赤潮成因及预报方法

随着沿海工业,农业的迅速发展,赤潮作为海洋灾害之一出现的频率越来越大,造成的经济损失也日益严重,已经引起人们的特别关注。本文拟就赤潮的特点与产生机理进行分析,并结合实例及国内外研究经验与结果对其预报方法作初步概括与探讨。     

日本:赤潮研究和防治

日本是赤潮多发国家,对赤潮防治研究工作起步较早,在赤潮发生机理、生态特征、监测预报和防治对策等方面,取得了一些成功的经验。为学习其经验,经国家海洋局批准,在国际合作司的指导下,“黄渤海赤潮防治领导小组”成员单位六名同志组成“中国赤潮防治考察团”,赴日本西海岸赤潮防治和研究单位进行了为期一周的考察工作。它山之石,可以攻玉。借鉴日本的做法和经验,以便做好我国的赤潮防治和研究工作。     

我国应加强赤潮监控预报力度

众所周知,海洋是巨大的资源宝库,也是维系人类生存和发展的一个主要空间。然而长期以来,人们所关注的只是社会经济的高度发展,却忽视了对海洋环境的保护,大量的工业废水和生活污水源源不断地排入海洋,不仅严重污染了海洋环境,破坏了海洋生态平衡,而且对人类的健康,甚至人类的生命财产也已构成了极大威胁。     

大鹏湾的赤潮生态仿真模型

通过海洋动力学和赤潮生物动力学相结合的方法，建立了一个赤潮发生的仿真模型。模型包括水动力、扩用和生物动力学三部分，综合考虑了潮流、营养物质等环境要素的时空变化对赤潮过程的影响，并以大鹏湾夜光藻赤潮为例进行了数值模拟。模型再现了赤潮发生前海水中营养物质的浓度一次明显的增高，而在赤潮发育盛期营养物质降至低谷的现象并反映了赤潮物质容易在海湾的角落等水交换不畅的地域聚集的情况。     

日本赤潮研究和防治

根据对日本赤潮防治和研究单位进行的考察，介绍了日本在赤潮防治方面所采取的措施。     

SeaWiFS探测1997年闽南赤潮模型研究

在１９９７年秋季厦门附近海域微吓灌赤潮水体现场反射光谱测量的基础上,根据对ＳｅｓＷｉＦＳ可见光范围内各波段离水辐射率变化的分析,提出３、４、５波段离水辐射率差值（Ｌｗ５＋Ｌｗ３－２Ｌｗ４）〉Ｃ模型,用它计算了１９９７年１１月和１２月 潮时相的ＳｅａＷｉＦＳ图象,结果和赤潮发生的实际状况一致。     

实际海域的赤潮生消过程数值模拟

目前所了解的众多与发生赤潮有关的因素均非赤潮发生的充分必要条件，而且不存在稳定的赤潮诱发因子。赤潮的发生是富营养化、适合的光合作用条件和赤潮藻本身的死亡率三方面的综合结果。这3个因素以及这3个因素有关的其他因素都可能成为赤潮发生的激发因子。根据此概念建立了赤潮生消过程的动力－营养盐－赤潮藻间的耦合数值模式，成功地数值模拟了1998年3－4月在香港沿海实际发生的赤潮生消的全过程。该模式对于研究赤潮的发展过程及预报是有益的探索。     

辽东湾鲅鱼圈赤潮与环境因子分析

赤潮的发生是一个复杂的生态变化过程,赤潮藻的快速增殖不仅需要丰富的营养物质基础,适宜的物理环境条件亦是不可或缺的,是诸如水文、气象、物理、化学和生物因子综合作用的结果。辽东湾为我国北方海域赤潮最频繁海域。本文就1998年～2003年5月间发生在辽东湾的赤潮过程,从天气形势、水文气象环境动力因子的角度对赤潮的暴发进行分析研究与统计,得出了赤潮暴发的相似天气形势及水文气象环境动力因子的变化规律,试图探索其预报的可能性。并就2001年北海分局在鲅鱼圈监测到的赤潮水文、气象、物理、化学等环境因子数据,运用正交分析、聚类分析多元统计分析方法,分析了赤潮发生过程中环境因子的变化规律,试图寻找影响赤潮的主导因子与重要因子。     

