中國東南沿海港口外輪壓艙水生物的調查

楊清良, 蔡良候, 高亞輝, 蘇 展, 陳長平, 林更銘, 黃美珍,李炳乾,, 項 鵬, 許翠婭, 鄭惠東, 梁君榮, 邢小麗, 方民杰

（1．國家海洋局 第三海洋研究所, 福建 廈門 361005; 2. 福建省水產研究所, 福建 廈門 361012; 3．廈門大學 生命科學院, 福建 廈門 361005; 4. 上海海事大學, 上海 200135）

中國東南沿海港口外輪壓艙水生物的調查

楊清良1, 蔡良候2, 高亞輝3, 蘇 展2, 陳長平3, 林更銘1, 黃美珍2,李炳乾3,1, 項 鵬1, 許翠婭2, 鄭惠東2, 梁君榮3, 邢小麗4, 方民杰2

（1．國家海洋局 第三海洋研究所, 福建 廈門 361005; 2. 福建省水產研究所, 福建 廈門 361012; 3．廈門大學 生命科學院, 福建 廈門 361005; 4. 上海海事大學, 上海 200135）

隨機選取東南沿海港口的17 艘外來船舶（含8條集裝箱船和9條散貨船）作為監測對象, 進行壓艙水浮游植物及動物的物種鑒定和豐度測定, 并對監測數據進行統計學分析。檢出分屬于 7個浮游植物門類和5個動物門類的309種外來壓艙水生物（包括60種赤潮生物）。外輪壓艙水生物的分布及生存狀態與水樣的水齡和鹽度相關。船舶壓艙水排放是大家熟知的外來水生生物入侵的主要媒介。本調查結果表明, 中國東南沿海外來散貨船的壓艙水排放所具的潛在生物入侵風險比集裝箱船更應受關注。

壓艙水; 浮游生物; 外來物種; 赤潮; 東南沿海

外輪壓艙水排放是外來水生生物入侵的主要媒介, 在過去的30多年已對錨地海洋生態安全造成威脅, 甚至導致災難性后果, 現已被世界環保基金（GEF）認定為海洋面臨的四大威脅之一[1-4]。我國海岸線長達18 000km, 隨著全球經濟一體化發展, 船舶運輸越來越發達。就東南沿海港口群而言, 目前已列入國家五大港口群建設布局, 面臨著較大外來壓艙水生物入侵的潛在威脅。我國有關外來壓艙水生物的研究已有一些成果, 但在總體上至今仍然薄弱。多數港口僅側重于藻類的調查研究, 通常都以集裝箱船為采樣對象, 船舶類型較為單一, 且采水量大多偏少[4-11]。

本文報道 2006至 2008年間采自東南沿海有關港口17艘外輪壓艙水的各類生物的物種組成、豐度分布以及部分生物門類的存活狀況, 并初步討論外輪壓艙水排放造成的潛在生態威脅, 為海洋生態學風險評估和防災減災對策的制定提供科學依據。

1 材料與方法

2006年12月～2008年8月先后隨機采集停泊于福建省廈門港、福州港和江陰港, 廣東省湛江港, 廣西自治區防城港和海南省洋浦港等口岸的 17 艘外來船舶（含8條集裝箱船和9條散貨船）壓艙水的生物樣品。直接打開人孔或壓載艙導門人工采集水艙上部水樣, 采水量為100～200 L, 水樣經3種孔徑規格（160、77和20μm）的篩絹網從大到小依次過濾, 分別收集濾樣, 最后加入終濃度為5%的中性甲醛固定液固定。鏡檢分別采用體視顯微鏡、光學顯微鏡和透射電鏡。數據分析用SPSS14.0 軟件。

2 結果與分析

2.1 壓艙水生物的物種組成和豐度（表1）

共檢出壓艙水生物 309種。其中從 77μm 和20μm兩種孔徑網收集的濾樣里鑒定藻類7門87屬257種（含變種、變型和 60種赤潮生物）。硅藻類物種最多（50屬187種, 占植物總種數72.8%）, 其次是綠藻門（20屬38種）, 較多的還有甲藻門（9屬22種）和藍藻門（5屬6種）, 金藻、裸藻和黃藻等門類較少（1～2種）。福建口岸還從來自東南亞港口的船舶壓艙水中檢出12種錨地及鄰近海域從未記錄的12種淡水和半咸淡藻類（表2）; 從160μm和77μm兩種孔徑網收集的濾樣里記錄浮游動物5門30屬52種（包括16種通常無法鑒定到種的不同門類浮游動物幼體和無脊椎動物卵）。其中橈足類物種最多（含 10種幼體, 共21屬37種, 占動物總種數71.2%）, 主要包括哲水蚤目（Calanoida）、劍水蚤目（Cyclopoida）和猛水蚤目（Harpacticoida）種類。

