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铜藻金潮对浒苔绿潮和几种赤潮原因种生长影响的模拟研究

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海洋与湖沼 2019年第5期50卷 1050-1058页

作者：蔡佳宸耿慧霞孔凡洲张清春张波颜天中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室中国科学院海洋研究所青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071

通过室内模拟实验研究了金潮原因种铜藻(Sargassum horneri)的腐烂液和培养液对绿潮原因种浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体萌发和幼苗生长以及五种赤潮原因种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)... 详细信息

通过室内模拟实验研究了金潮原因种铜藻(Sargassum horneri)的腐烂液和培养液对绿潮原因种浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体萌发和幼苗生长以及五种赤潮原因种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响。研究发现:低浓度铜藻腐烂液(10g/L)对浒苔微观繁殖体萌发和幼苗的生长以及五种赤潮微藻的生长影响效应不显著;中等浓度铜藻腐烂液(20g/L)对浒苔微观繁殖体萌发具有抑制作用,抑制率13.3%,而对浒苔幼苗有一定的促生作用,对米氏凯伦藻的生长抑制率在第12d能达到90.4%,对其他四种赤潮微藻的抑制作用并不显著;高浓度铜藻腐烂液(40g/L)对浒苔微观繁殖体萌发的抑制率为45.8%,对浒苔幼苗的生长具有抑制作用,对米氏凯伦藻具有致死效应,对东海原甲藻的抑制率在第12d为65.9%,对其他三种赤潮微藻的生长均有抑制作用,但并不显著,其中赤潮异弯藻受到的抑制作用最小。低浓度铜藻培养液(5g/L)对浒苔微观繁殖体萌发的抑制率为22.8%,对浒苔幼苗的生长表现出一定的促进作用,对米氏凯伦藻生长的抑制率在第12d能够达到40.5%,对其他四种赤潮微藻生长的抑制作用不显著;而高浓度铜藻培养液(10g/L)对浒苔微观繁殖体萌发的抑制率为29.6%,对浒苔幼苗生长的抑制率为22.2%,对米氏凯伦藻生长的抑制率在第12d为92.9%,对其他四种赤潮微藻生长均有一定的抑制作用,但不显著,且赤潮异弯藻受到抑制作用最小。可见,铜藻腐烂液和培养液均会对浒苔微观繁殖体萌发和幼苗生长以及五种赤潮微藻的生长造成影响,且影响程度与浓度相关,五种赤潮微藻生长受到的影响与藻种有关。以上结果表明,金潮原因种对绿潮和赤潮原因种的生长有一定的影响,金潮的暴发和衰亡过程也会对绿潮和赤潮的发生产生一定的影响。

关键词：金潮绿潮赤潮腐烂液培养液影响

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金潮原因种铜藻外源无机碳利用特征初步研究

海洋渔业 2019年第2期41卷 197-205页

作者：刘婷马增岭李慧徐智广温州大学生命与环境科学学院浙江温州325035 鲁东大学生命科学学院山东烟台264025

为揭示铜藻(Sargassum horneri)对无机碳利用的基本特性及铜藻在漂浮过程中生物量迅速累积并最终发展为金潮的生理生态学机理,以我国近海金潮原因种铜藻为研究对象,在不同pH (6.5、8.0和9.5)条件下研究了添加TRIS缓冲剂、碳酸酐酶抑制剂... 详细信息

