秦皇岛海域水母灾害发生规律及研究进展
袁晓博 刘志亮 薛力园 陈晓 安颖
摘要：秦皇岛是环渤海地区重要的海滨城市，近年来水母灾害频发，给沿岸浴场、滨海电厂的安全运行带来威胁，严重制约了当地海洋渔业和旅游业的发展。为提高秦皇岛海域水母灾害应对能力，本文从水母灾害的发生现状、季节和年际变化规律、多发区域、致灾原因等方面，对秦皇岛海域水母灾害发生规律进行了综述，并对今后的研究方向进行了展望。
关键词：水母灾害;发生规律;研究进展;秦皇岛海域
20世纪80年代以来，水母暴发现象在全球范围内不断增多[1]，水母作为海洋生态系统中重要的组成部分[2]，其增多或暴发被认为是一种严重的生态灾害[3]。例如水母的大量聚集会造成捕捞业减产[4]、带来沿岸工厂的停摆[5];水母释放的毒素会危及人类生命[6]、导致养殖鱼类死亡[7];水母的捕食特性会破坏浮游生物群落的平衡[8]。由此可见，对水母灾害的研究能够减少水母灾害造成的经济损失、保护人们的生命安全、提升水母灾害应对能力和海洋环境安全保障能力。
水母灾害是全球共同面对的一个难题，亚洲海域在全球范围内属于水母灾害多发地区[9]。我国水母灾害多发生在渤海、黄海和东海海域[10]，灾害多由大型水母暴发所致，大型水母的类型主要有沙海蜇（Nemopilema nomurai）、海月水母（Aurelia coerulea）和霞水母（Cyanea spp.）等[11]。
秦皇岛是环渤海地区重要的港口城市，著名的滨海旅游休闲度假胜地。近些年，秦皇岛海域水母灾害频发[10]。2013年水母蜇伤1 700余名游客并导致两人死亡;2008年水母堵塞秦皇岛发电公司海边泵房的旋转滤网并造成机组跳闸，对奥运会场馆的电力安全造成威胁。秦皇岛海域的水母灾害在一定程度上阻碍了当地的经济发展，同时也给人们的生命安全带来了威胁。
近年来，虽然关于秦皇岛海域水母灾害的报道众多，但对水母灾害的发生规律缺乏系统性的研究。目前，国内外其他海域水母灾害发生规律的研究工作业已开展，例如，李建生等[12]认为沙海蜇在东海、黄海呈现3～5年大量暴发1次的现象;Sun等[13]的研究显示南黄海的沙海蜇在2007—2013年间约每2年暴发1次;Xu等[14]通过分析东、黄海沙海蜇暴发的年际变化规律认为环境变化和人为因素是水母灾害发生的主要原因;Quinones等[15]通过分析秘鲁海域水母灾害的发生规律发现厄尔尼诺能够通过改变海水温度梯度来影响水母的数量;Robinson等[16]通过分析北墨西哥湾水母灾害的发生规律认为跨越不同季节的特定气候类型组合是水母暴发的主要原因;Molinero等[17]发现地中海水母灾害的发生规律与气候变化之间具有协变性，环境变化通过改变水母食物的数量进而影响水母的暴发。上述研究工作为分析局地海域水母灾害问题提供了新的思路。
因此，本文通过搜集整理秦皇岛海域水母灾害的发生案例和文献记载，对该海域水母灾害发生规律进行了综述，总结分析秦皇岛海域水母灾害的发生现状、季节和年际变化规律、多发区域和可能致灾原因。这对丰富秦皇岛海域水母灾害研究、提升秦皇岛海域水母灾害应对能力具有重要参考意义。
1秦皇岛海域主要致灾水母类型
秦皇岛海域大型水母的种类主要有沙海蜇、海蜇、海月水母和霞水母[18]。其中，沙海蜇在20世纪80年代造成3 000多人被蜇伤，5人死亡[19];进入21世纪后在2013年沙海蜇再次蜇伤大量人员并致人死亡[20]。海月水母在2008年堵塞秦皇岛发电公司海边泵房的旋转滤网并造成机组跳闸，对奥运会场馆的电力安全造成威胁[21];2013年海月水母再次暴发，其最大密度达1 500×104 ind./km2[22]，导致游客无法下海，给秦皇岛旅游业造成较大损失。霞水母在20世纪50年代已经出现在了秦皇岛海域[23]，多年来数量一直较少[24]，即便调查组（秦皇岛市在2013年组织多个部门开展巡航监测和捕捞工作）将其作为重要监测对象，也仅采捕到个别霞水母幼体[18]。海蜇在20世纪50年代已经出现在了秦皇岛海域[23]，由于其具有的医疗等方面价值，部分个体甚至在尚未达到成熟繁殖阶段便被捕捞[18]，在海洋调查过程中发现海蜇数量相较于沙海蜇和海月水母最低[22]，目前尚未有致灾记錄。
综上所述，秦皇岛海域致灾水母主要是沙海蜇和海月水母，其中沙海蜇的致灾记录最早追溯到20世纪80年代，海月水母的致灾记录最早追溯到21世纪初。值得注意的是，文献报道显示霞水母在秦皇岛海域数量较少，不属于主要致灾水母。但笔者在2020年秦皇岛海域春、夏季海洋调查过程中发现霞水母较往年数量偏多，是2020年秦皇岛海域主要有毒水母。
2秦皇岛海域水母灾害季节变化规律
