福建莆田海域指溝卡爾藻赤潮海洋監(jiān)測浮標數據變化及成因分析

李青俞

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

赤潮是由一些海洋微藻、原生動物或者細菌在水體中暴發(fā)性繁殖或者聚集而造成的一類典型的生態(tài)災害。赤潮的發(fā)生是一個綜合了水文氣象、物理、化學、生物等一系列因素的復雜過程[1-2]。當赤潮發(fā)生時，赤潮生物迅速消耗氮、磷等營養(yǎng)鹽，合成有機物，夜間因其呼吸作用而大量消耗溶解氧，并且在赤潮衰敗時，赤潮生物分解也會消耗大量的溶解氧，從而造成水體缺氧。如果是由有毒生物引發(fā)的赤潮，其毒素將殺死養(yǎng)殖生物或者在養(yǎng)殖生物體內富集，隨著水產品被人攝食而進入人體，影響人的健康甚至危及生命。赤潮的種類包括所有能改變海水顏色的有毒藻或無毒藻引發(fā)的赤潮，以及那些雖然生物量低、不能改變海水顏色，但因含有藻毒素而具有危害性的藻華[2]。

南日島位于福建省莆田市東南部興化灣和平海灣交匯處，東涉臺灣海峽，盛產鮑、大黃魚、蟹、紅毛藻等多種水產品。最近20年，南日島周邊海域是赤潮高發(fā)區(qū)，也是損失的重災區(qū)[3]；未來5年，南日島所處的福清市南部—莆田東北部近岸海域的赤潮災害危險度為高危險區(qū)[4]，因此莆田南日島海域赤潮防災減災需要受到極大關注。

指溝卡爾藻(Karlodiniumdigitatum)是一種有毒的海洋甲藻，曾被鑒定為指溝凱倫藻(Kareniadigitata)，隸屬裸甲藻目(Gymnodiniales)凱倫藻科(Kareniaceae)卡爾藻屬(Karlodinium)。指溝卡爾藻曾于1995年、1996年夏季及1997年11月在日本沿海形成過赤潮，造成魚類死亡[5]；1989年首次在中國香港海域出現，1995年再次出現，但直到1998年才形成赤潮。在1998年我國香港海域暴發(fā)的特大型凱倫藻赤潮中，指溝卡爾藻作為新種被首次報道[6-7]；2019年5月福建平潭發(fā)生大規(guī)模米氏凱倫藻赤潮，后被證實肇事種是指溝卡爾藻[8]，這是我國目前僅有的兩起被報道的指溝卡爾藻赤潮，均導致大量魚類死亡和重大經濟損失。

海洋監(jiān)測浮標(以下簡稱浮標)具備實現各類天氣條件下連續(xù)、定時、定點24 h不間斷監(jiān)測的特性，可實時地自動監(jiān)測海洋環(huán)境要素的變化，實現對赤潮全過程的跟蹤監(jiān)測，彌補了人工監(jiān)測的不足，對于研究赤潮機制和快速預警預報具有重要意義[9-16]。利用浮標監(jiān)測赤潮最大的不足是其不能監(jiān)測赤潮生物的種類和密度。莆田海域浮標建設依托國家2015年海灣(海岸帶)整治修復項目，于2017年正式投入使用，目前共有4套。莆田海域浮標運行了近6年，積累了海量的數據，并被多次應用到莆田海域的赤潮防災減災工作中，對赤潮的監(jiān)測發(fā)揮了重要的作用。

本文主要根據2022年莆田南日島海域發(fā)生的指溝卡爾藻赤潮過程中浮標氣象、水質及營養(yǎng)鹽數據，并結合現場人工監(jiān)測結果進行分析，初步探討本次指溝卡爾藻赤潮暴發(fā)的原因，以期為赤潮研究提供資料參考。

