Red tide - Akashio (English spelling)

Japanese: 赤潮 - あかしお（英語表記）red tide

A phenomenon in which seawater changes color from normal due to the mass proliferation and accumulation of plankton, organisms that live floating in seawater. A similar phenomenon that occurs in lakes and ponds is called freshwater red tide. The color state varies depending on the species, activity, and density of the organisms, and it is sometimes called white tide (shiroshio), blue tide (aosio), or green tide (midorishio) based on the difference in color. Red tides also cause great damage to the fishing industry, and are also called yakumizu (bad water), yakumizu (medicinal water), rotten tide, bitter tide, and many other local names. However, bitter tides are not caused by the organisms themselves, but rather by anoxic water masses near the seabed that rise to the surface. The same name is used in other countries as well. Red tides have occurred since ancient times, and it is thought that the phenomenon made a strong impression on people, and legends such as "the sea was stained with blood" often refer to this phenomenon.

[Akira Sano and Masayuki Takahashi]

Cause and Generation

The organisms that cause red tides can be broadly divided into three groups:

(1) Diatoms and blue-green algae These are purely photosynthetic autotrophic organisms that contain chlorophyll and convert inorganic matter into organic matter through photosynthesis, and they cause little damage. However, some pennate diatoms and blue-green algae are known to contain poisonous substances, causing damage to humans, livestock, and fish and shellfish.

(2) Flagellates and flagellates Flagellates are photosynthetic organisms that require dissolved organic matter, move using flagella, and have an animal-like ecology. Many flagellates are classified as flagellates in taxonomic terms, but they do not contain chlorophyll and do not photosynthesize. They are toxic and clog the gills of fish, often causing red tides that directly harm fish and shellfish.

(3) Protozoa, crustaceans, etc. Red tides caused by these animals rarely cause damage, and rather occupy a useful position in the food chain.

For organisms that cause red tides, particularly photosynthetic species, to proliferate rapidly, the water mass must be stratified with little vertical convection, the euphotic zone must be rich in nutrients, and the light intensity, wavelength, water temperature, and salinity must all be just right for the species. In temperate regions, this applies to the oceans from spring to early summer. Red tides are particularly likely to occur when sunny weather continues after the rainy season. This is because nutrients are replenished from land and the conditions for proliferation are strengthened. The red tide phenomenon becomes more noticeable when the proliferating organisms are gathered by the influence of ocean currents, tidal currents, or wind, or by the organisms' own movements such as phototaxis.

Red tides occur naturally when the conditions are right, but in recent years they have become more frequent in inland bays and coastal areas. The background to this is the eutrophication of the sea area. The constant supply of nutrients causes the continuous proliferation of phytoplankton, and the supply of certain metals and organic matter promotes the proliferation of flagellates and flagellates. In addition, the biota changes with the environmental change of eutrophication, and previously unseen organisms can become red tides and wreak havoc. An example of this is the Chattonella (commonly known as Horneria) red tide, which caused great damage to farmed yellowtail in the Harima-Nada Sea of the Seto Inland Sea in 1972 (Showa 47), 1977, and 1978. It has been pointed out that red tides occurring both in Japan and overseas since around the 1980s may be invasive red tides brought in from overseas along with ballast water from oil tankers.

[Akira Sano and Masayuki Takahashi]

Damage and countermeasures

Red tides cause a variety of damage. Many species of flagellates are poisonous, killing fish and causing poisoning in humans who eat the poisonous fish and shellfish. Some species emit gases that irritate human mucous membranes and cause fevers. Even harmless species can attach to the gills of fish and shellfish, causing them to suffocate to death. The sudden mass death of red tide organisms causes the proliferation of toxic bacteria and a lack of oxygen in the water due to oxidative decomposition, causing fish and shellfish to die or flee.

Damage caused by Chattonella red tides in the Harima Nada Sea amounted to over 7 billion yen in 1972, and over 2 billion yen in both 1977 and 1978. In 1984, a Gymnodinium red tide occurred in the Kumano Nada Sea, causing damage equivalent to 4.6 billion yen. Since 1988, Chattonella red tides have decreased, and although Gymnodinium red tides are more noticeable, damage from red tides overall is showing a downward trend.

Countermeasures against red tides include killing them by spraying chemicals, forcing them to settle using clay, and recovering them using pumps. In some cases, farmed fish are evacuated by predicting and monitoring their occurrence. However, a more fundamental approach is to prevent the excessive supply of nutrients, organic matter, metals, and other substances. Currently, this is regulated by law and local government ordinances based on that law, and wastewater treatment technology is also improving. Furthermore, as trade becomes more active, the spread of living organisms has also become more active, and the widespread spread of red tides has become a problem. This is particularly serious when the red tide contains toxic substances.

