天氣條件對北戴河近岸海域水母暴發(fā)的影響

劉婧美 劉春洋 韓業(yè)越 趙吉

摘 要：為了解天氣條件對北戴河近岸海域水母暴發(fā)的影響，記錄了2019—2021年北戴河氣溫及水母暴發(fā)期光照和降雨情況，結(jié)合水母暴發(fā)期的水母日捕撈量分析得出：氣溫是水母暴發(fā)重要的誘因，自然光照對水母暴發(fā)影響不顯著，降雨對海月水母（Aurelia aurita）和沙蜇（StomoloPhus meleagris）暴發(fā)影響不顯著，對白色霞水母（Cyanea nozakii）暴發(fā)影響顯著。

關(guān)鍵詞：天氣條件;北戴河;近岸海域;水母;暴發(fā)

水母暴發(fā)是指大量水母在同一時間和區(qū)域內(nèi)聚集的現(xiàn)象。自上個世紀90年代開始，水母在全球沿海地區(qū)暴發(fā)的范圍和頻率愈加增大，給海洋環(huán)境和生態(tài)平衡帶來負面影響，對海洋工程設(shè)施、漁業(yè)捕撈、海濱旅游和航海運輸?shù)确矫嬉苍斐闪擞绊懞推茐腫1]，因此水母暴發(fā)已經(jīng)成為海洋生態(tài)學研究的熱點[2]，對水母暴發(fā)的預(yù)警和防控已經(jīng)成為人們勢必要解決的問題。有研究認為，水母暴發(fā)的誘因可能有氣候變化、過度捕撈、富營養(yǎng)化、生物入侵、棲息地改變等[3]，也有研究認為，水母生長繁殖受光照、氧氣、種群密度、餌料[4]、鹽度、酸堿度等方面的影響。有實驗表明，光照對水母的生長繁殖有影響[3-5]，但對于在近岸海域中生活的水母，水中的光源主要為自然光，而關(guān)于自然光照條件對水母暴發(fā)的影響方面的研究至今仍是空白。另外，水母暴發(fā)期如遇連續(xù)降雨或強降雨，近岸海水水質(zhì)會受到短暫影響，如鹽度降低、pH值波動、營養(yǎng)物質(zhì)增加等，可能對水母的生長繁殖產(chǎn)生一定影響。

為了解天氣條件對北戴河近岸海域水母暴發(fā)的影響，本研究記錄了2019—2021年北戴河氣溫及水母暴發(fā)期光照和降雨情況，結(jié)合水母暴發(fā)期的水母日捕撈量加以分析，以期為探究水母暴發(fā)機理提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查對象

北戴河海域常見水母暴發(fā)品種：海月水母（Aurelia aurita）、沙蜇（StomoloPhus meleagris）和白色霞水母（Cyanea nozakii）。

1.2 調(diào)查區(qū)域與時間

調(diào)查區(qū)域為北戴河近岸3海里固定海域，面積約6.30 km2。調(diào)查時間為2019年1月—2021年8月。

1.3 調(diào)查方法

在調(diào)查海域進行每周至少2次的日常巡視，當海面出現(xiàn)水母時巡視頻次調(diào)整為每日一次。當水母暴發(fā)期到來，即發(fā)現(xiàn)水母聚集區(qū)且密度≥10個/m3時，開始進行水母捕撈，捕撈時間為每天早晨06：00—08：00。采用大型油電混動捕撈船、小型電動捕撈艇和大型柴油動力捕撈船拖網(wǎng)捕撈，并記錄每種水母當日捕撈量。當水母暴發(fā)期結(jié)束，即連續(xù)三天單程航次捕撈水母個數(shù)≤10個時，終止捕撈。

