訪“我國近海有害赤潮發(fā)生的生態(tài)學,、海洋學機制及預測防治”項目組
記者：向杰
首席：周名江 朱明遠
時間：8月24日上午
地點：中國科學院海洋研究所
■編者按
赤潮被喻為“紅色幽靈,，是海洋中某一種或幾種浮游生物在一定環(huán)境條件下暴發(fā)性繁殖或高度聚集，引起海水變色,，影響和危害其他海洋生物正常生存的災害性海洋生態(tài)異?，F(xiàn)象。赤潮暴發(fā)時,，因赤潮生物種類和數(shù)量的不同,，海水可呈現(xiàn)紅、黃,、綠等不同顏色,。
研究表明，赤潮不僅給水體生態(tài)環(huán)境造成危害,，也給漁業(yè)資源和生產(chǎn)造成重大經(jīng)濟損失,，而且還給旅游業(yè)和人類帶來了危害，已成為全球性的海洋災害之一,。近20年來,，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和城市化進程的加快,，沿海地區(qū)工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排海量不斷增加，近岸水體富營養(yǎng)化加劇,，為赤潮暴發(fā)提供了必要的物質(zhì)條件,。為此，搞清我國海域赤潮形成機理,、提出預測和防治方法以減輕赤潮災害,，進而實現(xiàn)海洋生物資源可持續(xù)利用和海洋環(huán)境健康發(fā)展已成為我國海洋科技工作者一項亟待解決的重要科學問題。于是,，2001年國家設立了針對赤潮的一項973計劃項目……
青島,，中國科學院海洋研究所4樓會議室。
窗外,，帆影翩翩,，使人不禁憧憬明年將在這片海域上舉行的奧帆賽。
屋內(nèi),，“赤潮”并不是一個讓人愉快的話題……
記者：我國面臨怎樣的赤潮形勢,？
周名江：有害赤潮肆虐于我國和世界各國沿海，是國際社會共同關注的重大海洋環(huán)境問題和生態(tài)災害,。自20世紀70年代起,，我國有記錄的赤潮有幾百次，發(fā)生次數(shù)以每10年增加3倍的速度上升,，2000年以來赤潮事件每年都達到了幾十次,；赤潮發(fā)生規(guī)模也呈急劇擴大的趨勢，1998年至今,，每年都發(fā)生了面積超過1000平方公里的特大赤潮,，其中有幾年赤潮面積甚至達到上萬平方公里，前后持續(xù)時間將近一個月,，世界罕見,；與此同時，有毒,、有害的赤潮原因種也在不斷增加,，甲藻等有害種類已成為我國赤潮的主要原因種。這些趨勢充分表明了我國赤潮問題的嚴重性和復雜性,。
記者：能否給我們舉一兩個具體的事例,？
朱明遠：赤潮頻發(fā)給我國沿海造成了嚴重的生態(tài)、資源,、環(huán)境問題和重大的經(jīng)濟損失,，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國因赤潮而造成的經(jīng)濟損失有的年份可達10億元以上，一次大規(guī)模的赤潮就可能帶來幾億元的直接經(jīng)濟損失,，如1998年發(fā)生在廣東南部和香港沿海的米氏凱倫藻,、裸甲藻赤潮給粵港兩地的海水養(yǎng)魚業(yè)造成了毀滅性的打擊，經(jīng)濟損失5億多元,，未包括間接損失如海產(chǎn)品的滯銷,、應急措施等。
有些有害赤潮生物能產(chǎn)生毒素,，經(jīng)貝類或魚類累積后危害食用者的健康和生命,，調(diào)查表明麻痹性貝毒和腹瀉性貝毒這兩類主要的藻毒素污染普遍存在于我國沿海，近年有記錄的貝毒事件中,，有幾百人中毒,，數(shù)十人死亡。歐盟出于食品衛(wèi)生考慮曾于1997年中止過從中國進口貝類,。
記者：我們應該如何思考赤潮頻發(fā)現(xiàn)象,？