为揭示铜藻(Sargassum horneri)对无机碳利用的基本特性及铜藻在漂浮过程中生物量迅速累积并最终发展为金潮的生理生态学机理,以我国近海金潮原因种铜藻为研究对象,在不同pH (6.5、8.0和9.5)条件下研究了添加TRIS缓冲剂、碳酸酐酶抑制剂(AZ、EZ)和阴离子交换蛋白抑制剂(DIDS)后藻体的固碳速率、光合作用-无机碳响应曲线(P-C曲线)及pH漂移曲线。结果显示,TRIS缓冲剂对铜藻的固碳速率无显著影响(P>0.05),而3种抑制剂均显著(P EZ>AZ。藻体的固碳速率随着外源无机碳浓度的增加而增加,并渐趋饱和。此外,藻体的最大固碳速率(V_(max))随着pH的升高而降低,而半饱和常数(K_(0.5))则随着pH的升高而升高,藻体的pH补偿点为9.0左右。结果表明,铜藻既可以利用海水中的CO_2也可以利用HCO_3^-进行光合作用;并且铜藻对HCO_3^-的吸收存在通过阴离子交换蛋白直接转运吸收和利用碳酸酐酶将HCO_3^-转化为CO_2后再吸收两种方式。对HCO_3^-的高效吸收利用能力可能是铜藻保证维持较高光合作用、快速积累生物量并最终演变为金潮的重要因素之一。

关键词：铜藻金潮光合固碳 pH 抑制剂

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我国马尾藻金潮生态动力学研究进展

地球科学进展 2021年第7期36卷 753-762页

作者：王丹姜亦飞王先桥王素芬何恩业张蕴斐国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广东省海洋遥感重点实验室广东广州510301

马尾藻金潮作为一种新兴的海洋生态灾害在国内外频发,我国近些年近海防灾减灾形势愈发严峻。简介了马尾藻的主要危害;对国内外马尾藻金潮的溯源研究、基础生物和生态学研究、监测预警研究现状进行了梳理,对金潮生态动力学研究的发展现... 详细信息

马尾藻金潮作为一种新兴的海洋生态灾害在国内外频发,我国近些年近海防灾减灾形势愈发严峻。简介了马尾藻的主要危害;对国内外马尾藻金潮的溯源研究、基础生物和生态学研究、监测预警研究现状进行了梳理,对金潮生态动力学研究的发展现状与独特优势进行了讨论,认为未来我国金潮生态动力学会立足于多学科多手段融合,开展突出关键物理、化学和生物过程及其耦合作用的系统性研究,开展金潮与其他海洋生态灾害如绿潮、赤潮等联合暴发的驱动机制及其关联性研究,在研究思路上要注重基于海洋环境监测与海洋立体观测的早期预警、基于分子生物学和生态学手段的快速鉴种溯源、基于统计模型的生物量初级生产力评估以及基于数值模型的漂移轨迹与生消关键过程的趋势预测与风险评估相结合,为开发具备业务化预报能力的金潮生态动力学数值预警报系统不断努力,以便进一步提升我国大型海藻生态灾害的预警报技术和防灾减灾能力。

关键词：金潮马尾藻海洋生态动力学生态灾害灾害趋势预测

我国长江口及邻近海域铜藻生长和金潮分布变化特征

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海洋渔业 2019年第2期41卷 188-196页

作者：丁晓玮张建恒庄旻敏康新宇赵晓惠何培民刘书荣刘建芬文源沈辉钟佳明上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 上海海洋大学海洋科学研究院上海201306 江苏省海洋生物产业技术协同创新中心江苏连云港222005 江苏省海洋水产研究所江苏南通226007

为了解金潮源头,对枸杞岛附近贻贝(Mytilus edulis)养殖区固着褐藻进行了分布特征调查,并对长江口附近海域漂浮金潮进行月度监测。结果表明,枸杞岛附近贻贝养殖区设施上固着生长大量褐藻马尾藻,1—3月,藻体具有固着器,营固着快速生长,... 详细信息

