赤潮灾害监测预报研究综述
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赤潮主题词:赤潮的定义赤潮的危害赤潮的成因赤潮的研究赤潮的预防结论与展望摘要: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。
因此研究赤潮的危害和成因就显得非常的重要。
赤潮的定义:赤潮是海水中某些微小的微型藻、原生动物或细菌在一定的环境条件下爆发性增殖或聚集在一起而引起水体变色的一种生态异常现象。
这一概念最早是因海水变红而得名,现在已成为各种赤潮的统称。
赤潮爆发时,因赤潮生物种类和数量的不同,海水可呈现红、黄、绿等不同颜色。
赤潮的危害:一、赤潮破坏了海洋的正常生态结构,因此也破坏了海样中的正常生产过程,从而威胁海洋生态系统中的物质循环、能量流动。
二、大量赤潮生物死亡后,在尸骸的分解过程中要大量消耗海水中的溶解氧,造成缺氧环境,引起虾、贝类的大量死亡。
三、有些赤潮生物会分泌毒素,当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内,摄食这些有毒生物,虽不能被毒死,但生物毒素可在体内积累,其含量大大超过食用时人体可接受的水平。
这些鱼虾、贝类如果不慎被人食用,就引起人体中毒,严重时可导致死亡。
赤潮的成因:一、海水富营养化由于城市工业废水和生活污水大量排入海中,使营养物质在水体中副集,造成海域富营养化。
此时,水域中氮、磷等营养盐类;铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加,促进赤潮生物的大量繁殖。
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。
其次一些有机物质也会促使赤潮生物急剧增殖。
赤潮灾害的防控综述赤潮灾害是在海洋中因为一种或者多种类型的海洋浮游生物尤其浮游类植物,在特殊的生存环境条件下出现爆炸性增长或者大规模聚集,从而产生的一种可以导致水体局部发生色变的生态异常现象,现阶段已经成为全球海洋范围内的一类重大生物灾害。
所以设置有效的赤潮灾害策略,已经成为限制沿海省市地区发展的瓶颈问题。
科学合理的灾害防范策略应当构建在准确的信息情报基础上的,准确有效的赤潮灾害监测预报可以为养殖户、渔民与海洋管理部门提供高效、可行的灾害预警信息,很好地限制赤潮现象的出现,在很大程度有利于降低公共财产的经济损失程度。
1、赤潮灾害监测预报方法1.1赤潮生物监测预报法目前,海洋的赤潮危害越来越严重,在有关的海洋赤潮调查研究中发现,海水中的甲藻不正常繁衍生长导致了越来越严重的海洋赤潮危害。
特别的还受到一些膝沟藻类,鳍藻类等等海洋植物的影响,最近几年南海海域中的赤潮灾害出现频率越来越高,这对当地的海洋生物产生了很大的危害,而且严重的影响了海洋经济的发展。
甲藻主要生存在海水的表层,甲藻的泛滥也是南海海域赤潮出现频率高的主要原因。
还有就是球形棕囊藻,这种藻类繁衍速度非常快,这也是引起赤潮的主要原因之一。
因此,对那些有害植物的管理是防治赤潮的重要途径。
1.2海水温度监测预报法我们都知道温度是植物生长的重要因素,海藻在海水中的生长和海水的温度有直接的关系。
有些学者的研究就表明海水的底层和表面温度的差异,会直接的影响赤潮生物的生长,因为海洋底层和上层的温差直接影响海水的活动,在这种情况下海水的局部就会造成富营养化,在这种条件下很容易导致赤潮藻类的大量繁殖。
植物学家邹景忠在研究中就发现那些海洋夜光藻类自身的种群数量和生存的海洋区域温度有直接关系。
周成旭在进一步对海洋浮游生物的研究中发现,海洋夜光藻类生物的最佳繁衍温度是18°C,这个温度界限是赤潮产生的最佳温度,低于或者高于这个温度界限,都能够有效的抑制海洋藻类的泛滥。
赤潮的危害及防治监测赤潮的危害赤潮是由一种名叫腰鞭毛虫的微小藻类造成的。
