APP下载

中国沿海污损性双壳类特点分析

2015-03-21曹文浩岳维忠程志强谢恩义

广东海洋大学学报 2015年1期
关键词:双壳海洋学污损

王 涛,严 涛,曹文浩,张 慧,岳维忠程志强谢恩义

(1.广东海洋大学水产学院,广东 湛江 524088;2.中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室,广东广州 510301;3.中国科学院大学,北京100049;4.中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室,山东 青岛 266071)

中国沿海污损性双壳类特点分析

王涛1,严涛2,3,曹文浩2,4,张慧2,3,岳维忠2,程志强2,谢恩义1

(1.广东海洋大学水产学院,广东 湛江524088;2.中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室,广东广州 510301;3.中国科学院大学,北京100049;4.中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室,山东青岛266071)

分析中国沿海污损性双壳类的种类组成、分布范围、污损特点及状况,指出其以紫贻贝(Mytilus edulis)、翡翠贻贝(Perna viridis)、长牡蛎(Crassostrea gigas gigas)、福建牡蛎(Crassostrea gigas angulata)、熊本牡蛎(Crassostrea sikamea)、棘刺牡蛎(Saccostrea echinata)、缘齿牡蛎(Dendostrea crenulifera)、近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)等为优势种,污损特点与地理位置、离岸距离、浸海时间和当地环境因子密切相关,将来工作应着重于分类鉴定、生态调查、防除治理和外来种入侵等方面。

双壳类;污损;沿海;中国

双壳类软体动物是海洋污损生物群落中的重要组成部分[1-6],其造成的生物污损会增大舰船航行阻力,增加燃料消耗[7],导致CO2排放增加;堵塞海水管线,降低冷却效果,甚至造成安全隐患[8];另外,金属表面的化学介质成分和电化学微环境也会因其固着而发生变化,从而影响腐蚀过程,导致局部腐蚀现象的发生[9-10];至于水产养殖器材和海洋油气设施,双壳类软体动物的污损则会显著增加载荷效应,成为影响设施安全的关键因素[11-12]。双壳类污损动物的危害极为严重,是人们重点关注的防除对象之一。因此,了解和掌握双壳类软体动物在污损生物群落中的地位与作用具有重要的意义。为了弄清中国沿海污损性双壳类软体动物的种类组成及其污损特点,本文根据以往关于试板、浮标、养殖器具和近海设施等各类人工物体的生物污损的文献资料,着重分析探讨了污损性双壳类的种类组成、分布范围、污损特点及状况,以期为海洋污损生物防除研究提供参考依据。

1 种类组成及分布

黄、渤海的污损性双壳类软体动物主要以紫贻贝(Mytilus edulis)和长牡蛎(Crassostrea gigas gigas)为优势种,常见种为密鳞牡蛎(Ostrea denselamellosa)、 近 江 牡 蛎(Crassostrea ariakensis)、东方缝栖蛤(Hiatella orientalis)和云石肌蛤(Musculus cupreus)等种类,偶见的种类则为凸壳肌蛤(M.senhousei)、纹斑棱蛤(Trapezium liratum)和带偏顶蛤(Modiolus comptus)等[13-14]。

在东海,双壳类污损性生物优势种为近江牡蛎(C.ariakensis)、翡翠贻贝(Perna viridis)、熊本牡蛎(Crassostrea sikamea)等种类,常见种有沼蛤(Limnoperna fortunei)、偏顶蛤(Modiolus sp.)、变化短齿蛤(Brachidontes variabilis)、缘齿牡蛎(Dendostrea crenulifera)、萨氏仿贻贝(Mytilopsis sallei)、珠母贝(Pinctada margaritifera)、中国不等蛤(Anomia chinensis)和凸壳肌蛤等双壳类污损性生物[15-21];另外,紫贻贝仅在北部海区的污损生物群落中出现[15,22],变化短齿蛤则是台湾海峡及邻近海域污损生物群落的重要组成之一[16,23]。