記錄2019年1月—2021年8月氣溫及水母暴發(fā)期陰晴、降雨情況。

1.4 分析方法

1.4.1 氣溫對水母暴發(fā)的影響 根據(jù)水母當日捕撈量計算水母月捕撈比重，水母月捕撈比重（%）=當年此種水母當月捕撈量（kg）/當年此種水母捕撈總量（kg），水母月捕撈比重能夠反映某種水母在某年的暴發(fā)時間和相對暴發(fā)量。繪制三年來氣溫和水母月捕撈比重關(guān)系圖，分析氣溫與水母暴發(fā)的關(guān)系。

1.4.2 光照對水母暴發(fā)的影響 三年來水母暴發(fā)期海月水母、沙蜇和白色霞水母當日捕撈量按照自然光照強弱分為兩組數(shù)據(jù)，晴朗天氣下水母捕撈量為強光照組，陰雨多云天氣下水母捕撈量為弱光照組，利用Excel對兩組數(shù)據(jù)進行單因子方差分析，控制變量為光照，觀測變量為當日水母捕撈量，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。通過方差分析，判斷光照對海月水母、沙蜇和白色霞水母捕撈量的影響。

1.4.3 降雨對水母暴發(fā)的影響 三年來水母暴發(fā)期海月水母、沙蜇和白色霞水母當日捕撈量按照是否降雨分為兩組數(shù)據(jù)，即未降雨天當日水母捕撈量和降雨天當日水母捕撈量，利用Excel對兩組數(shù)據(jù)進行單因子方差分析，控制變量為降雨，觀測變量為水母捕撈量，顯著性判定方法同上。通過方差分析，判斷降雨對海月水母、沙蜇和白色霞水母捕撈量的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫對水母暴發(fā)的影響

2019—2021年月平均氣溫和北戴河近岸水母捕撈情況分析結(jié)果如圖1—圖3所示。

三種災(zāi)害性水母的暴發(fā)期集中在每年的7—8月份，即當?shù)貧鉁刈罡邥r期，其他月份未巡視捕撈到水母體，沙蜇僅在2019年有所捕撈，2020年和2021年均未捕撈到。海月水母暴發(fā)集中在7月份，沙蜇和白色霞水母暴發(fā)期在7—8月份，且8月份暴發(fā)量高于7月份。見圖1—圖3。

2019—2021年北戴河7月和8月平均氣溫差異不大，適宜的氣溫和穩(wěn)定的自然環(huán)境為水母暴發(fā)提供了溫床，三年來北戴河7月和8月氣溫情況見表1。

結(jié)合氣溫和水母暴發(fā)情況綜合分析，北戴河近岸海域水母暴發(fā)與當?shù)貧鉁孛芮邢嚓P(guān)。

2.2 光照對水母暴發(fā)的影響

? 2019—2021年，海月水母暴發(fā)期共72 d，其中強光照天氣27 d，弱光照天氣45 d;沙蜇暴發(fā)期共27 d，其中強光照天氣13 d，弱光照天氣14 d;白色霞水母暴發(fā)期共122 d，其中強光照天氣46 d，弱光照天氣76 d。經(jīng)過方差分析可得（見表2—表4），自然光照條件下強光照和弱光照對海月水母、沙蜇和白色霞水母暴發(fā)影響均不顯著（P>0.05）。

2.3 降雨對水母暴發(fā)的影響

2019—2021年，海月水母暴發(fā)期共72 d，其中未降雨天氣64 d，降雨天氣8 d;沙蜇暴發(fā)期共27 d，其中未降雨天氣23 d，降雨天氣4 d;白色霞水母暴發(fā)期共122 d，其中未降雨天氣107 d，降雨天氣15 d。經(jīng)過方差分析可得（見表5—表7），降雨對海月水母和沙蜇暴發(fā)影響不顯著（P>0.05），對白色霞水母暴發(fā)影響顯著（0.01

