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浒苔侵袭!“绿潮之灾”几时休?
  
中国自然资源报 2019年08月14日 第364期

本报记者 王蕾

  7月以来,山东省青岛市近岸海域再次遭受绿潮侵扰。自2007年以来,这已经是浒苔连续13年造访山东半岛。与往年相比,今年浒苔在青岛近岸海域的暴发大约晚了10天。青岛市海洋发展局公布数据显示,今年黄海浒苔绿潮灾害最大分布面积约5.56万平方公里,覆盖面积约500平方公里;在青岛市范围内覆盖面积约195平方公里。截至目前,今年的绿潮灾害已近尾声。

  那么,浒苔究竟是什么,又是如何形成的?采取哪些措施能够有效防控和治理?记者采访了相关领域数位专家,聚焦浒苔绿潮这一近海生态灾害的防控与治理。


6月27日,“向阳红52”船在青岛附近海域进行浒苔取样和监测(无人机拍摄)。 新华社记者 李紫恒摄


自然资源部北海局海洋监测人员在打捞浒苔,进行取样检测。新华社记者 李紫恒摄


“向阳红52”船经过一片浒苔分布区域。 新华社记者 李紫恒摄

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1.什么是浒苔?

  浒苔是绿藻门的一种大型海藻,属于石莼属藻类、无毒,可食用。浒苔藻体呈鲜绿色或淡绿色,由单层细胞组成管状分枝体,易于漂浮生长。

2.浒苔绿潮对海洋生态的影响?

  大量繁殖的浒苔形成绿潮,会破坏近海景观、堵塞航道,对沿海渔业、养殖业、旅游业造成严重威胁。特别是到暴发末期,大量未及时打捞的浒苔死亡后会在微生物的作用下被分解,微生物作用将大量消耗海水中的氧气,不仅可能引起养殖生物(如海参、鲍鱼等)窒息死亡,也对大部分自然生存的底栖动物群落的稳定性、生物量、栖息密度等造成负面影响。浒苔分解过程中同时会释放氨氮、硫化物等物质,引起近海恶臭,并向水体中释放大量的碳、氮、磷等营养元素物质,有诱发次生环境污染的危险。

3.我国黄海浒苔绿潮缘起何时?

  2007年6月,在我国南黄海局部海域首次观察到大型绿藻形成的绿潮现象,但规模不大、影响区域较小,沿海地区共处理绿藻约6000吨。2008年,黄海海域再次暴发大面积绿潮,大量漂浮绿藻聚集在青岛沿岸一线,为消除绿潮威胁,青岛市政府投入了大量人力、物力进行打捞和清除,清理绿藻上百万吨。此后,每年夏季绿潮都会在黄海出现,至今已连续13年。每到夏季,青岛市政府都要对进入青岛近海的绿藻进行收集、打捞和处理。

4.绿潮灾害只发生在我国吗?

  浒苔等大型绿藻规模化增殖生长引发的绿潮,是国际沿海地区常见的海洋生态现象,被认为与海水富营养化以及温度等海洋环境条件变化密切相关。自上世纪80年代开始,美国佛罗里达州、丹麦罗斯基勒湾、荷兰威斯海礁湖、日本濑户内海和东京湾等近海均大规模发生了绿潮,给当地景观、渔业等带来了严重影响。

5.我国黄海浒苔绿潮有哪些特点?

