CN101901468A - 一种简易的赤潮预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种简易赤潮预警方法，其通过海区所存在赤潮生物的细胞数量、可疑赤潮生物对现场水温生理反应以及未来海区短期内光照可能变化情况等三个因素，判断海区近期发生赤潮的风险等级，以达到赤潮预警目的。该赤潮预警方法适用于各局部海区现场监测，整个方法所需判断的因素少而明了，其所需数据的获得不需要大型仪器设备，而且整个方法也不需要繁杂运算及判断。在预警效果方面，该赤潮预警方法灵敏度较高，其所判断的预警结果可靠性高，其若能在各海区中推广并切实应用于各涉海经济实体，并在生产过程中建立相应赤潮预警应对机制，必将大大增强其抵御风险能力及市场竞争能力。

Description

一种简易的赤潮预警方法

【技术领域】

本发明涉及一种赤潮减灾防灾的预警方法，特别是一种可适用于各局部海区现场监测的赤潮减灾防灾预警方法。

【背景技术】

赤潮是海洋中某种藻类或其他微型生物在一定环境条件下暴发性增殖或聚集，引起水色变化或其它海洋环境异常的一种生态异常现象。随着海洋经济和临海工农业的迅速发展以及城乡人口的不断增加，排海污水量迅速增大，造成河口、海湾和沿岸水域污染程度不断加剧，海水富营养化程度严重，给赤潮发生创造了条件，也是近年沿海赤潮频发的重要因素。

当今海洋经济在国民经济中占有重要地位，尤其是海水养殖业十分发达，但每年所发生的多起赤潮事件，给当地海洋经济和海洋生态环境造成巨大损失与破坏。由于赤潮的巨大危害性，近年来国内外科研机构在赤潮预报方面展开大量研究，希望能提前做好应对赤潮灾害的防范措施，以减少因赤潮灾害带来的不必要损失。

目前在赤潮预警预报方面，主要采用卫星遥感技术或自动观测浮标技术等手段，探测或监测海水表层各理化参数，采用单因子或多因子判断方法，对监视海区的赤潮相关因子：叶绿素a、温度、盐度、气象条件、营养盐含量水平及水文条件等进行较为繁杂的运算及判断，最后作出赤潮预期发生与否的判断结果。

采用卫星遥感技术对赤潮进行预报，虽然其具有监视范围广等特点，但该项技术受波段的限制以及易受天气的影响，其所获得遥感数据的赤潮有效信息量相当不足，另一方面由于赤潮大多发生在沿岸海域(即二类海水海域)，该海区水动力状况复杂(地形影响等)，悬浮泥沙含量大，水底背景反射影响等原因，亦给赤潮相关因子的遥感探测增加了很大的难度。因此，该项技术仍需进一步完善，其在赤潮预报效果方面还不是很理想。

另外，采用自动观测浮标技术对赤潮进行预报，虽然其能获得实时连续的监测数据，能为海区发生赤潮的判断提供大量、及时的信息，但其受监视范围以及高昂的维持费用等限制，该项技术也较难在各个海区推广应用。到目前为止，在赤潮预警预报方面，现场监测仍是最可靠、最经济的一种方式。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简易、有效、并能适用于各局部海区现场监测赤潮预警方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种简易的赤潮预警方法，包括如下步骤：先考察未来海区短期内光照变化情况，若其适宜或较适宜海区赤潮生物生长繁殖，再监测海区中所存在赤潮生物的细胞数量；在上述情况下，若海区中有一赤潮生物细胞数量已达到其一定的种群优势，则需要再判断该可疑赤潮生物对现场水温生理反应情况，然后作出海区发生赤潮的风险等级；若海区中不存在或没有一种赤潮生物细胞数量达到其一定种群优势，就不需要再监测水温，可以直接作出海区发生赤潮的风险等级；若未来海区短期内光照变化情况不适宜赤潮生物生长，就不需要监测海区赤潮生物细胞数量与现场水温，可以直接作出海区发生赤潮的风险等级。

进一步地，还包括如下步骤：

当未来海区短期内光照变化适宜海区赤潮生物生长繁殖，而且海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势以及海区水温正处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区极有可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化适宜海区赤潮生物生长繁殖，海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势，但海区水温并不处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区有可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化较适宜海区赤潮生物生长繁殖，海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势，以及海区水温正处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区有可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化较适宜海区赤潮生物生长繁殖，虽然海区有某一赤潮生物细胞数量达到一定种群优势，但海区水温并不处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区不太可能发生赤潮；

