2019-2021年北戴河近岸海域水母暴發(fā)期水質(zhì)條件分析

劉婧美 韓業(yè)越 劉春洋 趙吉

摘 要：水母暴發(fā)所引發(fā)的環(huán)境問題和社會(huì)問題越來越引起人們的重視，研究水母暴發(fā)的機(jī)理和發(fā)展趨勢(shì)，建立預(yù)警和預(yù)測(cè)機(jī)制，提出科學(xué)可行的防控措施，需要大量的海洋調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)給予支撐， 為了解北戴河近岸海域水母暴發(fā)期的水質(zhì)情況，2019—2021年在水母暴發(fā)期連續(xù)采樣監(jiān)測(cè)海水水質(zhì)，分析海水溫度、鹽度、pH值和溶解氧的變化情況。三年來水母暴發(fā)期水溫為22.8～28.0 ℃，鹽度為20.50‰～31.82‰，pH值7.72～8.25，溶解氧為5.04～7.35 mg/L。水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表明，白色霞水母（Cyanea nozakii）對(duì)水溫和溶解氧的要求相對(duì)較低，建議將其列為水母防治的重點(diǎn)對(duì)象。

關(guān)鍵詞：北戴河;近岸海域;水母;暴發(fā);水質(zhì)條件

水母作為海洋生物的重要組成部分，近年來越來越被人們所熟知，比起人們?cè)瓉黻P(guān)注的水母的觀賞價(jià)值、藥用價(jià)值和食用價(jià)值，現(xiàn)在人們更加關(guān)注的是水母所造成的對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)等方面的影響。上世紀(jì)90年代，水母災(zāi)害在我國(guó)沿海發(fā)生頻率并不高，但是近些年，受全球氣候變化、海洋資源減少、海洋工程建設(shè)和人類活動(dòng)造成的富營(yíng)養(yǎng)化和排污等因素的影響，水母災(zāi)害在我國(guó)渤海、東海及南海等海域暴發(fā)頻繁[1]。水母暴發(fā)是指在一定的時(shí)間和區(qū)域內(nèi)大量水母聚集的現(xiàn)象，水母暴發(fā)帶來諸多危害：大量水母聚集破壞海洋環(huán)境，導(dǎo)致適應(yīng)性較差的魚類和浮游動(dòng)物減少，從而破壞海洋生態(tài)平衡;水母暴發(fā)破壞漁具，造成漁業(yè)減產(chǎn);水母暴發(fā)破壞海洋工程設(shè)施，影響船舶航運(yùn);有毒水母在海濱浴場(chǎng)大量出現(xiàn)，蟄傷游人，為海濱旅游帶來安全隱患[2]……由此可見，水母暴發(fā)給海洋漁業(yè)、旅游業(yè)、沿海工業(yè)及船舶航行帶來巨大損害，給海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康敲響警鐘。

由于水母暴發(fā)危害較大，因此近些年人們對(duì)水母生長(zhǎng)繁殖機(jī)理、水母暴發(fā)誘因、水母暴發(fā)應(yīng)對(duì)措施等方面的研究愈加重視。有研究表明，水母暴發(fā)受海洋環(huán)境的影響，水母能夠感知海洋環(huán)境的變化進(jìn)而主動(dòng)或被動(dòng)地做出反應(yīng)，如溫度、鹽度、溶解氧、酸堿度等因素都會(huì)對(duì)水母暴發(fā)產(chǎn)生一定的影響[3]。本研究跟蹤監(jiān)測(cè)2019—2021年北戴河近岸海域水母暴發(fā)期海水溫度、鹽度、pH值和溶解氧，研究水母暴發(fā)的適宜水質(zhì)條件，以期為防控水母暴發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。

北戴河近海水溫變化范圍在6～28 ℃，海域近岸水深4～11 m，陽光強(qiáng)度適中，非常適宜水母生長(zhǎng)繁殖，該海域水母品種主要有海月水母（Aurelia aurita）、沙蜇（Stomolophus meleagris）、海蜇（Rhopilema esculentum）和白色霞水母（Cyanea nozakii），其中海蜇屬于具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水母種類，由于其較高的食用價(jià)值，加之近些年對(duì)其醫(yī)療等方面價(jià)值的大力開發(fā)，海蜇的捕撈量逐年加大，自然資源量有所下降[4]。北戴河近岸海域水母暴發(fā)是由海月水母、沙蜇和白色霞水母所引起。

多年來對(duì)水母的跟蹤監(jiān)測(cè)顯示，每年的6月下旬水母進(jìn)入生長(zhǎng)繁殖的旺盛時(shí)期，海月水母是最早在海面上出現(xiàn)的水母種類。隨著氣溫升高，水母生長(zhǎng)迅速，密度急劇增加，7月進(jìn)入暴發(fā)期。沙蜇和白色霞水母的暴發(fā)期晚于海月水母，持續(xù)至8月下旬水母數(shù)量逐漸減少。

