海洋生态灾害频发

赤潮等生态灾害在世界范围的沿海时有发生。但是，近些年来在我国沿海发生的赤潮、绿潮、褐潮、水母旺发和外来生物入侵等生态灾害，频率之高、规模之大和影响之严重都是历史上少见的。

（一）赤潮灾害

1.赤潮在世界沿海扩展快

赤潮（red tide）泛指由于海洋浮游生物的过度繁殖而造成海水变色（一般为红色）的现象（图2-14）。在我国的香港则称之为“红潮”。由于引起海水变色的赤潮藻（有时是原生动物）不同，所以赤潮发生时海水颜色并不都是红色。1952年，我国在莱州湾和黄河口附近海域最早记录了夜光藻形成的赤潮。

图2-14　赤潮

近些年，国际科学界将那些造成直接危害的赤潮，称为有害藻类水华（harmful algal bloom，HAB），而把一些无直接危害的赤潮（如一些硅藻引起的赤潮）不归于此类（齐雨藻，2003）。因此，有害藻华指海水中能够引起鱼类死亡、水产品染毒或生态系统结构和功能改变的藻类增殖或聚集。在我国，微藻形成的有害藻华，常被称作“有害赤潮”。

有害赤潮在全球分布广，扩展也快。例如，能产生麻痹性贝毒的有害赤潮塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense），在20世纪70年代仅知在欧洲、北美、日本附近的温带海域出现，但在90年代就扩展到了南半球；另一种产麻痹性贝毒的赤潮藻微小亚历山大藻（A.minutum），1988年仅发现于埃及，但此后在澳大利亚、意大利、爱尔兰、法国、西班牙、葡萄牙、土耳其、泰国、新西兰、日本、中国，以及北美地区也逐渐被发现。

20世纪90年代后，尤其是进入21世纪以来，赤潮发生频次和涉及的海域面积均骤增。2001～2009年，我国沿海年均发生赤潮79次，赤潮面积达到16300km2，赤潮发生次数和累计面积均高于20世纪90年代，且赤潮发生有从局部海域向全部近岸海域扩展的态势。

在我国的四个海区中，东海的长江口及其邻近海域赤潮发生的频率和规模最大（图2-15），而且赤潮优势种的演变也很突出。在20世纪90年代以前，长江口邻近海域的赤潮主要以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）等硅藻形成的赤潮为主。但自20世纪中后期以来，以东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）、米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）和链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）为优势种的大规模甲藻赤潮开始出现，优势种已经呈现出从硅藻向甲藻的演变。

图2-15　我国沿海四个海区有害藻华发生情况对比

（引自《中国海洋可持续发展的生态环境与政策研究》， 2013）

据国家重大基础研究计划项目“中国近海有害赤潮发生的生态学、海洋学机制及预测防治”的研究认为，长江口及其邻近海域的富营养化是东海大规模甲藻赤潮形成的重要原因。长江径流携带入海的大量溶解无机氮，使氮的“过剩”问题非常突出。大量“过剩”的氮能被甲藻利用，从而导致大规模甲藻赤潮的发生（《中国环境与发展国际合作委员会，2010年年会报告》）。

2.在赤潮藻中以甲藻种类最多

据统计，海洋中有3365～4024种浮游藻类，其中赤潮种类约占6%，为184～267种；有毒种约占2%，为60～78种。有毒种多属于甲藻门的甲藻纲，该纲有1514～1880种，其中能形成赤潮的有93～127种，而有毒藻种数为45～57种（表2-6），占有毒浮游藻种类总数的80%左右。

表2-6　全球海洋中甲藻各目的种类、赤潮种类以及有毒种类的统计
（引自齐雨藻，2003）

3.赤潮发生的特点及危害

赤潮的发生是海洋生物、化学、物理、气象等多种因素综合作用的一种异常生态现象，其特点主要有如下几点。

（1）发生机制复杂，目前尚难以预测。赤潮发生是在多种海洋环境因子共同影响下形成的过程。其发生的机制因不同的藻种、不同海域环境有较大差异，复杂多变。尽管世界各国对赤潮全面开展调查研究已近半个世纪了，但至今尚难以较为准确地预测预报。

（2）形成赤潮的生物种类多，且各有特点。目前世界范围内已经报道能形成赤潮的生物种类有260多种，在我国沿海有140多种。不同种类赤潮生物，其生长繁殖的需求条件不同。且赤潮生物对生态环境有较强的适应力，还有年际、季节演替。因此，对赤潮生物的生理、生态如无详细的了解，则很难揭示其暴发的机制。