在南海,污损性双壳类以翡翠贻贝、熊本牡蛎、福建牡蛎(Crassostrea gigas angulata)和齿缘牡蛎(Dendostrea folium)为优势种,常见种为变化短齿蛤、缘齿牡蛎、黑荞麦蛤(Xenostrobus atratus)、凸壳肌蛤、方形钳蛤(Isognomon nucleus)、团聚牡蛎(Saccostrea glomerata)、咬齿牡蛎(S.mordax)、密鳞牡蛎、棘刺牡蛎(S.kegaki)、鹌鹑珍珠贝(Pteria coturnix)、企鹅珍珠贝(P.penguin)、短翼珍珠贝(P.brevialata)和萨氏仿贻贝等种类[24-27]。

2 污损特点

海洋生物的污损状况与深度、温度、盐度、离岸距离、浸海时间和海流等因素密切相关。渤海地处温带,水温年变化较大,污损性双壳类的附着集中在7~10月份,紫贻贝和长牡蛎等优势种的附着在 8月份达到高峰[28]。在离岸数十公里的油气设施水下部位,主要被占绝对优势的紫贻贝污损,另还有云石肌蛤、密鳞牡蛎、褶牡蛎、东方缝栖蛤等出现[3]。在近岸养殖设施上,常见的污损性双壳类主要是长牡蛎、福建牡蛎、熊本牡蛎和紫贻贝,且污损状况与所处的环境密切相关[29]。

在黄海,季节变化对生物污损的影响程度仍较大。在其北部海区,以紫贻贝为代表的污损性双壳类幼虫的附着主要在5-9月份,且在8月份紫贻贝的附着达到高峰[13-14,30]。至于南部的吕四洋海域,其污损性双壳类优势种为凸壳肌蛤、福建牡蛎和近江牡蛎,且附着污损的时间提前至4月份,其中凸壳肌蛤附着时间为5~7月份(高峰期在5~6月),牡蛎则在7~9月份(其中7~8月份为高峰期);该海区周年的污损生物附着量可达11267.6g/m2,其中夏季最大,为6 402.5g/m2[31]。

东海的污损性双壳类主要是沿岸广温广布种和亚热带暖水种两大类,且南北部的种类组成也存在一定差异,而在黄、渤海为优势种的紫贻贝仅在北部海区偶尔出现[22];翡翠贻贝是福建沿海重要的污损生物,其分布最北端为浙江洞头海区[15],而作为低盐广布种的近江牡蛎主要出现在沿岸低盐水域[15,32]。当地污损性双壳类附着期主要集中在6~10月份,高峰为7~8月份[33-34]。在福建和台湾两省的南部海区,作为外来种的萨氏仿贻贝,夏季是其繁殖附着高峰,最高密度可达 210~700 ind/m2[23,35]。

南海水温较高,盐度大,透明度好,生物种类繁多,生长迅速,但各海区双壳类生物附着状况仍存在差异[24];在大鹏湾和榆林港,污损性双壳类全年均可附着,但前者高峰期在夏秋季,后者则为春季[36-37];湛江港双壳类的附着主要在 5月和 7月[38],而西沙的永兴岛则为 3~9月[39];在珠江口东部沿岸海域,萨氏仿贻贝已成为重要的污损生物,甚至居绝对优势[27],至于浸海多年的码头和大型离岸设施,多以缘齿牡蛎、棘刺牡蛎、团聚牡蛎、齿缘牡蛎和覆瓦牡蛎(Parahyotissa imbricata)为优势种,且伴随着变化短齿蛤、福建牡蛎和翡翠贻贝等出现[24,26,40-42]。

除了纬度因素,污损性双壳类的分布还与离岸距离密切相关。基于双壳类的幼虫期时间比较长[43],故其应是引发离岸海洋设施生物污损的重要类群,然而,随着离岸距离增大,其种类和数量相应出现下降[44-46]。另外,盐度也是影响分布的关键因素,如长江口低盐水域双壳类污损生物以近江牡蛎为代表种[32],而位于南海东北部受地表径流影响较大的汕头港,污损性双壳类以广泛分布的福建牡蛎为主;至于盐度较高的湛江港,港内和港外水域的污损性双壳类分别以变化短齿蛤和翡翠贻贝为主[24-25]。

另外,污损性双壳类附着状况与浸海时间密切相关,通常时间越长,附着的污损性双壳类生物种类和数量越多[3,13,46]。至于海流和深度,也会对双壳类软体动物的附着污损产生明显影响,如北海油田的Forties平台水下30 m以浅部位的污损优势种是紫贻贝,但由于海流的影响,相距仅40 km的Montrose 平台则以其他的污损生物为主[47];而在南海,10 m以浅表层水体常见种主要为齿缘牡蛎、熊本牡蛎、福建牡蛎、咬齿牡蛎、密鳞牡蛎、棘刺牡蛎、翡翠贻贝、变化短齿蛤等种类[24,48]。