1 水母暴發(fā)期水質(zhì)分析方法

1.1 水母暴發(fā)期的判定

2019—2021年每年的6月初開始對(duì)北戴河近岸海域進(jìn)行水母巡視監(jiān)測(cè)，每日監(jiān)測(cè)一次，監(jiān)測(cè)范圍和時(shí)間保持一致（每天上午06：00—08：00，近岸海域3海里，日平均掃海面積6.275 km2），當(dāng)發(fā)現(xiàn)海月水母聚集區(qū)且密度≥10個(gè)/m3，判定水母暴發(fā)期來臨，當(dāng)海月水母聚集區(qū)消失，且連續(xù)三天單程巡視大型水母（沙蜇、白色霞水母）個(gè)數(shù)≤10個(gè)判定水母暴發(fā)期結(jié)束。

1.2 水質(zhì)分析方法

在水母暴發(fā)期內(nèi)，在北戴河近岸海域水母監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)選取5個(gè)站位，監(jiān)測(cè)海水水溫、鹽度、pH值和溶解氧，海水采樣時(shí)間和頻次與水母巡視一致，監(jiān)測(cè)站位見表1。

海水水溫和鹽度采用水質(zhì)快速測(cè)定儀即時(shí)測(cè)定，pH值和溶解氧分別采用pH計(jì)法和碘量法當(dāng)日實(shí)驗(yàn)室測(cè)定[5]，嚴(yán)格按照規(guī)范操作。

2 結(jié)果與分析

2.1 水母暴發(fā)期時(shí)間節(jié)點(diǎn)判定

通過水母巡視監(jiān)測(cè)，判定2019-2021年北戴河近岸海域每種水母暴發(fā)期的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如表2所示。

對(duì)比三年來三種水母暴發(fā)期發(fā)現(xiàn)，海月水母暴發(fā)期來臨早，且結(jié)束早，集中在7月初至7月下旬或8月初;沙蜇僅在2019年有暴發(fā)，且暴發(fā)期整體滯后于海月水母，為7月下旬至8月下旬，2020年和2021年沒有監(jiān)測(cè)捕撈到沙蜇;白色霞水母暴發(fā)期略晚于海月水母，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，集中在7月初或7月中旬至8月底。

2.2 水溫

2019—2021年水母暴發(fā)期海水水溫監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖1所示。

結(jié)合表2和圖1，得出三年來三種水母暴發(fā)期海水水溫范圍，如表3所示。

2.3 鹽度

2019—2021年水母暴發(fā)期海水鹽度監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖2所示。

結(jié)合表2和圖2，得出三年來三種水母暴發(fā)期海水鹽度范圍，如表4所示。

2.4 pH值

2019—2021年水母暴發(fā)期海水pH值監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖3所示。

結(jié)合表2和圖3，得出三年來三種水母暴發(fā)期海水pH值范圍，如表5所示。

2.5 溶解氧

2019—2021年水母暴發(fā)期海水溶解氧監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖4所示。

結(jié)合表2和圖4，得出三年來三種水母暴發(fā)期海水溶解氧范圍，如表6所示。

3 討論

3.1 水溫

溫度的變化能夠直接影響水母各發(fā)育階段個(gè)體的生長(zhǎng)、發(fā)育和存活情況[6]。溫度的變化能夠改變水母分布的區(qū)域和存活的時(shí)間長(zhǎng)度，影響水母的豐度，合適的水溫可以增加水母的食物，從而促進(jìn)水母的繁殖，引發(fā)水母大量聚集[3]。有研究表明，在10～25 ℃范圍內(nèi)，海月水母碟狀體的生長(zhǎng)速度隨溫度升高而加快[7-8]。仲霞銘等[9]研究發(fā)現(xiàn)，8月前后，當(dāng)海洋表層水溫達(dá)到23～26 ℃時(shí)，大量白色霞水母便會(huì)出現(xiàn)于沿海海面，這與本研究調(diào)查結(jié)果基本相符。

3.2 鹽度

研究數(shù)據(jù)表明，海水鹽度對(duì)水母的滲透壓會(huì)產(chǎn)生直接的調(diào)節(jié)作用[6]。海水鹽分的變化會(huì)使水母數(shù)量及分布發(fā)生變化，不適宜的鹽度環(huán)境會(huì)致使水母體停止生長(zhǎng)繁殖，而適宜的鹽度能促進(jìn)水母的生長(zhǎng)繁殖，為水母旺發(fā)生長(zhǎng)提供前提條件[3]。有研究表明，25‰～35‰ 鹽度范圍內(nèi)水母螅狀體的出芽生殖無顯著差異[10]，但鹽度為20‰及以下會(huì)延緩海月水母螅狀體的橫裂生殖[11]。鹽度對(duì)白色霞水母螅狀體和碟狀幼體的生長(zhǎng)存活都有影響，研究表明，白色霞水母螅狀體的最適鹽度為15‰～32.5‰，碟狀幼體最適鹽度為20‰～35‰[3]。北戴河近岸海域正常鹽度范圍為28‰～33‰，有時(shí)由于連續(xù)降雨或強(qiáng)降雨導(dǎo)致海水鹽度暫時(shí)降低，但總體保持穩(wěn)定，適宜的鹽度為水母暴發(fā)提供條件。