  与国外相比,我国黄海浒苔绿潮灾害具有以下典型特点:一是存在远距离漂移过程,明显存在着由黄海南部的苏北近海向北部山东半岛的输送;二是季节性强,主要发生在夏季5月~7月;三是集中暴发,主要在青岛及周边县市近岸堆积登陆;四是规模空前,分布面积、覆盖面积以及每年清理浒苔总量在国际已报道绿潮灾害中规模最大,其中2008年青岛市仅近岸清理的浒苔总量(湿重)达到75.99万吨;五是周期长且存在着年际波动,已连续13年在黄海海域发生,不同年份之间存在海域分布范围和近岸堆积登陆程度的差异。

  原本蔚蓝无际的青岛沿海,每年夏季却被大片绿色的“海上草原”覆盖。自6月以来,青岛市启动了海洋大型藻类灾害蓝色预警(Ⅳ级),通过海上打捞、网具拦截、岸边清理“三道防线”实施海陆共治,实现了浒苔上岸量历年最低。

  由于浒苔形成的绿潮在黄海南部海域连年暴发,“打浒”已经成为山东、江苏等相关部门每年必须面对的重要任务。今年以来,自然资源部统筹协调,江苏省、山东省及青岛市政府组织各方力量,共同参与抗击浒苔的攻坚战,取得了明显成效。

  成因复杂,源头锁定苏北浅滩

  黄海海域的这场绿潮“噩梦”始于2007年。原本正常的黄海海域,为何会突然出现“海上草原”呢?绿潮暴发后,我国相关领域的专家学者开展了大量研究工作,发现黄海绿潮灾害的致因种均为浒苔。

  “对于黄海漂浮浒苔的早期起源,科研人员主要持3种不同的观点:近海紫菜养殖筏架来源、近岸池塘来源,以及各类水体广泛发生的‘多点起源’。”中国海洋大学教授刘涛解释说,苏北浅滩的紫菜养殖筏架是黄海漂浮浒苔来源的“载体”,而并非“源头”,关于浒苔绿潮的起源仍然需要进一步的科学验证。

  中国科学院青岛生物能源与过程研究所张永雨研究员表示,浒苔绿潮的形成原因复杂,近海人类活动、陆源营养输入、地域特征、浒苔自身特点、生物(包含微生物)之间相互作用、全球变暖与气候事件等多种因素,以及这些因素的动态变化和相互作用,共同决定了浒苔绿潮暴发的特点和规模。

  具体来看,苏北沿海大量陆源输入造成的近海营养盐持续增加,为绿潮大规模暴发提供了营养物质基础。同时,在全球气候变暖的背景下,浒苔复杂多样的繁殖方式、较强的光合固碳效率和营养盐吸收能力,使其在黄海特定的温盐和光照条件下呈现出极强的生存竞争优势。

  截至目前,浒苔绿潮早期起源仍存在一些科学问题有待解决。比如,冬春季定生浒苔的来源仍不清楚,种源发生及其生物学存活机制仍不明确;再如,江苏省近年来开展了紫菜养殖筏架的浒苔清理工作,但如何确定紫菜采摘、筏架回收和浒苔清理的最佳时间,使其最大限度地削减绿潮规模仍待深入探索。

  具体成因尚无定论,但浒苔源于苏北浅滩,似乎已是不争的事实。船只监测、卫星遥感监测、漂流浮标实验等均证实,历年大面积漂浮浒苔最早出现于江苏北部近海,逐步漂移并聚集到黄海海域,进一步受到风场作用,于山东半岛南部的青岛及周边县市沿岸堆积成灾。历年情况来看,每年6月~7月是黄海海域浒苔绿潮灾害的盛季;7月中旬~8月上旬因水温和降雨等环境不适宜浒苔生长而大量下沉消亡。

  源头布控,前置打捞层层设防

  尽管是年年造访的“老朋友”,但是浒苔绿潮每年暴发的规模有所不同。资料数据显示,2009年我国黄海浒苔绿潮暴发规模最大,随后每年分布面积和覆盖面积虽有差异,但没有减轻趋势。

  暴发规模的不确定性,也给浒苔防控工作带来了一定难度。

  “从浒苔发生、发展与防控的角度来看,目前浒苔绿潮的长期预报是相当困难的,几乎所有的模式都难以做到跨年度的准确预报。”中国科学院大学海洋学院院长孙松曾在接受采访时坦言。他告诉记者,目前基于当年春季的现场考察情况,结合海底、水体和紫菜养殖筏架上的漂浮浒苔量,可以比较准确地提前预报当年夏季的灾害情况。