表1 17艘外輪壓艙水檢出的壓艙水生物物種豐富度、豐度和出現率（2006～2008年）Tab. 1 Species diversity, abundance and occurrence frequency of ballast water biota found from 17 foreign ships（2006～2008a）

表2 東南沿海口岸外來船舶壓艙水某些生物的種類名錄Tab. 2 List of some organisms found in ballast waters from foreign ships harboring in ports of Southeast China

所收集的浮游植物和浮游動物的平均豐度分別為2 934.7 cells/L和32 451.4 個/m3。浮游植物以硅藻、綠藻和甲藻為主; 浮游動物以節肢動物, 尤其是小型橈足類（包括幼體）為主。本次調查與以往調查結果相比物種豐富度和豐度都明顯較高（表3）。

表3 中國有關港口間檢出的壓艙水生物物種豐富度和豐度比較Tab. 3 Comparison of species diversity and abundance of organisms found from ballast water among several Chinese ports

2.2 壓艙水生物分布與環境的關系

對物種豐富度和個體豐度與船舶（加載或更換的）壓艙水的存留時間（水齡）及溫、鹽度等環境要素進行相關分析發現, 動、植物總種類數與水齡, 植物豐度與壓艙水鹽度有較密切的負相關關系（圖1～2）。海上航行時間較短, 且加載或更換近岸水作為壓艙水的船舶所攜帶的生物往往比較多, 換言之, 散貨船攜帶的生物往往比航行時間較長, 有時還在大洋換水的集裝箱船豐富, 尤其是浮游植物。隨著海上時間的延長, 處在黑暗而且營養條件受限制的壓艙水中的光自養生物無法獲得足夠的能量和及營養補充會逐漸凋亡。以福建口岸為例, 經測定12艘外輪壓艙水植物的存活狀況發現, 活細胞所占的平均比例為61%。75%的船舶都可超過50%。從表4可以看到在活細胞比例小于 50%的 3艘外輪中, 壓艙水水齡都較長（15～211天）。集裝箱船壓艙水中活細胞所占的比例（平均51.7%）明顯小于散貨船壓艙水內活細胞所占的比例（平均78.3%）。

圖1 生物物種豐富度與壓艙水水齡的關系Fig. 1 Species diversity of organisms against the age of ballast water

圖2 浮游植物豐度與壓艙水鹽度的關系Fig. 2 Abundance of the phyplankton against the salinity of ballast water

表4 壓艙水20μm孔徑網濾樣中活細胞與死亡細胞的組成Tab. 4 Composition of live and dead cells from ballast water samples fitered with a 20 μm mesh plankton net

3 小結與討論

（1） 本次調查共檢出中國東南沿海口岸 17艘外輪攜帶的壓艙水生物309種, 分別隸屬于10個門類32目117屬的浮游動、植物。壓艙水所含的浮游植物和浮游動物的平均豐度分別為2 934.7 cells/L（20～160μm）和 32 451.4 個/m3（ ＞77μm）。東南沿海港口檢出的外來壓艙水生物多樣性之所以高于國內其他相關港口的檢出結果主要原因有多方面, 采樣方法的不同是其中之一。由于目前我國對壓艙水生物采樣方法沒有統一的操作規程可循, 就以往有關調查的采樣量而言看來普遍偏少, 加上對大量無脊椎動物幼體因種種原因通常沒能開展實驗室培養和鑒定工作（包括本次調查）, 因此可以認為外來壓艙水生物的物種豐富度和豐度目前被嚴重低估。

（2）本調查結果表明, 外來散貨船由于壓艙水通常水齡較短, 鹽度較低等原因, 所攜帶的生物豐度一般都比集裝箱船高, 生物（特別是藻類）的存活狀況也相對較好,與國外的調查結果[12]一致. 據研究,集裝箱船不排放或少排壓艙水, 有時還在公海換水,航行時間較長, 存活在壓艙水及其沉積物中的生物大多為適應能力較強的藻類及其休眠孢子（或包囊）;而散雜貨輪一般不在公海換水, 且排放大量的壓艙水進入目的地, 海上航行時間短, 多為3～10 d, 壓艙水中含有大量海洋生物, 80%物種仍可在目的地存活, 因此這些船舶對引入外來物種存在更大風險。但目前國內的多數調查結果是基于集裝箱船, 忽略了散貨船, 今后的工作應加強。