为了解金潮源头,对枸杞岛附近贻贝(Mytilus edulis)养殖区固着褐藻进行了分布特征调查,并对长江口附近海域漂浮金潮进行月度监测。结果表明,枸杞岛附近贻贝养殖区设施上固着生长大量褐藻马尾藻,1—3月,藻体具有固着器,营固着快速生长,平均长度在3月可达3.45 m;同时海区巡航监测结果显示,1—2月枸杞岛附近海域无漂浮马尾藻,3月份只有单棵零星漂浮藻体; 4月份,贻贝养殖区马尾藻固着器逐渐萎缩消失,导致藻体大量脱落进入海区,由于马尾藻具有气囊结构,能够保障藻体长期漂浮在海表面形成金潮;大面监测结果显示,4—5月海区漂浮褐藻生物量与分布范围快速增加,分布面积可达27761 km^2。分子生物学检测结果显示,固着褐藻和海区漂浮褐藻均为铜藻(Sargassum horneri)。本研究结果表明,3—4月浙江沿岸固着铜藻在人为和海流的共同作用下从贻贝养殖设施上脱落后营漂浮生活,生长聚集,并可能在风和海流作用下向北至黄海海域形成金潮,黄海金潮可能具有多溯源性质。

关键词：枸杞岛铜藻金潮藻华源头

金潮原因种铜藻（Sargassum horneri）对关键环境因子的生理响应与机理解析

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金潮原因种铜藻（Sargassum horneri）对关键环境因子的生理响应...

作者：刘婷温州大学

学位级别：硕士

自2015年以来,由漂浮铜藻(Sargassum horneri)形成的金潮在我国黄海及东海近海的出现频次和分布面积均呈大幅上升态势,这预示着继绿潮之后,金潮将可能成为又一个对我国沿海造成重大影响的生态灾害。为了揭示铜藻在漂浮过程中生物量迅速... 详细信息

自2015年以来,由漂浮铜藻(Sargassum horneri)形成的金潮在我国黄海及东海近海的出现频次和分布面积均呈大幅上升态势,这预示着继绿潮之后,金潮将可能成为又一个对我国沿海造成重大影响的生态灾害。为了揭示铜藻在漂浮过程中生物量迅速累积并最终发展为金潮的生理生态学机理,本研究以金潮原因种铜藻为研究对象,探讨其无机碳利用的基本特性及重要环境因子光照、温度和营养盐对其生长和光合生理特性的影响,以期为金潮暴发机制的研究提供一定的参考。主要研究结果如下:1、无机碳利用研究显示:TRIS缓冲剂对铜藻的固碳速率无显著影响(P>0.05),而胞外碳酸酐酶抑制剂(AZ)、总碳酸酐酶抑制剂(EZ)及阴离子交换蛋白抑制剂(DIDS)均显著(PEZ>AZ。藻体的固碳速率随着外源无机碳浓度的增加而增加,并渐趋饱和。此外,藻体的最大固碳速率(V)随着pH的升高而降低,而半饱和常数(K)则随着pH的升高而升高,藻体的pH补偿点为9.0左右。表明铜藻光合固碳过程中存在的多种无机碳利用方式,这可能使其在断裂漂浮后能够迅速吸收海水中的外源无机碳而快速生长。2、光强与营养盐的研究显示:硝氮浓度相同时,铜藻的生长速率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、氮吸收速率、最大光合速率(P)随着光照强度的增加而增加;磷浓度相同时,生长速率、可溶性蛋白含量、磷吸收速率、P随着光照强度的增加而增加。同一光照强度下,色素及可溶性蛋白含量、氮吸收速率及P随氮浓度的增加而增加;与自然海水相比,硝氮加富促进了铜藻的生长、色素合成、氮的吸收速率及P;磷的加富促进了铜藻的可溶性蛋白含量、磷吸收速率及P。表明藻体在漂浮过程中,海水富营养化及表层的强光照射能刺激其生长和光合作用。3、温度与营养盐的研究显示:氮浓度相同时,生长速率、可溶性蛋白含量、P随着温度的升高先增加后减少。磷浓度相同时,生长速率、色素含量、可溶性蛋白含量及磷吸收速率随着温度的升高先增加后降低。同一温度下,生长速率、色素含量、可溶性糖含量随着氮浓度的增加而增加,而P随着氮浓度的增加先增加后减少;可溶性蛋白含量及磷吸收速率随着磷浓度的增加而增加。表明藻体在漂浮过程中,适宜的温度和富营养化的海水能够刺激铜藻的生长和光合作用。以上结果表明铜藻既可以利用海水中的CO也可以利用HCO进行光合作用;并且铜藻对HCO的吸收存在通过阴离子交换蛋白直接转运吸收和利用碳酸酐酶将HCO转化为CO后再吸收两种方式。铜藻对HCO的高效吸收利用能力可能是保证其维持较高光合作用、快速积累生物量并最终演变为金潮的重要因素之一。与此同时,铜藻断裂后漂浮于海面极易获得较高光强和适宜的温度条件而快速生长;而近岸富营养化海水中的高氮、高磷条件则会进一步刺激其生长及光合潜能,进而加剧铜藻金潮的暴发。

