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(huán)境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。下面由學習啦小編為你詳細介紹赤潮的相關知識。
赤潮是如何形成的:
浮游生物
所謂海洋浮游生物是缺乏發(fā)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(jù)初步統(tǒng)計,世界各大洋中能形成赤潮的浮游生物有180余種,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,硅藻有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。其余的38種在中國海域均有分布,只是尚未形成過赤潮而已。因此說,有赤潮生物分布的海域并非一定會發(fā)生赤潮,這要看其密度能否達到足以使局部海域水體變色的水平。
人類活動
隨著現(xiàn)代化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,沿海地區(qū)人口的增多,大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋,其中相當一部分未經(jīng)處理就直接排入海洋,導致近海、港灣富營養(yǎng)化程度日趨嚴重。同時,由于沿海開發(fā)程度的增高和海水養(yǎng)殖業(yè)的擴大,也帶來了海洋生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)自身污染問題;海運業(yè)的發(fā)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(fā)生。海水養(yǎng)殖的自身污染亦是誘發(fā)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(qū)赤潮發(fā)生都很頻繁。首先,赤潮的發(fā)生,破壞了海洋的正常生態(tài)結構,因此也破壞了海洋中的正常生產(chǎn)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后能引起中毒死亡。人類食用含有毒素的海產(chǎn)品,也會造成類似的后果。
再次是大量赤潮生物死亡后,在尸骸的分解過程中要大量消耗海水中的溶解氧,造成缺氧環(huán)境,引起蝦、貝類的大量死亡。
隨著全國沿海養(yǎng)殖業(yè)的大發(fā)展,尤其是對蝦養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展。也產(chǎn)生了嚴重的自身污染問題。在對蝦養(yǎng)殖中,人工投喂大量配合飼料和鮮活餌料。由于養(yǎng)殖技術陳舊和不完善,往往造成投餌量偏大,池內(nèi)殘存餌料增多,嚴重污染了養(yǎng)殖水質。另一方面,由于蝦池每天需要排換水,所以每天都有大量污水排入海中,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(yǎng)化,這樣為赤潮生物提供了適宜的生物環(huán)境,使其增殖加快,特別是在高溫、悶熱、無風的條件下最易發(fā)生赤潮。由此可見,海水養(yǎng)殖業(yè)的自身污染也使赤潮發(fā)生的頻率增加。
海水富養(yǎng)
海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的物質基礎和首要條件
由于城市工業(yè)廢水和生活污水大量排入海中,使營養(yǎng)物質在水體中富集,造成海域富營養(yǎng)化。此時,水域中氮、磷等營養(yǎng)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(fā)生海域的水體均已遭到嚴重污染,富營養(yǎng)化。氮磷等營養(yǎng)鹽物質大大超標。據(jù)研究表明,工業(yè)廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的鐵螯合劑和小于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(yǎng)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(yǎng)鹽培養(yǎng)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(fā)生的重要原因
海水的溫度是赤潮發(fā)生的重要環(huán)境因子,20—30℃是赤潮發(fā)生的適宜溫度范圍。科學家發(fā)現(xiàn)一周內(nèi)水溫突然升高大于2℃是赤潮發(fā)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的范圍內(nèi)均有發(fā)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(fā)赤潮。由于徑流、涌升流、水團或海流的交匯作用,使海底層營養(yǎng)鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養(yǎng)化。營養(yǎng)鹽類含量急劇上升,引起硅藻的大量繁殖。這些硅藻過盛,特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。這些硅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(jù)監(jiān)測資料表明,在赤潮發(fā)生時,水域多為干旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風力較弱,或者潮流緩慢等水域環(huán)境。
海水養(yǎng)殖
海水養(yǎng)殖的自身污染亦是誘發(fā)赤潮的因素之一
自然因素也是引發(fā)赤潮的重要原因
赤潮多發(fā)除了人為原因外,還與緯度位置、季節(jié)、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于魚類的鰓部,使魚類因缺氧而窒息死亡;
二是赤潮生物死亡后,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(tài)系統(tǒng)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(fā)生后,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(fā)性增殖、過度聚集而大量死亡。 造成以下危害:
破壞生態(tài)平衡
海洋是一種生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存,相互制約的復雜生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的物質循環(huán)、能量流動都是處于相對穩(wěn)定,動態(tài)平衡的。當赤潮發(fā)生時這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發(fā)生初期,由于植物的光合作用,水體會出現(xiàn)高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量。這種環(huán)境因素的改變,致使一些海洋生物不能正常生長、發(fā)育、繁殖,導致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態(tài)平衡。
破壞漁業(yè)
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(yè)減產(chǎn)。
2.赤潮生物的異常發(fā)展繁殖,可引起魚、蝦、貝等經(jīng)濟生物瓣機械堵塞,造成這些生物窒息而死。
3.赤潮后期,赤潮生物大量死亡,在細菌分解作用下,可造成環(huán)境嚴重缺氧或者產(chǎn)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(nèi)或代謝產(chǎn)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、貝類處于有毒赤潮區(qū)域內(nèi),攝食這些有毒生物,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內(nèi)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(fā)的赤潮毒素統(tǒng)稱貝毒,暫時確定有10余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、可卡因還強10萬多倍。貝毒中毒癥狀為:初期唇舌麻木,發(fā)展到四肢麻木,并伴有頭暈、惡心、胸悶、站立不穩(wěn)、腹痛、嘔吐等,嚴重者出現(xiàn)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(qū)時有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)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(huán)境條件下產(chǎn)生的,相關因素很多,但其中一個極其重要的因素是海洋污染。大量含有各種含氮有機物的廢棄污水排入海水中,促使海水富營養(yǎng)化,這是赤潮藻類能夠大量繁殖的重要物質基礎。國內(nèi)外大量研究表明,海洋浮游藻是引發(fā)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(chǎn)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(qū)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,由于海洋污染日益加劇,中國赤潮災害也有加重的趨勢,由分散的少數(shù)海域,發(fā)展到成片海域,一些重要的養(yǎng)殖基地受害尤重。對赤潮的發(fā)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(huán)境海洋學等多種學科,是一項復雜的系統(tǒng)工程。