周名江：以上這些損失和影響可能只是我國沿海赤潮危害的冰山一角，因為赤潮頻發(fā)其實是大自然的一個危險信號,，它預示著赤潮高發(fā)區(qū)的海洋生態(tài)環(huán)境已經(jīng)受到了嚴重的干擾,，生態(tài)系統(tǒng)的正常結(jié)構和功能可能已經(jīng)或正在被改變，生態(tài)環(huán)境一旦失衡惡化將很難在短期內(nèi)恢復,。近年在渤海,、東海某些海域都發(fā)現(xiàn)了水母較往年旺發(fā)、而魚蝦資源減少的現(xiàn)象,，這很可能與基礎餌料改變,、甲藻類赤潮生物的異常增殖而使食物鏈演變有關,。生態(tài)系統(tǒng)的這種異常改變將是非常危險的,，我們擔心這些海域的生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境是否在向不利于人類持續(xù)利用的方向發(fā)展。
記者：赤潮是否將對我國國民經(jīng)濟帶來巨大影響,？
朱明遠：從海洋中取得的食物為我國提供了超過1/5的動物蛋白,，并呈不斷增加的趨勢。海洋水產(chǎn)已發(fā)展成了年產(chǎn)值達數(shù)百億元,、從業(yè)人員逾幾百萬的龐大產(chǎn)業(yè),，為沿海經(jīng)濟和整個國民經(jīng)濟的發(fā)展作出了重要貢獻，海洋漁業(yè),、海水養(yǎng)殖業(yè),、觀光旅游業(yè)已成為我國沿海國民經(jīng)濟發(fā)展的重要增長點。然而,，赤潮頻發(fā)正在成為我國沿海經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一個制約因素,。
國務院有關領導連續(xù)兩次批示“要重視赤潮問題，要科研先行”，我國國民經(jīng)濟“十五”發(fā)展綱要中專門提到要“預防,、控制和治理赤潮”,。為此，搞清我國海域赤潮形成機理,、提出預測和防治方法以減輕赤潮災害,，進而實現(xiàn)海洋生物資源可持續(xù)利用和海洋環(huán)境健康發(fā)展已成為我國海洋科技工作者一項亟待解決的重要科學問題。為此,，國家設立了針對赤潮的一項973計劃項目,。
記者：您能否簡要介紹一下該973項目的主要研究內(nèi)容？
周名江：研究內(nèi)容涉及四個方面,。一是有害赤潮種的生物學特征及生態(tài)適應策略,。有害赤潮生物的存在、其生理生態(tài)特點及物種和遺傳多樣性變化,，是引發(fā)有害赤潮的內(nèi)因,，研究赤潮生物多樣性、地理分布和生理特征,，探明重要有害赤潮種群動態(tài)變化,、生態(tài)適應和競爭策略在暴發(fā)赤潮過程中的地位和作用，有助于了解和解釋赤潮形成的生態(tài)學機制,。
二是我國近海赤潮高發(fā)區(qū)有害赤潮與富營養(yǎng)化的關系,。沿海經(jīng)濟的快速發(fā)展極大地改變了海岸帶的生態(tài)環(huán)境甚至生態(tài)系統(tǒng)，導致近海海域嚴重富營養(yǎng)化,。在受人類活動強烈干擾的地區(qū),，赤潮發(fā)生的頻率、強度和赤潮生物的種類都在快速增加,。赤潮和富營養(yǎng)化的關系研究可以幫助我們了解人類活動引起的富營養(yǎng)化在赤潮形成中的作用,。
三是我國近海赤潮高發(fā)區(qū)有害赤潮生消關鍵物理過程、數(shù)值模擬與預測,。研究赤潮需要描述,、刻畫并預測赤潮生物的種群動態(tài)及其與環(huán)境之間的相互作用關系。
四是我國近海有害赤潮的危害機理及防治機理,。赤潮可以從多種途徑產(chǎn)生危害,，不僅危害單個的生物，而且危害生態(tài)系統(tǒng),。根據(jù)赤潮形成的機制和產(chǎn)生危害的機理采取有效的防治對策,，是赤潮研究的最終目的。
記者：項目組主要在哪些方面取得了進展,？