关键词：铜藻金潮无机碳光照强度氮磷温度生长光合作用

铜藻金潮对有害藻华原因种和浮游动物影响的模拟研究

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铜藻金潮对有害藻华原因种和浮游动物影响的模拟研究

作者：蔡佳宸中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

学位级别：硕士

近几年来,铜藻(Sargassum horneri)金潮灾害在我国沿海影响加剧,对沿海地区生态环境和海水养殖业造成了严重的影响,2016年底至2017年初,大量的铜藻入侵了苏北浅滩的紫菜养殖区,对江苏紫菜养殖行业造成了超过5亿元的经济损失;2017年夏季... 详细信息

近几年来,铜藻(Sargassum horneri)金潮灾害在我国沿海影响加剧,对沿海地区生态环境和海水养殖业造成了严重的影响,2016年底至2017年初,大量的铜藻入侵了苏北浅滩的紫菜养殖区,对江苏紫菜养殖行业造成了超过5亿元的经济损失;2017年夏季,南黄海35°N断面又出现了铜藻金潮、浒苔(Ulva prolifera)绿潮和微藻赤潮“三潮”齐发的现象。本文针对铜藻金潮灾害,通过实验模拟研究了铜藻腐烂液和铜藻培养液对绿潮和赤潮原因种生长、浮游动物存活的影响,以及铜藻腐败过程中海水pH、溶解氧含量和营养盐浓度的变化,旨在探明金潮发生过程对绿潮和赤潮发生的影响,对浮游动物以及水体环境的影响,以期为评价铜藻金潮的生态效应提供一定的依据。本文首先研究了铜藻腐烂液和培养液对绿潮和赤潮原因种生长的影响,选取了绿潮原因种浒苔和五种赤潮原因种--中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)为研究对象。结果显示,高浓度的铜藻腐烂液(40 g/L)和培养液(10 g/L)均能够抑制浒苔微观繁殖体的附着萌发和幼苗生长,高浓度腐烂液在第12 d对微观繁殖体附着萌发的抑制率为45.8%,第15 d对幼苗生长重量的抑制率为25%,高浓度培养液在第12 d对微观繁殖体附着萌发的抑制率为29.6%,第15 d对幼苗生长重量的抑制率为22.8%;此外,较低浓度的腐烂液(10 g/L和20 g/L)和培养液(5 g/L)能够对浒苔幼苗的生长产生促进作用;铜藻腐烂液和培养液能够对不同的赤潮原因种生长产生不同的影响,米氏凯伦藻的生长受到的抑制作用显著,高浓度腐烂液(40 g/L)和高浓度培养液(10 g/L)在第12 d对米氏凯伦藻生长的抑制率分别能够高达90.4%和92.9%,高浓度腐烂液(40 g/L)在第12 d对东海原甲藻生长的抑制率为65.9%,高浓度培养液(10 g/L)在第12 d对中肋骨条藻生长的抑制率为27.7%,赤潮异弯藻和链状亚历山大藻的生长受到的抑制作用均不显著。以上结果显示,较低浓度的铜藻腐烂液(10 g/L和20 g/L)和培养液(5 g/L)能够抑制浒苔微观繁殖体的附着萌发、促进浒苔幼苗的生长,但高浓度的腐烂液(40 g/L)和培养液(10 g/L)则能够抑制浒苔微观繁殖体的附着萌发和幼苗的生长,还会显著抑制米氏凯伦藻的生长,高浓度的腐烂液(40 g/L)能够显著抑制东海原甲藻的生长,高浓度培养液(10 g/L)则能够显著抑制中肋骨条藻的生长。