1 材料和方法

1.1 浮標監(jiān)測

浮標布設在南日島坑口海域的鳥嶼浮標(25.256 8°N、119.489 2°E)、港南海域的港南浮標(25.156 8°N、119.472 6°E)、筶杯島海域的筶杯島浮標(25.339 6°N、119.272 7°E)，浮標布設位置見圖1。由于本次赤潮發(fā)生在南日島附近海域(圖1紅圈所示海域)，因此本文使用布設在南日島坑口浮標和港南浮標的數據進行分析，而筶杯島浮標數據則用于參照。

浮標主要搭載美國YSI水質監(jiān)測儀、芬蘭VAISALA分體式氣象監(jiān)測儀及斯坦道OSTD-NutriS原位營養(yǎng)鹽分析儀(坑口海域的鳥嶼浮標未搭載營養(yǎng)鹽分析儀)等設備，主要監(jiān)測的要素有風速、風向、氣壓、相對濕度、氣溫、溶解氧(DO)、電導率、鹽度、水溫、pH值、葉綠素a(Chl-a)、濁度、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、磷酸鹽。浮標由廈門斯坦道科學儀器有限公司運維團隊定期運維(4—6月每半月1次，其他月份每月1次)、校對保證浮標系統的正常運行。所使用的參數均定期與計量認證的通用方法比對，確保浮標監(jiān)測數據的真實可靠性。浮標水質探頭布設在水下1.0 m處，氣象探頭布設在水面1.5 m高度。水質和氣象每隔30 min采集一組數據，營養(yǎng)鹽數據每隔4 h采集一次。浮標采集的數據通過雙北斗衛(wèi)星通信系統實時發(fā)送至數據接收服務器。

自然界中浮游植物葉綠素以葉綠素a占絕大多數，在發(fā)生赤潮時，水體中葉綠素a含量通常超過10.0 μg/L[1]。在浮標用于赤潮監(jiān)測和研究中，一般以葉綠素a含量達到或超過10.00 μg/L即認為出現赤潮[14，16-17]。因此本文以海域中葉綠素a大于10.00 μg/L且赤潮生物超過或接近赤潮基準濃度認為該海域中存在赤潮。

1.2 人工監(jiān)測

赤潮現場人工監(jiān)測依據《海洋監(jiān)測規(guī)范》[18-19]相關規(guī)定開展。浮游植物樣品按每L水加6～8 mL魯哥氏碘液固定后帶回實驗室，在萊卡倒置顯微鏡下鑒定和顯微計數，確定赤潮優(yōu)勢種及細胞密度。每份水樣計數3個分樣，取平均值。

2 結果與分析

2.1 赤潮過程描述

6月1日南日島坑口海域檢出指溝卡爾藻，密度為1.02×106cell/L。在光鏡下，該藻為細小單一細胞，總體呈現球狀或卵狀，細胞長度為10～26 μm，寬度為10～22 μm；上殼半球形或寬的圓錐形，下殼半球形，底部無凹陷。按照《赤潮監(jiān)測技術規(guī)程》[20]相關規(guī)定，該藻赤潮生物細胞密度基準濃度為1.0×106cell/L，故判定南日島海域已經發(fā)生赤潮。在本次赤潮過程中，大部分時間赤潮海域水色正常，僅在部分時間(6月3日和6月7日)部分海域(坑口海域)可見到不連續(xù)黑褐色、油膜狀片狀水團，有分層現象。赤潮造成了網箱養(yǎng)殖的鮑魚、大黃魚、鱸魚、紅魚、真鯛、黑鯛等出現不同程度的死亡。本次赤潮期間共采集赤潮海域10份貝類樣品，并檢測其麻痹性貝毒和腹瀉性貝毒含量，結果均未檢出。人工監(jiān)測結果見表1。