无论未来海区短期内光照变化适宜或较适宜海区赤潮生物生长繁殖，当海区不存在赤潮生物或各赤潮生物细胞数量均未达到其一定种群优势时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级均为近期海区不太可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化不适宜海区赤潮生物生长繁殖时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级均为近期海区不太可能发生赤潮。

本发明的优点在于：该赤潮预警方法运用于某一海区时，只要结合海区近年来所发生赤潮的特点、各赤潮生物发生赤潮时的细胞数量阈值及其生理特征，选择一合适的预警时效，通过比生长率设定出各赤潮生物细胞数量预警阈值，并确定其生长繁殖最适温度范围就可以使用，整个方法不需要繁杂运算及判断。所需判断的因素少而明了，其所需数据的获得也不需要大型仪器设备，仅需光学显微镜、地表温度计以及借助当地气象部门所公布的气象资料即可获得预警结果。所判断的三个因素均为短期内引发赤潮的关键部分，因此该赤潮预警方法灵敏度较高，其所判断的预警结果可靠性高。其若能在各海区中推广并切实应用于各涉海经济实体，并在生产过程中建立相应赤潮预警应对机制，必将大大增强其抵御风险能力及市场竞争能力。

【具体实施方式】

大量研究认为引发赤潮，海区中需要存在赤潮生物并达到其一定的种群数量优势，存在赤潮生物生长繁殖所需的充足物质基础以及适宜的外部环境条件。

一般情况下，赤潮大多发生在沿岸海域，该类海域中含有丰富营养盐成分，足以提供赤潮生物生长繁殖需求，不会成为其生长繁殖中限制因子；在海区环境影响因子方面，水温直接影响细胞内酶的活性，是影响细胞代谢活动较为关键的一项，另外光照也是植物细胞光合作用速率最主要制约因子之一，因此对于海区水温与光照的考察基本上能反映各赤潮生物短期内生长状态；另一方面，由于局部海区水环境在短期内相对稳定，以及海区气象状况的大幅度变化也可引起局部海区水环境短期内较大变化等情况，因此对于海区光照的观察不但能大体上反映海区气象状况及其短期演变趋势，而且还能了解海区水环境短期内变化幅度及方向(利于或不利于赤潮生物生长方向)。

本发明所述的一种简易的赤潮预警方法，是先考察未来海区短期内光照可能变化情况，若其适宜或较适宜海区赤潮生物生长繁殖，再监测海区中所存在赤潮生物的细胞数量。在上述情况下，若海区中有一赤潮生物细胞数量已达到其一定的种群优势，则需要再判断该可疑赤潮生物对现场水温生理反应情况，然后作出海区发生赤潮的风险等级；若海区中不存在或没有一种赤潮生物细胞数量达到其一定种群优势，就不需要再监测水温，可以直接作出海区发生赤潮的风险等级。另一方面，若未来海区短期内光照可能变化情况，不适宜赤潮生物生长，就不需要监测海区赤潮生物细胞数量与现场水温，可以直接作出海区发生赤潮的风险等级。

所述的光照可能变化情况，采用晴天、阴天与雨天等三个判断结果。

所述的风险等级，采用红色、橙色与绿色等三个预警等级，其中红色表示近期海区极有可能发生赤潮，橙色表示近期海区有可能发生赤潮，绿色表示近期海区不太可能发生赤潮。

所述的风险等级，可采用以下几点进行划分：

当未来海区短期内天气以晴天为主，而且海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势以及海区水温正处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为红色。

当未来海区短期内天气以晴天为主，海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势，但海区水温并不处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为橙色。

当未来海区短期内天气以阴天为主，海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势，以及海区水温正处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为橙色。

当未来海区短期内天气以阴天为主，虽然海区有某一赤潮生物细胞数量达到一定种群优势，但海区水温并不处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为绿色。

无论未来海区短期内天气以晴天或阴天为主，当海区不存在赤潮生物或各赤潮生物细胞数量均未达到其一定种群优势时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为绿色。

