吳金浩，宋廣軍，宋 倫，王 擺，張毅敏，印明昊，王召會，周遵春

( 1.南京信息工程大學(xué)，江蘇 南京 210044； 2.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 大連 116023；3.大連市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，遼寧 大連 116011 )

2020年2月17—23日，大連渤海海域局部區(qū)域陸續(xù)出現(xiàn)部分魚(Lizahaematocheilus)、長竹蟶(Solenstrictus)及其他海洋生物大量死亡災(zāi)害現(xiàn)象，引起政府有關(guān)部門和廣大市民的關(guān)注。導(dǎo)致海洋生物短時(shí)間內(nèi)大量死亡的原因很多，包括水質(zhì)污染、病害、棲息環(huán)境改變以及極端氣候變化等。其中海洋污染事故發(fā)生成為人們懷疑的重點(diǎn)，如突發(fā)性溢油污染、危險(xiǎn)化學(xué)品污染、熱污染以及放射性污染等，此類污染事故也很容易取證，污染指標(biāo)往往超標(biāo)十幾倍，甚至幾十倍[1]；生物性病害也容易導(dǎo)致大量海洋生物死亡，但往往某種致病菌或病毒對某種生物產(chǎn)生損害，不會導(dǎo)致多種生物的同時(shí)死亡[2]；海水低氧酸化可導(dǎo)致魚類、甲殼類和底棲海洋生物大量死亡，目前已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)[3-5]，當(dāng)溶解氧水平<2 mg/L時(shí)，即產(chǎn)生低氧現(xiàn)象[6]，海洋中的大部分水生生物將面臨死亡，海底拖曳無法捕捉到魚蝦種群[7]。除此之外，全球氣候變化以及極端天氣也會導(dǎo)致大量海洋生物死亡[8]。為進(jìn)一步查明大連淺海局部海域海洋生物死亡的種類、數(shù)量及死亡原因，2020年2月18—25日，遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院組織開展了海洋生物損害調(diào)查與分析，以期為大連市政府管理部門提供相關(guān)對策和建議。

1 材料與方法

2020年2月18—23日，針對出現(xiàn)生物死亡的大連市夏家河浴場、金州灣媽祖廟沿岸、紅沿河岸灘以及仙浴灣沿岸4個(gè)區(qū)域開展海洋生物調(diào)查取樣，每個(gè)區(qū)域沿海岸線分別設(shè)置3個(gè)岸段，每個(gè)岸段約200 m，沿岸線采用行走觀測法，收集死亡的海洋生物樣品，同時(shí)對潮間帶底棲生物進(jìn)行定性調(diào)查，具體位置見圖1。

沿岸線行走觀測，對所有種類死亡的海洋生物樣品進(jìn)行收集，采集后做好現(xiàn)場描述、編號，放入聚乙烯袋中，密封保存。將潮間帶灘面、巖礁上、巖石下存活的生物另外采集分裝，同時(shí)每個(gè)岸段沙灘、泥灘隨機(jī)采樣1～2次，現(xiàn)場淘洗，將挑選出的全部生物帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行定性分析。潮間帶生物調(diào)查及分析鑒定依照GB/T 12763—2007《海洋調(diào)查規(guī)范》進(jìn)行。

圖1 大連沿岸淺海海洋生物調(diào)查站位示意Fig.1 The survey station of marine life in coastal shallow sea in Dalian

2 結(jié) 果

2.1 海洋生物調(diào)查種類統(tǒng)計(jì)