这种植物大量聚集到一起对人类有毒,但对某些以之为食的海洋动物来说可能无毒。
这种植物的毒素会在以之为食的动物(比如贝类、鱼虾等)体内逐渐沉积,我们食用了这些动物就会生病。
不过不要太担心,这种可能性并不大。
那么,红潮是怎么回事?当条件适宜时,这些植物就会在海洋中大肆生长,也就是说,它们繁殖的速度一发而不可收拾!很快,连海水也变红了。
涨潮时,海水带来了大量被这种藻类毒死的动物的尸体,海滩就会变得一片狼藉。
臭气熏天!赤潮的判断依据目前,常用的赤潮判断依据可分为两类。
表观判据表观判据,最明显的是水体变色,此外还有随之而来的鱼、虾、贝类的死亡水体发臭并带有粘性等;生物学判据生物学判据,受研究水平所限,国际上还没有公认的统一标准,一般采用日本学者安达六朗根据日本各地发生的140余起赤潮调查结果统计而于1973年提出的“不同生物体长的赤潮生物密度”法作为赤潮的生物学判据。
赤潮的防治监测赤潮是袭扰许多沿海国家的一种新的海洋灾害,已引起沿海国家的高度重视,有的国家已严格控制污水和污染物的入海量,取得比较明显的效果。
从现有条件看,一旦大面积赤潮出现后,还没有特别有效的方法加以制止,对于一些局部小范围防治赤潮的方法,虽实验过多种,但效果还不够理想。
主要是利用化学药物(硫酸铜)杀灭赤潮生物,但效果欠佳,费用昂贵,经济效益和环境效益均不太好;有的采用网具捕捞赤潮生物,或采用隔离手段把养殖区保护起来;有的正在实验以虫治虫的办法,繁殖棱足类及二枚贝来捕食赤潮生物等等。
这些方法均在实验中,还未取得较大的突破,从发展趋势看,生物控制法,即分离出对赤潮藻类合适的控制生物,以调节海水中的富营养化环境将是较好的选择。
日本科学家发现人工养殖的铜藻藻体、江篱藻体等海藻在茂盛期,可以大量吸收海水中的氮和磷,如果在易发生赤潮的富营养化海域,大量养殖这些藻类,并在生长最旺盛时及时采收,能较好的降低海水富营养化的程度。
赤潮的生态学研究进展和展望杨刚(浙江海洋学院海洋科学与技术学院,浙江舟山316004)摘要本文针对赤潮的生物学研究、赤潮发生机制,赤潮的生态学效应,赤潮的生物学监测和赤潮的防治等方面对整体的赤潮研究进行了简单的回顾和应用介绍,最后对赤潮的研究重点和未来发展方向进行了评述。
关键字赤潮发生机制生态学效应监测防治分类号赤潮(red tide)又称有害藻华(harmful algae bloom ),是由于某种(或某些)微小的浮游藻类或原生动物或细菌,在一定的条件下爆发性繁殖(增殖)或高密度聚集引起水体变色的一种有害的生态异常现象。
赤潮形成后,对海洋生态系统的破坏难以估量: ①赤潮生物的爆发性增殖会造成海水pH值升高,粘稠度增大,改变水生生态系统的群落结构; ②藻类大量死亡时分解作用消耗水中的氧气,导致水域的动物因缺氧而死亡; ③藻类过度密集会堵塞鱼贝类生物的鳃部,使其窒息而死; ④有的赤潮藻类本身含有毒素,鱼贝等生物接触后会发生中毒反应。
有的赤潮毒素容易在鱼贝体内蓄积,人们误食含有毒素的水产品后会引起肢体麻痹,甚至中毒致死。
[1]据报道记载,赤潮在古代发生的次数非常稀少。
20世纪以来,由于工农业迅速发展,沿海地区人口激增,大量的工业废水和城市生活污水未经处理直接排放到海洋中,造成内湾、河口和沿岸水域的严重有机污染和富营养化,赤潮的发生频率不断升高。
并且,赤潮影响的水域面积越来越大,引发赤潮的藻种也越来越多(Hallegraeff,1993 )。
[2]当前,每一个拥有海岸线的国家都受到赤潮的威胁。
因此,赤潮已经成为世界沿海国家所面临的主要海洋环境问题,引起了国际上的广泛关注。
许多临海国家特别是日本和美国已投入大量的人力和物力进行研究。
从发展趋势看,赤潮的发生机理、危害、预测和防治仍将是今后赤潮研究的主流。
1. 赤潮的生物学研究据报道,世界各地己引发过赤潮的生物有200种(福代康夫,1990)。
[3]赤潮生物除少数的原生动物和细菌外,大都属于浮游植物,包括蓝藻、硅藻、甲藻、金藻和隐藻等门类,其中硅藻和甲藻占多数。