（3）從東南沿海相關港口本次調查檢出的外來壓艙水生物物種的生態屬性來看, 多數屬廣布性生物。長期以來, 由于種種歷史原因, 各地海洋生物調查的系統性和連續性都不同程度存在問題, 缺少足夠的生物學和生物地理學資料, 以致中國海域紀錄的物種絕大多數無法考證其原產地, 目前鑒別外來物種的入侵趨勢較為困難[11,13]。在外來壓艙水動物方面, 國內僅香港通過培養幼體發現一種入侵種, 這是中國迄今唯一在壓艙水里記錄到的較為明確的外來入侵動物, 即沙篩貝（Mytilopsis sallei）, 其成體與幼體不同, 一般是通過附生船底入侵, 我國內地在福建最早發現, 現已在該省沿海一些半封閉海灣蔓延并造成嚴重危害①黃宗國等. 中國海洋外來物種和入侵種（手稿）, 中國海洋局第三海洋研究所, 2002.[4,14], 但本次調查沒發現; 在外來壓艙水植物方面, 盡管同樣也缺乏直接的物種入侵證據, 但普遍認為海域有毒有害新藻類的出現以及赤潮的頻發現象等與外輪壓艙水排放有密切關系[2,11,15～18]。在本次調查的相關港口中僅福建錨地及其鄰近海域（包括金門島一帶）歷史資料相對豐富[19～22],經比較研究發現了12種這些海域至今從未被報道過的物種, 但其入侵性尚待今后的跟蹤觀察。此外, 本次還檢出赤潮生物60種（含產毒種4種, 疑似產毒種2種）, 多數是危害東南沿海海洋生態健康與安全,甚至已造成重大損失的赤潮常見種[19]。Ruiz[16]指出,隨著赤潮污染在全球范圍的加劇, 由壓艙水攜帶的外來生物已經成為有毒、有害藻華全球傳播的一個最重要途徑。筆者認為外來壓艙水生物對赤潮頻發所起的作用可能有兩方面, 一是“播種”作用, 給錨地帶來新的赤潮物種; 二是干預和強化作用, 縮短了錨地已有物種赤潮的自然形成過程, 包括環境脅迫下的物種自然演替過程。

致謝:參加此項工作的還有廣西防城漁牧獸醫局漁業推廣站工程師裴琨、檀寧和梁越等; 采樣過程得到福建省廈門、江陰、福州檢驗檢疫局, 廣東省湛江海事局監管二處（原危管防污處）, 廣西自治區防城港海事局危管防污科, 海南省洋浦出入境檢驗檢疫局和中國檢驗認證集團海南有限公司等單位的大力支持和幫助。

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Received: Jul., 12, 2009

Key words:ballast water; plankton; alien species; red tide; coast of Southeast China

Abstract:Seventeen foreign ships （including 8 container ships and 9 bulks） entering ports in coast of southeast of China were randomly selected as the monitoring objects. Temperature, salinity, abd plankton species diversity and abundance in the ballast waters were measured. At least 309 taxa from seven plant phyla and five animal phyla were found. The distribution characteristics and survival states of organisms were correlated with the age and salinity of ballast waters. Release of ballast water from ships is a major vector for the introduction of exotic aquatic species.Results of this study indicate that the potential risk for organisms invasion from ballast waters discharged from foreign bulk Carriers harboring in coasts of Southeast China should receive greater attention than those from foreign container vessels.

（本文編輯:張培新）

Plankton found in ballast waters of foreign ships harboring in ports of Southeast China

YANG Qing-liang1, CAI Liang-hou2, GAO Ya-hui3, SU Zhan2, CHEN Chang-ping3,LIN Geng-ming1, HUANG Mei-zhen2, LI Bing-qian3,1, XIANG Peng1, XU Cui-ya2,ZHENG Hui-dong2, LIANG Jun-rong3, XING Xiao-li4, FANG Min-jie2
（1. The Third Institute of Oceanography, SOA, Xiamen 361005, China; 2. Fisheries Research Institute of Fujian,Xiamen 361012, China; 3. School of Life Sciences, Xiamen University, Xiamen 361005, China; 4．Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China）

X171

A

1000-3096（2011）01-0022-07

2009-07-12;

2009-11-16

國家908專項資助項目（908-01-ZH3; 908-02-01-02; 908-ZCI-13）; 福建省908專項資助項目（FJ908-01-01-ZH）

楊清良（1948－）, 男, 福建惠安人, 研究員, 從事海洋生物學研究, 電話: 0592-2195261; 13003903388, E-mail: qly1888@163.com;qlyang2525@sina.com