本次調(diào)查在夏家河浴場、金州灣媽祖廟岸灘、紅沿河岸灘以及仙浴灣沿岸4個(gè)地點(diǎn)共采集到10門52種海洋生物(表1)。其中紅沿河沿岸采集到的種類最多，有9門38種生物；其次為夏家河浴場，采集到5門14種生物；仙浴灣岸灘采集到的生物較少，有4門8種；媽祖廟岸灘最少，采集到3門7種。在各門類所采集到的海洋生物中，軟體動(dòng)物最多達(dá)16種，占采集種類的30.8%；其次為節(jié)肢動(dòng)物有15種，占采集種類的28.8%；再次為環(huán)節(jié)動(dòng)物7種，占采集種類的13.5%；棘皮動(dòng)物5種，占采集種類的9.6%；脊索動(dòng)物4種，占采集種類的7.7%；其他門類中螠蟲動(dòng)物、腕足動(dòng)物、刺胞動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、曳鰓動(dòng)物各1種，各占采集種類的1.9%。采集的海洋生物種類中，出現(xiàn)死亡的種類有38種，未出現(xiàn)死亡的種類有14種。

表1 本次調(diào)查大連渤海海域采集海洋生物名錄

海洋生物Marine organism門類Category紅沿河Hongyan River仙浴灣Xianyu Bay媽祖廟Mazu Temple夏家河Xiajia River方氏云鳚 Enedrias fangi脊索動(dòng)物門+柄海鞘 Styela clava脊索動(dòng)物門+單環(huán)刺螠 Urechis unicinctus螠蟲動(dòng)物門+鴨嘴海豆芽 Lingula anatica腕足動(dòng)物門(+)?？?Actiniaria刺胞動(dòng)物門+海仙人掌 Cavernularia habereri 腔腸動(dòng)物門+尾曳鰓蟲 Priapulus caudatus曳鰓動(dòng)物門+

2.2 死亡海洋生物種類組成與區(qū)域分布

本次調(diào)查采集到的死亡海洋生物種類有38種，隸屬于9門，占采集種類的73.1%。其中節(jié)肢動(dòng)物門種類最多，有14種，占采集種類的26.9%；其次為軟體動(dòng)物門，有6種，占采集種類的11.5%；再次為環(huán)節(jié)動(dòng)物門和棘皮動(dòng)物門，均有5個(gè)種類死亡，各占采集種類的9.6%；脊索動(dòng)物門死亡的種類較少，有4種，占采集種類的7.7%；其他門類中，螠蟲動(dòng)物、刺胞動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、曳鰓動(dòng)物各1種，各占采集種類的1.9%。從區(qū)域分布來看，紅沿河岸灘采集到的死亡種類最多，達(dá)34種；仙浴灣岸灘采集到死亡種類6種；夏家河浴場采集到死亡種類5種；媽祖廟岸灘死亡種類僅1種。出現(xiàn)大量死亡的種類包括棘刺錨參、大螻蛄蝦、長竹蟶和細(xì)長竹蟶。在采集到的死亡個(gè)體中，絕大部分為近期死亡，也存在一小部分可能為早期死亡個(gè)體。

2.3 未出現(xiàn)死亡海洋生物的種類組成與區(qū)域分布

本次調(diào)查采集到的未出現(xiàn)死亡海洋生物種類有14種，隸屬于4門，占采集種類的26.9%。其中軟體動(dòng)物種類最多，有10種，占采集種類的 19.2%；環(huán)節(jié)動(dòng)物有2種，占采集種類的3.8%；節(jié)肢動(dòng)物和腕足動(dòng)物各1種，占采集種類的1.9%。由區(qū)域分布來看，夏家河浴場海洋生物未死亡種類最多，有9種；其次為媽祖廟岸灘，海洋生物未死亡種類有6種；紅沿河岸灘海洋生物未死亡種類有4種；仙浴灣岸灘海洋生物未死亡種類有2種。海洋生物未死亡種類主要為中潮帶固著或附著于礁石上以及藏匿于巖石下的種類。