表1 本次赤潮過程人工監(jiān)測結果

2.2 赤潮過程浮標數據變化及分析

為便于分析浮標數據，結合現場監(jiān)測數據及浮標監(jiān)測數據，將本次赤潮過程分為以下3個過程：赤潮暴發(fā)前(5月26日至31日)未檢出指溝卡爾藻，部分監(jiān)測指標出現異常；赤潮發(fā)展及維持階段(6月1日至8日)，此過程葉綠素a超過警戒值10.00 μg/L，指溝卡爾藻密度超過或接近赤潮基準濃度(1.0×106cell/L)，養(yǎng)殖生物死亡；赤潮消亡階段(6月9日至13日)，葉綠素a低于10.00 μg/L，指溝卡爾藻密度遠低于赤潮基準濃度，未出現養(yǎng)殖生物死亡。

2.2.1 氣象數據

如表2所示，赤潮暴發(fā)前坑口及港南海域天氣以陰天為主，平均氣溫逐漸升高，6月6日至9日莆田普降大到暴雨，各海域氣溫均降低，隨后各海域氣溫均不同程度回升。如圖2(a、b、c)風向玫瑰圖顯示，在整個赤潮過程中，港南海域以西北風為主，坑口海域以西北風為主，均有利于赤潮生物向岸邊聚集；筶杯島海域以西南風為主，不利于赤潮生物向岸邊聚集。如圖2(d)所示，整體上筶杯島海域風速高于南日島海域。赤潮暴發(fā)前坑口及港南海域日最大平均風速不超過5.0 m/s，存在2個低風速時間段，分別是5月28日及5月31日。在赤潮發(fā)展及維持階段，天氣仍以陰天為主，平均風速有逐漸增大趨勢，日最大平均風速達8.0 m/s。

表2 氣象信息

2.2.2 水溫、鹽度

水溫如圖3(a)所示，5月26日至6月6日，港南、坑口和筶杯島浮標所在海域水溫均呈現快速升高趨勢，港南海域水溫由20.15℃快速上升到23.52℃；坑口海域水溫由20.20℃快速上升到23.85℃；筶杯島海域水溫由20.88℃升高至24.89℃。南日島海域最高葉綠素a含量出現在水溫22.29～23.18℃之間。6月6日至10日，水溫有一個降低過程，10日至13日水溫略有回升。

鹽度如圖3(b)所示，赤潮暴發(fā)前，港南海域鹽度在30.00～30.50之間小幅度波動；坑口海域鹽度有逐漸升高的趨勢，由29.80升高至31.23；筶杯島海域鹽度因受到木蘭溪徑流影響而鹽度偏低，在24.44～29.63之間波動，平均值為27.81；各海域鹽度日內均呈現窄幅波動。在赤潮發(fā)展及維持階段，港南及坑口海域海水鹽度總體呈現日內寬幅波動的趨勢，最高葉綠素a含量出現在鹽度30.28～30.80。6月6日至13日，港南海域鹽度在30.20～32.89之間寬幅波動；坑口海域鹽度在26.87～31.69之間寬幅波動；筶杯島海域鹽度出現一個明顯下降的過程，鹽度由29.63降至最低10.40，平均值為23.23。

6月6日至13日，南日島海域及筶杯島海域水溫降低和鹽度寬幅波動與此段時間內莆田市出現的明顯降水過程有關。鹽度變化除受到潮汐影響外，還極易受到地表徑流的影響。大量降水導致地表徑流加大，隨著淡水大量注入海域，導致各海域鹽度寬幅波動，筶杯島海域尤為顯著。

2.2.3 pH、溶解氧、葉綠素a

港南海域、坑口海域和筶杯島海域pH、溶解氧、葉綠素a數據分析如圖4所示。

1)港南海域

赤潮暴發(fā)前，港南海域pH值(7.97～8.06)、溶解氧(7.15～7.93 mg/L)、葉綠素a(1.10～5.33 μg/L)窄幅波動。pH值、溶解氧和葉綠素a在5月29日下午17：30(pH值8.05、溶解氧10.65 mg/L、葉綠素a17.64 μg/L)及5月30日13：30(pH值8.19、溶解氧8.43 mg/L、葉綠素a28.48 μg/L)均同時出現階段性峰值。