赤潮成因、危害以及防治综述姓名王美雪专业水产养殖授课教师安鑫龙2015年10月28日1 引言赤潮是海水中某些微小的微型藻、原生动物或细菌在一定的环境条件下爆发性增殖或聚集在一起而引起水体变色的一种生态异常现象。
因为一般称藻类大量繁殖的现象为藻华,所以赤潮也被称作有害藻华(HAB)。
赤潮是一种自然生态现象,也是一种人为因素引起的有害生态现象。
赤潮一般可分为有毒赤潮与无毒赤潮两类。
有毒赤潮是指赤潮生物体内含有某种毒素或能分泌出毒素的生物为主形成的赤潮。
有毒赤潮一旦形成,可对赤潮区的生态系统、海洋渔业、海洋环境以及人体健康造成不同程度的毒害。
无毒赤潮是指赤潮生物体内不含毒素,又不分泌毒素的生物为主形成的赤潮。
无毒赤潮对海洋生态、海洋环境、海洋渔业也会产生不同程度的危害,但基本不产生毒害作用[1-2]。
2 赤潮的成因富营养化和赤潮是海洋出现的生态异常现象,它多发生于有机污染严重、水交换不良的内海和港湾或排污河口近岸水域。
由于其发生和发展对海洋生态平衡、水资源危害很大,因此引起了海洋环境界的关注,并在这方面进行了广泛研究。
渤海湾为一半封闭性内海,是许多经济类鱼虾产卵和索饵场,在渤海渔业上占有重要位置。
但是随着海水养殖业的迅猛发展,养殖动物的排泄、残饵的腐化分解及水流状况的不佳,导致了养殖水体中营养盐的不断积累,严重威胁到近海的生态环境,负面影响日益严重[3-5],使渤海近海海域出现了富营养化(Eutrophication)现象,营养盐存在的主要形式是氨氮、硝氮和活性磷,其中氨氮在动物养殖水体中含量较高,而硝氮是水体中无机氮的主要存在形式,且极易被藻类和植物利用,水体中硝氮含量较高时,很容易促使藻类大量繁殖,造成水域污染,在水体生态系统中磷含量高时,固氮微生物会大量繁殖,使水体中的氮含量上升。
富营养化会导致细菌分解有机物的同时消耗大量的溶解氧,分解所产生的营养盐加上输入的营养盐很容易就会引发赤潮。
赤潮是海洋中某些微小的浮游生物在一定条件下爆发性增值而引起海水变色的一种有害的生态异常现象[6]。
一、研究背景:赤潮的定义:在一定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌在短时间内突发性增殖或高度聚集而引发的一种生态异常,并造成危害的现象。
现状:有害赤潮肆虐于我国和世界各国沿海,是国际社会共同关注的重大海洋环境问题和生态灾害。
自20世纪70年代起,我国有记录的赤潮有300多次,发生次数以每10年增加3倍的速度上升,2000年以来赤潮事件每年都达到了几十次;赤潮发生规模也呈急剧扩大的趋势,1998 年至今,每年都发生了面积超过1 000平方米的特大赤潮,其中有几年赤潮面积甚至达到上万平方公里,前后持续时间将近一个月,世界罕见;与此同时,有毒、有害的赤潮原因种也在不断增加,甲藻等有害种类已成为我国赤潮的主要原因种。
这些趋势充分表明了我国赤潮问题的严重性和复杂性。
从图中可以看出,2000~2009年我国近海共发生赤潮灾害792起,平均每年发生 79.20 起,而其中又以2003~2007年间赤潮发生的次数最高;而从2000~2003年,我国赤潮灾害发生次数呈上升趋势,2003年达到最高,为119次。
2004~2009年赤潮发生次数有逐步下降,但仍远远高于2000年的次数。
在时间上,又对2000~2009年中国海洋灾害公报记录的117起大型赤潮灾害事件进行统计分析(见图 2 ),发现我国近海赤潮灾害多发生在5月、6月和8月,3个月共记录赤潮事件91起,占赤潮灾害发生总数的77.78%。
从图上可以看出5月的赤潮发生的次数最多。
6月份为34起,8月份15起。
从空间角度看,我国四大海域均有赤潮灾害发生(见图 3)。
在 2000~2009年内的任何一年,我国东海发生赤潮的次数远远多于其他3个海域,南海次之,渤海第三,黄海最少。
2000~2003年,我国东海发生赤潮的次数逐年递增,在2003年之后的两年赤潮发生数有所下降,且基本稳定;2006年和2007年赤潮发生数又有所增加;2007年后才呈现下降趋势。