（3）暴发快，范围广。赤潮的暴发是一个由量变到质变的过程。在生态环境条件适宜时，优势种能大量聚集、快速繁殖，在短时间内密度达到很高的水平，导致水体变色、水质恶化。大规模赤潮暴发时，其面积可达数千甚至上万平方千米。例如，2005年春季，长江口暴发的有毒米氏凯伦藻赤潮，其面积达19270km2。

（4）对经济、海洋生物和人体危害加重。赤潮暴发一方面对生态环境产生损害，水质恶化、生态失衡；另一方面造成经济损失，危害人类健康。

有毒赤潮生物产生毒素，可毒害其他生物，也可通过海产品使人致毒，甚至造成死亡。目前已检出的赤潮毒素主要有麻痹性贝毒（piarrhetic shellgish poisoning，PSP）、腹泻性贝毒（piarrhetic shellgish poisoning，DSP）、记忆缺失性贝毒（amnesic shellgish poisoning，ASP）、神经性贝毒（neurotexic shellgish poisoning，NSP）和西加鱼毒（ciguatera fish poisoning，CFP）等。

在几种藻毒素中，PSP是分布最广、危害最大的一种。人体PSP的中毒症状主要为面部肌肉麻木，严重的会因呼吸肌麻痹而导致死亡。据统计，全球范围内，发生过1600多次人类中毒事件，中毒人数超过900人，死亡超过200人。中毒事件在我国也时有发生。例如，1986年2月，福建省东山县沼安湾顶部的瓷窒村曾发生一起严重的PSP中毒事件。当地群众采食附近生长的菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum），导致136人中毒；其中严重者59人，1人死亡（张水浸等，1994）。又如，2005年6月，在浙江南麂列岛周边暴发的米氏凯伦藻赤潮，影响面积达500km2，造成直接经济损失3100万元，间接经济损失1190万元；2012年5月，发生在福建平潭的米氏凯伦藻赤潮，影响面积虽然只有60km2 ，但却造成大批养殖鲍鱼死亡，直接经济损失超过2.2亿元。

（二）褐潮灾害

褐潮实际上是赤潮的一种类型。20世纪80年代在美国东海岸出现了由一种微小的藻类形成的藻华，因藻华期间，细胞密度极高，海水颜色呈棕褐色，而被称作“褐潮”（brown tide）。经鉴定，该种藻为抑食金球藻（Aureococcus anophagefferens），藻细胞直径约2μm，属微微型单细胞藻。褐潮曾对美国东海岸的贝类和海草床造成伤害，至今仍是美国东海岸最严重的生态灾害之一。

2009年6月，在我国河北省秦皇岛沿海出现了一类新的有害藻华，大量微小单细胞藻聚集使海水呈黄褐色，前后持续40d，面积约1000km2。藻华扩展到秦皇岛海水浴场，使入浴者身上沾上了黏黏糊糊的藻细胞，甚为不舒服。同时，在藻华区内有2/3养殖的扇贝、牡蛎出现滞长和死亡。这引起了国家和河北省的高度重视，成立科技专项，开展研究和整治工作。经研究表明，主要原因种与美国褐潮藻是同一个种类，也是抑食金球藻。据2013年调查，这种微微型藻的生物量占浮游植物总生物量的80%左右。褐潮自2009年以来，在夏季已连续在秦皇岛海域出现，2010年暴发面积达3350km2，养殖生产损失约2亿元。

至今，除了河北省秦皇岛沿海和山东省荣成市个别海湾发生褐潮外，我国沿海其他海区尚无发现。为什么在秦皇岛沿海连续多年发生褐潮，至今仍未找到科学的答案。

（三） 绿潮灾害

绿潮（green tide），指的是由大型绿藻——浒苔（Ulva prolifera）、孔石莼（U.pertusa）等形成的大规模藻华，在法国等一些沿海国家也时有发生，但就其暴发时的面积，我国最为严重。从2007年开始，我国黄海海域连续多年出现大规模绿潮，其中尤以2008年影响最为严重。

2008年5月30日，我国海监飞机在青岛东南150km的海域发现大面积浒苔，影响面积约为12000km2 ，实际覆盖面积100km2 。从6月中旬开始，绿潮从黄海中部海域漂移至青岛附近海域（图2-16）。