朱明遠：赤潮由海洋中的微小生物如微藻等大量增殖或聚集而引起,，它的暴發(fā)機理至今不為人們完全了解,。因為，赤潮暴發(fā)除與赤潮本身的生物學特征有關以外,，還與它所處的生物和非生物海洋環(huán)境有很大關系,，不從生態(tài)學、海洋學角度出發(fā)進行多學科的交叉研究,，就不可能對赤潮的暴發(fā)機理有一個正確認識,。目前，按這個思路開展的長江口附近海域特大規(guī)模赤潮暴發(fā)機理研究,，有了新的科學發(fā)現(xiàn),，在科學地闡明我國東海海域連年暴發(fā)大規(guī)模赤潮原因方面前進了一大步。
此外,，我們還首次在我國東海發(fā)現(xiàn)大規(guī)模亞歷山大藻,、米氏凱倫藻有毒赤潮，探討了營養(yǎng)鹽與東海大規(guī)模赤潮發(fā)生的關系,，證實了關鍵物理海洋過程在東海赤潮形成中的重要作用,，發(fā)現(xiàn)環(huán)境條件對大規(guī)模赤潮優(yōu)勢種的演替有重要作用，以及提出了東海春季大規(guī)模甲藻赤潮生消過程的一個初步假設等等,。
記者：經(jīng)過5年科研,，最終的成績體現(xiàn)在何處？
周名江：在項目實施的5年中,，共組織了15個航次的現(xiàn)場調(diào)查和研究,，布設了150余條斷面和800多個站位，航程20000余海里,，海上調(diào)查時間342天,，前后共有335人次參加了項目組織的海上調(diào)查。
通過多學科交叉研究,，在東海大規(guī)模原甲藻赤潮形成機制,、東海大規(guī)模甲藻赤潮的宏觀調(diào)控設想、大規(guī)模赤潮的危害機理以及赤潮的應急治理等研究方面取得了重要的結(jié)果,，項目的實施對國家提出的“預防,、控制和治理赤潮”目標的實現(xiàn)作出了貢獻,。在研究中,，一系列新的赤潮研究技術和方法，如現(xiàn)場圍隔實驗,、多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測—氣象站—GPS綜合測定系統(tǒng),、液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用分析技術、蛋白質(zhì)組學研究技術,、藻體營養(yǎng)狀況單細胞測定方法,、二類水體中葉綠素濃度的反演方法、高效有機改性黏土除藻技術等得到了迅速發(fā)展和應用。
記者：據(jù)說,，該項目是全球赤潮研究實施計劃中唯一被列入的,、與該計劃框架相似的國家赤潮研究計劃，是這樣的嗎,？
朱明遠：是,，2003年出版的全球赤潮研究實施計劃中我們中國的赤潮研究計劃是唯一列入的國家/地區(qū)研究計劃，據(jù)說,，今年會有新的地區(qū)或國家計劃列入,。從目前情況看，我們提出的針對我國赤潮的研究計劃重視赤潮發(fā)生的生物學,、化學和物理海洋學關鍵過程的定量研究,，特別注意從赤潮生物內(nèi)因和環(huán)境條件外因兩方面對赤潮形成的作用機制作出解釋，并對赤潮的危害和防治機理進行探討,，是符合科學認識規(guī)律的,，項目幾年來的進展也說明我們的設計思路基本正確，使得我國的赤潮研究在全球赤潮研究中占有了一席之地,。
記者：我們能否徹底防治赤潮發(fā)生,？
周名江：我國是一個海洋大國，也是一個遭受赤潮嚴重危害的國家,。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和對海洋開發(fā)與利用強度的增加,，赤潮暴發(fā)的頻度和強度都有可能進一步增加，其對海洋生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康產(chǎn)生的危害也可能會變得更加嚴重,。