当未来海区短期内天气以雨天为主时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级均为绿色。

所述的预警等级，可根据具体赤潮生物对光照强度的不同生理需求，进行适当调整。

所述的风险等级，可根据实际情况，采用更为细致的预警等级或其他表达方式，以满足实际需求。

所述的三个因素，为了进一步增加预警方法的灵敏度，可以再添加一些其他引发赤潮的相关因子(如风浪、气压等)。

所述的光照可能变化情况，为了进一步增加预警方法的灵敏度，可采用更为精确的判断结果或其他判断方式。

所述的预警方法，还可应用于可能发生水华的生态异常水域。

下面列出具体实施例：

近年来，在某一海区所发生的赤潮主要由中肋骨条藻、米氏凯伦藻、夜光藻、东海原甲藻及微小原甲藻等5种微藻引起。根据该海区所发生赤潮的特点、各赤潮藻类发生赤潮时的细胞数量阈值及其生理特征，选用2～3天的预警时限，通过比生长率设定出以上5种赤潮藻类细胞数量预警阈值，并确定其各自的生长繁殖最适温度范围，首先在该海区所建立的赤潮预警简明表见表1所示。

在现场监测的实际运用中，只要通过当地气象部门所公布的气象预报，获得该海区未来2～3内光照可能变化情况，监测以上5种主要赤潮藻类的细胞数量以及现场的海区水温数值，然后对照该海区的赤潮预警简明表，就可以作出该海区未来2～3天内发生赤潮的预警等级，并建立相应的赤潮预警应对机制。

表1：某海区赤潮预警简明表

(注：C表示细胞数量，单位为个/升；T为海区现场水温，单位为℃；A表示海区未来2～3天内光照可能变化情况；红色表示海区未来2～3天内极可能发生赤潮；橙色表示海区未来2～3天内可能发生赤潮；绿色表示海区未来2～3天内不太可能发生赤潮。)

本发明的有益效果在于：该赤潮预警方法所判断的三个因素具有引发赤潮的共性，该预警方法适用于各局部海区现场监测。该赤潮预警方法运用于某一海区时，只要结合海区近年来所发生赤潮的特点、各赤潮生物发生赤潮时的细胞数量阈值及其生理特征，选择一合适的预警时效，通过比生长率设定出各赤潮生物细胞数量预警阈值，并确定其生长繁殖最适温度范围就可以使用，整个方法不需要繁杂运算及判断。该预警方法所需判断的因素少而明了，其所需数据的获得也不需要大型仪器设备，仅需光学显微镜、地表温度计以及借助当地气象部门所公布的气象资料即可获得预警结果。该预警方法中所判断的三个因素均为短期内引发赤潮的关键部分，因此该赤潮预警方法灵敏度较高，其所判断的预警结果可靠性高。其若能在各海区中推广并切实应用于各涉海经济实体，并在生产过程中建立相应赤潮预警应对机制，必将大大增强其抵御风险能力及市场竞争能力。

Claims (2)

1.一种简易的赤潮预警方法，其特征在于：包括如下步骤：先考察未来海区短期内光照变化情况，若其适宜或较适宜海区赤潮生物生长繁殖，再监测海区中所存在赤潮生物的细胞数量；在上述情况下，若海区中有一赤潮生物细胞数量已达到其一定的种群优势，则需要再判断该可疑赤潮生物对现场水温生理反应情况，然后作出海区发生赤潮的风险等级；若海区中不存在或没有一种赤潮生物细胞数量达到其一定种群优势，就不需要再监测水温，可以直接作出海区发生赤潮的风险等级；若未来海区短期内光照变化情况不适宜赤潮生物生长，就不需要监测海区赤潮生物细胞数量与现场水温，可以直接作出海区发生赤潮的风险等级。

2.如权利要求1所述的一种简易的赤潮预警方法，其特征在于：包括如下步骤：

当未来海区短期内光照变化适宜海区赤潮生物生长繁殖，而且海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势以及海区水温正处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区极有可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化适宜海区赤潮生物生长繁殖，海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势，但海区水温并不处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区有可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化较适宜海区赤潮生物生长繁殖，海区某一赤潮生物细胞数量已达到一定种群优势，以及海区水温正处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区有可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化较适宜海区赤潮生物生长繁殖，虽然海区有某一赤潮生物细胞数量达到一定种群优势，但海区水温并不处于该赤潮生物生长繁殖最适温度范围内时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级为近期海区不太可能发生赤潮；

无论未来海区短期内光照变化适宜或较适宜海区赤潮生物生长繁殖，当海区不存在赤潮生物或各赤潮生物细胞数量均未达到其一定种群优势时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级均为近期海区不太可能发生赤潮；

当未来海区短期内光照变化不适宜海区赤潮生物生长繁殖时，那么该海区近期发生赤潮的预警等级均为近期海区不太可能发生赤潮。