2)坑口海域

赤潮暴發(fā)前，坑口海域葉綠素a含量在1.00～5.46 μg/L之間波動；雖然6月1日在坑口碼頭附近海域已檢出密度為1.02×106cell/L的指溝卡爾藻，其已超過該藻的赤潮基準值，但浮標數據顯示，整個海域葉綠素a含量相對赤潮暴發(fā)前峰值只是略有升高，直至6月3日才出現高于10.00 μg/L的峰值；6月3日前，葉綠素a的峰值均短暫出現在高潮后0.5 h內或低潮前0.5 h內；6月3日至8日，葉綠素a值表現為每日3～5個峰值，其他時間則較低。赤潮暴發(fā)前pH值在8.03～8.10之間窄幅波動；5月31日中午出現pH值異常增高，并一直維持在高位，在8.15～8.34之間波動，日內pH值波動變大直至赤潮消亡。赤潮暴發(fā)前，溶解氧濃度在6.69～7.69 mg/L之間窄幅波動；赤潮暴發(fā)期溶解氧濃度在6.63～9.77 mg/L之間寬幅波動，每日1個峰值，且峰值逐漸變大，至4日達到最高峰值9.77 mg/L，此后峰值逐漸降低直至赤潮消亡；赤潮消亡后溶解氧濃度呈現窄幅波動且整體含量低于赤潮暴發(fā)前。

現場人工監(jiān)測數據顯示，赤潮初期坑口海域僅靠近岸邊的站位的指溝卡爾藻的密度超過赤潮基準值，而坑口海域其他區(qū)域指溝卡爾藻密度并未超過赤潮基準值，密度在2.77×105～7.70×105cell/L之間。浮標(浮標距離海岸2 km左右)每日在高潮后0.5 h和低潮前0.5 h可短暫監(jiān)測到葉綠素a峰值，其他時段則較低。隨著赤潮的擴散及面積增加，在指溝卡爾藻細胞群體暴發(fā)性增殖疊加高度聚集作用下，整個海域的葉綠素a含量才開始整體升高，此時浮標1 d內可在不同時段監(jiān)測到多個峰值，葉綠素a含量整體較前一階段高。據此推測，在坑口海域指溝卡爾藻赤潮初期，近岸水域高密度指溝卡爾藻是因藻類細胞高度聚集而導致的。

3)筶杯島海域

5月26日至6月4日，筶杯島海域pH值(8.00～8.08)、溶解氧(6.78～7.76 mg/L)和葉綠素a(1.21～10.65 μg/L)在各自“箱體”內窄幅波動，每日出現1～2個峰值，其中葉綠素a在5月31日至6月1日凌晨，形成階段峰值，最高值達10.65 μg/L，這或與水體中較高密度的中肋骨條藻有關(表1)。筶杯島海域6月5日檢出指溝卡爾藻。6月5日至9日，筶杯島海域pH值、溶解氧、葉綠素a均突破前期波動“箱體”，日內寬幅波動，在6月7日達到最高值，分別達到8.28、9.24 mg/L和23.5 μg/L，9日后逐日降低。

2.2.4 主要營養(yǎng)鹽

港南海域和筶杯島海域營養(yǎng)鹽數據分析如圖5所示。

1)港南海域

赤潮暴發(fā)前，港南海域磷酸鹽含量在0.001 2～0.023 mg/L之間，平均值為0.011 mg/L，磷酸鹽含量較低，參考《海水水質標準》(GB 3097—1997)[21]屬于一、二類海水；氨氮含量為0.001 3～0.043 mg/L，平均值為0.001 8 mg/L，溶解無機氮(DIN)含量為0.029～0.35 mg/L，屬于一、二類海水；氮、磷含量均呈現日內窄幅波動的趨勢。氮磷比(N/P)值在1.47～110.90之間，平均值為17.14，高于正常海水(N/P值為16)[22-23]，尤其是在5月31日，由于大量氨氮的匯入，該海域N/P值最高達110.90。因此，赤潮暴發(fā)前，港南海域屬于低磷和高N/P的海域。