浅谈赤潮1000字
“赤潮”是指海洋中某些微生物或浮游植物疯狂繁殖所导致的海洋
生态灾害的一种现象。
当大量的有机物在海洋中积累时,这些有机
物就可以为微生物或浮游植物的繁殖提供丰富的养分。
当这些生物
数量激增时,就会形成赤潮,引起海洋环境的严重污染,对海洋生
态系统产生极大的危害。
赤潮主要由藻类引起,由于水中营养物含量过高,藻类繁殖迅速,
很快形成大规模的海水藻华,此时水体呈现红色、棕色、黄色等不
同颜色,这就是所谓的“赤潮”。
赤潮对海洋生态系统的影响非常大。
首先,它会消耗海水中的氧气,导致水质恶化。
其次,赤潮所产生的毒素会进入食物链,对海洋生
物有毒性影响,有些小型生物甚至会因此死亡。
同时,赤潮还会影
响沿海地区的渔业产业,导致渔业资源减少,损失严重。
赤潮也会
影响到旅游业,这是由于海滩会因赤潮而变得污浊、难闻,并因此
产生异味。
多次的赤潮事件都已经给环境造成了严重破坏,且没有
一种完美的解决办法可以解决赤潮问题。
然而,人类也不是毫无作为。
目前,科研人员通过对海洋环境的监
测和对藻类的研究,已经可以对赤潮进行预测和规避。
此外,人们
还研究出了一种生物方法,利用一些细菌、真菌和其他微生物可以
依据藻类分解藻类的残体和代谢物,从而使赤潮物质回归到生态环境。
尽管如此,我们还需要加强对海洋环境的保护和监测力度,通过科
学的方法研发出更加环保的生产方式,控制有机养料流入,以减少
赤潮造成的影响。
保护海洋环境是我们每个人的责任,只有共同合作,才能让我们的蓝色星球光彩夺目。
我国近十年赤潮灾害总体状况魏祥振(大连海洋大学港口、海岸及近海工程中国大连 116023)摘要:综述了我国近十年赤潮的发生概况,赤潮的时空分布状况及赤潮带来的经济损失状况。
并展望了接下来赤潮研究的重点。
关键词:近十年发生概况时空分布损失1.赤潮概述赤潮又叫红潮,是一种局部海区浮游生物异常繁殖,集中死亡,使海水恶化的一种海洋现象。
1.1赤潮引发生物目前已知能够引发赤潮的生物除红色中缢虫为微型浮游动物以外,其余全是浮游植物,全世界范围内已报道的超过330种,其中80余种为有毒种。
我国海域辽阔,物种丰富,通过对我国近海赤潮生物调查资料及有关文献统计:分布于我国近海的赤潮生物有148种,其中有43种引发过赤潮,其中甲藻(20个属,70个种)和硅藻(22个属,65个种)居多。
在我国引发过赤潮的43个种中,链状亚历山大藻、多环旋沟藻、链状裸甲藻等28种引发种为有毒种。
图1-1为赤潮原因种统计分布图[1]。
图1-1赤潮原因种统计分布图1.2赤潮灾害成因1.2.1 赤潮产生的原因近海水体环境相对封闭,海水交换能力差,河流入海口,营养盐丰富,加上水温、海流、潮汐、气压、水温等自然条件影响,致使近海水体环境较为适合赤潮生物异常繁殖。
目前日益剧烈的工业生产活动及不科学渔业养殖活动,导致近海海域水体富营养化严重,形成了适宜的藻类异常繁殖的水体环境,进而致使近年赤潮发生异常频繁。
1.2.2 赤潮的危害赤潮危害主要表现在三个方面。
首先,对海洋渔业的破坏,赤潮生物在生长及死亡分解过程中消耗大量溶解氧,容易导致鱼类窒息死亡;其次,对海洋生态破坏较为严重,赤潮生物死亡分解过程中,释放大量有害气体和毒素,严重破坏海洋生态系统;最后,某些赤潮生物会产生毒素,这些毒素在鱼虾贝类中富集,并最终通过食物链传递危害到人类。
2.我国近十年赤潮发生概况2.1发生次数至2000年来我国赤潮发生次数呈爆发型增长,近十年来一直居高不下,平均每年都在七八十次,其中2003年为最,达到119次。
赤潮研究综述
刘建新
【期刊名称】《中学生物学》
【年(卷),期】2006(22)1
【摘要】@@ 1赤潮的源起与概念rn1.1赤潮的源起rn关于赤潮,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.
