赤潮
主要内容
? 赤潮的定义和分型
? 赤潮发生的历史
? 赤潮生物的分类
? 赤潮的危害
? 赤潮发生的原因
? 赤潮的防治对策
? 赤潮研究的趋势
赤潮( Red Tide)
? 赤潮泛指由于海洋浮游生物(主要是甲藻
类)的过度繁殖造成海水变色(一般为红
色)的现象,在香港称之为“红潮”。
? 发生赤潮时,海水除了会变成红色,还能
变成桔红色、黄色、绿色、褐色等。
? 随着现代化工农业生产的迅猛发展,沿海
地区人口的增多,大量工农业废水和生活
污水排入海洋,其中相当一部分未经处理
就直接排入海洋,导致近海、港湾富营养
化程度日趋严重。同时,由于沿海开发程
度的增高和海水养殖业的扩大,也带来了
海洋生态环境和养殖业自身污染问题;海
运业的发展导致外来有害赤潮种类的引入;
全球气候的变化也导致了赤潮的频繁发生。
? 目前,赤潮已成为一种世界性的公害,美
国、日本、中国、加拿大、法国、瑞典、
挪威、菲律宾、印度、印度尼西亚、马来
西亚、韩国、香港等 30多个国家和地区赤
潮发生都很频繁。
绿色的赤潮
赤潮的毒性分型
? 根据赤潮的有无毒性分:
? 无毒的赤潮;
? 有毒的赤潮;
? 对人无害,但对鱼类及无脊椎动物有害的赤潮
国际科学界将那些造成直接危害的赤潮,称
之为有害藻类水华( Harmful Algal Bloom,
HAB)。
赤潮的海洋学分型
? 河口、近岸、内湾型赤潮
? 外海(或外洋)型赤潮
? 外来型赤潮
? 养殖区型赤潮
赤潮发生的历史
? 赤潮是一种自然现象,也是人为因素引起的。人
类早就有相关记载,如, 旧约 ·出埃及记, 中就有
关于赤潮的描述:“河里的水,都变作血,河也腥
臭了,埃及人就不能喝这里的水了”。
? 在日本,早在腾原时代和镰时代就有赤潮方面的
记载。
? 1803年法国人马克 · 莱斯卡波特记载了美洲罗亚
尔湾地区的印第安人根据月黑之夜观察海水发光
现象来判别贻贝是否可以食用。
赤潮发生的历史
? 1831— 1836年,达尔文在, 贝格尔航海记
录, 中记载了在巴西和智利近海面发生的
束毛藻引发的赤潮事件。
? 据载,中国早在 2000多年前就发现赤潮现
象,一些古书文献或文艺作品里已有一些
有关赤潮方面的记载。如清代的蒲松龄在
,聊斋志异, 中就形象地记载了与赤潮有
关的发光现象。
赤潮生物的分类
? 目前发现的赤潮生物有 330 多种,其分布极
为广泛,几乎遍及世界各个海域。
? 藻类植物甲藻门有二十多个种类能引起赤
潮,其中夜光藻、短裸甲藻以及多边膝沟藻
等最为常见,而夜光藻是热带和亚热带海区
发生赤潮的主要种类,原甲藻是太平洋东海
岸赤潮的主要种类之一 ;淡红束毛藻、薛氏
束毛藻、汉氏束毛藻是引起我国东海赤潮
的常见种。
赤潮生物的分类
? 原生动物中的某些种类如缢虫等也属于赤
潮生物,其繁殖过盛也可引起赤潮。
? 海洋中的 3365~ 4024种浮游藻类中,约有
6%的赤潮种,为 184~ 267 种,其中有毒种
约占 2%,为 60~ 78种。
? 中国沿海的赤潮生物有 148 种,其中 43 种曾
引发过赤潮。
中国近海赤潮生物图谱
6大类 8纲 12目 23科 38属 45种(包括 1个变种):
? 蓝藻门 1纲 1目 1科 1属 1种,
? 硅藻门 1纲 2目 10科 18属 19种(包括 1个变种),
? 甲藻门 2纲 5目 8科 14属 20种,
? 金藻门 2纲 2目 2科 2属 2种,
? 黄藻门 1纲 1目 1科 2属 2种,
? 原生动物门 1纲 1目 1科 1属 1种。
蓝藻门( Cyanophyta Cyanobacteria)
红海束毛藻
Trichodesmium
erythraeum Ehrenberg
热带性种类,广泛分布于
各大洋暖水区中。该种在
我国南海大量分布。
束毛藻可以产生类似与神
经毒素的藻毒素,并对渔
业等产生危害。
片束群体
(示意图) 群体
丝状体
硅藻门 Bacillariophyta
? 星脐圆筛藻
Coscinodiscus
asteromphalus
Ehrenberg 1844
? 广温性外洋种,世界
各海洋广泛分布。在
我国沿海分布甚广,
为最常见的种类之一。
各季节均有,数量也
较大。
壳面观 壳面花纹
巨型圆筛藻 Coscinodiscus gigas
Ehrenberg 1841
壳面观
本种为外洋
种类,但沿
岸亦有分布,
有时大量出
现。我国的
南海、东海
有分布。
壳面观(示意图,
示壳面中央无纹
区)。
辐射圆筛藻 Coscinodiscus radiatus
Ehrenberg 1841
? 该种是我国最常见的种类之一,渤海、黄海、东
海及南海均有分布。
壳面观 壳面精细结构壳面(示意图)