5月31日，南日島海域中雨，港南海域磷酸鹽及氨氮含量顯著上升，磷酸鹽含量于6月1日達到階段峰值，最高值達0.10 mg/L，是赤潮暴發(fā)前平均值的9倍。6月1日至赤潮消亡，磷酸鹽含量在0.000 6～0.010 mg/L，平均值為0.030 mg/L，呈現日內1～2個峰值寬幅波動的趨勢，大部分時間高于海水三類水標準。氨氮濃度也顯著上升并在5月31日達到峰值，最高值達0.24 mg/L，6月1日出現次高峰，最高值為0.12 mg/L。6月2日至赤潮消亡，氨氮含量與赤潮暴發(fā)前相當。溶解無機氮含量在0.019～0.17 mg/L之間，N/P值在0.34～171.60之間，平均值為9.74。此階段，港南海域屬于富營養(yǎng)水質和低N/P的海域。

5月26日至6月13日，亞硝酸鹽氮含量為0.000 6～0.020 mg/L，平均值為0.010 mg/L；硝酸鹽氮含量為0.001 2～0.13 mg/L，平均值為0.057 mg/L。

2)筶杯島海域

5月26日至6月6日，筶杯島海域營養(yǎng)鹽含量總體呈現下降趨勢，日內窄幅波動。磷酸鹽含量在0.014～0.006 8 mg/L之間，平均值為0.036 mg/L，屬于三、四類海水；氨氮含量為0.002 3～0.096 mg/L，平均值為0.005 4 mg/L；硝酸鹽氮含量在0.20～0.72 mg/L之間，平均值為0.428 mg/L；亞硝酸鹽氮含量在0.017～0.046 mg/L之間，平均值為0.039 mg/L，溶解無機氮含量在0.25～0.86 mg/L之間，平均值為0.52 mg/L；N/P值在9.49～18.86之間，平均值為14.41。

6月7至13日，筶杯島海域營養(yǎng)鹽含量總體急劇升高，日內寬幅波動。溶解無機氮含量在0.35～1.43 mg/L之間，N/P值在7.77～21.67之間，平均值為14.33。

5月26日至6月13日，筶杯島海域都屬于高營養(yǎng)鹽和低N/P的海域?？傮w而言，該海域營養(yǎng)鹽含量高于港南海域。

3 討論

3.1 氣象因素對赤潮的影響

赤潮暴發(fā)前，莆田市海域無明顯天氣過程影響，風速和風浪較小。各海域以陰天為主，屬于弱光照條件。當水體中硅藻和甲藻并存時，在弱光照下，甲藻的競爭力較強，而在高光照下，硅藻的競爭力較強[24-25]。赤潮發(fā)生前后坑口海域平均風速為1.18 m/s，港南海域平均風速為2.26 m/s。弱光照和低風速為赤潮暴發(fā)前指溝卡爾藻的強競爭力提供了保證。港南海域以西北風為主，港南海岸線為西北東南走向，坑口海域以西北風為主，坑口海岸線為東北西南走向，均有利于赤潮生物向沿岸海域聚集。

3.2 水溫、鹽度對赤潮的影響

水溫被認為是暴發(fā)赤潮較為重要的環(huán)境因子之一，水溫的突然升高和降雨后鹽度的降低容易刺激赤潮生物的生長而引發(fā)赤潮[26-27]。但本文研究發(fā)現，本次指溝卡爾藻赤潮暴發(fā)前、赤潮發(fā)生及維持階段水溫和鹽度均是持續(xù)升高的，這和陳國斌研究廈門同安灣海域血紅哈卡藻赤潮的結果[9]一致。南日島海域赤潮發(fā)展及維持階段水溫在20.15～23.86℃之間，南日島海域最高葉綠素a含量出現在水溫22.29～23.18℃，推測指溝卡爾藻最適水溫約為22～23℃。

