生長代謝的最適溫度范圍是10～15℃，當(dāng)溫度超過15℃后，海帶的生長代謝受到抑制，各項(xiàng)生理參數(shù)開始下降［10］，隨著溫度的升高，細(xì)胞膜相對透性增大，細(xì)胞內(nèi)容物萎縮分離、顏色變淺、細(xì)胞膜破裂、內(nèi)容物溢出［11-12］，關(guān)于環(huán)境中的鹽度對海帶生長的影響資料中未見，但海帶細(xì)胞在環(huán)境不適之后出現(xiàn)內(nèi)容物萎縮分離、顏色變淺、細(xì)胞膜破裂的現(xiàn)象，應(yīng)該是相同的，這也是植物細(xì)胞正常的反應(yīng)。

2.2.3 溫度、鹽度變化分析 從南日鳥嶼、南日港南和湄洲島浮標(biāo)溫、鹽變化圖可以看出：① 水溫，湄洲島2019年間的變化相對前2 a較明顯，2017、2018的水溫是緩慢上升，2019年持續(xù)高溫，高約2℃，鳥嶼和港南的還是保持持續(xù)上升的規(guī)律，但幅度低于往年；② 鹽度，3個(gè)浮標(biāo)點(diǎn)的鹽度均明顯低于往年，湄洲島前2 a鹽度緩慢上升，2019年卻一直持續(xù)在30左右，3月份以前和往年差距不大，03.01開始，往年的鹽度上升，2019年卻不升反降，至03.20比往年同期低2～3，鳥嶼和港南3個(gè)年度鹽度都波動(dòng)較小，港南自03.05始鹽度略降，鳥嶼03.09始大幅度下降。按照地理位置和浮標(biāo)數(shù)值變化規(guī)律推測，平海的鹽度變化時(shí)間應(yīng)該介于港南和湄洲之間，東吳比文甲可能更早，這個(gè)規(guī)律和海帶發(fā)病時(shí)間先后的規(guī)律高度相仿。

2.2.4 水文情況分析 查詢有關(guān)資料，莆田受浙閩沿岸流、臺(tái)灣暖流的影響，冬季莆田沿岸閩浙流最大，春季影響至泉州灣，至夏季，影響慢慢減?。?3］，暨衛(wèi)東等（1989）認(rèn)為穿過巴士海峽向北流向臺(tái)灣海峽的黑潮支流，它對福建海區(qū)的主要影響是在春夏兩季［14］。所以，春季莆田近岸的兩支水系在此消彼長，海水的垂向混合較弱［15］，此次，海帶發(fā)病海域無論是水溫、鹽度均出現(xiàn)明顯的分層，本研究認(rèn)為也許2019年兩股水流的交匯點(diǎn)剛好從莆田湄洲灣逐步向平海灣、興化灣北移，上下層之間的水交換能力差，適逢沿岸流入較多的淡水，浮在上層，致使沿岸上層水鹽度偏低，持續(xù)的東北風(fēng)可能抑制了上層低密度水向外海擴(kuò)散，水平方向水交換能力較差，齊繼峰（2014）認(rèn)為風(fēng)是影響東海水團(tuán)范圍季節(jié)變化的最主要因素，它控制著閩浙沿岸流、臺(tái)灣海峽流的強(qiáng)度［16］。

2.2.5 爛孔部位分析 海帶的生長是居間生長，生長部分在葉片與柄之間，生長季節(jié)，生長部的細(xì)胞不斷的分生，生長部以外的細(xì)胞也有所長大［17］，尾部是其不活躍的區(qū)域，且無論是白爛病（營養(yǎng)不夠所致）［18］還是綠爛?。ü庹詹蛔闼拢?9-20］，均首先發(fā)生在尾部葉梢。這2種病也都是環(huán)境中的理化因子導(dǎo)致的，這也從側(cè)面說明此次病害很可能也是環(huán)境中理化因子所造成。

今后工作需要加強(qiáng)的有：①病爛海帶需進(jìn)一步做細(xì)菌鑒定；② 鹽度對海帶細(xì)胞的影響機(jī)理，需進(jìn)一步細(xì)致的探討。

3 結(jié)論

通過對歷史數(shù)據(jù)的分析比對，將溫度、鹽度、環(huán)境因子綜合考慮，結(jié)合顯微鏡觀察，初步分析了2019年3月莆田近岸海域海帶大規(guī)模爛孔的原因，主要結(jié)果如下：海區(qū)溫度異常升高，鹽度持續(xù)較低，連續(xù)陰天光照不足，超出了生理承受能力，海帶先是尾部爛孔而后逐漸向根部蔓延，孔洞相連后海帶脫落，時(shí)空規(guī)律為先南后北逐漸發(fā)病，共涉及養(yǎng)殖面積約7 km2，給莆田近岸海帶養(yǎng)殖帶來了較大的損失。