3 討 論

3.1 死亡的海洋生物特征

本次災(zāi)害事件導(dǎo)致大量死亡的海洋生物有棘刺錨參、大螻蛄蝦、長竹蟶和細(xì)長竹蟶，它們均在低潮帶至潮下帶營穴居生活；其次日本蟳、三疣梭子蟹、口蝦蛄等節(jié)肢動(dòng)物也出現(xiàn)較多死亡，死亡的以小型個(gè)體、幼體為主。此外在灘面采集到較多沙蠶類，除一部分死亡外，大多處于瀕死狀態(tài)，活動(dòng)能力弱。而死亡的魚類很少采集到，4個(gè)區(qū)域共采集到魚1尾，方氏云鳚2尾，髭縞蝦虎魚幼魚5尾?？傮w來看，采集到死亡的海洋生物種類數(shù)量表現(xiàn)為：脊索動(dòng)物<環(huán)節(jié)動(dòng)物<棘皮動(dòng)物<軟體動(dòng)物<節(jié)肢動(dòng)物。

死亡的海洋生物均屬于生活在低潮帶和潮下帶的底棲生物種類。不同海域生態(tài)環(huán)境特征不同，海洋生物種類多樣性、生物豐度等存在一定差異性，災(zāi)害事件發(fā)生后導(dǎo)致死亡生物種類、數(shù)量表現(xiàn)出高低差異，本次調(diào)查結(jié)果與相應(yīng)岸灘的類型有一定相關(guān)性，通過調(diào)查的4個(gè)區(qū)域比較發(fā)現(xiàn)，紅沿河岸段、夏家河浴場等水淺灘長的沙灘海域出現(xiàn)較多的死亡物種，仙浴灣岸灘海水較深的巖礁區(qū)域死亡的物種相對較少。其中，媽祖廟海域死亡的生物種類數(shù)量僅表現(xiàn)出大螻蛄蝦1種，但該物種死亡的數(shù)量較大，可能也與該生物的生活習(xí)性密不可分，大螻蛄蝦自每年11月至翌年3月為抱卵繁殖期[9]，根據(jù)國家海洋預(yù)報(bào)臺發(fā)布的海溫周報(bào)顯示，今年死亡事件發(fā)生前海水溫度較去年偏高[10]，產(chǎn)卵期提前，死亡事件發(fā)生時(shí)，或許正趕上大螻蛄蝦集體大面積產(chǎn)卵，從而導(dǎo)致出現(xiàn)了大螻蛄蝦存在數(shù)量較多死亡個(gè)體的現(xiàn)象。

3.2 海洋生物死亡原因探討

通過分析，本次災(zāi)害事件中死亡的生物絕大多數(shù)為低潮帶和潮下帶底棲生物種類，如發(fā)生大規(guī)?；ゎ愃|(zhì)污染的中毒事件，廣泛分布的各種魚類更易產(chǎn)生死亡；調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，類似媽祖廟附近中潮帶海域礁石、礫石上短濱螺、牡蠣等生物生長良好，其他區(qū)域中潮帶底棲生物的種類和數(shù)量也未發(fā)生明顯降低，同時(shí)由于岸灘上大量的海洋生物存在吸引了眾多海鳥停留覓食，由此可見，死亡的海洋生物未對鳥類產(chǎn)生危害。大連市生態(tài)環(huán)境局現(xiàn)場勘查監(jiān)測情況表明，金普新區(qū)、瓦房店市兩地水、大氣、土壤未發(fā)現(xiàn)污染，海域水質(zhì)均符合其功能區(qū)水質(zhì)要求。本次現(xiàn)場調(diào)查獲取的檢測數(shù)據(jù)表明，海水水色未見異常，未發(fā)生赤潮，pH、溶解氧、鹽度等基本參數(shù)均處于正常波動(dòng)范圍，現(xiàn)場采集的海水樣品實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果顯示，海水石油類含量為0.012～0.020 mg/L，重金屬銅、鉛、鋅、鎘、總鉻、汞、砷等平均含量分別為1.21、1.09、20.1、0.325、0.0214、1.01 μg/L，均維持在正常水平，且都符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。通過走訪海洋生物死亡較多的紅沿河沿岸周邊海參養(yǎng)殖企業(yè)，了解到納潮換水未影響到企業(yè)生產(chǎn)，所養(yǎng)殖海參等苗種未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。另一方面，新冠病毒疫情期間各類海洋工程尚未施工，沒有大型海底疏浚施工進(jìn)而導(dǎo)致生物大量死亡沉積海底遇大風(fēng)海潮推送上岸的現(xiàn)象，也未發(fā)現(xiàn)化工企業(yè)存在超標(biāo)排放的情況。根據(jù)相關(guān)調(diào)查信息，除大連地區(qū)以外，在遼東灣北部的錦州、營口等沿海也發(fā)現(xiàn)有海洋生物死亡的現(xiàn)象，突發(fā)性的水質(zhì)污染短時(shí)間內(nèi)不會導(dǎo)致如此大范圍內(nèi)的生物死亡。因此，基本排除水質(zhì)污染導(dǎo)致海洋生物死亡的可能性。