鹽度通過影響浮游植物的滲透壓而能夠制約浮游植物的時空分布，是影響浮游植物生長的重要環(huán)境因子之一[28-30]。本次指溝卡爾藻赤潮暴發(fā)前、赤潮發(fā)生及維持階段鹽度在30.02～32.89之間，而2022年6月平潭海域的指溝卡爾藻赤潮暴發(fā)期間鹽度在29.20～32.1之間[31-33]，推測指溝卡爾藻的適宜鹽度范圍大致在29～33之間。雖然許多赤潮生物對于鹽度沒有嚴格的要求，但是指溝卡爾藻是一種不具殼片甲藻，其細胞壁只有平滑、有彈性的薄板[6，34]，因此指溝卡爾藻細胞對于鹽度變化極為敏感，劇烈的鹽度變化可使其細胞滲透壓改變，導致細胞破裂而死亡。因此，6月6日后，鹽度的寬幅波動是指溝卡爾藻赤潮難以繼續(xù)維持而迅速消亡的原因之一。

3.3 水文條件對赤潮的影響

莆田海域春、夏兩季主要受浙閩沿岸流(低溫、低鹽)和臺灣暖流(高溫、高鹽)的影響[35]。浙閩沿岸流3月至4月逐漸減弱，5月北撤至平潭島附近海域，6月基本消失[36]。如表3所示，通過統計2017至2022年歷年5月26日至6月6日期間南日島海域(浮標數據)平均水溫及鹽度發(fā)現：相比前5年，2022年港南海域平均水溫偏低1.58～4.23℃、平均鹽度偏低1.44～3.74，坑口海域平均水溫偏低0.95～3.98℃、平均鹽度偏低1.87～3.59，均為近5年來最低(筶杯島海域屬于河口海域，因而不在此討論范圍內)。鹽度32的等值線可以大體代表浙閩沿岸流的邊界[35]，直至6月6日港南海域鹽度才升至32左右。由此推測，相較往年，2022年5月底至6月初莆田海域浙閩沿岸流偏強并占據主導地位。

表3 南日島海域2017—2022年5月26日至6月6日平均水溫和鹽度統計

較強的浙閩沿岸流帶來的大范圍低溫海水對早期福建近岸甲藻赤潮優(yōu)勢種東海原甲藻的成長起到抑制作用[37]，5月中旬南日島海域東海原甲藻赤潮僅維持了5 d[38-39]，這也間接為指溝卡爾藻赤潮暴發(fā)創(chuàng)造了條件。當浙閩沿岸流已經完全退出莆田海域時，其對東海原甲藻的抑制作用消失，這可能是6月9日坑口海域出現指溝卡爾藻赤潮向東海原甲藻赤潮演替的原因之一。

5月下旬至6月初，北向的臺灣暖流的突然增強而引發(fā)的高溫、高鹽水體入侵，從而導致莆田海域浙閩沿岸流影響力減弱和近岸水體溫度、鹽度的迅速升高，冷暖水對峙的鋒面向北移動。南日水道在臺灣暖流和浙閩沿岸流兩股水團交界處出現明顯的溫鹽躍層[40]。在本次赤潮過程中，人工現場監(jiān)測也發(fā)現不連續(xù)黑褐色、油膜狀片狀、有分層現象的水團。溫鹽躍層的出現使水體上下層之間交互不暢而導致分層，水體理化性質相對穩(wěn)定，有利于指溝卡爾藻赤潮的形成和維持。

6月6日以后隨著冷暖水對峙鋒面的不斷北移，疊加大風及大量降水，海域水體分層現象被打破，在浮標監(jiān)測數據上則表現為水溫、鹽度等數值呈現寬幅波動。此后赤潮迅速消亡。因此，穩(wěn)定水文條件是指溝卡爾藻赤潮得以發(fā)生和維持的重要條件。

