赤潮是如何形成的

  赤潮***red tide,red water***,又稱紅潮,國際上也稱其為“有害藻類”或“紅色幽靈”。是在特定的環境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象。下面由小編為你詳細介紹赤潮的相關知識。

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  浮游生物

  所謂海洋浮游生物是缺乏發達的運動器官,沒有或僅有微弱的游泳能力而懸浮在水層中常隨水流移動的一類海洋生物。其中,能通過自身光合作用使海水中的無機化合物轉化成生物新陳代謝所需有機化合物者,我們稱之為浮游植物,不具備這種能力,即必須以浮游植物為餌者則稱為浮游動物。據初步統計,世界各大洋中能形成赤潮的浮游生物有180餘種,其中在中國浮游生物名錄上登載的有63種。

  能夠形成赤潮的浮游生物有一個別名,這就是人們常說的“赤潮生物”。在被稱之為赤潮生物的63種浮游生物中,矽藻有24種,甲藻32種,藍藻3種,金藻l種,隱藻2種,原生動物1種。在中國,已有赤潮資料記載的赤潮生物達25種。其餘的38種在中國海域均有分佈,只是尚未形成過赤潮而已。因此說,有赤潮生物分佈的海域並非一定會發生赤潮,這要看其密度能否達到足以使區域性海域水體變色的水平。

  人類活動

  隨著現代化工、農業生產的迅猛發展,沿海地區人口的增多,大量工農業廢水和生活汙水排入海洋,其中相當一部分未經處理就直接排入海洋,導致近海、港灣富營養化程度日趨嚴重。同時,由於沿海開發程度的增高和海水養殖業的擴大,也帶來了海洋生態環境和養殖業自身汙染問題;海運業的發展導致外來有害赤潮種類的引入;全球氣候的變化也導致了赤潮的頻繁發生。海水養殖的自身汙染亦是誘發赤潮的因素之一。

  赤潮是一種世界性的公害,美國、日本、中國、加拿大、法國、瑞典、挪威、菲律賓、印度、印度尼西亞、馬來西亞、韓國等30多個國家和地區赤潮發生都很頻繁。首先,赤潮的發生,破壞了海洋的正常生態結構,因此也破壞了海洋中的正常生產過程,從而威脅海洋生物的生存。

  其次,有些赤潮生物會分泌出粘液,粘在魚、蝦、貝等生物的鰓上,妨礙呼吸,導致窒息死亡。含有毒素的赤潮生物被海洋生物攝食後能引起中毒死亡。人類食用含有毒素的海產品,也會造成類似的後果。

  再次是大量赤潮生物死亡後,在屍骸的分解過程中要大量消耗海水中的溶解氧,造成缺氧環境,引起蝦、貝類的大量死亡。

  隨著全國沿海養殖業的大發展,尤其是對蝦養殖業的蓬勃發展。也產生了嚴重的自身汙染問題。在對蝦養殖中,人工投喂大量配合飼料和鮮活餌料。由於養殖技術陳舊和不完善,往往造成投餌量偏大,池內殘存餌料增多,嚴重汙染了養殖水質。另一方面,由於蝦池每天需要排換水,所以每天都有大量汙水排入海中,這些帶有大量殘餌、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物,加快了海水的富營養化,這樣為赤潮生物提供了適宜的生物環境,使其增殖加快,特別是在高溫、悶熱、無風的條件下最易發生赤潮。由此可見,海水養殖業的自身汙染也使赤潮發生的頻率增加。

  海水富養

  海水富營養化是赤潮發生的物質基礎和首要條件

  由於城市工業廢水和生活汙水大量排入海中,使營養物質在水體中富集,造成海域富營養化。此時,水域中氮、磷等營養鹽類;鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加,促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明,赤潮發生海域的水體均已遭到嚴重汙染,富營養化。氮磷等營養鹽物質大大超標。據研究表明,工業廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小於3mg/dm3的鐵螯合劑和小於2 mg/dm3 的錳螯合劑,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率,相反,在沒有鐵、錳元素的海水中,即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營養條件下也不會增加種群的密度。

  其次一些有機物質也會促使赤潮生物急劇增殖。如用無機營養鹽培養簡裸甲藻,生長不明顯,但加入酵母提取液時,則生長顯著,加入土壤浸出液和維生素B12時,光亮裸甲藻生長特別好。