由病害導(dǎo)致的海洋生物大規(guī)模死亡問題也是不可忽視的重要原因，寄生原蟲、細(xì)菌、病毒以及其他病原微生物均能引起海洋生物病變死亡，以水產(chǎn)動(dòng)物為例，其病害種類就高達(dá)200余種，病毒性疾病的暴發(fā)與流行，已成為制約海水養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素[11-12]。但某種病原微生物往往通過某種或者幾種貝類、蝦類發(fā)病而表現(xiàn)出來，其發(fā)病機(jī)制與生物種質(zhì)、養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖環(huán)境都有較大關(guān)系，并且其發(fā)病或死亡過程一般會持續(xù)一段時(shí)間或表現(xiàn)出一定的周期性[13]，而本次大連淺海海洋生物死亡發(fā)生在數(shù)天內(nèi)，出現(xiàn)死亡的生物種類高達(dá)38種，由病害導(dǎo)致此次大規(guī)模海洋生物同時(shí)死亡的概率較低。由于死亡生物種類繁多，數(shù)量差異很大，同時(shí)根據(jù)水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)判斷，排除水質(zhì)污染導(dǎo)致多種海洋生物中毒死亡。本調(diào)查中對媽祖廟以及其他區(qū)域采集到的大螻蛄蝦、魚、大竹蟶等生物樣本進(jìn)行細(xì)菌性病理試驗(yàn)分析(結(jié)果并未在文中展示)，觀察發(fā)現(xiàn)，死亡個(gè)體未出現(xiàn)任何菌落生長，初步說明死亡個(gè)體未被細(xì)菌感染。通過同種活體對照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溶菌酶、堿性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性均未出現(xiàn)顯著性變化，證明死亡個(gè)體未有疾病發(fā)生。因此，基本排除細(xì)菌病害導(dǎo)致的大規(guī)模死亡。

海水中的溶解氧與生命活動(dòng)有著密切的聯(lián)系，其含量變化又往往是反映生物生長狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。海洋低氧現(xiàn)象會導(dǎo)致海洋動(dòng)物大量死亡，對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響。由于氣候變化和人類活動(dòng)的影響，世界許多近岸海區(qū)發(fā)生不同程度的低氧現(xiàn)象，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2006年的報(bào)告指出，近年來低氧區(qū)的數(shù)量呈加速上升趨勢，2004年全球共有149個(gè)“死亡區(qū)”[14]，至2008年，全球報(bào)道的低氧區(qū)已超過400個(gè)，總面積超過2.45×105km2[15]。研究顯示，淺海、半封閉海灣及河口更易發(fā)生低氧現(xiàn)象[16]。我國對海洋低氧現(xiàn)象的研究主要集中在長江口、珠江口海域[17-18]。近幾年，黃渤海海域也有海水底層低氧現(xiàn)象的報(bào)道[19-22]。這些低氧現(xiàn)象往往發(fā)生在海水溫度較高的夏季[23]，雖然有研究指出，災(zāi)難性的天氣(如颶風(fēng))也能引起河口或海岸水域低氧區(qū)出現(xiàn)，但也同樣發(fā)生在8月，并且低氧區(qū)需要2～3個(gè)月才能恢復(fù)正常[24]。一般來說，海水中溶解氧會隨溫度的降低而升高，研究證實(shí)，低溫更有利于缺氧條件底棲生物的存活[25]，而本次災(zāi)難事件發(fā)生在2月，此時(shí)氣溫、水溫均較低，第一時(shí)間獲取事發(fā)海域海水溶解氧高達(dá)12.0 mg/L，遠(yuǎn)高于低氧的臨界閾值，若是有低氧現(xiàn)象發(fā)生，不可能在這么短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常水平，因此，海水低氧導(dǎo)致該地區(qū)大量海洋生物死亡也不太可能發(fā)生。

