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黄海上的“绿潮”,到底是什么?

每年夏天,大量浒苔在中国的黄海海面漂浮聚集,形成大规模绿潮。今年,海面绿潮的分布面积相当于四分之一个英国。
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<p>2018年6月,工人们正清理山东青岛的一片海滩上的浒苔。17年来,浒苔的大量生长一直困扰着山东的海岸,影响了海洋生态、航运和旅游业。图片来源:Li Ziheng / Alamy</p>

2018年6月,工人们正清理山东青岛的一片海滩上的浒苔。17年来,浒苔的大量生长一直困扰着山东的海岸,影响了海洋生态、航运和旅游业。图片来源:Li Ziheng / Alamy

“今年青岛浒苔处置工作正式结束!”

8 月 3 日,山东省青岛市政府发布了新闻稿,宣布今年浒苔上岸量创历史最低水平——尽管,这是动用了超过 8000人力,持续拦截和打捞两个月的结果。

自2007年以来,今年已经是浒苔连续17年侵袭黄海海域了。直至今日,浒苔灾害依然是中国主要的海洋生态灾害之一,今年在黄海所形成的绿潮最大分布面积为61159平方千米,大约是英国国土面积的四分之一。

专家认为,虽然当前采取的源头除藻、海上拦截和岸上清理等措施已有所成效,但是更关键的措施在于陆海统筹减少营养盐和污染物的输入,降低海水富营养化的程度。

为什么会出现浒苔灾害?

浒苔和我们熟知的紫菜、海带一样都是藻类植物。紫菜属于红藻,海带属于褐藻,而浒苔属于绿藻下的石莼属。浒苔呈绿色细丝状,主枝明显、分枝细长,可以达到1米,其环境适应能力很强,一旦有合适的条件就会以较快的速度不停繁殖,形成绿潮。

浒苔高度聚集形成的“绿潮”也经常用以跟“赤潮”对比。这两者的区别在于,赤潮多数由单细胞藻类或原生动物引起,有些赤潮会产生生物毒素,海里的鱼和贝类摄食这些有毒生物,虽不能被毒死,但生物毒素可在体内积累,如果不慎被人食用,会导致中毒,严重时可致死。

浒苔本身是一种无毒的海洋植物,但高度聚集形成绿潮后,会造成诸多危害。浒苔生长过程中吸收大量氧气,威胁其他海洋动植物生存,不少山东沿海养殖户的海参、鲍鱼因绿潮大量缺氧死亡,造成了巨大的经济损失。大量浒苔漂浮聚集到岸边,还会阻塞航道,影响沿海渔业和旅游业。倘若不及时清理,浒苔腐烂后会释放大量氨氮,使水中硫化物浓度上升,发出恶臭。

thick layer of green seaweed on beach with group of. people in background at edge of water
尽管海滩沿岸覆盖着厚厚的浒苔,在青岛的人们还在享受假期。图片来源:Huang Jiexian / Alamy

据《中国科学报》报道,浒苔已经在大海中生存了25亿年之久,虽然以前也会随着海流漂移到青岛一带,但由于数量甚少,并未引起人类的注意。然而,全球气候变化和人类过度经济活动造成的海水富营养化改变了这一情况。

过去十几年,中国的工业化、城市化导致更多的废水和农业肥料通过河流进入海洋,为浒苔的爆发创造了条件

绿潮在青岛爆发以来,科学家们围绕其起源与发生原因已经开展了一系列的研究。2017年,中国科学院海洋研究所等海洋科研机构科研人员确认,它来自于苏北近海浅滩的大规模紫菜养殖筏架。

苏北的筏式养殖区是中国重要的紫菜养殖基地。传统的紫菜养殖一般开始于每年的10月份,紫菜筏架设施下海后,网绳、筏架和缆绳上容易附生浒苔等大量绿藻。当春季来临,海水湿度达到了20℃左右,浒苔便开始繁殖,挤占网帘上紫菜的生长空间,养殖户们会人工挑除,遗弃在浅滩上。此外,紫菜收获后拆除回收筏架的过程中难免也有浒苔脱落。这些浒苔随着潮水浮起,在洋流和风力作用下向北漂移,在海面上迅速生长,并在山东沿岸登陆。

aerial view of people harvesting seaweed on surface of water
农民在江苏北部连云港市近海的养殖漂浮器上收割紫菜。紫菜也是一种藻类,而且可食用。该地区被认为是山东海岸的绿潮的主要来源。图片来源:Si Wei / Alamy

如何治理浒苔绿潮?

