本项目针对广西海域的赤潮水体建立赤潮遥感监测方法流程,充分应用多源遥感数据进行赤潮信息提取,可实时、大范围的对广西沿海海域进行赤潮灾害监测调查。本项目通过研究赤潮水体的生物光学特性,建立了基于浮游植物光学特性的叶绿素浓度提取方法,利用MODIS、GF-4等卫星影像数据,结合浮游植物的吸收特性,建立了非线性方程,用matlab实现优化算法,反演叶绿素浓度产品( 反演方法流程图)。
项目成果为广西北海海洋环境生态文明建设提供数据基础,改善该区域海洋生态环境,减少赤潮灾害对渔业、旅游业带来的经济损失。
本项目针对赤潮事件举行专项监测,同时每周提供赤潮监测分析报告。
本项目针对广西海域的赤潮水体建立赤潮遥感监测方法流程,充分应用多源遥感数据进行赤潮信息提取,可实时、大范围的对广西沿海海域进行赤潮灾害监测调查。
>>事件监测报告:
∎ 2017年3月关于涠洲岛北侧沿岸有大量球形棕囊藻聚集的情况通报
∎ 2018年1月北海廉州湾海域水质异常监测报告
>>每周监测报告:点击查看每周监测报告
>>叶绿素a浓度:∎ 2017年 ∎ 2016年
>>遥感可视化产品(MODIS):∎ 2016-2017年
>>遥感可视化产品(海温):∎ 2016年 ∎ 2017年
本项目针对广西海域的赤潮水体建立赤潮遥感监测方法流程,充分应用多源遥感数据进行赤潮信息提取,可实时、大范围的对广西沿海海域进行赤潮灾害监测调查。
本系统下载处理利用MODIS、GF-4等卫星影像数据,应用matlab实现优化算法,研究完成了沿海赤潮灾害应急监测与预警方法,包括:基于相应水域光谱数据得到反射率数据,利用得到的反射率数据计算荧光高度并采取6波段算法提取水域颗粒物后向散射系数,基于得到的水域颗粒物后向散射系数再次采用6波段算法估算出叶绿素a浓度,最后根据所得的荧光高度值、颗粒物后向散射系数和叶绿素浓度值判读赤潮爆发几率。本系统可直观查询3天北海赤潮遥感监测报告,查询显示要素和类型3种以上:浮游生物优势种类、叶绿素浓度分布数据、遥感反射率可视化产品。
本项目针对高分四号(GF-4)遥感卫星,建立了叶绿色a提取反演算法,该数据于 2016 年 6 月被正式公布并投入使用,它是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。其空间、时间上的高分辨率特点使得该卫星在海洋灾害监测方面具有较大的发展潜力。
本项目针对高分四号(GF-4)遥感卫星,建立了叶绿色a提取反演算法,该数据于 2016 年 6 月被正式公布并投入使用,它是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。其空间、时间上的高分辨率特点使得该卫星在海洋灾害监测方面具有较大的发展潜力。
本项目针对高分四号(GF-4)遥感卫星,建立了叶绿色a提取反演算法,该数据于 2016 年 6 月被正式公布并投入使用,它是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。其空间、时间上的高分辨率特点使得该卫星在海洋灾害监测方面具有较大的发展潜力。
本项目应用MODIS遥感卫星(Moderate-resolution imaging spectroradiometer)中分辨率成像光谱仪,是一种传感器,常搭载于Auqa(下午)和Terra(上午)卫星。两颗星相互配合每1-2天可重复观测整个地球表面,得到36个波段的观测数据。
本项目基于GOES-E、GOES-W、TMI、AMSR-E、windSAT、GMI(微波),MODIS-Terra、MODIS-Aqua SSTs、VIIRS-NPP(红外)等卫星观测的海表温度数据,利用最优插值方法融合而成。
本项目基于GOES-E、GOES-W、TMI、AMSR-E、windSAT、GMI(微波),MODIS-Terra、MODIS-Aqua SSTs、VIIRS-NPP(红外)等卫星观测的海表温度数据,利用最优插值方法融合而成。