赤潮不會因為我們開展了對它的研究就會消失,，就如同沙塵暴、火災,、地震等不會因為我們對它的研究而消失一樣,，但我們會不斷加深對其形成機制的認識，從而找到預測,、預報它的科學原理與方法,，以及減輕其危害的有效措施。
顏天：從科研中找到幸福
對面的顏天沉靜如海,。
她輕點鍵盤,，幻燈片一張張切換，上面記載著她這些年來所取得的成績：2002年獲青島市“巾幗科技創(chuàng)新”成果一等獎,，且名列第一,；同年，其主持的研究課題“中國近海典型養(yǎng)殖區(qū)有害赤潮的發(fā)生動力學及防治對策研究”獲國家教育部自然科學一等獎,；2004年,，作為973項目“我國近海有害赤潮發(fā)生的生態(tài)學,、海洋學機制及預測防治”（簡稱“赤潮973”）第9子項目“我國赤潮高發(fā)區(qū)有害赤潮的危害形式與作用機理”的第一負責人,獲國家科技部973先進個人稱號；2005年獲海洋創(chuàng)新成果二等獎……她曾任北太平洋海洋科學組織第十五工作組中國代表,，現(xiàn)在是海洋與湖沼學會水環(huán)境分會理事,海洋學會海洋環(huán)境分會理事,國際有害藻協(xié)會成員,美國科學促進會成員……
她輕聲地向記者介紹著自己,，并沒有因為這種“展示”而稍顯激動，眉宇間一派從容淡定,，就像這些榮譽和她沒有太大關系,。
“我以前自己的感覺和給人的感覺都比較內(nèi)向。”顏天告訴記者,，5年來,，在“赤潮973”項目中，她不僅在自己的研究方向收獲頗多,，而且更為重要的是,，由于同時兼任項目助理，很多具體事情都由她來負責操作,，因此個人能力得到了很大的拓展,，個性也隨之外向了許多。
顏天認為,，后者對于一個科研工作者來說,，更有裨益。“在此之前,，自己的科研視野僅僅局限在一小塊上,，很少關心此外的東西，而由于‘赤潮973’,，我們的科研視野一下子打開了,，對很多問題，可以站到一個更高的角度來考慮,。”
在項目進行期間,，顏天在主導創(chuàng)建的我國首個有害赤潮的網(wǎng)站———“中國有害赤潮信息網(wǎng)”上,為國內(nèi)的赤潮研究又搭建起一個項目管理和數(shù)據(jù)庫共享的基礎平臺。
也正是在項目執(zhí)行期間,，另外一件至關重要的事情也發(fā)生了———她的女兒呱呱墜地,。初為人母，顏天原本應在家安心度產(chǎn)假,，然而由于赤潮973項目人手緊張,，她提前回到科研崗位。“最放心不下的就是孩子,。”回想起來,，顏天這樣感慨,。如今,，小家伙已經(jīng)3歲了,，會說自己長大了也要當一位“科學家”，盡管她不大理解這個詞到底是什么意思,。
成為一名科學家,，是顏天從小就懷抱的理想，如今理想變?yōu)楝F(xiàn)實,，她很知足,。顏天曾在德國學習和工作，知道在國外薪水高,，她有不少同學就留在國外,。不過，顏天認為：“能開展自己喜歡的科研才最幸福,。”
有好幾個同學從國外回來,，見面紛紛對顏天表示羨慕：“沒想到，短短幾年,，你都已經(jīng)成為赤潮研究方面的專家了,。”他們在國外，盡管生活條件優(yōu)厚,，但都因為種種原因而無法固守自己的科研興趣,。
“在科研中，我很有成就感,。”說到這里,，顏天鏡片后邊的眼睛一亮。
赤潮研究：海陸“雙管齊下”
這里面保存和培養(yǎng)著各種赤潮藻藻株,。”拉開一個光照培養(yǎng)箱,，李瑞香這樣對記者說。只見一個個三角燒瓶擺滿了培養(yǎng)箱內(nèi)的上下各層,，在實驗室內(nèi)這樣的培養(yǎng)箱有8個,。
“有些藻類是有毒的，有些是無毒的,。”李瑞香說,，保存的藻株基本上包括了在我國近海引發(fā)赤潮的主要種類。
有學生穿著白色的實驗大褂,，正在顯微鏡前埋頭進行日常的赤潮藻類觀測,。記者望去，基本上看不出有什么與別的實驗室工作有何不同之處,，很難想像,，在海上綿延數(shù)百公里、面積可達數(shù)萬平方公里,，讓人聞之色變的“赤潮”,，其研究竟如此平淡,。