秦皇岛海域的沙海蜇和海月水母一般常见于6—9月[25]。分析资料发现，海月水母在6月份前后开始出现，7、8月份旺发，9月份前后开始衰退（图1）;沙海蜇在7月份前后出现，8月份旺发，进入9月份开始衰退（图1）。各滨海浴场一般自7月中旬开始有沙海蜇蜇伤记录，8月上旬达到高峰，9月下旬消失[19]。
3秦皇岛海域水母灾害年际变化规律
3.1沙海蜇
本次研究绘制了2008—2020年间沙海蜇渔获量和蜇伤人数的年际变化图（图2）。在2008—2013年间，2011年渔获量最少，2013年渔获量最大;在2011—2020年间，2013年蜇伤人数最多，并有蜇伤致死事件发生;在2012年，沙海蜇渔获量与蜇伤人数均相较于历史平均值偏低。
图2所示的渔获量和蜇伤人数能够用来表征沙海蜇的致灾程度。以2011年和2013年为例进行说明：在2011年的调查中沙海蜇偶尔可见[26]，同年渔获量是2008至2013年中的最低值（图2），未见人员蜇伤事件报道;在2013年的调查中发现大量沙海蜇（密度可达3×104 ind./km2）[22]，仅8月份的应急捕捞量就超过13.6万kg[18]，蜇伤人数是2008至2020年中的峰值，出现致人死亡事件[20]。 Purcell等[1]认为关于水母灾害问题的报导是表征水母暴发程度的最优指标。上述论据表明渔获量或蜇伤人数能够反映沙海蜇致灾程度的年际变化特征。
综上所述，沙海蜇的致灾程度具有显著年际变化，在2011年致灾程度最弱，在2013年致灾程度最强，致灾程度的变化周期约是2～5年。
3.2海月水母
通过资料分析绘制2008—2015年间海月水母现场调查数量的年际变化图（图3）。在2008—2011年间水母数量逐年降低，其中在2011年的现场调查中未见海月水母;在2011—2013年间，水母数量逐年升高，其中2013年的水母数量显著高于往年，其最大密度相较于往年明显偏大（1 500×104 ind./km2）;在2013—2015年间，水母数量逐年降低。
由图3可知，海月水母的致灾程度具有明显年际变化，2011年是致灾程度最弱的年份，2008和2013年是致灾严重的年份，致灾程度的变化周期约是5年。
4水母灾害多发区域
秦皇岛海域水母灾害多发区域主要分布在洋河以北、新开河以南的近岸海域（图4）。其中南戴河海域、金山嘴东南海域、西浴场和东山浴场既是沙海蜇灾害多发区域也是海月水母灾害多发区域，北戴河海域、东山浴场外侧海域和浅水湾浴场主要暴发沙海蜇灾害，东港海事处近岸海域主要暴发海月水母灾害。
5水母灾害发生原因
水母复杂的生活史使其暴发原因与多种因素有关[31]。研究认为，影响水母暴发的因素主要有海洋生态环境、气候变化和海洋动力环境等[11，14-16，32]，此外，海洋工程设施作为因素之一近年来得到更多的关注[32]。
对秦皇岛海域水母致灾原因的研究起步较晚。目前，研究者们认为水动力环境和生态环境是秦皇岛海域水母灾害发生的主要原因[18，22，25，32]，例如Wu等[32]通过数值模拟分析认为2013年夏季渤海表层余流将其他海域的沙海蜇带至秦皇岛海域并造成沙海蜇暴发;郑向荣等[22]、张海松[18]认为除水动力环境外，海水富营养化和环境污染也是造成秦皇岛海域水母灾害的重要原因。此外，海洋工程设施和人为活动作为水母暴发的可能原因也有被提及，刘婧美等[25]指出秦皇岛海岸密集的海洋工程增加了近海岩礁的面积，给水母水螅体提供了更大的繁殖空间。另外，由于沙海蜇的经济价值较低，人为捕捞量较少也是水母灾害发生的可能原因。
分析数据发现，我国海洋灾害直接经济损失与秦皇岛海域水母致灾程度在近十年来具有相似的年际变化趋势（图5），我国海洋灾害经济损失与秦皇岛海域水母致灾程度在2010—2011年呈下降趋势，2011—2013年呈上升趋势，2013—2016年呈下降趋势，2016—2017年呈上升趋势，2017—2018年呈下降趋势，2018—2019年呈上升趋势。其中，在2013年，秦皇岛海域水母致灾程度和我国海洋灾害损失都达到近十年来的最高值，同年，我国发生11次风暴潮灾害（3次红色预警），渤海地区海平面升高100 mm;2011年秦皇岛海域水母致灾程度和我国海洋灾害损失都接近近十年来的最低值，同年我国仅发生5次风暴潮灾害[34-35]。一般认为气候变化是造成海洋灾害的主要原因[36]，因此本文推测气候变化可能是影响秦皇岛海域水母灾害发生的因素之一。
6结论与展望
6.1结论
文献报道的秦皇岛海域致灾水母主要是沙海蜇和海月水母，其致灾程度呈现显著年际变化。其中，沙海蜇致灾程度的变化周期约2～5年;海月水母致灾程度的变化周期约是5年。在近十年中，2013年秦皇岛海域遭受水母灾害最为严重;2011年水母致灾程度最弱。
