秦皇岛近岸海域绿潮起源与关键生态学过程研究

Since 2015, green tides happened annually during April to September in the coastal waters of Qinhuangdao area. Different from the Yellow Sea green tide that originated from a remote location, Qinhuangdao green tide originted locally and caused by a combinaiton of several macroalga speceis. Therefore, the Qinhuangdao green tide is recoginzed as a new type of ecological disaster and might has distint development process and formation mechanisms. This ecological disaster threatened the environment safety and ecosystem health of Qinhuangdao coast, and thus caused negative social impacts. Determining the origin and main caursed of the green tide, and finding solutions to mitigate its impact, is becoming the urgent rask of coastal environment protection in Qinghuangdao. Base on the above reasons, this project will focus on the key scientific problems including the blooming and development processes of green tides, the species competition strategies of different green algae and their roles in the green-tide forming, etc. The following studies will be carried out: (i) the different sources and their contributions to the floating green algae including micro-propagules and attached green algae in different substrate; (ii) the influence of ecological factors to the forming of floating green algae patches; and (iii) the quantitative relationships between the population growth rates of main causitive species and environmental conditions. The aims of the study are to determine the origin and blooming mechanisms of massive green tides in the Qinhuangdao coast and provide scientific support for the response of green tides disasters.

2015年至今，秦皇岛近岸海域连年发生绿潮灾害，造成严重社会影响和经济损失，并威胁到北戴河旅游区的环境安全。不同于黄海绿潮的异地起源，秦皇岛绿潮是一种新型的绿潮灾害，为本地起源，具有多个原因种，其发生过程和机理均具有特殊性。查明绿潮来源和发生原因，在此基础上开展科学应对措施，减轻、甚至消除绿潮的环境影响，成为秦皇岛海洋防灾减灾、生态环境保护的当务之急。基于此，本项目拟通过秦皇岛近岸海域定生绿藻分布特征及其脱离附着基过程、水体绿藻微观繁殖体时空分布特征、绿潮发生发展过程及重要环境过程等调查研究，以及主要绿潮原因种的生物学与生态学实验研究，查明秦皇岛绿潮早期来源、绿潮发生关键过程与优势种演替规律、主要环境因子变化特征及其对绿潮的调控机制、以及绿潮主要原因种的环境适应机制与种群竞争策略，揭示绿潮形成的生物学与生态学基础和环境驱动机制，阐明环境变化和人类活动分别在绿潮形成中的作用，为秦皇岛绿潮预警和防治管理决策提供科学依据。

2015年至今，秦皇岛近岸海域连年发生绿潮灾害，造成严重社会影响和经济损失，并威胁到北戴河旅游区的环境安全。查明绿潮来源和发生原因，在此基础上开展科学应对措施，减轻、甚至消除绿潮的环境影响，成为秦皇岛海洋防灾减灾、生态环境保护的当务之急。基于此，本项目开展了秦皇岛近岸海域定生绿藻分布特征及其脱离附着基过程、水体绿藻微观繁殖体时空分布特征、绿潮发生发展过程及主要绿潮原因种的生物学与生态学实验研究，取得了以下重要结果：（1）每年4月-9月，绿潮在秦皇岛鸽子窝至汤河口近岸海域暴发，其中金梦海湾受灾最为严重，绿潮暴发期间，大型绿藻大量悬浮在距岸0-10m的潮间带以及潮下带的浅水区域中，种类主要包括孔石莼（Ulva pertusa）、羽藻（Bryopsis plumosa）和浒苔（Ulva prolifera），通过对人工岛、破浪堤坝、人工鱼礁、扇贝养殖区浮球以及近岸海藻场等潜在藻源区域的定生海藻长期调查，基本确定秦皇岛绿潮的藻源为海藻床中的定生绿藻；（2）在秦皇岛绿潮发生期间，水体和沉积物中绿藻微观繁殖体始终存在，其丰度一般在4月份较低，随后显著上升；绿藻微观繁殖体的空间分布呈近岸高而远岸低的规律，丰度与悬浮绿潮藻的生物量以及海藻场定生绿藻生物量均呈显著的正相关关系；（3）连续几年对绿潮发生过程的现场调查表明，在正常气候年份秦皇岛绿潮具有相似的发展过程：4月中旬金梦海湾海域开始出现悬浮绿藻，其中浒苔自6月下旬出现后在7月初迅速演替为第一优势种并持续至9月底绿潮结束，但是2020和2021年的异常天气如风暴潮、海冰、连续大风等，对绿潮发生过程产生显著影响；（4）室内培养实验表明，对营养盐的吸收速率和高生长率，是浒苔成为绿潮优势种的重要原因。本项目查明了秦皇岛绿潮早期来源、绿潮发生关键过程与优势种演替规律以及绿潮主要原因种的环境适应机制与种群竞争策略，为秦皇岛绿潮预警和防治等管理决策提供科学依据。项目发表7篇SCI论文，授权发明专利1项，实用新型专利5项，完成了考核指标。