  近年来,山东省和青岛市每年投入巨额资金、大量人力和物力进行浒苔绿潮防灾减灾,但除一些特别区域外,绝大部分岸线仍受绿潮威胁。“浒苔绿潮分布面积达数万平方公里,几乎影响整个山东半岛南岸海域和岸线,在如此广阔的海域进行全线打捞几乎是一项无法完成的任务。因此,浒苔绿潮的源头防控是必由之路。”自然资源部第一海洋研究所王宗灵研究员说。

  浒苔绿潮的防控宜早不宜迟。据了解,在丰富的营养盐供给和春夏季海洋水温增高等环境条件下,经现场模拟实验,漂浮浒苔能够以10%~37%的日增长率快速生长。按照这一生长速率,30天~40天后浒苔生物量可增加数百倍。因此,选择适合区域进行早期漂浮浒苔的打捞,可显著减少后期山东近海浒苔打捞的投入。特别是每年3月~5月是绿潮早期防控的关键时期,如果不能有效布控,到6月份一旦浒苔暴发就会非常被动。

  而黄海绿潮早期主要来自苏北浅滩的认识,明确了实施绿潮早期防控的区域。目前已查明浅滩随机分布的漂浮浒苔主要经由潮沟汇聚后进入黄海深水区,并明确了适宜拦截打捞的12条通道,王宗灵建议,准确把握浒苔绿潮早期聚集的最佳时机,在这些通道实施早期拦截打捞,将可避免大规模绿潮的形成,且其成本不到后期打捞的1/10。

  所幸,近年来黄海漂浮浒苔的监测手段快速发展,现场调查、卫星遥感和无人机观测能够提供实时或准实时的浒苔分布数据;浒苔的现场打捞和处理技术也得到快速发展,这都为前置浒苔打捞区提供了保障。专家一致认为,浒苔绿潮灾害是可以进行有效预防和治理的,关键是要采取经济、高效、绿色的方式。

  变废为宝,加工利用期待提质

  虽然浒苔的暴发性增长会造成海洋生态灾害,但浒苔本身也具有较高的利用价值。对南黄海漂浮浒苔的成分检测结果表明,浒苔富含蛋白和纤维素、果胶等多糖,可用于生产饲料粉、食品添加剂和海藻肥等产品。

  在世界上,将浒苔作为有机肥料的原料已成为共识,爱尔兰、英国、南非、新西兰等国家都建立了海藻饲料工厂生产海藻饲料。自2009年以来,我国已利用打捞浒苔累计加工生产10余种浒苔海藻肥和饲料产品,基本形成了对海上打捞浒苔的资源化利用。

  目前,青岛在浒苔无害化处理及资源化利用方面已跻身国际前列。该市设立了浒苔无害化处置基地,对打捞到的浒苔进行商业化集中处置,主要生产浒苔粉、浒苔绿肥产品。截至8月4日,该基地今年累计处置浒苔约23.8万吨,比去年同期多14.2万吨,100%实现资源化利用。

  然而,这样的资源化利用,能够负担政府部门在浒苔打捞和治理方面的资金投入吗?

  刘涛教授曾针对浒苔无害化处置与资源化利用进行过成本效益测算:在不考虑浒苔资源供给季节性与加工利用周期性等情况下,按照现有生产工艺与技术设施能力,如果仅生产海藻粉(饲料级)、海藻精、海藻有机肥等低价值产品,则难以负担浒苔在打捞、运输、加工、生产等处置环节的成本。

  可见,浒苔灾害治理的商业化可行性依赖于终端产品的市场价格,以及浒苔处置成本(主要是渔船打捞成本,占总处置成本约2/3)。为此,有专家建议研制渔船专用机械化打捞装置或小型机械化打捞工作艇,降低浒苔处置的商业化运行成本。