秦皇岛海域致灾水母多见于6—9月。其中，海月水母在6月份前后开始出现，7、8月份旺发，9月份前后开始衰退。沙海蜇在7月份前后出现，8月份旺发，进入9月份开始衰退。
秦皇岛海域水母灾害多发区域主要分布在洋河以北、新开河以南的近岸海域。其中北戴河、东山浴场外侧和浅水湾浴场主要暴发沙海蜇灾害，东港海事处近岸海域主要暴发海月水母灾害，南戴河海域、金山嘴东南海域和东山浴场既有沙海蜇灾害也有海月水母灾害。
6.2展望
通过总结秦皇岛海域水母灾害的发生规律及研究进展，笔者发现目前关于该海域水母灾害的研究主要側重分析种类组成、灾害发生时期和灾害发生区域，在甄别影响水母灾害的关键环境因子和构建水母生态动力学模型等方面尚未展开详细研究。因此，本文建议在下一步研究中着重开展以下工作：
在秦皇岛沿岸电厂、浴场和养殖场等重要功能区开展针对水母灾害的综合观测，甄选影响水母暴发的关键环境因子;研究不同生活史阶段关键环境因子对水母生长繁殖过程的影响规律;基于不同生活史阶段关键环境因子对水母生长繁殖过程的影响规律，考虑水母主动运动过程，构建包含水母不同生活史阶段的生态动力学模型，对水母灾害的演变过程进行预测预警。
此外，本文作者在2020年秦皇岛海域春、夏季海洋调查过程中发现霞水母较往年数量偏多、个体偏大，鉴于霞水母在渤海北部海域已经造成过灾害，建议今后应加强对秦皇岛海域霞水母的监测和研究工作。
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Review on the occurrence regularity and current situation of jellyfish disaster in Qinghuangdao coastal area
YUAN Xiaobo1，LIU Zhiliang1，XUE Liyuan1，CHEN Xiao1，AN Ying1
（1.Hebei Normal University of Science & Technology，Marine Science Research Center，Qinhuangdao，066004，China）
Abstract：Qinhuangdao is an important coastal city around Bohai Sea，the occurrence of jellyfish disaster has increased in recent years.This has threatened the security of the beach and the coastal power plant，and has also restricted the development of local fisheries and tourism.To improve the ability of handling the jellyfish disaster in Qinhuangdao coastal area，the occurrence regularity of jellyfish disaster in Qinghuangdao coastal area was reviewed，the current situation，the interannual and seasonal variation? regularities，the prone area and the disaster-causing factors of jellyfish disaster in Qinghuangdao coastal area were analysed，and some directions in further researches were presented.
Key words：jellyfish disaster; occurrence regularity;research advances; Qinhuangdao coastal area
（收稿日期：2021-05-11）
基金項目：国家重点研发计划“海洋环境安全保障”专项课题（2019YFC1407903）。
作者简介：袁晓博（1987-），男，博士，研究方向：海洋生态环境演变规律。E-mail：yuanxiaobo2011@163.com。
通信作者：刘志亮（1977-），男，博士，研究员，研究方向：海洋环流动力学和海洋观测。E-mail： zhlliu3897@hevttc.edu.cn。
DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2021.06.004