拉丁学名:Lephtocylindrus danicus
分布水域类型:海水
分布区域:温带近海浮游生活,分布广,富营养的内湾中数量较多。在中国各海域均有记录。
形态特征/品种特性:藻体呈细长圆筒状,直径(顶轴长)为10μm左右,高(贯壳轴长)为31-130μm,高度为直径的2-12倍。以壳面相接连成细长或略带波状弯曲的细长细胞链。壳面圆形,平或略有凹凸。细胞壁薄,在普通显微镜及扫描显微镜下,都看不出花纹构造。在透射显微镜下,在壳面中心由10个左右的小孔组成一中央区,其周围有放射排列的孔纹伸向壳面边缘;在中央区附近常有一贯穿细胞壁的小管;在环面约有10个间插带,间插带上有许多小孔。
拉丁学名:Trichodesmium erythraeum
中文学名:红海束毛藻
分布区域:亚热带和热带海区,在很多海区形成过赤潮。根据国家海洋局海洋公报统计,涠洲岛附近海域分别在2002年、2003年和2004年夏季各发生一次红海束毛藻赤潮。2004年发生赤潮的海域面积扩大,现场调查发现了一些死亡的小型鱼类和虾蛄。
红海束毛藻在我国南海、东海沿岸也常有出现。每年秋冬,它们大量繁殖,形成束毛藻赤潮,漂到岸边,严重时海水被染成淡红色。由于赤潮来自太平洋东面,所以福建沿海的渔民称它“东洋水”。
形态特征/品种特性:这种藻属蓝藻类,但体内的藻红素含量很高。植物群体虽细小,但大量繁殖时,成群成团地漂浮在海面,可以把海水“染”成红色。红海束毛藻的群体容易死亡分解,藻体死后,海水发出阵阵腥臭味,这就是赤潮。它一般于早春或晚秋季节发生在近岸海域,那时,海上漂满了红色的水团,远远望去,是一片红色的海洋。红海也就因此得名。
赤潮的出现,常常给海中生活的动植物带来灾难。如果赶上海面无风,天气闷热,红海束毛藻就会大量繁殖,赤潮就可能延续一个月之久。这种海藻大量繁殖之后,随之而来的就是大批死亡,藻体被分解,产生硫化氢等毒素,对海洋中的紫菜危害很大,海里的软体动物,如蛏、蛤之类会中毒而死。
拉丁学名:Microcystis flos-aquae (Wittr).Kirchner
中文学名:水华微囊藻
分布区域:水华微囊藻分布极广。飘浮生活在各种水体中,生长旺盛时形成水华。
现有25种,中国有18种。其中有不少种是世界性分布的种类。多数生活于各种淡水水中,罕生于海水或盐水中,在某些种的大量繁殖时,往往在水面形成一种绿色的粉末状团块,称做水华。该属很多种形成蓝藻水华 ,其中有一些种,例如铜锈微囊藻的毒株 ,含有微囊藻毒,它是由10个氨基酸组成的多肽,致死的最低剂量是每千克体重0.5毫克。不少动物吞食后中毒范围。
形态特征/品种特性:水华微囊藻又名蓝藻,植物团块黑绿色或碧绿色,由许多群体集合而成,为肉眼可见,是各种水体中常见的浮游性蓝藻。群体球形,椭圆形或不规则形,成熟的群体不穿孔、不开裂。群体胶被均匀,但不十分明显。细胞球形,直径3—7μm,密集。原生质体蓝绿色,有或无假空胞。
拉丁学名:Microcystis aeruginosa
中文学名:铜绿微囊藻
分布区域:主要生长在湖泊、池塘等有机质丰富的淡水水体中,营浮游生活。也可生长于河流入海口海域,并形成赤潮灾害。
1999年12月15日,涠洲岛南湾港海域发生赤潮灾害现象,赤潮生物为铜绿微囊藻,在湾内海面上均看到浅褐色透明圆形的浮游藻类,影响面积大约长2000m,宽25~40m,成一带状展布于涠洲岛南湾港西部沿岸海域。铜绿微囊藻是淡水种类生物,常会引起淡水水华,但自1995年首次报道在廉州湾及北海银滩附近海域形成赤潮以来,近年来北部湾海域常发生此种藻类引发的赤潮。
形态特征/品种特性:多细胞群体,球形团块状或不规则形成穿孔的网状团块。群体胶被均匀无色。圆形,直径3.0~7.0μm,互相贴靠,一般不易见到两两成对的情况,有时互相挤压而出现棱角,无个体胶被,群体成熟后出现空洞。细胞内含物在浮游种类中,常有无数颗粒状泡沫形的假空泡。内含物淡蓝绿色、亮蓝绿色、橄榄绿色或玫瑰色。细胞分裂面3个。水温在28~32℃时繁殖快,pH以8~9.5为宜,生长旺盛,使水体呈灰绿色,形成水华,肉眼可见,其浮膜似铜绿色油漆,有臭味。以细胞分裂繁殖,光合自养或自养异养兼营。
