close
赤潮(紅潮)與藻毒

Red Tides

 
陳衍昌 海大養殖系
 

   很多人常將赤潮 (紅潮)(red tides) 誤以為是由紅藻 (Rhodophyta) 所造成的,這是完全不正確的;另有人把一些會呈紅色水華 (blooming) 的藍綠藻 (blue-green algae) 或裸藻 (Euglenophyta) 誤認為是赤潮的主角這也不對。真正造成赤潮的主角是屬於甲藻門 (Pyrrophyta) 的藻類。甲藻又稱為渦鞭毛藻 Dinoflagellates (or Dinophyta),由於它的葉綠體可能來自隱藻類 (Cryptomonad)、 金藻類 (Chrysophyta)或綠藻類 (Chlorophyta) 故其水華呈現的顏色十分豐富,紅、橙、黃、綠、藍、棕均有。因此,赤潮不一定是紅色的,但是赤潮通常就是指由渦鞭毛藻所造成的水華,其他藻類的水華甚少被稱為赤潮(註1)

   當一個水域中藻類大量增生,到達一種極為顯著的現象,即為水華。例如有機廢物造成的優養化,常是水庫、池塘甚至海岸邊的水華形成原因。一般對水產養殖有經驗的人都知道,當養殖池出現水華,即是池水含有大量有機廢物。這時由於藻類大量增生,白天因行光合作用,池中生物尚無大礙,但在晚上因行呼吸作用,造成水中含氧急速下降,池中的魚貝類因此窒息大量死亡,然後腐敗的屍體,伴隨大量死亡的藻類浮於水表,這時即是所謂的泛池!

   渦鞭毛藻的水華-赤潮-是如何形成的?通常造成赤潮和其發生當地的環境有十分密切的關係,也常因此造成赤潮形成原因眾說紛紜,但其可總括為以下五個型式,每個型式環環相扣缺一不可。

1、休眠孢子之存在及萌發:如果海域中沒有”種”存在,其他因素再配合得好也無濟於事。

2、藻細胞經由無性生殖而大量增生。(環境良好時行無性生殖)。

3、因為藻類本身呈正趨光性,故向水表層聚集。

4、由於向陸上的風及潮水的推擠,使藻類更加的濃縮聚集。

5、因環境轉劣,藻類大量死亡,部份存活的藻類進行有性生殖,形成休眠孢子而沉降至水底層。

  其中,1、2項必須由陸上河流帶來豐富含鐵之腐質酸(鐵為渦鞭毛藻之必須微量元素)以及海中湧昇流(upwelling)帶來大量營養鹽,才能促使孢子萌發,並進而大量無性生殖(細胞直接二分裂)。

  而3、4項必須有良好的氣候配合,需有陽光使其趨光,並配合向陸上吹的風才能使其聚集形成赤潮。

  第5項因藻類被濃縮聚集於水表層,很快地表層水營養鹽耗盡。加上因光線無法穿透表層,造成位於較下面的藻類無法行光合作用。因此,整個藻類族群突然崩潰腐敗,使得這個水域環境轉劣,這時少數存活的藻類則進行有性生殖,(vegetative cells –> gametes –> fusion –> zygotes =cysts)而沉降於水底層。

  綜合以上,要形成赤潮必須〝天時地利人和〞才能發生。因為在赤潮形成前幾天必須有陸上的降雨,然後經由河流將含鐵的腐質酸(humic acid)帶入河口,其次在赤潮初形成時,要有充分陽光並有向陸上吹的風,而且海況亦須配合適度的潮水及有湧昇流。而潮水及湧昇流又和潮汐及季節相關。因此,赤潮常在春夏交接之間,於大雨過後,天氣放晴時出現於河口海域,是有以上脈絡可尋的。

  經由以上的說明赤潮也就不那麼神秘了。現在較令人關心的是赤潮是否有毒?由於赤潮是由渦鞭毛藻所形成的,因此也就是說渦鞭毛藻是否有毒。

  事實上只有少數渦鞭毛藻有毒(僅約有20種有毒),也就是說並不是所有的渦鞭毛藻均有毒。通常赤潮所造成的魚貝類的死亡均是由於赤潮在崩潰時因腐敗作用(細菌分解作用吸收了大量氧氣),造成海中生物大量窒息死亡。

 

渦鞭毛藻之毒如下表:

 
 

對人類的影響
主要藻之屬
主要的毒素
Paralytic shellfish poisoning
痲痺性貝毒
Alexandrium
原膝溝藻屬
saxitoxin
蛤蚌毒素
Neurotoxic shellfish poisoning
神經性貝毒
Ptychodiscus
梭盤藻屬
brevetoxin
短毒素
Ciguatera fish poisoning
 
甲藻魚毒
Gambierdiscus
 
底盤甲藻屬
ciguatoxin and maitotoxin
甲藻毒素
Diarrhetic shellfish poisoning
痢疾性貝毒
Dinophysis
鰭藻屬
okadaic acid
 