3 討論

3.1 氣溫對水母暴發(fā)的影響分析

北戴河地處中緯暖溫帶，屬半濕潤、季風型大陸性氣候，四季分明，受海洋的調(diào)節(jié)，具有海洋型氣候特點。據(jù)調(diào)查，2019年1月—2021年8月北戴河月平均氣溫在-11～28 ℃之間，最高溫出現(xiàn)在盛夏季節(jié)7—8月份，月平均氣溫在19～28 ℃之間，北戴河近岸海域水深4～11 m，海水溫度基本由氣溫所決定，北戴河近岸海域海水高溫期為每年的7—8月，平均水溫在22～28 ℃，非常適宜水母生長繁殖。有研究表明，海水溫度是海洋環(huán)境中較大的變量參數(shù)，特別對于暖溫帶氣候的北戴河而言，其分布的暖溫性水母更加容易隨海水的升溫而大量聚集旺發(fā)[3]，因此，氣候升溫是該地區(qū)水母大量聚集引起暴發(fā)的直接誘因之一。有資料顯示，溫度升高能夠直接促進水母的生長代謝，促進性成熟[4]。海水溫度能夠直接影響水母的分布、數(shù)量和生殖速率，海水升溫能夠增加暖溫性水母的生物量，適宜的溫度還可以增加水母的食物，為水母聚集提供條件[3]。全球氣溫變暖使水溫升高，致使海月水母種群數(shù)量大增[6]。因此，氣候升溫引起海水升溫，對水母聚集暴發(fā)有積極作用。

3.2 光照對水母暴發(fā)的影響分析

大量在實驗室進行的關(guān)于光照對水母生長繁殖的影響研究表明：光照是水母聚集旺發(fā)的誘導因素，適宜的光照有利于促進水母的生殖生長，達到暴發(fā)的要求[3]。光照強度對白色霞水母無性繁殖的影響研究證明，光照能影響白色霞水母螅狀體的生長存活和攝食[7]，適當?shù)墓庹障啾葟姽庹栈蛲耆珶o光更加適合白色霞水母螅狀體的生長[5]。光照對海月水母生長繁殖的研究證明，隨著光照強度的增加，海月水母螅狀體的存活時間變短[4]，強光條件下海月水母螅狀體的出芽生殖有所減少[8]，過強的光照會抑制海月水母的橫裂生殖[8-9]，但是相對于完全無光照的黑暗條件環(huán)境，適當?shù)墓庹湛梢钥s短海月水母螅狀體橫裂生殖所需的時間，有利于海月水母的橫裂生殖[10]。可見，在水母類生態(tài)學研究中，光照是很重要的環(huán)境因子。

但是自然環(huán)境中一般不會有實驗室人工設(shè)定的較為極端的光照條件，而且水母有趨利避害的本能反應(yīng)，因此研究水母暴發(fā)應(yīng)該結(jié)合自然環(huán)境和水母生物學特點。

3.3 降雨對水母暴發(fā)的影響分析

研究降雨對水母暴發(fā)的影響主要是考慮降雨為海水提供淡水，特別是連續(xù)降雨或強降雨可能對海水環(huán)境造成短暫的影響：一是大量淡水注入海中使海水鹽度降低;二是降雨使海水pH值產(chǎn)生波動;三是降雨會增加海水營養(yǎng)物質(zhì)，為水母提供餌料。海水環(huán)境的變化會對水母生長、繁殖和攝食造成一定的影響，從而影響水母的數(shù)量。

分析結(jié)果表明，降雨對北戴河海域海月水母和沙蜇暴發(fā)影響不顯著，對白色霞水母暴發(fā)影響顯著。近幾年北戴河海域白色霞水母數(shù)量逐漸增多，已經(jīng)成為水母暴發(fā)的主要品種之一，白色霞水母食性雜，多種游泳動物幼體和浮游生物都可為其食用[7]，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，白色霞水母還捕食其他種類水母。降雨為海洋其他海洋生物提供營養(yǎng)的同時，更為白色霞水母提供了豐富的食物來源。另外，白色霞水母適應(yīng)能力強，降雨引起的海水鹽度降低、pH值波動等海洋環(huán)境的改變可能不會對白色霞水母造成明顯影響，但是會對白色霞水母捕食的一些海洋生物造成不適或死亡，從而使白色霞水母的捕食更加容易，其繁殖能力強，生長速度極快，豐富的餌料資源無疑為其暴發(fā)提供了適宜條件。白色霞水母生長過程中會分泌毒素，對海洋漁業(yè)生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害[5]，建議當?shù)赜嘘P(guān)部門在7—8月份強降雨前做好白色霞水母暴發(fā)防控預(yù)警工作。