当前浒苔的治理⽅法主要是物理打捞,需投⼊⼤量的⼯⼈和物⼒在近岸的海上设置拦截网阻截浒苔。

青岛日报报道,6月份浒苔爆发以来,青岛出动了3200多名渔民专门打捞浒苔,他们几乎连续两个月都吃住在船上,辗转多个打捞区。

打捞浒苔时,渔民先用渔船吊臂将打捞网下放到海面并固定在船体一侧,等到打捞网随渔船行进装满浒苔后,再将它吊回渔船甲板卸载,如此重复。渔民们还要将甲板上的浒苔装包,以便驳船装载并运回陆地集中处理。尽管物理⽅法消耗⼤量的劳动⼒和物⼒,但仍然是⽬前预防浒苔上岸的主要⽅法之一。

不过,随着卫星监测图像和模型模拟预测等技术手段的应用,研究人员能够越来越准确地预测绿⾊⼤型藻华的漂移路径,渔民更加精准地在海上打捞和拦截。今年,浒苔上岸量创历史最低水平,大大减轻了岸滩清理作业的压力。即便如此,青岛仍组建了90支约4800人的队伍,开展上岸浒苔清理运输的工作,其人力和物力的损耗可见一斑。

青岛海研会创始人兼理事长王松林认为,五月至八月是黄海的休渔期,也正是治理浒苔绿潮的关键时机。政府鼓励渔民,特别是在近海作业的生计渔民打捞浒苔是一项生态和社会经济多赢的举措:渔民们既能够凭借其对浒苔漂移路径的了解和专业的打捞技术高效地提供公共服务,又能够在休渔期获得相应的酬劳,增加收入。

People on ship removing green algae from surface of water.
在青岛,人们在使用网来打捞浒苔。今年夏天,该市雇佣了超过3000名渔民,赶在浒苔爆发前清除它们。(图片来源:Li Ziheng / Alamy)

不过,青岛近岸的打捞是浒苔治理的“最后一道防线”。 自源头确定为苏北浅滩后,自然资源部于2018年牵头组织江苏省和山东省联合防控,以期从源头控制住浒苔。

苏北当地政府在浅滩推进规范化紫菜养殖,一方面清理非法养殖,压减紫菜养殖面积,减少紫菜养殖总量和养殖密度。从总量上控减紫菜的养殖筏架的数量;另一方面,通过在筏架上使用化学药物除藻、提前回收养殖设施以及大力推广覆塑PVC缆绳新材料等措施,以期进一步减少养殖筏架上浒苔生长和成长的可能性。

有研究者指出,虽然许多化学试剂已被证明能够⽤来消除浒苔早期萌发和⽣⻓,而且方法效率⾼、成本低廉、操作简单,但很可能造成海洋⼆次污染,产⽣新的环境问题。为了在解决浒苔问题的同时最大限度地减少其他环境影响,科学家们尝试利用可降解的天然产物来抑制浒苔的生长,但还需要更深入应用研究和可行性分析。

而覆塑PVC缆绳的效果也有待考证。江苏省紫菜协会曾表示,2021-2022年紫菜养殖季,南通市紫菜养殖使用覆塑PVC缆绳的比例超过25%,新材料对防止浒苔发生有一定的效果,但总体而言还不尽如人意。

此外,青岛海洋科学与技术国家实验室的研究还建议,苏北浅滩区附近漂浮的浒苔仍处于生长早期,生物量低、分布范围相对较小,如在附近海域就开展打捞,结合源头控制措施,能更有效地控制浅滩区浒苔入黄海的数量,降低绿潮规模。

“变废为宝”的可能性

既然同是藻类植物的紫菜和海带能够食用,浒苔能不能吃呢?据齐鲁晚报报道,青岛就有一家饭店曾将浒苔搬上了餐桌,吸引不少顾客尝鲜。虽然饭店从海边岩石旁打捞浒苔没有原料成本,但是浒苔夹杂大量的沙土,需要多次清洗,费时费力。专家也提醒,浒苔容易吸收重金属,在海上经过长时间漂浮,很难断定是否受到了污染。