由此可见,金潮的衰亡期和暴发期会对绿潮和赤潮的发生产生一定的作用。本研究还进一步开展了铜藻腐烂液和培养液对浮游动物存活的影响实验,选取了卤虫(Artemia salina)、褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)和黑褐新糠虾(Neomysis awatschensis)三种实验生物。结果发现,铜藻腐烂液(40 g/L)处理组的卤虫幼虫96 h内全部死亡,培养液(50 g/L)处理组中的卤虫幼虫96 h内的存活率仅为21%,影响极显著;铜藻腐烂液也能够影响黑褐新糠虾的存活,40g/L腐烂液处理组的糠虾96 h内全部死亡,而所有浓度的培养液对糠虾的存活状况无显著影响;铜藻腐烂液和培养液对褶皱臂尾轮虫的存活未造成影响。铜藻金潮在衰亡期和暴发期会威胁某些浮游动物的存活,严重时甚至有可能对浮游动物的群落结构产生一定的影响。此外,铜藻藻体在10℃、15℃、20℃、25℃四个温度的光照和黑暗条件下腐烂时,通过分析腐烂过程中海水的pH、溶解氧含量和营养盐浓度的变化发现:铜藻藻体在腐烂分解过程中会造成局部海水pH的变化,并造成溶解氧含量的降低,光照和黑暗处理下的实验结果差别不大,但随着温度升高影响显著增加。其中25℃条件下,50 g/L实验组的pH由开始的6.15升高到7.39、溶解氧含量由7.03 mg/L降到1.54 mg/L。此外,铜藻藻体在腐烂分解过程中还会释放大量的铵氮和磷酸盐,20℃条件下,50 g/L的铜藻腐烂液磷酸盐含量在第10 d时为356μmol/L,铵氮含量在第15 d达到2120μmol/L,25℃下,同浓度腐烂液第10 d的磷酸盐含量能达到268μmol/L,铵氮含量在第5 d就达到2105μmol/L。实验结果说明,铜藻在腐烂过程中会显著影响水体的pH、溶解氧含量和营养盐浓度,金潮在衰亡过程中会引发严重的环境效应和生态效应。以上模拟实验结果表明,铜藻金潮不仅能对绿潮和赤潮的发生造成影响,还会在衰亡和暴发过程中对浮游动物和环境

关键词：金潮绿潮赤潮影响生态效应

南黄海绿潮和金潮灾害的异同性分析及研究方向探讨

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江苏海洋大学学报（自然科学版） 2021年第1期30卷 35-39页

作者：梁晓红韩雪江苏省海涂研究中心江苏南京210036

近几年大型藻类的暴发在南黄海海域造成了较大的灾害及经济损失。绿潮和金潮虽形态不同,但经常伴生在一起,卫星遥感观测中容易混淆。为准确认识上述两种藻类,对其进行异同性分析。首先分析其不同的形态和分布,以江苏海域水质状况说明环... 详细信息

近几年大型藻类的暴发在南黄海海域造成了较大的灾害及经济损失。绿潮和金潮虽形态不同,但经常伴生在一起,卫星遥感观测中容易混淆。为准确认识上述两种藻类,对其进行异同性分析。首先分析其不同的形态和分布,以江苏海域水质状况说明环境对藻类暴发的影响,以历年黄海海域浒苔绿潮灾害和典型年份江苏马尾藻灾害数据说明产生的经济损失,借助遥感技术描述其发生、分布和输移过程。然后探讨在灾害预警防控、资源化利用、近岸海域水环境改善等方面研究方向。