4 結(jié)論

經(jīng)過對2019—2021年北戴河近岸海域水母暴發(fā)情況和天氣情況綜合分析，得出氣溫是該海域水母暴發(fā)重要的誘因，而自然光照條件下強光照和弱光照對水母暴發(fā)影響不顯著，降雨對海月水母和沙蜇暴發(fā)影響不顯著，但對白色霞水母暴發(fā)影響顯著。

近些年來，水母暴發(fā)現(xiàn)象愈發(fā)嚴重，給海洋生態(tài)環(huán)境和人類活動帶來了嚴重的危害[1]，為探究水母暴發(fā)的誘因，提出水母防控對策，研究者開展了水母生態(tài)學、生長繁殖及水母暴發(fā)影響因素等方面的研究[2]，但是在自然環(huán)境中開展長期的水母跟蹤調(diào)查和監(jiān)測捕撈不僅難度大，而且成本高，因此，對水母的研究大多在實驗室中進行，往往存在人工設(shè)定的因素水平與實際環(huán)境偏離或特殊因素無法模擬等弊端，所以研究數(shù)據(jù)仍不能明確解釋水母暴發(fā)誘因。水母暴發(fā)是一個綜合性極高的研究課題，與海水水文水質(zhì)、海洋生態(tài)結(jié)構(gòu)、天氣條件、氣候變化及人類活動影響等因素有關(guān)，因此，破解水母暴發(fā)的誘因應(yīng)該在水母生態(tài)學研究的基礎(chǔ)上結(jié)合自然環(huán)境，建立水母與環(huán)境長效監(jiān)測機制，形成數(shù)據(jù)鏈，從多角度綜合分析水母暴發(fā)的影響因素，進而逐步控制水母暴發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻：

[1] 程家驊，李圣法，丁峰元，等.東、黃海大型水母暴發(fā)現(xiàn)象及其可能成因淺析[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息，2004，19（5）：10-12.

[2] 張芳，孫松，李超倫.海洋水母類生態(tài)學研究進展[J].自然科學進展，2009，19（2）：121-130.

[3] 曲長鳳，宋金明，李寧.水母旺發(fā)的誘因及對海洋環(huán)境的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學報，2014，25（12）：3701-3712.

[4] 王建艷，于志剛，甄毓，等.環(huán)境因子對海月水母生長發(fā)育影響的研究進展[J].應(yīng)用生態(tài)學報，2012，23（11）：3207-3217.

[5] 孫明，董婧，王愛勇.光照強度對白色霞水母（Cyanea nozakii Kishinouye）無性繁殖的影響[J].海洋與湖沼，2012，43（3）：562-567.

[6] DAWSON M N，JACOBS D K.Molecular evidence for cryptic species of Aurelia aurita （Cnidaria，Scyphozoa）[J] .Biology Bulletin，2001，200：92-96 .

[7] 孫明，董婧，劉春洋，等.光照對白色霞水母螅狀體生長的影響[J].水產(chǎn)科學，2009，28（7）：399-401.

[8] LIU W C，LO W T，PURCELL J E，et al.Effects of temperature and light intensity on asexual reproduction of the scyphozoan Aurelia aurita（L.） in Taiwan[J].Hydrobiologia，2009，616（1）：247-258.

[9] ISHII H，SHIOI H.The effects of environmental light condition on strobilation in Aurelia aurita polyps[J].Sessile Organisms，2003，20（2）：51-54.

[10] 周強，王云忠，齊繼光，等.環(huán)境因子對4種常見觀賞性水母生長發(fā)育影響的研究進展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2019（10）：120-124.

（收稿日期：2021-09-26;修回日期：2021-12-13）