丹麦细柱藻 Leptocylindrus danicus
Cleve 1889
本种是沿
岸性,分
布极广。
我国的南
海、东海
和黄海均
有分布。
图 A-C:壳环面观( LM,链
状群体)
图 D:壳环面
观(示意图,
群体)
中肋骨条藻 Skeletonema costatum
( Greville) Cleve 1878
图 A:壳环面观(示意图,链状群体);
B-C:壳环面观( LM,链状群体)。
广温广盐性
代表种类。
分布极广,
以沿岸为最
多,曾多次
引发赤潮。
我国的各海
区均有分布。
掌状冠盖藻 Stephanopyxis palmeriana
( Greville) Grunow 1844
近岸偏暖
性种类,
营浮游生
活。我国
南海、东
海和黄海
均有分布。
图 A-B:壳环面观( LM,链状群体);
图 C:壳环面观(示意图) 。
诺氏海链藻 Thalassiosira
nordenskioldi Cleve 1873
北方沿岸性
种类,太平
洋东北部极
丰富。我国
主要分布在
黄渤海、东
海至台湾海
峡。
图 A- B:壳环面观( LM,链状群体及单细胞个体);
图 C:壳环面观(示意图)。
窄隙角毛藻 Chaetoceros affinis
Lauder 1864
沿岸、广温
性种类。我
国沿海普遍
常见,数量
有时较多。
浮动弯角藻 Eucampia zoodiacus
Ehrenberg 1839
沿岸广温性种类。我国沿海均有分布。本种主要
为北温带种,北方海域较多。
佛氏海毛藻 Thalassiothrix
frauenfeldii Grunow 1880
本种是外洋广温性种类,
分布很广。我国南海、
东海、黄海和渤海均有
分布。
旋链角毛藻 Chaetoceros
curvisetus Cleve 1889
广温性沿岸种类,暖
季分布较多。我国东
海、黄海和渤海均有
分布。
甲藻门 Pyrrophyta
? 利马原甲藻 Prorocentrum
lima( Ehrenberg) Dodge
1975
世界性广布种,分布于
热带水域直到亚南极
水域。附着在河口或
沿岸浅海底的海草上
以及浅海底沙粒上,
也可有偶然性浮游生
活。我国海南省三亚
海区珊瑚礁海域的大
型海藻上多有附着。
本种可产生腹泻性贝
毒( DSP)。
海洋原甲藻 Prorocentrum micans
Ehrenberg 1883
? 世界性种,广泛
分布于沿海、河
口和大洋海域。
中国的渤海、东
海、香港和南沙
群岛等水域也有
分布,是形成赤
潮的主要种类之
一。
长崎裸甲藻 Gymnodinium mikimotoi
Miyake & Kominami ex Oda 1935
? 世界广布种,常见于温带和热带浅海水域。
图 A-B:腹面观及背面观(示意图); 图 C-D:腹面观及
背面观( LM)。
夜光藻 Noctiluca scintillans
(Macartney) Kofoid & Swezy 1921
? 世界性的赤潮生物,我国沿海均有分布 。
图 A:腹面观(示意图); 图 B-C:细胞外形( LM)。
链状亚历山大藻 Alexandrium catenella
(Whendon et Kofoid) Balech 1985
? 该种分布广,北美、
欧洲、南非、智利阿
根廷和亚洲海域均有
分布,青岛胶州湾可
见。
? 本种可产生麻痹性
贝毒( PSP)。
图 A:腹面观(示意图); 图 B:
链状群体( LM);图 C:顶面观(
LM)。
塔玛亚历山大藻 Alexandrium
tamarense (Lebour) Balech 1992
? 本种在较暖的海域里发生赤潮频率较高,
我国在大鹏湾、厦门海域和胶州湾均有发
现。 本种可产生麻痹性贝毒( PSP) 。
图 A:腹面观(示意图); 图 B:链状群体( LM);图 C:腹面观( LM)。
渐尖鳍藻 Dinophysis acuminata
Claparède & Lachmann 1859
? 世界范围种,分布在寒带与温带浅海海域。
我国沿海均有分布。
? 该种可产生腹泻性贝毒( DSP)。
图 A-B:生活细胞( LM,示左边翅);图 C:侧面观(示意图)。
具尾鳍藻 Dinophysis caudata
Saville-Kent 1881
? 世界性种,主要分布在热带、亚热带海域。我国
南沙群岛、西沙群岛、海南岛、广东珠江口、大
亚湾、大鹏湾等都有分布。日本曾报道赤潮发生
前后鱼类大量死亡。
? 本种可产生腹泻性贝毒( DSP)。
倒卵形鳍藻 Dinophysis fortii
Pavillard 1923