PH值以8-9.5为宜。温暖季节水温在28~32℃时繁殖快,生长旺盛,使水体呈灰绿色,形成水华,肉眼可见,其浮膜似铜绿色油漆,有臭味。人们通常把微囊藻水华统称为“湖靛”。
铜绿微囊藻产微囊藻毒素(microcystin),是一种环状七肽化合物,具有强烈的肝毒性,通过被污染的水产品和饮用水,危害暴露人群的健康。
由于池塘中有大量铜绿微囊藻和水花微囊藻及其它蓝绿藻产生有毒物质而引起鱼类中毒。在盛夏初秋,天气炎热时淞塘中铜绿徽囊藻和水花微囊藻属蓝绿藻大量繁殖,使水面形成一层翠绿色的水花或薄层。这种藻类含有大量蛋白质,表面有一层胶质膜,鱼吞食后不易消化,影响鱼的生长甚至致死亡。
拉丁学名:Microcystis aeruginosa
中文学名:夜光藻
分布区域:夜光藻(Noctiluca scintillans)是甲藻门的一个海产属。属表层沿岸种类,分布广,世界各海域均有分布。夜光藻是海洋赤潮主要发生藻,也是东海赤潮发生的原因种之一。夜光藻作为海洋环境中的一种耐污生物,在富营养化的海区内分布尤盛。它具发光能力,海上发光现象常由它受到刺激而引起。繁殖过盛并密集在一起,可形成赤潮,对渔业危害很大。
夜光藻是亚热带和热带海区发生赤潮的主要生物之一。在中国整个近海可以大量采到,而在河口附近水域的数量更多。本种是世界性的赤潮生物,也是我国沿海引起赤潮最普遍的原因种。该藻曾在南海、长江口外海域多次引发赤潮。
形态特征/品种特性:夜光藻是一种较大型的单细胞生物,近于球形,直径为0.2-2.0毫米。它介于动物和植物之间,繁衍的方式类似于藻类,生活习性又类似于原生动物,所以又叫夜光虫。与其他藻类最大的不同是,它不能通过光合作用制造营养,而是通过细胞前端轻微活动的触手,将外界小型浮游植物或有机颗粒送入胞口内,在细胞内形成食物泡进行消化。
每当夜光藻的细胞受到刺激时就会发光。在夜晚,船只划过水面时,船桨会泛起火星,船尾则拖着长长的光带,海浪撞击海岸也会产生磷光闪闪的浪花。每当这时,人们无不赞叹夜光藻神秘的发光功能。遗憾的是,在夜光藻美丽的光环后面,接踵而来的是灾害:曾经磷光闪闪的海面,几天之后,鱼、虾、贝类大量死亡,继而腐烂、发臭,呛得人咳嗽不止、鼻眼刺痛,真叫人难以承受。
夜光藻藻体近圆球形,直径150~2000μm。细胞壁透明,具一条长触手,细胞内原生质淡红色。成体横沟不明显,仅在腹面留下一点痕迹。在腹面纵沟内有一条短的鞭毛。纵沟与口沟相通,末端有一条粗大的触手。细胞质集成一包着细胞核的中央团和分散的细条,有大而多的空胞。生殖时产生的游孢子有横沟、触手和一条鞭毛。细胞无色或绿色,有时中央为黄色。当夜光藻大量密集时呈粉红色。
生长环境:
盐度:夜光藻的最适盐度应在2-3之间,但盐度的变化一般与夜光藻的种群变动没有明显的相关关系,不过暴雨或梅雨季节造成的表层水体盐度急降显然对主要分布于表层的夜光藻种群具有巨大的破坏力。
温度:夜光藻的生存水温的高限可达28.6℃左右,但其最适水温范围为22℃,而适温范围可扩至16-20℃。所以,每年夏季高温季节,大鹏湾的夜光藻因无法忍受高温(30℃)而自然死亡,秋后再由外洋海流将其营养细胞带回。
栖息环境:夜光藻是沿岸表层种类,分布很广,除寒带海域外,几乎遍及世界各海区。
拉丁学名:Phaeocystis
中文学名:棕囊藻
分布区域:棕囊藻有毒,系金藻门,定鞭藻类,定鞭藻纲,是一类具游泳单细胞和群体胶质囊两种生活形态的浮游藻类。是海洋中分布最为广泛的浮游植物之一。在我国南部海域曾多次因棕囊藻引发赤潮。
我国沿岸海域赤潮灾害不断加剧。除了沿岸海域环境污染以外,只要环境适宜,就可暴发赤潮。外来赤潮生物大大增加了当地海域引发赤潮的生物种源,一旦遇到适宜其大量增殖的环境条件,就会发生赤潮,导致海洋生态系统的结构与功能严重退化,对海域原有生物群落和生态系统的稳定性构成极大威胁。
1997年秋至1998年春,我国东海海域及南海粤东海域暴发大面积赤潮。据鉴定,赤潮原因种是球形棕囊藻,这是我国首次发现棕囊藻赤潮。