3 讨论与结语

中国沿海污损性双壳类种类较多,分布范围广,其主要种类为紫贻贝、翡翠贻贝、密鳞牡蛎、福建牡蛎、熊本牡蛎、长牡蛎、近江牡蛎、棘刺牡蛎、齿缘牡蛎、变化短齿蛤、企鹅珍珠贝,其中在北方海区(黄、渤海)主要优势种为紫贻贝,而在东海、南海等热带及亚热带海区则为福建牡蛎、棘刺牡蛎与翡翠贻贝等种类。另外,变化短齿蛤是台湾海峡及邻近海域污损生物常见种[23,49],而齿缘牡蛎和覆瓦牡蛎则是南海北部近海离岸设施的优势种[42]。双壳类软体动物的附着在黄、渤海为7~10月份,东海4~11月,南海则全年均有附着。可见,由于环境因素的差异,不仅南北海区污损性双壳种类组成出现变化,而且附着时间的长短也有差异,因此,在防除措施上,必须因地制宜,根据实际情况采取相应的对策。

正确将生物种类进行分类鉴定是开展所有研究工作的基础,然而,对于以牡蛎为代表的污损性双壳类软体动物而言,由于栖息环境的差异,可能导致其形态变化多样,此时传统的分类方法已不易将外形相似或亲缘关系密切的种类予以区分。因此,随着现代生物分子技术的兴起和发展,更加精确的分子水平的区分方法将会越来越多地应用于分类研究工作。人们只需将形态相似种或近缘种的样品采集保存运至实验室,通过DNA提取与扩增,分析测定其序列,就可根据它们之间的差异,鉴定辨别出形态上难以区分的种类,从而为深入探讨污损生物附着机理,开发新型防除技术奠定基础。

海洋资源的开发利用,不仅伴随着诸如海洋设施建设、海洋运输产业发展以及海洋水产养殖区域的拓展,而且促进了海洋环境的改变,尤其便捷和高速发展的船舶运输服务既为人们的生活提供了便利,也为海洋物种的扩散创造了条件。那些生态适应性强、繁殖能力高、传播范围广的种类进入,可能会取代当地原有种类,甚至成为堵塞海水管线、与海洋经济养殖动物争夺附着基、饵料及溶解氧的敌害生物。因此,加强外来污损性双壳类入侵的监测、研究及防治,避免其危害海洋生态环境和人们的生产活动,将是下阶段的工作重点,且具有重要的现实意义。

南海诸岛属于热带海区,全年气温高,且盐度大,比较适宜硬性污损生物生长[39]。由于双壳类软体动物的污损特点具有明显的地域性,而且以往研究工作多着重于沿海港口和海湾,在南海诸岛及其邻近海域开展的工作非常有限,相关资料的完善补充极为必要,加强对该海区污损性双壳类的研究也应是今后的研究重点。再有,污损性双壳类具有个体大,生长快,竞争性强等特点,故深入探讨其在生物群落中的地位作用,弄清其种类组成和污损特点,将是开发相关防除技术、制定相应治理措施的前提。

[1]Sell D.Marine fouling[C]//Baxter J M,Mclntyre A D.Proceedings of the Royal Society of Edinburgh.Section B,Biological Sciences:Vol 100.London:CombridgeUniversity Press.1992:169-184.

[2]Relini G,Relini M.Macrofouling on offshore structures in the Mediterranean Sea[C]//Garg K L,Garg N,Mukerji K G.Recent Advances in Biodeterioration and Biodegradation:Vol 2:biodeterioration and biodegradation of natural and synthetic products.Calcutta:Naya Prokash,1994:307-326.

[3]黄修明,尹建德,刘建军,等.渤海石油平台附着生物生态的研究[J].海洋科学集刊,1994,35:131-141.

[4]Venugopalan V P,Wagh A B.Biofouling of an offshore oil platform:Faunal composition and biomass [J].Indian Journal of Marine Sciences,1990,19:53-56.

[5]Lewbel G S,Howard R L,Gallaway B J.Zonation of dominant fouling organisms on northern Gulf of Mexico petroleum platforms[J].Marine Environmental Research,1987,21(3):199-224.