 
 
其中PSP(痲痺性貝毒)會造成人類呼吸系統之潰敗,為一種能致人於死的毒。因此當由原膝溝藻屬的渦鞭毛藻形成赤潮時,整個海域必須儘快關閉,並且制止人們在有赤潮的海域進行任何漁撈行為。

  通常有毒的渦鞭毛藻中,以年輕的比年老的細胞毒,休眠的比浮游的毒。因此,底棲性貝類因其濾食性,常會累積大量剛萌發的年輕渦鞭毛藻或休眠孢子於其體內,如再經過人類撈捕而食之,其必然會發生中毒事件!另外造成痢疾性貝毒的鰭藻屬,其通常不形成赤潮,且少數幾個細胞即可以造成毒性的產生,並且此種毒素煮沸亦無法破壞之,雖然有毒渦鞭毛藻不多,但其毒性十分可怕,因此不可等閒視之。

  如先前所述,赤潮需要在各項條件配合之下才會發生。然而在這裡必須強調的是,人類經由貝類而中藻毒,並不一定要有赤潮發生才會有。因此,建議政府應及早建立一套藻毒監視系統,對某海域(特別是養殖專區)有異常之有毒藻(註2)發生時,能事先提出警告,以避免中毒事件之發生。
 

註1:Sze, P. 1997.  Chapter 5: Dinoflagellate ecology. In: A biology of the algae. p.140. 

Cooper, V. C.1996. Chapter 14: Red tides and harmful microalgae. In: Microalgae. pp.127-135.

Bold, H. C. and Wynne, M.J.1985.Chapter 8: Red tides and toxins. In: Introduction to the algae. pp. 492-495.

2:其它有毒藻類,例如某些矽藻及藍綠藻等。(回到首頁)

 

海 洋 出 現 有 害 的 海 藻 盛 放 - 紅 潮
Harmful algae bloom or red tide in oceans
九 八 年 五 月 May 1998

有 害 的 海 藻 在 海 洋 盛 放 (Harmful Algae Bloom , 或 簡 稱 HAB) , 做 成 了 紅 潮 (red tide) 或 黃 潮 (brown tide) , 這 些 海 藻 包 含 了 很 多 种 類 的 生 物 和 藻 細 胞 (algae cells) , 由 微 小 的 鞭 毛 虫 (Microflagellates) , 以 至 原 始 的 青 藍 色 海 藻 - 「 氰 菌 」 (Cyanobacteria) 。 它 們 把 海 水 中 的 氧 气 (oxygen) 吸 收 , 令 海 魚 缺 乏 氧 气 而 大 量 死 亡 。 有 些 海 藻 甚 至 能 產 生 毒 素 (toxins) , 例 如 : "Gymnodinium breve" 便 是 一 种 在 墨 西 哥 灣 (Gulf of Mexico) 常 見 的 毒 素 。 貝 殼 類 海 產 (shellfish) 會 吸 收 了 這 些 毒 素 貯 藏 在 它 們 的 体 內 , 人 們 吃 後 便 會 中 毒 或 生 病 。

由 毒 素 引 起 最 常 見 的 疾 病 是 腸 胃 不 适 (Gastrointestinal stress) , 使 人 嘔 吐 (vomiting) 、 腹 瀉 (diarrhea) , 還 會 產 生 舌 頭 和 嘴 唇 麻 木 (numb) 的 感 覺 。 有 些 毒 素 甚 至 會 使 人 有 短 暫 的 失 憶 (short-term memory loss) , 血 壓 不 規 則 (blood pressure anomalies) 和 頭 痛 (headaches) 等 。

除 了 使 魚 類 死 亡 , 魚 獲 受 到 影 響 和 使 人 類 受 害 之 外 , 紅 潮 還 會 把 原 產 的 藻 類 排 擠 (supplant) , 扰 亂 整 個 海 區 的 食 物 网 (food web) 和 生 態 系 統 (ecosystem) 。 雀 鳥 和 海 洋 哺 乳 動 物 , 如 鯨 魚 (whales) 和 海 牛 (manatees) , 常 常 都 會 成 為 犧 牲 者 (victims)

紅 潮 的 成 因 是 什 麼 , 科 學 家 們 并 未 能 肯 定 , 但 他 們 相 信 這 与 河 流 大 量 排 放 出 來 的 肥 料 、 家 禽 和 豬 廢 料 有 關 。

 

● 淨化污染水的光合細菌─紅潮

 

    著海洋及湖沼的優養化進行,在各地常發生紅潮而造成很大的損害。很久以前就發現此種紅潮現象,但由於根本無法預測紅潮發生的地方及時間,故以往只是進行小規模的研究而已。 著者們就由土壤微生物的立場,明瞭紅潮的原因及其發生機制,且關於其對策,建立出明確的方針。