绿潮漂浮在青岛近海，曾一度对2008年夏季奥运会帆船比赛的运动场造成威胁。到6月底，浒苔的影响面积达25000km2 ，实际覆盖面积为650km2 （图2-17）。为了保证奥运会顺利举办，青岛军民在省、市政府的领导和山东其他沿海地区的大力支持下，开展了清理浒苔的战斗；到7月15日，共清除浒苔100多万吨，从而保证了帆船比赛的顺利举行。

图2-16　绿潮

2009年3月24日，在江苏省吕泗以东海域又发现零星漂浮的浒苔。6月4日在江苏省盐城以东约100km海域发现漂浮浒苔，分布面积约6550km2，实际覆盖面积42km2。7月份浒苔分布又进一步扩大，达58000km2（图2-18），实际覆盖面积约2100km2，超过2008年的面积。但这次绿潮没有在青岛靠岸，而是漂流到山东半岛的威海和烟台附近海域，进入8月份以后，浒苔逐渐减少，8月底近海海面浒苔消失。

图2-17　2008年7月6日对浒苔暴发的卫星监测结果

图2-18　2009年7月12日对浒苔暴发的卫星监测结果

浒苔大规模暴发，严重影响近海生态系统和海水养殖业，给当地的社会经济造成了重大的损害。例如，山东省日照市刘家湾某养殖场滩涂养殖的四角蛤蜊，往年年产200t左右，但2008年因受浒苔影响，仅产出50t。2008年浒苔暴发，山东省经济损失高达12.88亿元。

（四） 水母灾害

水母灾害（Jellyfish bloom）俗称水母旺发，是指海洋中一些大型无经济价值或有毒的水母，在一定条件下暴发性增殖或异常聚集，形成对近海生态环境和渔业危害的一种生态异常现象。

形成生态灾害的水母种类很多。我国近海主要是海月水母（Aurelia aurita，图2-19）、沙海蜇、霞水母，其中主要优势种为沙海蜇和白色霞水母。白色霞水母在我国沿海分布范围广、数量多，其成体伞径可达100cm。

图2-19　海月水母暴发引起的水母灾害

水母属于腔肠动物，身体结构简单，为低等海洋动物，但其生活史却较为复杂，有性世代和无性世代交替出现。其水螅体可在不利环境中较长时间存活，当环境条件适宜时又可大量繁殖。

大型水母在近海大量暴发造成了许多危害。比如，世界不少国家都曾发生滨海电站因水母堵塞冷却进水口被迫暂时关闭电站的事故。2008年，美国加州的代阿布洛峡谷核电站因水母入侵被迫手动关闭。2011年，日本、以色列和苏格兰核电站因水母堵塞管道而被迫停电。2009年7月6日至8日，青岛胶州湾畔的华电青岛有限公司海水泵房取水口涌进了大量的海月水母，严重堵塞海水循环泵的过滤网，危及电厂的循环水系统，30多名工人连续清理了两天，才使电站免于受损。日本每年因直径2m以上的巨型水母暴发而造成的渔业损失超过1.2亿元。根据美国国家科学基金会的报告，每年全球大约有1.5万宗水母伤人事件。我国每年夏天海水浴场都发生过入浴者被水母蜇伤、甚至致死的事故。

全球至少有14片海域经常发生水母大暴发，其中包括黑海、地中海、美国夏威夷海域以及墨西哥湾。黑海因水母大量繁殖，每年旅游业和渔业经济损失可达数亿美元。

很多生态学家认为，由于水母的持续增加，水母有可能取代鱼类等大型生物成为海洋生态系统的主导性生物，对海洋生态系统健康带来极大危害，甚至会导致生态系统的灾难（Jackson等，2001; Richardson等，2009）。但也有专家认为，水母将来未必会成为海洋生态系统的统治者，目前缺乏足够的证据说明水母的增加是趋势性还是阶段性（Condon等，2012）。

但孙松等（2012）对胶州湾近20年来小型水母的调查数据显示，胶州湾中的水母种类和数量的确在增加，而且增加的幅度也比较大（图2-20）。与20世纪90年代相比，胶州湾海域的水母种类共增加了20种，总数增加了5倍。因此，不能简单地说生物多样性在减少。孙松认为，随着全球变暖，海水温度上升，热带海域的物种也有可能随之迁移至温带海域，使物种种类发生变化（孙松，2014年10月14日在青岛召开的“全球生物多样性大会”上的报告）。小型水母数量的增多，对胶州湾生物多样性、生态系统的结构与功能等均产生很大影响。孙松（2014）认为，我们不仅要关注海洋生物多样性的变化，更要关注种类的改变、功能群的变化；如许多海域饵料生物被水母等胶质类生物所取代引起生态系统的失衡等问题，海洋生态系统是否会因此发生结构性的改变，进而影响其对人类的服务功能（青岛晚报，2014年10月14日）。