[6]Yan T,Yan W X,Dong Y,et al.Marine fouling of offshore installations in the northern Beibu Gulf of China[J].International Biodeterioration & Biodegradation,2006,58(2):99-105.

[7]Townsin R L.The ship hull fouling penalty[J].Biofouling,2003,19(Suppl):9-16.

[8]严涛,胡煜峰,王建军,等.海水管道系统大型污损生物特点与防除对策[J].工业安全与环保,2013,39(3):43-45.

[9]杨天笑,严涛,陈池,等.大型海洋污损生物对金属材料腐蚀影响及研究展望[J].工业安全与环保,2013,39(11):69-71.

[10]蔡成翔,尹艳镇,焦淑菲,等.牡蛎附着腐蚀研究进展[J].广州化工,2012,40(5):28-30.

[11]MTD Ltd.Appraisal of Marine Growth on Offshore Installations[M].London:Marine Technology Directorate Limited,1992:15-24.

[12]Swift M R,Fredriksson D W,Unrein A,et al.Drag force acting on biofouled net panels[J].Aquacultural engineering,2006,35(3):292-299.

[13]严涛,曹文浩.黄、渤海污损生物生态特点及研究展望[J].海洋学研究,2008,26(3):107-118.

[14]孙大鹏,邵明瑜,马玉彬,等.扇贝养殖笼大型污损生物种类组成及分布的挂板研究[J].中国海洋大学学报,2010,40(9):84-90.

[15]曾地刚,蔡如星,黄宗国,等.东海污损生物群落研究[J].东海海洋,1999,17(1):48-55.

[16]林和山,王建军,郑成兴,等.东山湾污损生物生态研究[J].海洋学报,2012,34(6):160-169.

[17]王宝强,薛俊增,庄骅,等.洋山港海域大型污损生物生态特点[J].海洋学报,2012,34(3):155-162.

[18]王晓波,魏永杰,龙绍桥.上海芦潮港海域污损生物的分布特征及生态特点[J].海洋学研究,2011,29(3):136-144.

[19]王晓波,龙绍桥,何东海,等.舟山朱家尖海域污损生物的分布特征及其与环境因子的关系[J].海洋学研究,2012,30(1):41-50.

[20]林更铭,项鹏,李炳乾,等.厦门港污损生物物种多样性和分布特征[J].海洋湖沼通报,2010(3):65-72.

[21]黄桂芳,郑国富,魏观渊,等.福建围头海域深水网箱养殖区污损生物[J].海洋学报,2007,29(1):98-104.

[22]水柏年,郭迪飞.舟山深水网箱污损生物季节性变化分析[J].南方水产,2008,4(4):36-41.

[23]黄宗国,陈丽淑.台湾省两个港湾污损生物初步研究[J].海洋学报,2002,24(6):92-98.

[24]刘勐伶,严涛.南海污损生物生态研究进展[J].海洋通报,2006,25(1):84-91.

[25]胡煜峰,李静,曹文浩,等.广东沿海污损生物分析及研究展望[J].广东农业科学,2013,40(20):188-190.

[26]李恒翔,严岩,何伟宏,等.北部湾白龙半岛邻近海域污损生物生态研究[J].热带海洋学报,2010,29(3):108-113.

[27]徐志斌,高阳.珠江口深圳湾污损生物的生态研究[J].海洋通报,2010,29(5):509-513.

[28]黄宗国,李传燕,张良兴,等.渤海湾附着生物生态[J].海洋学报,1980,2(3):111-122.

[29]严涛,刘姗姗,曹文浩.中国沿海水产设施污损生物特点及防除途径[J].海洋通报,2008,27(1):102-110.

[30]李传燕,黄宗国,张良兴,等.旅顺港附着生物生态的研究[J].生态学报,1982,2(1):59-65.

[31]张良兴,黄宗国,李传燕,等.吕四洋附着生物与钻孔生物生态研究[J].海洋学报,1981,3(1):138-148.

[32]黄宗国,李传燕,张良兴,等.长江口附着生物的分布[J].海洋与湖沼,1981,12(6):531-537.

[33]黄宗国,李传燕,张良兴,等.浙江南部沿岸附着生物与钻孔生物[J].海洋学报,1981,3(4):634-638.