[Akira Sano and Masayuki Takahashi]

"The Science of Red Tides (2nd Edition)" edited by Okaichi Tomotoshi (1997, Koseisha Kouseikaku)" ▽ "Red Tides - Mechanisms of Occurrence and Countermeasures" edited by the Japanese Society of Fisheries Science (2007, Koseisha Kouseikaku)" ▽ "The Biology of Chattonella Red Tides" by Imai Ichiro (2012, Seibutsu Kenkyusha)

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

海水中で浮遊生活している生物（プランクトン）の大量繁殖や集積によって、海水の色が平常時と異なって着色する現象。湖沼に生じる同様の現象は淡水赤潮とよばれる。呈色状態は、生物の種、活性、密度によって多様であり、色合いの違いから、白潮(しろしお)、青潮(あおしお)、緑潮(みどりしお)とよばれることもある。また、赤潮が水産業に大きな被害を与えるところから、厄水(やくみず)、薬水(やくみず)、くされ潮、苦潮(にがしお)などともいわれ、地方固有の呼び方も多い。ただし、苦潮などは生物そのものによって生じたというよりも、海底近くにあった貧酸素水塊が海面近くに湧出(ゆうしゅつ)したものである。外国でも同じ意味の名称がつけられている。赤潮は昔からおきており、その現象は人々に強い印象を与えたと考えられ、「海が血に染まった」といった類の伝説はこれをさしていることが多い。

［佐野　昭・高橋正征］

原因と生成

赤潮の原因となる生物は以下のように三つに大別できる。

(1)珪藻(けいそう)・藍藻(らんそう)　これらは葉緑素をもち光合成によって無機物を有機物化する純粋の光合成独立栄養生物で、これらによる被害は少ない。しかし、羽状珪藻や藍藻のなかに毒物を含むものが知られるようになり、人間、家畜、魚貝類に被害が出ている。

(2)鞭毛藻(べんもうそう)・鞭毛虫類　鞭毛藻は光合成を行うが、溶存有機物を必要としたり、鞭毛を用いて運動し、動物的な生態をあわせもつ光合成生物である。鞭毛虫類は分類学上は鞭毛藻に含まれるものが多いがクロロフィルをもたず光合成は行わない。毒性をもっていたり、魚のえらをふさいだりして、魚貝類に直接被害を与える赤潮の原因となることが多い。

(3)原生動物・甲殻類など　これらによる赤潮は被害をおこすことはほとんどなく、むしろ食物連鎖の過程で有用な位置を占めている。

　赤潮の原因となる生物、とくに光合成を行う種が大増殖するには、水塊が成層していて上下の対流が少なく、真光層に栄養塩類が豊富で、光の強さと波長、水温、塩分がその種にとって適度であることが必要である。温帯地方では春から初夏にかけての海がこれに該当する。とくに梅雨後に晴天が続くと赤潮が発生しやすい。これは、陸地から栄養塩類が補給されるとともに、増殖条件が強化されるためである。増殖した生物が海流、潮汐(ちょうせき)流や風の影響で集積したり、走光性など生物自体の運動で集合すると赤潮現象は顕著になる。

　赤潮は条件が整えば自然に発生するが、近年では内湾や沿岸で多発している。その背景にはその海域の富栄養化がある。常時栄養塩類が補給されるため植物プランクトンが継続して増殖し、ある種の金属類や有機物の補給は鞭毛藻や鞭毛虫類の増殖を促す。また富栄養化という環境変化に伴って生物相が変わり、従来は認められなかった生物が赤潮化して猛威を振るうこともある。1972年（昭和47）、1977年、1978年に瀬戸内海播磨灘(はりまなだ)で養殖ハマチに大被害を与えたシャトネラ（通称ホルネリア）赤潮はその例である。1980年代ごろから国内外で発生する赤潮には、オイルタンカーのバラスト水などとともに海外から持ち込まれて起こる外来性赤潮の可能性が指摘されている。

［佐野　昭・高橋正征］

被害と対策

赤潮の発生はさまざまな被害をもたらす。鞭毛藻には有毒種が多く、魚類を斃死(へいし)させ、また有毒化した魚貝類を食べた人間が中毒したりする。人間の粘膜を刺激するガスを発生し、熱病の原因となる種もある。無害種でも魚貝類のえらに付着して窒息死させることがある。赤潮生物が急激に大量死すると、有毒細菌が繁殖したり、酸化分解のために水中の酸素が欠乏して魚貝類を斃死または逃避させる。

　播磨灘のシャトネラ赤潮による被害額は1972年が70億円以上、1977年、1978年がともに20億円以上に上った。1984年には熊野灘にギムノジニウムによる赤潮が発生し46億円相当の被害を与えた。1988年以降はシャトネラ赤潮は減少し、ギムノジニウム赤潮の発生が目だっているが、赤潮全般の被害は減少の傾向にある。

　赤潮対策として、薬品散布による死滅、粘土を用いる強制沈殿、ポンプによる回収などの方法がある。発生の予測や監視によって養殖魚を退避させることもある。しかし、抜本的には、過剰な栄養塩類、有機物、金属などの補給を防ぐことが必要であり、現在では、法律とそれに基づく自治体の条例によって規制され、廃水処理の技術も向上しつつある。また、交易の活発化に伴い、生物の伝播(でんぱ)も活発化して、赤潮の広域拡大が問題となっている。とくに、有毒物質を含む赤潮では問題が深刻である。

［佐野　昭・高橋正征］

『岡市友利編『赤潮の科学（第2版）』（1997・恒星社厚生閣）』▽『日本水産学会編『赤潮――発生機構と対策』（2007・恒星社厚生閣）』▽『今井一郎著『シャットネラ赤潮の生物学』（2012・生物研究社）』

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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