其实早在2009年起,不少企业就下场对浒苔进行资源化利用,然而过程并不顺利。根据《中国青年报》的报道,由于无法防腐保存,某公司的浒苔面条生产线仅使用了一年,便被搁置在一旁。复旦大学的两位教授曾成功地完成了将浒苔转化为生物质油的实验,然而想要将实验室里的研究成果应用到工业生产上时无疾而终了。

如果能够合理利⽤物理打捞上来的浒苔,实现“变废为宝”,就能⼤⼤降低浒苔治理的经济成本。但是浒苔在一年中仅来袭两三个月,原料供应过于集中,缺乏稳定性,产业化利用并非易事。

目前,青岛的利用方案是将海上采集的藻类进行脱水、压缩,然后送往两个加工基地转化为海藻有机肥等产品。基地今年新增了9条浒苔烘干线,让青岛浒苔资源化利用能力增加了一倍。而岸上清理的浒苔由于掺杂了砂石等原因,利用价值极低,几乎全部通过焚烧发电处置。

forklift removing green algae in sandy area
在山东,海滩上收集的大多数浒苔含有过多的沙子,除了作为废物发电厂的燃料之外,没有太多其他用途。图片来源:Li Ziheng / Alamy

不过,这样的资源化利用并不能够抵消治理的资金投入。一家浒苔利用企业的负责人曾向媒体坦言,若没有政府投资,公司的浒苔项目必然会亏损。

中国海洋大学教授刘涛教授曾针对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,如果仅生产饲料和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。他认为,如果能挖掘浒苔作为医药和保健原料的潜力,将大幅提升其产品价值和效益水平。

不只是中国的“绿潮”

实际上,绿潮现象并非中国所特有。自20世纪70年代,藻类“绿潮”就对法国布列塔尼海岸线造成了严重破坏 ,并一直持续至今。在美国,长岛于1983年在距离海滩 20 英里的地方首次记录到了绿潮。根据纽约时报报道,“游泳者抱怨海水变绿了,人们都吓坏了”。1984 年,绿潮卷土重来,开始出现在新泽西州海岸线上。日本东京湾、大阪湾、广岛湾、博多湾等多地也均曾报告出现绿潮。

这些绿潮并不一定是由浒苔产生的, 但同属于石莼属下的大型绿藻。黄海水产研究所副研究员叶乃好曾对媒体表示,“历数绿潮频发的国家,都是经济较发达的。经济发达意味着人类改变沿海环境的能力提高,相应的,破坏环境的能力也提高了。”

过去几十年绿潮现象的加剧被认为是富营养化造成的。减少养分投入是从根本上缓解绿潮的有效途径,但这往往与区域经济相矛盾,并且可能需要长达几十年的时间才能达到目标。面对来势汹汹的绿潮,各国政府都有些束手无策。

people walking on algae covered beach
法国布列塔尼的希利翁海滩上覆盖着绿藻。这个农村地区的海藻大量生长,与农业排放的富含营养的径流有关。图片来源:David Vincent / Alamy

在法国,布列塔尼藻类的大量繁殖已被证明与肥料和粪便中硝酸盐输入量的增加有关,这些硝酸盐通过河道流向了大海。据报道,布列塔尼60%以上的土地用于农业,该地区的鸡蛋和猪肉产量居全国领先地位,同时也是全国蔬菜生产的主要地区之一,养活了“三分之一的法国公民”。

自2010年起,法国政府和地方当局每年花费约 100 万欧元(约为760万人民币)清理藻类。此外,法国政府还制定了两项限制农场氮流失的官方“行动计划”,使硝酸盐水平从 20 世纪 90 年代中期的峰值水平下降。但自 2014 年以来,由于务农方式没有得到根本的改变,这种改善似乎已经停滞

同样的,面对青岛的绿潮,王松林也强调陆源控制和陆海统筹综合治理的重要性。他认为,把陆源和近海人类活动排放的营养物质管控在生态系统能正常运转所需的恰当水平,不仅能够优化海岸带和近海的生态环境,对种植业、畜禽养殖和水产养殖等关键的农业生产活动来说也是好事。

“减少不必要的化肥使用有利于改善耕地质量,而提高饲料的利用率、合理控制养殖密度、积极治理面源污染等,对实现政府倡导的农业绿色高质量发展也至关重要”,他说。