3.4 營養(yǎng)鹽對赤潮的影響

眾多研究均表明富營養(yǎng)水質是赤潮暴發(fā)的重要條件。一般而言，近岸海域營養(yǎng)鹽普遍充足，布設在港南海域和筶杯島海域的浮標長期監(jiān)測的數據也證明了這一點。硅藻和甲藻對溫度和營養(yǎng)鹽(氮、磷及其比值)變化的響應模式不同：硅藻偏好低溫和高營養(yǎng)鹽；而甲藻對溫度和營養(yǎng)鹽相對不敏感，但傾向于低磷和高氮磷比的環(huán)境。硅藻和甲藻的這些生態(tài)位特性差異決定了升溫導致的低營養(yǎng)鹽及富營養(yǎng)化引起的高N/P值都會促進甲藻的快速生長[41]。赤潮暴發(fā)前，港南海域的低磷、低營養(yǎng)鹽環(huán)境有利于指溝卡爾藻在與其他硅藻競爭過程中搶占生態(tài)位。一般認為，浮游植物更偏好吸收氨氮，會優(yōu)先利用氨氮，隨后才是硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮[42]。這是由于氨氮屬于還原態(tài)的氮，浮游植物細胞可直接利用其進行氨基酸等生命必需物質的合成，而硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮需要在細胞內被還原后才能被同化利用[42]。在深圳海域紅色赤潮藻赤潮過程中，大鵬灣灣頂海域營養(yǎng)鹽(尤其是氨氮)的突然升高被認為是導致赤潮的直接誘因[12]。本次指溝卡爾藻赤潮過程中也同樣出現了營養(yǎng)鹽特別是氨氮的突然升高現象。5月31日降水給港南海域帶來大量的營養(yǎng)鹽尤其是氨氮，一方面提供大量易被指溝卡爾藻吸收利用的氮源；另一方面，降水不僅提高了港南海域的營養(yǎng)鹽含量，同時還提高了水體N/P值(如圖5e所示)。這是因為富營養(yǎng)化引起的高N/P同樣也促進了指溝卡爾藻的快速生長，加速了赤潮的暴發(fā)。由此推測，港南海域營養(yǎng)鹽(尤其是氨氮)突然升高是本次指溝卡爾藻赤潮暴發(fā)的直接誘因。

3.5 赤潮擴散路徑分析

結合現場人工采樣及浮標數據分析，各海域受到赤潮影響從早到晚排序為港南海域最早、坑口海域和東岱海域次之、筶杯島海域最晚。港南海域最早在5月29日下午pH值、溶解氧和葉綠素均同時出現階段性峰值，葉綠素a含量更是高達17.64 μg/L；坑口海域在6月1日雖然已經檢出高密度的指溝卡爾藻，但是整個海域的葉綠素a含量并不高，直至6月3日才出現高于10 μg/L的峰值；筶杯島海域直至6月5日才檢出指溝卡爾藻。由此推測，指溝卡爾藻赤潮最早應該在港南海域暴發(fā)。

興化灣是受南日水道和興化水道兩股潮流作用，其中灣內南側海域主要受南日水道潮流控制，灣內北側和深槽海域主要受興化水道潮流作用。漲潮時，南日水道潮流沿深槽南側向灣頂運動[43]。興化灣海域潮汐屬于規(guī)則半日潮[43]，5月30日至6月1日(農歷五月初一至初三)是莆田海域的大潮期。大潮期間不僅帶來了大量外海海水，同時也帶來港南海域包含指溝卡爾藻細胞的水團。退潮時，坑口海域沿岸內灣性水域和石城漁港滯留了部分含有指溝卡爾藻細胞的水團。在表層風海流作用下，指溝卡爾藻在該海域沿岸大量聚集，并在適宜的條件下，其細胞群體暴發(fā)性增殖，而增殖后的種群又因弱風和相對緩慢的潮流無法擴散，最終導致在坑口海域和石城漁港內形成了赤潮。因此，潮流的聚集作用是坑口海域和石城漁港暴發(fā)赤潮的重要推手。