  海水溫度

  水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發生的重要原因

  海水的溫度是赤潮發生的重要環境因子,20—30℃是赤潮發生的適宜溫度範圍。科學家發現一週內水溫突然升高大於2℃是赤潮發生的先兆。海水的化學因子如鹽度變化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。鹽度在26—37的範圍內均有發生赤潮的可能,但是海水鹽度在15—21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發赤潮。由於徑流、湧升流、水團或海流的交匯作用,使海底層營養鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養化。營養鹽類含量急劇上升,引起矽藻的大量繁殖。這些矽藻過盛,特別是骨條矽藻的密集常常引起赤潮。這些矽藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。據監測資料表明,在赤潮發生時,水域多為乾旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風力較弱,或者潮流緩慢等水域環境。

  海水養殖

  海水養殖的自身汙染亦是誘發赤潮的因素之一

  自然因素也是引發赤潮的重要原因

  赤潮多發除了人為原因外,還與緯度位置、季節、洋流、海域的封閉程度等自然因素有關。

  赤潮的危害:

  一是大量赤潮生物集聚於魚類的鰓部,使魚類因缺氧而窒息死亡;

  二是赤潮生物死亡後,藻體在分解過程中大量消耗水中的溶解氧,導致魚類及其它海洋生物因缺氧死亡,使海洋的正常生態系統遭到嚴重的破壞;

  三是魚類吞食大量有毒藻類,可致魚類死亡;

  四是有些藻類可分泌毒素,毒素通過食物鏈嚴重威脅消費者的健康和生命安全。

  赤潮發生後,除海水變成紅色外,同時海水的pH值也會升高,粘稠度增加,非赤潮藻類的浮游生物會死亡、衰減;赤潮藻也因爆發性增殖、過度聚集而大量死亡。 造成以下危害:

  破壞生態平衡

  海洋是一種生物與環境、生物與生物之間相互依存,相互制約的複雜生態系統。系統中的物質迴圈、能量流動都是處於相對穩定,動態平衡的。當赤潮發生時這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發生初期,由於植物的光合作用,水體會出現高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量。這種環境因素的改變,致使一些海洋生物不能正常生長、發育、繁殖,導致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態平衡。

  破壞漁業

  赤潮破壞魚、蝦、貝類等資源的主要原因是:

  1.破壞漁場的餌料基礎,造成漁業減產。

  2.赤潮生物的異常發展繁殖,可引起魚、蝦、貝等經濟生物瓣機械堵塞,造成這些生物窒息而死。

  3.赤潮後期,赤潮生物大量死亡,在細菌分解作用下,可造成環境嚴重缺氧或者產生硫化氫等有害物質,使海洋生物缺氧或中毒死亡。

  4.有些赤潮的體內或代謝產物中含有生物毒素,能直接毒死魚、蝦、貝類等生物。

  影響健康

  有些赤潮生物分泌赤潮毒素,當魚、貝類處於有毒赤潮區域內,攝食這些有毒生物,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內積累,其含量大大超過食用時人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用,就引起人體中毒,嚴重時可導致死亡。

  由赤潮引發的赤潮毒素統稱貝毒,暫時確定有10餘種貝毒其毒素比眼鏡蛇毒素高80倍,比一般的麻醉劑,如普魯卡因、***還強10萬多倍。貝毒中毒症狀為:初期脣舌麻木,發展到四肢麻木,並伴有頭暈、噁心、胸悶、站立不穩、腹痛、嘔吐等,嚴重者出現昏迷,呼吸困難。赤潮毒素引起人體中毒事件在世界沿海地區時有發生。據統計,全世界因赤潮毒素的貝類中毒事件約300多起,死亡300多人。

  赤潮是在特定環境條件下產生的,相關因素很多,但其中一個極其重要的因素是海洋汙染。大量含有各種含氮有機物的廢棄汙水排入海水中,促使海水富營養化,這是赤潮藻類能夠大量繁殖的重要物質基礎。國內外大量研究表明,海洋浮游藻是引發赤潮的主要生物,在全世界4000多種海洋浮游微藻中有260多種能形成赤潮,其中有70多種能產生毒素。他們分泌的毒素有些可直接導致海洋生物大量死亡,有些甚至可以通過食物鏈傳遞,造成人類的食物中毒。

  至2008年為止,世界上已有30多個國家和地區不同程度地受到過赤潮的危害,日本是受害最嚴重的國家之一。近十幾年來,由於海洋汙染日益加劇,中國赤潮災害也有加重的趨勢,由分散的少數海域,發展到成片海域,一些重要的養殖基地受害尤重。對赤潮的發生、危害予以研究和防治,涉及到生物海洋學、化學海洋學、物理海洋學和環境海洋學等多種學科,是一項複雜的系統工程。