[34]李传燕,黄宗国,张良兴,等.浙江南部沿岸附着生物与钻孔生物[J].海洋学报,1982,4(1):95-102.

[35]王建军,黄宗国,郑成兴,等.厦门和东山外来物种沙筛贝的种群动态和结构[J].台湾海峡,1999,18(4):372-377.

[36]张汉华,梁超愉,吴进锋,等.大鹏湾深水网箱养殖区的污损生物研究[J].中国水产科学,2003,10(5):414-418.

[37]黄宗国,蔡如星.榆林港的附着生物及其与厦门港的比较[J].厦门大学学报,1962,9(3):176-188.

[38]严岩,严文侠,董钰.湛江港污损生物挂板试验[J].热带海洋,1995,14(3):81-85.

[39]张良兴,黄宗国,李传燕,郑成兴.西沙附着生物生态研究[J].海洋学报,1983,5(S1):847-858.

[40]严颂凯,黄宗国.大亚湾码头桩柱的污损生物群落[J].海洋学报,1992,14(3):114-120.

[41]黄玉山,黄宗国,刘培生,等.香港维多利亚港码头的附着生物群落[J].海洋学报,1999,21(2):86-92.

[42]严涛,严文侠,董钰,等.北部湾近海结构物污损生物研究[J].海洋学报,2000,22(4):137-146.

[43]Mok T K.Studies on the spawning and setting of the oyster in relation to seasonal environmental changes in Deep Bay,Hong Kong[J].Hong Kong Fisheries Bulletin,1973(3):89-101.

[44]严涛,严文侠,董钰,等.海南岛东部海域生物污损研究[J].海洋与湖沼,1998,29(4):374-380.

[45]严涛,严文侠,梁冠和,等.海南岛西南部莺歌海水域生物污着的研究[J].热带海洋,1997,16(4):41-48.

[46]严涛,严文侠,董钰,等.珠江口东南近海海区污损生物研究[J].海洋学报,2003,25(6):117-125.

[47]Forteath G N R,Picken G B,Ralph R,et al.Marine growth studies on the North Sea oil Platform Montrose Alpha[J].Marine Ecology Progress Series,1982(8):61-68.

[48]严涛,严文侠,王华接,等.东沙群岛西部海区污损生物研究[J].海洋科学集刊,2002,44:80-88.

[49]王建军,黄宗国,李传燕,等.厦门港网箱养殖场污损生物的研究[J].海洋学报,1996,18(5):93-102.

(责任编辑:陈庄)

Fouling Characteristics of Bivalves in the Coastal Waters of China

WANG Tao1,YAN Tao2,3,CAO Wen-hao2,4,ZHANG Hui2,3,YUE Wei-zhong2,CHENG Zhi-qiang2,XIE En-yi1
(1.Fisheries College,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China; 2.Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology,South China Sea Institute of Oceanology,Chinese Academy of Science,Guangzhou 510301,China; 3.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China; 4.Key Laboratory of Marine Environmental Corrosion and Bio-fouling,Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China)

Fouling bivalves can cause serious problems in the activities of marine economy.In the coastal waters of China,the major fouling bivalves are Mytilus edulis,Perna viridis,Alectryonella plicatula,Saccostrea cucullata,Dendostrea folium and Crassostrea rivularis.The characteristics of their fouling are closely related to the geographic location,offshore distance,immersed duration and local environmental factors.Future work should be focused on the aspects of taxonomic identification,ecological investigation,the fouling control and alien species invasion.

bivalves; fouling; coastal waters; China

Q958.8

A

1673-9159(2015)01-0104-05

2014-08-18

湛江市科技计划项目(2013C01022);国家自然科学基金(41176102);中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室开放基金(MCKF201401)

王涛(1994-),男,在读本科生。E-mail:983228300@qq.com

谢恩义(1966-),男,博士,教授。E-mail:xieey@gdou.edu.cn

猜你喜欢

双壳海洋学污损
基于视觉显著度的污损图像缺陷识别方法研究
《山海经》与上古海洋学知识
《海洋学报》编辑委员会
污损的成绩单
深部软岩巷道“双壳”支护技术研究与应用
iPath在生物海洋学中的应用
污损土地修复现状与发展趋势研究
污损土地修复发展前景探究
跟踪导练(一)(6)
30万吨级超大原油船双壳优化设计研究