以下,關於紅潮,加以詳細的檢討。其發生機制及對策,基本上與因湖沼及池塘的優養化而發生的藻類等之異常繁殖相同。在稻田中也常發生"紅潮"現象,甚至在養金魚的水族箱中也會發生。


導致湖沼及池塘的優養化的原因相當多,但不管是什麼原因,顯然都是因人類社會所排出去的廢氣,廢水,污染物質等而致的(我們必須要瞭解一旦湖沼被污染後,為了回復原狀,需要多少時間,勞力及能源)。污染進展而開始累積底泥的結果,紅潮會發生而湖沼中生物相引起很大改變。當底泥表層的溶氧量接近零時,魚介類無法生活下去。著者們開發出淨化環境為各種生物群可生存的生物反應器。


系列3將描述紅潮的一般背景,爾後在檢討我們的研究及光合細菌的作用,最後提到解決方法。

紅潮是什麼?

平野(1975)把紅潮定義為『因浮游生物的異常增殖現象而海水引起變色的現象』。
所謂青潮,白潮,苦潮及厄水等也本質上是相同現象。
(Dinophyceae)的種類為最多,接著多的是依序為矽藻網(Bacillariophyceae),綠蟲綱(Euglenophyceae)。水產業上成為問題的浮游生物大多屬於渦鞭毛藻類及綠蟲類。一方面,著者們的研究成果中值得注目是紅潮中發現光合細菌的存在。

外海性

發生於大海湧昇域,或地形上有上昇流的海域之紅潮,通常其規模相當廣大。較著名的例子是在印度及東海南部,因Trichodesmium及Gonyaulax的發生而致的紅潮,在北海及北太平洋北部,夏季發生大量矽藻而致的紅潮。此種紅潮通常與漁獲情況有密接的關係。例如,在北海道,叫做Stinking Water(臭水),呈鉛色,發出不愉快臭味的水塊是因大量繁殖Rhizosolenia shrubsolei,Thalassiosira nordenskioldii,Phaeocystis等而致的。據說會導致鯡魚及青花魚的漁獲量會減少。一方面,在北太平洋的鮭‧鱒魚流網漁獲量會減少。

沿岸性

為發生於面對外海的沿岸水域中,自大陸棚上至斜面海域的紅潮。受沿岸水的海域或其深度比有光層較淺的海域中較容易出現。海水的混合及湧昇,大量河川水流入等成為其原因,並湧昇後形成躍層時及垂直穩定度增大的早春等較容易發生。其例子包括在春季增殖的藻類及攝食這些藻類而大量繁殖的夜光蟲等草食性浮游生物而致的紅潮。

內灣性

為發生於由外海隔離的封閉性內灣的紅潮,受到氣象條件的影響。對內灣的漁業,尤其對淺海養殖場造成很大損害。

內灣局部性

為發生於內灣中尤其海岸深入的海邊,防波堤內側,港灣結構物付近等局部的紅潮。其原因,可能包括都市廢水及海岸施工增加等的結果,造成容易導致紅潮的條件。此型紅潮,隨著對海岸環境引起的人為影響增大,其發生場所,就不只限於內灣局部,會擴大到整個內灣,或面對外海的沿岸水域。此種規模的紅潮與自然環境問題間有密接關係,常見於東京灣及瀨戶內海等海域。

紅潮有時依據發生時期,氣象及海洋情況而加以分類。例如在九州大村灣及三重縣英虞灣,每年7月及9月,個別因梅雨季節的霪雨及湧昇低溶氧量水後,會發生紅潮,於是稱之為7月紅潮及9月紅潮。並與氣象及海洋情況關連,前者就稱為下兩性紅潮,後者就為無氧氣化關連紅潮。一方面,除了發生於夏季的夏紅潮以外,最近亦有發生於11~12月,1~2月等冬季的冬紅潮,以及一整年發生的整年紅潮。在大阪灣,燧灘,周防灘及別府灣等,會發生冬紅潮。污染較嚴重的東京灣等,甚至會發生整年紅潮。


其他,亦由紅潮對生物所造成的影響的立場也可加以分類。此時,由於會導致魚類等生物的斃死,所以由漁業的立場來說可視為很重要的分類方法。常見於內灣紅潮,並發生於瀨戶內海,東京灣,大村灣,伊勢灣等的紅潮常造成很大的漁業損害。在佛羅里達及加州沿岸等地域也有造成損害的報告。這些例子中,當然因生物會逃避,故不會導致魚類斃死的例子也相當多。在東京灣,因藍藻,Trichodesmium而致的紅潮,三陸海上的厄水(偶而會導致斃
死),北海的Stinking Water及Weddy Water,北太平洋漁場的矽藻紅潮等就魚類不會靠近。此類的紅潮消失後,會形成良好漁場(藥水)。

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 tslv 的頭像
    tslv

    ❤ 愛分享 ❤ :: 隨意窩 Xuite日誌

    tslv 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()