南日群島內的主要潮流通道流向大致呈西北東南走向[44]。南日島東部海域為敞開海域，與外海具有明顯的交換作用。夏季南日島外海存在一個低溫高鹽海水涌升中心[45]。據此推測，南日島坑口海域指溝卡爾藻細胞群體隨著潮流擴散至東岱海域，該海域低溫和高鹽的海水并非指溝卡爾藻最適的溫鹽條件，未能暴發(fā)性增殖，加之此處海水與外海交流通暢、潮流的聚集作用弱，因而未發(fā)生指溝卡爾藻赤潮。

隨著南日島海域與外海海水的交換，指溝卡爾藻細胞群體隨著冷暖水對峙鋒面的不斷北移而擴散至更北部的海域。處于南日島東北方向的平潭海域6月9日也報告發(fā)生了指溝卡爾藻赤潮，影響面積約8 km2，直至6月13日才消亡[31-33]。

綜上所述，推測本次指溝卡爾藻赤潮擴散路徑為：存在于港南海域的指溝卡爾藻“種子”細胞在適宜的條件下形成高密度的營養(yǎng)細胞群體，率先在港南海域形成赤潮，在潮水和冷暖水對峙鋒面不斷北移的作用下，擴散至石城漁港、坑口海域，繼而進一步擴散至東岱海域、筶杯島海域和平潭海域。

3.6 指溝卡爾藻赤潮的特點及毒性問題

本次赤潮過程海域水色正常，僅在部分時間部分海域(坑口海域)可見到異常情況，在赤潮發(fā)展及維持階段，很難通過肉眼發(fā)現，也很難通過直接觀察而估算赤潮面積，并且赤潮期間多次出現大霧和暴雨等不利情況，這給赤潮人工走航跟蹤監(jiān)測帶來困難，反映出人工監(jiān)測手段的不足之處，但浮標監(jiān)測很好地彌補了這一缺點。

在1997年日本下關漁港指溝卡爾藻赤潮中，指溝卡爾藻密度最高在3.00×106～5.00×106cell/L之間，大部分海域超過5.00×105cell/L，造成了魚類大量死亡，而104cell/L海域則未出現魚類死亡[5-6]。在1998年我國香港海域“紅潮”過程中，當監(jiān)測點海域指溝卡爾藻最高密度為2.1×105cell/L時，該海域附近的漁場就已經受到影響[46]。2019年5月福建平潭發(fā)生大規(guī)模指溝卡爾藻赤潮，5月23至25日該海域指溝卡爾藻最高密度在3.60×105～9.80×105cell/L之間，造成了魚類大量死亡[47-49]。本次指溝卡爾藻赤潮現場監(jiān)測發(fā)現，當海域中指溝卡爾藻密度達到104cell/L時，其就能造成網箱養(yǎng)殖的小規(guī)格大黃魚(0.1 kg以下)大量死亡，105cell/L密度就可以造成大黃魚(含成魚)、鱸魚、紅魚、真鯛、黑鯛等網箱養(yǎng)殖的魚類大量死亡。顯然，按照赤潮監(jiān)測技術規(guī)程(HY/T 069—2005)[20]中相關標準(指溝卡爾藻赤潮基準濃度定為1.0×106cell/L)，此時已經非常不利于赤潮的防災減災了。指溝卡爾藻赤潮如何引起魚類的死亡，以及其是否產生毒素及毒素的理化特性等問題還需進一步研究。

致謝：莆田市水產科學研究所王春忠研究員、莆田市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測站張麗高級工程師及全體同仁在樣品采集、數據整理上給予諸多支持，在此一并致謝。