【总页数】2页(P5-6)
【作者】刘建新
【作者单位】广东省东莞市厚街中学,523962
【正文语种】中文
【中图分类】P7
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26河北地质2020年第!期秦皇岛海域赤潮灾害预警模型研究陈作艺冯鑫(1.河北省地矿局第八地质大队秦皇岛066001).河北省海洋地质资源调查中心秦皇岛066001)摘要通过秦皇岛陆源入海数据、海洋浮标连续监测数据及人工监测数据研究秦皇岛海域赤潮,监控赤潮灾害,探索出最适于该区域的赤潮灾害预警模型。
由于赤潮的发生与各影响因子之间的关系非常复杂,具有一定的非线性和不确定性,传统预测方法的预测精度不明显,而人工神经网络具有较强的非线性逼近能力,适合高维非线性系统的模拟。
因此,基于人工神经网络的赤潮灾害预警模型研究能很好地提高赤潮预测精度,以叶绿素2为 关键指标的预测模型具有良好的预测效果和较高的精度。
通过对赤潮灾害预警模型的研究,有利于赤潮预警信息系统的进一步完善,有利于海洋生态系统的可持续利用,对整个海洋生态环境的保护具有重要意义。
关键词赤潮灾害预警模型1>-1刖目赤潮(red tide)是指在一定的环境条件下,海洋 中的浮游微藻、原生动物或细菌等在短时间内突发 性链式增殖和聚集的海洋生态异常现象。
有研究表 明,全球沿岸水域爆发的有毒有害赤潮数量逐年增 加,严重破坏了海洋生态环境,使沿岸的海洋经济遭 受到沉重的打击。
有毒赤潮藻产生的毒素(如麻痹 性贝毒、腹泻性贝毒、记忆缺失性贝毒、神经性贝毒 和西加鱼毒等)经食物链传递,在虑食性贝类、植食 性鱼类或其他高营养级生物体内蓄积,造成海产品 污染,对消费者的身体健康和生命安全构成极大威胁。
秦皇岛是享誉中外的休闲度假胜地,也是中央 国家机关暑期办公所在地。
但近年来,秦皇岛海域 的赤潮灾害问题变得非常突出。
据不完全统计,20 世纪90年代的10年间秦皇岛海域仅发生2次赤 潮,而在2000年后的12年间共发生了 22次赤潮。
特别是自2009年以来,一种由微微型藻导致的褐色 赤潮现象连年出现,每年影响范围最高可达到数千 平方公里(表1),给当地类养殖业带来严重危害,对 秦皇岛近海的水体环境和生态安全都产生巨大威 胁。
赤潮生态学的实验研究与评估赤潮是一种由于海水中的藻类或其他微生物的大量繁殖,导致水体颜色变红的现象。
赤潮不仅会对海洋环境造成破坏,还会给人类和其他生物带来健康风险和经济损失。
因此,赤潮的实验研究和评估显得尤为重要。
赤潮的原因赤潮的成因是复杂的,由多种生态和生理因素引起。
其中包括水质、水深、光照、营养盐、温度、盐度、酸碱度、风向等一系列生态环境因素,还包括微生物的生长要素,如硅酸盐、铁等。
这些因素交织在一起,形成了赤潮这一现象。
赤潮的影响赤潮对生态环境造成了负面影响。
首先,赤潮中的藻类和细菌会消耗水中的氧气,导致水体缺氧,长期缺氧对水中生物造成了极大的危害。
其次,赤潮中的有毒藻类会释放毒素,对生态环境和人类健康都带来威胁。
最后,赤潮还会影响渔业和旅游业等经济活动,给当地经济带来损失。
赤潮的实验研究为了更好地了解赤潮现象和寻找有效的防治措施,科学家们进行了大量的实验研究。
其中最常用的实验方法是培养实验。
通过控制营养盐、光照、温度和其他环境因素,使藻类和其他微生物在实验室中繁殖生长,以模拟赤潮的发生和发展。
这些实验可以为科学家们了解赤潮的成因提供重要的数据和信息。
赤潮的评估为了评估赤潮对生态环境和经济的影响,科学家们使用了多种方法。
其中最常用的方法是样本收集和分析。
科学家们通过在赤潮发生的水体中收集样本,并对样本进行分析,以了解赤潮中藻类、细菌和其他微生物的组成和数量。
这些数据可以为受赤潮影响的水域的管理和保护提供重要依据。
此外,在评估赤潮影响的过程中,科学家们还使用了模型模拟、生态监测、经济评估和社会问卷调查等多种方法。
这些方法可以为制定赤潮管理政策和保护赤潮受影响的生态环境和经济活动提供重要支持。
结论赤潮是一种严重威胁自然生态环境和经济利益的现象。
为了更好地了解赤潮的成因和影响,科学家们进行了大量实验研究和评估。
这些工作为制定有效的赤潮管理政策和保护生态环境和经济活动提供了重要的依据。
未来,科学家们将继续开展实验和评估工作,努力解决赤潮带来的问题。
赤潮相关现状分析及防治方法整理赤潮是指海洋中浮游植物、有害藻类过度繁殖,并且产生毒素,对海洋生态系统和渔业资源造成严重危害的现象。