這里是海洋生態(tài)環(huán)境科學與工程國家海洋局重點實驗室，或許只有像李瑞香這樣天天與之為伴的科研工作者才真正明白其“重要”何在,。
“實驗室是以海洋生態(tài)學和環(huán)境科學為學科基礎,，以全球變化和人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響及其反饋作用為主要研究領域。”李瑞香邊走邊向記者介紹,，“我們通過調(diào)查,、監(jiān)測、實驗和數(shù)值模擬等技術手段,，研究海洋中的主要生態(tài)過程以及脅迫條件下這些過程的改變,，探討典型海洋生態(tài)系統(tǒng)的動力學機制，分析近海生態(tài)環(huán)境污染機理與控制策略,，研究海洋生態(tài)災害的發(fā)生機制,、防治技術與對策，為重要海洋生態(tài)環(huán)境與生物資源的保護提供科技支撐,。”
“這個實驗室還承擔著奧運帆船賽場及周邊海域環(huán)境保護與治理技術研究的任務,。”李瑞香說，實驗室配備了高效液相色譜儀,、營養(yǎng)鹽自動分析儀,、元素分析儀、流式細胞儀等先進的科學儀器和波動式海洋學測試儀,、多參數(shù)水質(zhì)儀等現(xiàn)場測量儀器,。
同樣重要的還有中科院海洋生態(tài)與環(huán)境科學重點實驗室。向?qū)в谌收\副研究員告訴記者,，該實驗室已經(jīng)建立50多年,，在國內(nèi)外均有很大影響。
“近些年來,，靠近大陸的海洋區(qū)域多次出現(xiàn)赤潮,，給人們的生活造成極大危害，海水養(yǎng)殖的各種海洋生物毀于一夜之間,，使靠海洋吃飯的漁民遭遇嚴重打擊,。”于仁誠說，為詳細調(diào)查赤潮出現(xiàn)的特征,，尋找消除赤潮的方法,，海洋生態(tài)與環(huán)境科學重點實驗室率先在我國開展有害赤潮的系統(tǒng)研究。現(xiàn)已查明黃海,、東海主要赤潮生物種類的組成,，建立了赤潮生物種子庫，并對多種赤潮藻類的生理生態(tài)進行了研究。
于仁誠帶著記者一個接一個地參觀實驗室各研究單元,，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀,、高效液相色譜儀、原子吸收光譜儀,、元素分析儀,、熒光分光光度計等大型儀器一路看去,。于仁誠說,，還有些主要設備看不到，因為那都用于海上實時的觀測研究,，是一套完整的海上“流動”實驗平臺,。
實驗室備忘錄
“海洋生態(tài)環(huán)境科學與工程國家海洋局重點實驗室”是國家海洋局第一海洋研究所的第三個部級重點實驗室。該實驗室的成立將使海洋生物,、海洋化學兩個學科及專業(yè)方向得到整合,、調(diào)整，并大大推動該所的科研新配置和結(jié)構優(yōu)化,，形成海洋動力,、海洋生物技術、海洋生態(tài)和海洋工程環(huán)境等學科的明顯優(yōu)勢,。
中國科學院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學重點實驗室是面向國內(nèi)外開放的中國科學院院級重點實驗室,。根據(jù)當前的國家需求和海洋科學發(fā)展趨勢，實驗室針對海洋生態(tài)系統(tǒng)關鍵過程與環(huán)境,、資源效應,，重點研究海洋生態(tài)系統(tǒng)關鍵生物生產(chǎn)過程、海洋生態(tài)系統(tǒng)關鍵生物地球化學過程及海洋環(huán)境演變及其對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響,。