? 本种分布于海洋、浅海,寒带至热带水域,
世界范围种。我国主要分布于渤海。
? 该种可产生腹泻性贝毒( DSP)。
叉状角藻 Ceratium furca (Ehrenberg)
Claparede & Lachmann 1859
? 世界性分布,典型的沿岸表层性种,广泛
分布于热带和寒带海洋,是渤海、东海和
南海习见种。
梭角藻 Ceratium fusus (Ehrenberg)
Dujardin 1841
? 本种系世界性分布种,热带和寒带海洋都
有分布。我国在南海、渤海、黄海、东海
及内湾,香港等海域广泛分布。该种在内
湾常形成赤潮。
三角角藻 Ceratium tripos ( O.F,
Muller) Nitzsch 1817
? 该种在三大洋均有分布。我国沿海分布广
泛,数量很多。
锥形多甲藻 Peridinium conicum
( Gran) Balech 1974
? 世界范围种,冷水、暖水、大洋和沿岸均
有分布。该种在我国沿海也为广布种。
?
金藻门 Chrysophyta
? 小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula Ehrenberg
1839
世界性种类,有活体
细胞和化石。我国渤
海、东海、台湾海峡
和广东沿岸都有分布。
本种具有毒性。
普氏棕囊藻 Phaeocystis pouchetii
(Hariot) Lagerheim 1893
? 我国东海与南海水域常有发现,该种曾经
引发严重的赤潮。
图 A:赤潮发生状态(示群体胶囊);图 B:群
体( LM); 图 C:个体形态( LM,示鞭毛)。
黄藻门 Xanthophyta (Chromophyta)
? 赤潮异弯藻 Heterosigma akashiwo (Hada)
Hada 1968
世界近岸海域广布种,
在温带近海底层水温
>15~ 20℃ 的夏季大量
繁殖。该种在大连湾、
胶州湾等曾多次形成赤
潮。
海洋卡盾藻 Chattonella marina
( Subrahamanyan) Hara & Chihara 1954
? 本种为日本沿海常见赤潮生物,对鱼类养
殖业造成了极大损失。我国在台湾、南海
大鹏湾、北黄海等都有过该种形成赤潮的
报道。
原生动物 Prozotoa
? 红色中缢虫 Mesodinium rubrum (Lohmann)
Hambuger et Buddenbrock,1911
本种分布在温带到北极的河
口水域。我国大连湾海域,
广东沿海红海湾、大亚湾东
部和珠江口的外伶河水域均
发生过红色中缢虫赤潮,持
续时间 2天左右。
赤潮的危害
? risks to human health,
? loss of natural or cultured seafood
resources,
? impairment of tourism and recreational
activities,
? and damages to non-commercial marine
resources and wildlife
赤潮的危害方式
?分泌或产生黏液黏附于鱼类等海洋生物的
鳃上,妨碍其呼吸作用,导致其窒息死亡。
?分泌有害物质(如氨、硫化氢等)。
?产生毒素
? 麻痹性贝毒( Paralytic shellfish poisoning,PSP )
? 腹泻性贝毒( Diarrhetic shellfish poisoning,DSP )
? 神经性贝毒( Neurotoxic shellfish poisoning,NSP)
? 记忆缺失性贝毒( Amnesic shellfish poisoning,ASP)
? 西加鱼毒( Ciguatera fish poisoning,CFP )
赤潮的危害方式
?导致水体缺氧或造成水体累计大量硫化氢
和甲烷等,使海洋生物缺氧或致毒而死。
?吸收阳光,遮蔽海面。
?影响旅游景观
HABs have been linked to numerous fish kill events,In this
1994 fish kill in St,Helena Bay on the west coast of South
Africa,the HAB species Prorocentrum micans and
Ceratium furca were the causative organisms,Low oxygen
and the subsequent generation of hydrogen sulfide were
responsible for the mortality.