3.3 pH值

近年來，隨著全球?qū)Ｑ蟓h(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，海洋酸化問題越來越引起人們的重視。除了淡水或酸性污染源的大量注入引起海水酸化之外，有研究表明，水母暴發(fā)同樣會(huì)影響海水pH值[3]。水母暴發(fā)伴隨的水母消亡會(huì)造成海水暫時(shí)性和區(qū)域性的酸化，影響海水生物化學(xué)循環(huán)和一些海洋生物的生長(zhǎng)發(fā)育，致使正常食物鏈關(guān)系的破壞和海洋生態(tài)系統(tǒng)的失衡。有學(xué)者在pH值對(duì)水母生長(zhǎng)繁殖影響的研究中得出結(jié)論，認(rèn)為pH值對(duì)水母的影響并不大，例如pH值在6.5～10.0的范圍內(nèi)，海月水母螅狀體可以正常生殖[6]，但水母食性雜，酸性環(huán)境對(duì)某些海洋生物造成不適或死亡[3]，使水母捕食更加便利，從這個(gè)角度講，海水pH值降低促進(jìn)了水母的暴發(fā)。

3.4 溶解氧

有研究顯示，水母類對(duì)低氧環(huán)境的耐受能力比其他海洋生物更強(qiáng)[6]。經(jīng)多年對(duì)北戴河近岸海域水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，6—9月份，該海域溶解氧含量范圍為4～8.5 mg/L，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，6月和9月海水溶解氧含量略高于7月和8月，7—8月為水母生長(zhǎng)繁殖旺盛期，水母的大量繁殖和衰亡消耗海水中氧氣，致使海水中溶解氧含量相對(duì)較低。低氧的海水環(huán)境雖然對(duì)水母的影響不大，但是水母捕食者和水母攝食的魚類幼體的耐低氧能力較差，在低氧環(huán)境中可能出現(xiàn)死亡、逃避或者遲鈍等現(xiàn)象。從被捕食的角度講，對(duì)水母的威脅降低，從捕食者的角度講，水母攝食更加容易，從而為水母暴發(fā)提供更加適宜的環(huán)境，因此，低氧環(huán)境同樣使水母暴發(fā)成為可能[3]。

4 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)2019—2021年北戴河近岸海域水母暴發(fā)期海水水質(zhì)分析，得出三年來水母暴發(fā)期水溫為22.8～28.0 ℃，鹽度為20.50‰～31.82‰，pH值7.72～8.25，溶解氧為5.04～7.35 mg/L。在自然海域中，水溫和溶解氧相比鹽度和pH值對(duì)水母生長(zhǎng)繁殖產(chǎn)生的影響更大。水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表明，白色霞水母對(duì)水溫和溶解氧的要求更低，即其對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力更強(qiáng)。白色霞水母無經(jīng)濟(jì)價(jià)值，食性雜，廣鹽廣溫，抗逆性強(qiáng)，捕撈難度大，其生長(zhǎng)過程中會(huì)分泌毒素，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)、海上工程和航運(yùn)等方面都造成巨大的負(fù)面影響[12]，因此，應(yīng)加大對(duì)白色霞水母的防控力度。

水母暴發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，與水母自身生理結(jié)構(gòu)和繁殖特點(diǎn)、海洋生態(tài)環(huán)境、氣候變化、人類活動(dòng)等諸多因素有關(guān)，特別是近年來水母暴發(fā)給人類活動(dòng)和海洋生態(tài)環(huán)境造成的危害顯著，研究水母暴發(fā)原因已經(jīng)成為世界級(jí)熱點(diǎn)問題，但是水母暴發(fā)的直接原因仍未有足夠的證據(jù)闡明。以往對(duì)水母的研究大多都基于實(shí)驗(yàn)方法學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室改變不同影響因素的水平，探究水母最適生長(zhǎng)條件和活躍閾值，但結(jié)合水母生長(zhǎng)環(huán)境的跟蹤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和綜合分析并不多，筆者認(rèn)為，研究水母暴發(fā)機(jī)理離不開其生長(zhǎng)繁殖的自然環(huán)境，因此，積累長(zhǎng)期的水母監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)解開水母暴發(fā)之謎有重要的意義。

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（收稿日期：2021-09-14;修回日期：2021-11-07）