通過以上因素的排除，導(dǎo)致此次大規(guī)模海洋生物死亡的原因很有可能與持續(xù)大幅降溫、風(fēng)浪猛烈等極端天氣和海況綜合因素影響有關(guān)。2020年2月14—16日，受強(qiáng)冷空氣影響，遼寧大連氣溫急劇變化，伴隨降雨降雪，溫度由10 ℃驟降至最低-8 ℃，降溫幅度達(dá)13 ℃以上，并伴有6～8級大風(fēng)。遼東灣為典型的半封閉海灣，遼東灣重冰期通常發(fā)生在每年的1月中旬至2月上旬，根據(jù)海冰遙感監(jiān)測通報(bào)顯示，2月5—17日遼東灣海冰一般厚度5～10 cm，最大冰厚30 cm，浮冰范圍46～65 km，但主要集中在遼東灣北部，遼東灣南部的大連近岸海域基本不存在大面積海冰[26]。災(zāi)害發(fā)生前，2月10—13日大連地區(qū)氣溫一般在3～10 ℃，大連淺?；静淮嬖诤ＫY(jié)冰，隨著水溫升高，淺海的魚、大螻蛄蝦等海洋生物逐漸向近岸遷移覓食或抱卵繁殖，而2月14—16日，天氣突變小雨轉(zhuǎn)為大到暴雪，并伴有8級大風(fēng)，最低氣溫降至-8 ℃，國家預(yù)報(bào)觀測站監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)域海水最低溫度也很快降至-1.3 ℃[10]，局部淺海甚至更低，來不及返回深?；蚨囱ǖ聂~和大螻蛄蝦可能很快被凍死。另外，強(qiáng)降雨雪帶來大量淡水注入，淺海區(qū)域退潮后，底棲環(huán)境發(fā)生改變，尤其是低潮帶伴隨著持續(xù)的強(qiáng)降溫，殘留的海水與降雨迅速結(jié)冰，將潮間帶海底表面覆蓋，生活在松軟海泥里的長竹蟶等海洋生物可能由于無法得到氧氣補(bǔ)充而移居到沉積物表面或者降低挖掘深度，而一些小型的海洋生物由于海底石頭、海冰等阻隔無法及時(shí)隨海水退去也停留在裸露的海底，較低的氣溫也會將其迅速凍死；漲潮時(shí)，大風(fēng)(8級以上)伴隨海浪也會將殘留海底的生物推上岸灘，甚至穴居的生物也會被石頭、海冰等硬物推擠出來，加之浪潮翻卷作用一并推到岸上，導(dǎo)致了大量海洋生物死亡的現(xiàn)象。此次調(diào)查的夏家河浴場、紅沿河岸灘以及媽祖廟沿岸屬于淺海長灘，水較淺，海底海洋生物相對來說更容易受到強(qiáng)降溫、降雨雪以及風(fēng)浪的影響，表現(xiàn)出較多的生物死亡種類和數(shù)量，而調(diào)查的仙浴灣海域水較深，受此次降溫天氣影響較小，生物死亡種類和數(shù)量較少。不同物種耐受低溫和抗擊海浪的能力不同，體型較大、活動(dòng)能力強(qiáng)的生物更有能力逃避，從而表現(xiàn)出相對較低的死亡率，這也與實(shí)際調(diào)查的結(jié)果較為一致。類似的海洋生物死亡事件也曾有過少量報(bào)道，2010年受持續(xù)寒潮、大風(fēng)、降溫影響，渤海沿岸曾遭遇過40年來最嚴(yán)重的冰凍災(zāi)害，造成錦州、濰坊等地區(qū)的淺海和灘涂養(yǎng)殖貝類、海參等生物大量死亡[27-28]。因此，推測漲退潮過程中大風(fēng)大浪短時(shí)間內(nèi)改變了淺海海洋生物棲息地環(huán)境，并使其無法逃離，在強(qiáng)降溫、強(qiáng)降雨雪的作用下導(dǎo)致了此次災(zāi)害事件的發(fā)生。由于無法獲取事發(fā)時(shí)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，極端低溫、降雨雪等過程對魚類、貝類等海洋生物的影響機(jī)制尚不明確，是否完全由自然因素引起的仍需進(jìn)一步深入探究。