  实际上,近年来海藻食品市场需求增长较为强劲,但目前几乎没有优质产品应用于海藻饲料、海藻肥和海藻多糖加工。浒苔作为一种非养殖来源的海藻资源化利用种类,具有良好的原料替代性和补充性。刘涛认为,如果能深入开发浒苔的高值化产品,挖掘其多糖功效并用作医药和保健原料,将大幅提升其产品价值和效益水平。

  但由于浒苔原料存在季节性短缺的情况,并具有水分大、盐度高等特性,其收运和存储仍是开发的一大难点。专家认为,打造完整的浒苔利用产业链还需要加强顶层设计和政策引导,在沿海产业发展与生态保护之间找到解困之路。

  治理不易,“打浒”是场持久战

  受近海富营养化以及全球气候变暖等因素影响,以及浒苔绿潮连续大规模暴发潜在导致的区域海洋生态系统变化,专家普遍认为,在未来一段时间里,我国黄海海域仍将持续受到浒苔绿潮的影响。

  近年来,原国家海洋局牵头成立黄海跨区域浒苔绿潮灾害联防联控工作协调组,建立联防联控机制;科技部发布“海洋环境安全保障”重点专项申报通知,浒苔形成机理及综合防控技术研究与应用成为其中的重要研究内容。这意味着,从防控机制到治理技术,“打浒”已经上升为国家重大战略任务,有望从源头治理浒苔绿潮。

  所谓百川入海,除了海上有效拦截和近岸打捞,专家建议从陆海统筹的角度重视源头管控。“应进一步减少陆源营养输入,如避免陆地过量施肥等;适度控制以投饵方式为主的近海池塘或滩涂的鱼虾贝养殖规模,并改进传统的渔业养殖方式,保护海岸带环境。”张永雨说。

  他同时建议,政府部门可以实行生态补偿或经济激励政策,提高渔民早期防控浒苔的积极性和主动性。“若每年4月份在海水温度达到10摄氏度之前(即浒苔还未快速生长前)就对紫菜进行大量采摘,并及时回收养殖筏架,同时鼓励渔民积极打捞掉落下来的浒苔藻体,或能大幅降低后期黄海浒苔绿潮的暴发规模。”

  “自然环境条件下,定生绿藻来源于水体中的微观繁殖体(包括孢子、配子和合子等)。如果能够阻断浒苔等绿藻微观繁殖体在附着基上的附着生长,将可从根源上避免浒苔绿潮的发生。”王宗灵说。据他介绍,围绕这一课题已有多个项目展开研究,如养殖筏架和绠绳材料的改进、无公害涂料防绿藻附着、化学药品试剂消除定生绿藻,以及利用生物相互作用限制浒苔等绿藻的生长等,技术上取得了一定进展。

  不可否认,由于人为调节海洋生态系统存在现实难度,且对浒苔绿潮的部分机理认识不足,要彻底转变被动的应急灾害处置模式仍有很长的一段路要走。

  对于浒苔中长期治理和防控,刘涛认为难点在于中长期时间尺度下对区域性海洋生态系统结构与功能的变化研究。他建议,从东海北部—黄海南部整个生态系统着手,研究其营养元素供给、生态系统内部循环及再生过程,以确定浒苔绿潮是否已成为生态系统中的有机组成部分,然后再根据其灾前过程进行干预,有效削减灾害的规模和影响范围。

  专家一致建议,下一步持续加强对浒苔绿潮发生机制、绿潮灾害预警监测、绿潮早期防控技术、高效打捞和高生物量浒苔处理技术,以及绿潮灾害对海洋生态系统影响等方面的科技投入,从根本上阐明绿潮灾害发生的全过程机制和影响要素,以便提出更为准确和高效的灾害治理方案。


距离青岛约50海里的千里岩岛附近有带状浒苔在岛屿四周漂浮(无人机拍摄)。 新华社记者 李紫恒摄

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