赤潮的发生与海洋环境的恶化、气候变化、人类活动等因素密切相关。
本文将就赤潮的现状进行分析,并探讨防治赤潮的方法。
一、赤潮的现状分析1. 赤潮的影响范围扩大近年来,全球范围内的赤潮事件逐渐增多,并且影响范围扩大。
许多沿海国家和地区都面临赤潮的严重威胁。
赤潮不仅对海洋生态系统造成破坏,还会对渔业资源、旅游业和健康安全等方面带来巨大风险。
2. 赤潮事件频发赤潮事件的频发成为一个全球性问题。
由于全球气候变暖和环境污染等因素的影响,赤潮事件的发生频率明显增加。
许多地区每年都会发生赤潮,给当地的经济和生态环境带来极大的负面影响。
3. 赤潮对生态系统的破坏赤潮对海洋生态系统的破坏非常严重。
赤潮会导致海洋中的氧气减少,造成海洋生物大量死亡。
赤潮所释放的毒素会导致鱼类中毒、海洋哺乳动物和海鸟死亡。
这对于整个生态系统来说是一个重大的威胁。
二、赤潮的防治方法1. 加强监测与预警加强对赤潮的监测是防治赤潮的重要一环。
通过建立赤潮监测网络,实时监测海洋中的浮游植物和有害藻类的演变趋势,及时预警赤潮事件的发生。
这样可以帮助相关部门及时采取措施,减少赤潮对生态系统的危害程度。
2. 控制污染源赤潮的发生与环境污染密切相关。
控制污染源,减少废水、垃圾等污染物的排放,是减少赤潮发生的重要手段。
加强污水处理、提高水质监测和治理水域的水环境,可以有效减少赤潮事件的发生。
3. 促进生态平衡恢复赤潮的发生部分原因是由于海洋生态系统失去平衡。
通过建立海洋保护区、加大海洋生态修复力度,促进生态平衡的恢复,可以减少赤潮的发生。
4. 科学可持续开发海洋资源海洋资源的可持续开发对于减少赤潮的发生具有重要意义。
科学管理和利用海洋资源,推动渔业可持续发展,可以减少超过捕捞对海洋生态系统的破坏,从而减少赤潮的发生。
5. 加强国际合作赤潮是一个全球性问题,需要各国共同努力来解决。
赤潮灾害监测预报研究综述摘要:近海赤潮灾害的频繁暴发严重破坏海洋生态平衡和海洋环境。
概述了国内外赤潮监测和预报状况,着重介绍了利用卫星遥感进行赤潮预报的方法;总结了赤潮遥感预报目前仍存在的问题,指出基于机理和生态过程的赤潮预报模型将是重点研究方向。
关键词:赤潮灾害;监测预报;遥感;模型Abstract:The frequent occurrence of offshore red tide hazard severely damaged oceanic ecological balance and marine environmen.t The status quo of red tide monitoring and forecasting at home and abroad is described.Themethods of red tide forecasting by remote sensing are particularly introduced. The problems affecting red tideforecasting are summarized. It is pointed out that the red tide forecastingmodelbased onmechanism and ecologicalprocess is promising.Key words:red tide hazard; monitoring and forecasting; remote sensing; model赤潮是在一定的环境条件下,局部海域因浮游生物突发性地大量增殖和高密度聚集(几百万~几千万个赤潮生物/mL海水)而使海水变色发臭的异常现象。
赤潮首先是生物学的问题,但同时也是环境学的问题,赤潮是海洋严重污染的结果,携带大量无机营养盐和有机物的工业废水和生活污水排入海洋所引起的海水富营养化是其形成的物质基础。
赤潮作为一种生态异常现象,影响它发生的环境因子很多,其中主要包括以下几方面[1-2]:(1)气象条件:如风、降雨、气温、光照;在我国沿海海域,赤潮发生受气温影响,按时间顺序由南到北(南海、东海、黄海、渤海)依次发生;(2)海洋学过程:如潮汐、海流、跃层、锋面、水温等;(3)生态学因子:化学特征因子(如氮、磷、硅等大量营养盐,铁、锰、维生素等微量营养盐)、赤潮生物的生态学特征(趋营养性、趋光性、粒度效应)浮游动物摄食等。