Trichodesmium
blooms are common
on the Great Barrier
Reef,Australia,Such
blooms are
unpleasant for
tourists visiting the
Great Barrier Reef
today,Photo by P,
Glibert.
多环旋钩藻
长崎裸甲藻
赤潮发生的原因
? 海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首
要条件
? 水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发
生的重要原因
? 海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因素
之一
海水富营养化是赤潮发生的物质基
础和首要条件
? 赤潮检测的结果表明,赤潮发生海域的水
体均已遭到严重污染,富营养化。氮磷等
营养盐物质大大超标。据研究表明,工业
废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的
增殖。在海水中加入小于 3mg/dm3的铁螯
合剂和小于 2 mg/dm3 的锰螯合剂,可使赤
潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率,
相反,在没有铁、锰元素的海水中,即使
在最适合的温度、盐度,PH和基本的营养
条件下也不会增加种群的密度。
水文气象和海水理化因子的变化是
赤潮发生的重要原因
? 海水的 温度 是赤潮发生的重要环境因子,
20— 30℃ 是赤潮发生的适宜温度范围。
科学家发现一周内水温突然升高大于
2℃ 是赤潮发生的先兆。海水的化学因子
如 盐度 变化也是促使生物因子 — 赤潮生物
大量繁殖的原因之一。盐度在 26— 37的范
围内均有发生赤潮的可能,但是海水盐度
在 15— 21.6时,容易形成温跃层和盐跃层。
温、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供
了条件,易诱发赤潮。
? 由于径流、涌升流、水团或海流的交汇作用,使
海底层营养盐上升到水上层,造成沿海水域高度
富营养化。营养盐类含量急剧上升,引起硅藻的
大量繁殖。这些硅藻过盛,特别是骨条硅藻的密
集常常引起赤潮。这些硅藻类又为夜光藻提供了
丰富的饵料,促使夜光藻急剧增殖,从而又形成
粉红色的夜光藻赤潮。据监测资料表明,在赤潮
发生时,水域多为干旱少雨,天气闷热,水温偏
高,风力较弱,或者潮流缓慢等水域环境。
海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮
的因素之一
? 在对虾养殖中,人工投喂大量配合饲料和鲜活饵
料。由于养殖技术陈旧和不完善,往往造成投饵
量偏大,池内残存饵料增多,严重污染了养殖水
质。另一方面,由于虾池每天需要排换水,所以
每天都有大量污水排入海中,这些带有大量残饵、
粪便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的
含氮化合物物,加快了海水的富营养化,这样为
赤潮生物提供了适宜的生物环境,使其增殖加快,
特别是在高温、闷热、无风的条件下最易发生赤
潮。
赤潮发生的影响因素
? 生物因素
? 化学因素(营养盐比例、微量元素)
? 物理因素(温度、盐度、水文、气象)
赤潮的防治对策
? 控制海域的富营养化
? 人工改善水质和底质环境
? 减缓养殖业对海洋环境的影响
? 控制有毒赤潮生物外来种类的引入
? 建立良好的海洋生态环境
? 深入开展赤潮发生机制的研究
赤潮的治理方法
? 物理方法
? 化学方法
? 生物方法
物理方法
? 围隔栅或气幕法
? 沉箱法
? 回收法
? 超声波法
? 光隔离法
化学方法
? 化学药品杀除法(硫酸铜、次氯酸钠、过
氧化氢、过碳酸钠等)
? 凝聚剂沉淀法(无机凝聚剂、表面活性剂、
高分子凝聚剂)
? 天然矿物絮凝法(黏土、蒙脱石)
生物方法
? 弧菌
? 病毒
? 挠足类
? 贝类
赤潮研究的主要趋势
? 赤潮藻的分类问题
? 赤潮发生的动力学及机制问题
? 毒藻类毒素毒理的研究
参考资料
? 中国有害赤潮信息网 http://www.china-
hab.cn/chinese/ccwd/
? 中国水产网 http://www.china-
fishery.net/11-rmzt/chicao/gs.htm
? 中国沿海赤潮,2003,齐雨藻,海洋出版社
? GEOHAB,2001,Global Ecology and Oceanography of
Harmful Algal Blooms,Science Plan,P,Glibert and G,
Pitcher (eds),SCOR and IOC,Baltimore and Paris,87 pp.