2004年夏天球形棕囊藻赤潮又在我国渤海首次大规模暴发,渤海地区的球形棕囊藻应是外来人侵种,如何由其他海区传播扩散到渤海地区,尚未明确。
形态特征/品种特性: 棕囊藻胶质囊由小到大,其外观颜色从浅绿色、深绿色、浅棕色至咖啡色。群体胶质囊为球形或卵圆形,大小为110μm-2.6cm。直径在150μm以下的小胶质囊呈略似实心的球体,细胞分布不均,大小只有3.1-5.2μm;当直径大于200μm后,胶质囊已呈中空状,细胞均匀地分布在胶质囊表面,细胞大小增至6.2-7.4μm,群体胶质囊细胞内的2个杯状色素体沿着细胞周壁相向嵌合。游泳的单细胞形态,细胞常呈球形或近球形,前端略凹入,直径2.5-7.0μm,前端具两条几乎等长的鞭毛,约为体长的1.5-2倍,一条向前呈波状运动,一条斜向后方;除两条鞭毛外还有一条短的顶鞭丝。细胞具2-3个色素体,圆盘状和片状,周生,黄褐色。细胞不断分裂进行增殖。
棕囊藻形成赤潮的一个突出的特点是胶状、黏稠度比较大,藻细胞一团一团地漂浮在海面上或悬浮在海水里,不利于鱼类的呼吸,黏附鱼鳃以及粘连渔网。
1、该藻球形群体外围具有一层柔软的胶质被且藻体含多糖,当大量繁殖形成赤潮时,含胶质和糖的藻体便紧紧贴在鱼鳃上。影响鱼的呼吸和摄食,致使鱼类窒息,缺氧而死亡。
2、该藻巨大的生物量(尤其是黎明和傍晚时)棕囊藻群体在降解过程中沉积,造成水体中溶解的有机碳与颗粒性有杋碳上升,其耗氧降解引起水体缺氧可造成水体缺氧导致灾害。
3、藻体和藻细胞死亡腐烂后会产生溶血毒素等有毒物质,对水体环境的破坏将持续一定时间,严重时会导致鱼类大面积死亡,尤其对网箱养殖和对虾育苗危害更大。
4、棕囊藻还会产生溶血性毒素,对人类生命健康都会造成危害。
5、大量繁殖不仅影响海洋环境,而且还影响大气环境,它所产生并释放到大气中的二甲基硫醚,是全球大气硫量的重要组成部分及酸雨、酸雾的重要影响因素之一。
一、赤潮 海洋浮游生物在一定环境条件下暴发性增殖或聚集达到某一密度,引起水体变色或对海洋中其他生物产生危害的一种生态异常现象,又称有害藻华。
二、赤潮生物 能够大量繁殖并引发赤潮的生物。赤潮生物包括浮游藻类、原生动物和蓝细菌等。
三、赤潮藻毒素 由有毒赤潮藻产生的具有毒副作用的天然有机化合物。危害性较大的几种毒素分别是麻痹性贝毒素(PSP)、腹泻性贝毒素(DSP)、神经性贝毒素(NSP)、西加鱼毒素(CFP)、失忆性贝毒素(ASP)和蓝细菌毒素(蓝藻毒素,CTP)、溶血素等。
四、有毒赤潮 特指能引起人类中毒、甚至死亡的赤潮。
五、有害赤潮 对人类没有直接危害,但可通过物理、化学等途径对海洋自然资源或海洋经济造成危害的赤潮。
六、其他赤潮 不产生毒素、尚未有造成海洋自然资源或海洋经济危害记录,但可能对海洋生态系统造成潜在影响的赤潮。
七、近岸海域 我国领海外部界限向陆一侧的海域。渤海的近岸海域,为自沿岸多年平均大潮高潮线向海一侧12海里以内的海域。
八、重大活动海域 一旦暴发赤潮灾害,可能引发社会舆论关注,并影响具有重大国际影响的国事、国际交往、国家庆典举行等活动的海域,海域范围以具体活动通告为准。
九、经济敏感海域 受赤潮灾害影响,可能产生较严重经济损失的海域,如渔业资源利用和养护区、滨海旅游区、滨海工业取排水区等。
一、赤潮监测预警应包含的内容
1. 赤潮灾害发生时间、地点、面积、范围。
2. 赤潮发生海域内各项水文、气象、理化和生物指标的变化情况。
3. 赤潮生物种类与毒性,有毒赤潮暴发海域水产品体内毒素含量,若赤潮发生区内存在养殖区,采集的生物应包含养殖区的主要养殖种类。
4. 赤潮灾害发生地点、面积、海域水文气象状况等,评估赤潮灾害的可能规模,初步判定赤潮漂移与生长消亡趋势。
5. 赤潮灾害是否对养殖业、旅游业和滨海工业取排水构成威胁。
6. 赤潮灾害是否对公众健康构成威胁。
二、灾害调查评估应包含的内容
1. 赤潮发生发展情况。
2. 赤潮对人体健康、水产养殖、海洋生态环境的影响。
3. 赤潮监测预警工作情况,赤潮灾害信息管理、发布情况等。