图2-20　胶州湾小型水母丰度长期变化（引自孙松等， 2012）

（五） 外来物种入侵

外来物种（alien species，exotic species, introduced species, nonindigenous species），是指那些出现在过去或现在物种自然分布及潜在分区之外，经不同载体携带传送而在新分布区出现的物种、亚种或亚型等分类单元，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。相反，过去本地已经存在的物种称为本地种（native species）或固有种及土著种（indigenous species）。对当地生态环境、生物多样性、人类健康和经济发展造成或可能造成危害的外来物种，则被称为入侵物种（invasive species）。外来物种造成损害，即被称为生物入侵（biological invasions）。

人类通过对海洋开发活动，如渔业捕捞、水产养殖引种、水生生物贸易、科学研究、交通运输等途径，都可能会有意或无意引入该区域历史上并未出现过的新物种。另外，通过海流、大气等途径也会自然地传送。

科学引进外来物种，对农业、种植业、养殖业的发展是有益的。例如，我国引进的海湾扇贝（Argopecten irradians）、大菱鲆（Scophthalmus maximus）等，对发展我国海水养殖业都作出了贡献。但引进互花米草（Spartina alterniflora），沙筛贝（Mytilopsis sallei）等却有害。

1.病源微生物和赤潮生物的入侵

海洋病原微生物的入侵，主要是通过水产品贸易和船舶压载水的途径。船舶压载水携带病原微生物、赤潮生物所引发的海洋生态安全问题，已被全球环境基金组织（Global Environment Facility, GEF）认定为威胁海洋的四大原因之一（即陆源对海洋污染、海洋生物资源被掠夺式开发、海洋生物栖息环境受破坏以及船舶压舱水造成的海洋入侵物种对海洋环境的侵害）。据估计，每年在全球各地间转运的船舶压载水约1×1010 t。一艘载重为1×105 t 的货船携带的压载水量可达3×104～5×104 t，平均每立方米的压载水有浮游生物1.1×108个、细菌1×1011个、病毒1×1012个，每天有3000～4000种生物（包括细菌、病毒、藻类和海洋动物的胚胎、幼体）随压载水在全球海洋中转运、传播（表2-7）。

表2-7　山东省3地港口入境船舶压载水中检出细菌主要种类和检出率
（引自贾俊涛等，2010）

据澳大利亚检疫局（AQIS）估计，超过172种生物入侵澳大利亚海域，这些入侵物种大都是通过压载水传播的，其中仅腰鞭毛虫（Pyrocystis lunula）就造成数亿元的损失。

2006年，在山东省长岛县的南隍城岛附近海域首次发生由塔玛亚历山大藻引发的赤潮，经分析可能也是由压载水带入的，因为在该湾的渔业码头的船压载水中检测到这种藻的孢囊平均数量达3.8×105个/升（宗秀凯等，2009）。

2.互花米草的危害

互花米草（Spartina alterniflora）是多年生草本，生长在潮间带，植株耐盐耐淹，抗风浪，种子可以随风传播。互花米草原生长在美国，1979年被引入我国（图2-21）。

图2-21　互花米草

据国家海洋局（2008）报告，互花米草在我国滨海湿地的分布面积已达34451hm2，分布范围北起辽宁、南至广西，覆盖了除海南、台湾之外的沿海地区。其中，江苏、浙江、上海和福建四省市的互花米草面积占全国总分布面积的94%。

互花米草的引进，在固滩、护堤方面取得了一定的效益，但其弊大于利。主要原因是互花米草生长蔓延极快，侵占滩涂湿地，且易堵塞航道、影响船只进出港，影响水交换和威胁本土海岸生态系统，如使大片红树林消失等。2003年1月国家环保总局公布了首批入侵我国的16种外来入侵种名单，互花米草作为唯一的海岸盐沼植物名列其中。美国、英国、澳大利亚等国，也采取措施，对互花米草进行控制和清除（Kriwoken，2000）。