海洋赤潮生态模型参数优化研究

根据中日合作海洋生态围隔试验观测资料,对乔方利等１９９８年提出的赤潮过程生态模型（乔方利等,２０００）进行参数优化研究,得到赤潮过程营养２盐半饱和常数：硅藻,ＫＮ＝１．４ｕｍｏｌ／Ｌ、ＫＰ＝０．１２９ｕｍｏｌ／Ｌ、ＫＳｉ＝１．１６ｕｍｏｌ／Ｌ;鞭毛藻,ＫＮ＝０．３４５ｕｍｏｌ／Ｌ、ＫＰ＝０．１１３ｕｍｏｌ／Ｌ以及其它等共１８个参数的最优取值,并详细讨论了目标泛函的构造和多目标函数参数优化的方法。     

封闭环境中赤潮发生过程的数学模纵

基于有连续注入营养基的培养室内微生物的连续培养模式,提出一种描述在封闭环境中赤潮发生过程的藻类生长的营养动力学模型。对4种不同形式的营养增长函数,讨论了营养物质增长速度对藻类生长的影响效果。利用微分方程定性分析方法,探讨了一次赤潮发生过程4个阶段的数学模拟问题,并给出具体划分4个阶段的数值计算方案。     

黄骅赤潮的水化学环境

本文报道了1989年8～9月河北省黄骅市沿海一带由裸甲藻(Gymnodinium sp.)引起的赤潮水质的监测结果。阐述了此次赤潮的基本特征及其与环境的关系。讨论了赤潮的成因及对策。     

粘土矿物去除赤潮生物的动力学研究

于１９９２年４－９月进行粘土矿的絮凝赤潮生物（微型原甲藻）的动力学研究；考察粘土种类、浓度、第二组分（ＰＡＣＳ）和ＰＨ等因素对絮凝速率的影响，建立粘土矿物絮凝赤潮生物的动力学模型，从理论上分析和讨论各种因素的影响，并提出提高絮凝速率的方法和途径。结果表明，高岭土体系絮凝速率大于蒙脱土体系，其速率方程可用双分子反应来描述。其中，速率常数随絮凝过程发生变化；粒子间的相互作用能和作用半径是控制和影响絮凝     

围隔体内赤潮对扰动的反应

于１９９２年９－１２月，使用中尺度围隔装置（１．７ｍ＾３）研究扰动的水体对赤潮浮游植物种类演替的影响。实验结果表明，对富营养化的围隔水体进行扰动可以改变水体中赤潮生物的演替次序，即甲藻和鞭行藻往往出现在硅藻赤潮之后，本文从另一方面证明，富营养下的相对稳定水体有助于鞭毛藻类赤潮的形成。     

基于地物光谱的赤潮优势种识别研究

利用2001年获取的不同优势种赤潮水体的现场光谱数据，处理得到了不同优势种赤潮水体的遥感反射率光谱曲线；在此基础上，发展了基于光谱角度制图法(Spectral Angle Mapping，SAM)和互相关光谱匹配法(Cross Correlogram Spectral Mapping，CCSM)的赤潮优势种识别算法。数据实验结果表明，上述两种方法对于实现基于光谱数据的赤潮优势种识别是基本有效的，且CCSM方法的识别结果略优于SAM方法。进一步提高上述方法的适用性在于大量获取不同优势种赤潮的光谱数据并建立赤潮光谱数据库。     

黄骅沿海赤潮发生机制的初步探讨

报道了黄骅沿海赤潮发生的过程和形成赤潮的生物种类及造成的危害,并对赤潮成因作了初步分析。