近海赤潮灾害的暴发十分频繁,已引起了各国政府及科学界的高度关注[3]许多国家都在积极发展包括赤潮监测预报在内的全球海洋观测计划(GOOS)。
美国利用CZCS、A VHRR和SeaW iFS资料探测和监测近岸海区的赤潮,并把赤潮卫星遥感监测纳入CoastWatch计划。
2000年美国在北墨西哥湾建立赤潮探测和预报系统,该系统为其他地区的进一步拓展打下了基础。
英国和西班牙利用A VHRR和SeaW iFS探测英吉利海峡和西班牙西南海域的颗石藻赤潮和腰鞭毛虫赤潮。
在欧盟和欧空局资助下,英国的Plymouth海洋实验室目前正从事北海及Dovon近岸的赤潮监测和预报项目。
我国学者对赤潮也进行了大量研究[4]。
现有的这些方法对赤潮的监测发挥了重大作用,但要解决赤潮机制和预报,有效减灾防灾,还有大量工作要做。
1.赤潮预报常规方法研究赤潮预报的常规方法主要包括数值预测法和经验预测法。
数值预测法主要根据赤潮发生机理,通过各种物理-化学-生物耦合生态动力学数值模型模拟赤潮发生、发展、高潮、维持和消亡的整个过程而对赤潮进行预测。
赤潮预报所选择的因子主要有:(1)叶绿素叶绿素a含量可反映海区现有浮游植物浓度的高低,它是海域富营养化的重要指标。
根据实测资料分析,当叶绿素a含量从正常值上升至10 mg/m3以上,并有迅速增加的趋势,就可预警赤潮即将发生。
矫晓阳[5]提出了采用单一参数叶绿素进行赤潮短期预报的原理和技术,主要以叶绿素大于某一基准值时是否连续2 d呈指数增长来判定是否会发生赤潮。
(2)溶解氧赤潮生物白天进行光合作用,产生大量氧,夜间停止光合作用,因呼吸作用吸收溶解氧,因此海水中溶解氧明显升高或昼夜有明显的变化,可用溶解氧作为赤潮预报的化学参量[6]。
(3)透明度由于赤潮发生时大量藻类聚集导致海水透明度变化很大,因此把透明度值作为赤潮预警的标准值也是一种方法。
矫晓阳[7]提出尝试用透明度作为赤潮预警监测的参数,但也提出在发布赤潮预警之前,应该审核浮游生物的优势种和生物量。
(4)水文气象因子张俊峰等[8]通过对南海区近10年的赤潮发生个例进行统计分析,统计其生成前期的大气环流形势和水文气象要素,分析出赤潮生成前期的环流模式和筛选出诱发赤潮爆发的重要因子,以此来预报赤潮发生。
因子从不同角度反映赤潮情况,但如果仅仅依据这些因子的海上调查数据进行预报,费时费力而且无法大范围动态地进行预报,而卫星遥感方法弥补了这些方法的不足,已成为研究大范围海洋现象的有力工具。
2.赤潮遥感监测和预报方法目前发展起来的赤潮监测手段有卫星遥感监测、航空遥感监测、船载快速监测和浮标监测。
遥感技术是一种利用电磁波辐射能间接探测目标物的技术,遥感技术提供了从空间快速获取大量海面信息的技术手段。
赤潮的形成一般是由许多环境因子造成的,因子之间又有密切的相互联系。
如果单纯的依赖某个环境因子的异常变化,在一定程度上会降低预报的准确性。
因此,需要在找出控制赤潮发生的主要环境因子的同时,利用一定的判别模式对赤潮进行预测[9]。
根据海洋环境因子与赤潮的相关性分析,并综合考虑赤潮监测系统在尺寸和功耗方面的限制,选定温度、pH、H2S、DO、盐度、浊度作为监测因子。
在环境因子达到赤潮阀值后,启动预警。
另外,赤潮监测系统应该与遥感监测、船载快速监测组成立体的监测网络,实现赤潮的有效预测。
利用遥感手段可以监测大面积的赤潮,与常规海上调查观测方法相比,遥感具有迅速的多时相数据更新能力和多尺度的空间概括能力,可以快速及时地获取区域和全球尺度的海洋参量信息[10],这为研究赤潮的动态及生长和繁殖机理提供了新的思路。
赤潮卫星遥感探测建立在赤潮生态学及其相应水体光学性质基础上,目前已探索开发了很多方法如利用叶绿素a浓度、海表温度和多光谱变化等方法。
2.1叶绿素a算法引发赤潮的浮游植物体内都含有叶绿素a等色素。
叶绿素a的浓度随海区和季节不同[11],反映了赤潮藻类的生长状况。
研究发现,在赤潮形成过程中,表层海水叶绿素a浓度持续上升,表层海水的叶绿素a 含量通常达到10 mg/m3以上,甚至可以达到几百mg/m3,而且总的趋势都是较快地上升到赤潮峰值。
而临近的普通海水叶绿素a浓度虽然也会增加,但增加速度缓慢,而且只增加到一个相对较低水平。
因此可利用遥感反演叶绿素a浓度变化来研判,这方面卫星有独到优势[12]。
2.2海表温度算法海水温度是赤潮暴发的决定条件之一。