3.3 管理對策與建議

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息化產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，人們對類似海洋生物死亡的事件關(guān)注度越來越高，相關(guān)部門須加大管理力度與應(yīng)對措施。本次突發(fā)性強(qiáng)降溫天氣導(dǎo)致了較大面積的淺海海洋生物死亡，岸灘上出現(xiàn)了大量的死亡生物以及貝殼等，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，海洋生物大部分已腐爛，建議盡快開展岸灘清理工作，避免隨著潮水的沖刷導(dǎo)致局部海水污染和產(chǎn)生海洋垃圾，同時(shí)加強(qiáng)宣傳，防止市民誤食而產(chǎn)生中毒事件和新的海洋疫情。下一步農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和生態(tài)環(huán)境部應(yīng)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，針對災(zāi)害常發(fā)海域以及敏感區(qū)域持續(xù)加強(qiáng)沿海生態(tài)系統(tǒng)健康監(jiān)測，尤其是定期跟蹤淺海潮間帶區(qū)域海洋生物群落變化，準(zhǔn)確評估本次強(qiáng)降溫天氣對海洋生物的損害程度，并及時(shí)發(fā)布有關(guān)信息。根據(jù)本次災(zāi)害的損害程度，適當(dāng)劃定臨時(shí)管控區(qū)，禁止捕撈和相關(guān)漁業(yè)生產(chǎn)，加強(qiáng)漁業(yè)資源環(huán)境保護(hù)與生態(tài)修復(fù)，逐步恢復(fù)受損的海洋生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)前全球氣候變化和自然災(zāi)害不斷發(fā)生的背景下，政府更應(yīng)該進(jìn)一步提高警惕，加強(qiáng)宣傳教育與科學(xué)研究，通過建立重大課題探究類似事件的產(chǎn)生機(jī)制與防治措施，及時(shí)公布相關(guān)信息，保持社會穩(wěn)定發(fā)展。

4 結(jié) 論

通過對大連淺海局部區(qū)域海洋生物死亡事件的現(xiàn)場調(diào)查與分析，事發(fā)海域4個(gè)地點(diǎn)共采集到10門52種海洋生物，具體表現(xiàn)為軟體動(dòng)物(16種)>節(jié)肢動(dòng)物(15種)>環(huán)節(jié)動(dòng)物(7種)>棘皮動(dòng)物(5種)>脊索動(dòng)物(4種)>其他門類(各1種)，其中未出現(xiàn)死亡的種類有14種，出現(xiàn)死亡的種類有38種，棘刺錨參、大螻蛄蝦、長竹蟶和細(xì)長竹蟶死亡量尤為明顯。經(jīng)分析，排除了水質(zhì)污染、病害疾病以及局部低氧等導(dǎo)致本次大規(guī)模海洋生物死亡的可能，大風(fēng)條件下的極端海況改變了淺海海洋生物棲息地環(huán)境，使其無法逃離，短時(shí)間內(nèi)大幅降溫、降雪的共同作用是此次災(zāi)害事件發(fā)生的主要原因；相關(guān)政府管理部門應(yīng)進(jìn)一步加大管理力度和應(yīng)對措施，防止類似突發(fā)性海洋生物死亡事件的發(fā)生。