关键词：大型藻类绿潮金潮异同性

光强和硝态氮水平对铜藻(Sargassum horneri)生长和光合生理特性的影响

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生态学杂志 2019年第3期38卷 762-769页

作者：刘婷马增岭李慧徐智广温州大学生命与环境科学学院浙江温州325035 鲁东大学生命科学学院山东烟台264025

以金潮种铜藻(Sargassum horneri)为对象,探讨了不同硝态氮水平下光照强度对其生长和光合生理特性的影响,以期为金潮暴发机制的研究提供一定的参考。实验设置了高(100μmol·L-1)、低(自然海水,50μmol·L-1) 2个硝态氮浓度和高(150μmo... 详细信息

以金潮种铜藻(Sargassum horneri)为对象,探讨了不同硝态氮水平下光照强度对其生长和光合生理特性的影响,以期为金潮暴发机制的研究提供一定的参考。实验设置了高(100μmol·L-1)、低(自然海水,50μmol·L-1) 2个硝态氮浓度和高(150μmol photons·m-2·s-1)、中(60μmol photons·m-2·s-1)、低(10μmol photons·m-2·s-1)三个光照水平,检测了藻体在不同硝态氮浓度和光照条件下适应培养7 d后生长、色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、氮吸收速率及最大光合放氧速率(Pmax)等生理指标的变化。结果表明:氮浓度相同时,铜藻的生长速率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、氮吸收速率、Pmax均随光照强度的增加而增加,而色素含量随着光照强度的增加而降低;低氮条件下,除类胡萝卜素外,以上指标在高光处理下均显著高于低光处理(P金潮的暴发。

关键词：铜藻金潮光照强度氮生长光合作用

枸杞岛铜藻气囊形态特征及其与环境因子的关系

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水产学报 2020年第5期44卷 793-804页

作者：吴祖立陈亮然王凯章守宇毕远新浙江省海洋水产研究所浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室农业农村部重点渔场渔业资源科学观测实验站上海海洋大学海洋生态与环境学院中国水产科学研究院东海水产研究所北京林业大学自然保护区学院

为更好地分析东海海域漂流铜藻是源于舟山海域底栖铜藻的可能性,并为此提供实地生态学参考依据,本研究以枸杞岛海域底栖铜藻为对象,研究底栖铜藻植株和气囊的形态特征变化及其对海洋环境因子变化的响应,探讨底栖铜藻气囊发育成熟的窗口... 详细信息

为更好地分析东海海域漂流铜藻是源于舟山海域底栖铜藻的可能性,并为此提供实地生态学参考依据,本研究以枸杞岛海域底栖铜藻为对象,研究底栖铜藻植株和气囊的形态特征变化及其对海洋环境因子变化的响应,探讨底栖铜藻气囊发育成熟的窗口期。结果显示,9月铜藻植株顶部的主侧枝开始出现气囊,翌年3—5月铜藻藻体生长速率最大,3—4月主侧枝的气囊数量快速增长,4月每根主侧枝平均气囊数量达最大,气囊发育成熟。各月气囊的数量、平均长度和平均湿重的分布为顶部主侧枝>中部主侧枝>底部主侧枝,平均直径较均匀,底部主侧枝气囊平均体积显著小于顶部和中部的。铜藻完成生活史所需的净效积温为4 434.75°C·d,9月气囊开始出现时所需的净效积温为1 853.47°C·d,4月气囊生长发育达到峰值所需的净效积温为3 611.25°C·d。研究海域的海温变化主要受季风活动引起的海流变化影响,海水低温期后的升温条件可能是诱发铜藻快速生长的因素,较高的海温可限制铜藻的生长。

关键词：铜藻净效积温漂流藻金潮海洋牧场海藻场枸杞岛