海水只有达到一定温度而且其它条件也很适合时赤潮才能暴发。
赤潮形成时,海水表面聚集着生物细胞,这些细胞和其分泌的黏液,既易于吸收太阳辐射,又可阻隔水面下辐射能的发散,因此赤潮水体的表面温度一般要比周围水体高,差值一般可达到2~4℃[13]。
当表层海水温度日变化率达到一定数值时即可判断赤潮形成。
2.3多光谱赤潮算法赤潮发生时大量繁殖的浮游生物聚集在海表面,使水体光学性质发生变化,不同波段的水体反射发生不同程度的增强或减弱。
在赤潮遥感中很多算法都是根据海水光谱性质来建立的[14],这些算法已经成功地用于A VHRR、SeaW iFS、HY-1等卫星数据。
研究发现赤潮海水光谱曲线主要表现为蓝光(440~460 nm)的吸收和绿光(560~ 570 nm)及红光(695 nm)处的反射。
以微囊藻赤潮光谱为例,在400~ 560 nm的蓝绿光范围内,赤潮水体的光谱反射率比正常水体低,或者说吸收率较高,而且变化较快。
另外赤潮发生时海洋水体往往在695 nm处表现出强烈的反射,形成叶绿素荧光峰。
3.赤潮监测的存在问题和发展趋势为了给减灾防灾提供及时迅速和可靠的科学信息,建立一个我国赤潮监测、预警和实时预报系统已成为十分迫切的任务。
而要想实现赤潮的卫星遥感监测预报,就必须认真研究赤潮发生的机理和各种影响表征因子,因此只有综合考虑赤潮生态发育过程和环境参量,选择恰当的表征赤潮的因子,才有可能对赤潮做出准确预报。
综合生态学和环境学的知识,对赤潮发生所需的营养物质条件和赤潮发生前后环境参量等的变化进行深入研究,充分认识其发生发展规律,从新的角度入手,开发新的算法。
提出新的基于海洋生态过程的多参量模型来预报赤潮势在必行。
参考文献:[1]王修林,孙培艳,高振会,等.中国有害赤潮预测方法研究现状和进展[J]. 海洋科学进展.2003.21(1):93-98.[2]陈晓翔,邓孺孺,何执兼,柯栋,李芳.赤潮相关因子的卫星遥感探测与赤潮预报的可行性探讨[J].中山大学学报(自然科学版).2001.40(2):112-115.[3]TangD L, KesterD R, Ni I, et a.l In situ and satellite obser-vations ofa harmful algal bloom and water condition at the PearlRiver estuary in late autumn 1998 [J]. Harmful Algae, 2003,(2): 89-99.[4]文世勇,赵冬至,陈艳拢,等.基于AHP法的赤潮灾害风险评估指标权重研究[J].灾害学, 2007, 22(2): 9-14.[5]矫晓阳.叶绿素a预报原理探索[J].海洋预报, 2004, 21(2): 56-63[6]王正方,张庆,吕海燕,等.长江口溶解氧赤潮预报简易模式[J].海洋学报, 2000, 22(4): 125-129[7]矫晓阳.透明度作为赤潮预警监测参数的初步研究[J].海洋环境科学, 2001, 20(1): 27-31.[8]张俊峰,俞建良,庞海龙,等.利用水文气象因子的变化趋势预测南海区赤潮的发生[J].海洋预报, 2006, 23(1): 9-19[9]谢中华,王洪礼,史道济,孙景.运用混合回归模型预报赤潮[J].海洋技术.2004.23(1):27-30[10]潘德炉,李炎.海洋光学遥感技术的发展和前沿[J].中国工程科学, 2003, 15(13): 39-43[11]丛丕福,牛铮,蒙继华,等. 1998~2003年卫星反演的中国陆架海叶绿素a浓度变化分析[J].海洋环境科学, 2006,25(1): 30-33.[12]丛丕福,牛铮,曲丽梅,等.利用海洋卫星HY-1数据反演叶绿素a的浓度[ J].高技术通讯, 2005, 15(11): 106-110[13]顾德宇,许德伟,陈海颖.赤潮遥感进展与算法研究[J].遥感技术与应用, 2003, 18(6): 434-440[14] Lee Z P and CarderK L. Absorption spectrum of phytoplankton pigments derived from hyperspectral remote sensing reflectance[J]. Remote Sensing of Environment, 2004, ( 89 ): 361-36。