中国东南沿海港口外轮压舱水生物的调查

杨清良, 蔡良候, 高亚辉, 苏 展, 陈长平, 林更铭, 黄美珍,李炳乾,, 项 鹏, 许翠娅, 郑惠东, 梁君荣, 邢小丽, 方民杰

（1．国家海洋局 第三海洋研究所, 福建 厦门 361005; 2. 福建省水产研究所, 福建 厦门 361012; 3．厦门大学 生命科学院, 福建 厦门 361005; 4. 上海海事大学, 上海 200135）

中国东南沿海港口外轮压舱水生物的调查

杨清良1, 蔡良候2, 高亚辉3, 苏 展2, 陈长平3, 林更铭1, 黄美珍2,李炳乾3,1, 项 鹏1, 许翠娅2, 郑惠东2, 梁君荣3, 邢小丽4, 方民杰2

（1．国家海洋局 第三海洋研究所, 福建 厦门 361005; 2. 福建省水产研究所, 福建 厦门 361012; 3．厦门大学 生命科学院, 福建 厦门 361005; 4. 上海海事大学, 上海 200135）

随机选取东南沿海港口的17 艘外来船舶（含8条集装箱船和9条散货船）作为监测对象, 进行压舱水浮游植物及动物的物种鉴定和丰度测定, 并对监测数据进行统计学分析。检出分属于 7个浮游植物门类和5个动物门类的309种外来压舱水生物（包括60种赤潮生物）。外轮压舱水生物的分布及生存状态与水样的水龄和盐度相关。船舶压舱水排放是大家熟知的外来水生生物入侵的主要媒介。本调查结果表明, 中国东南沿海外来散货船的压舱水排放所具的潜在生物入侵风险比集装箱船更应受关注。

压舱水; 浮游生物; 外来物种; 赤潮; 东南沿海

外轮压舱水排放是外来水生生物入侵的主要媒介, 在过去的30多年已对锚地海洋生态安全造成威胁, 甚至导致灾难性后果, 现已被世界环保基金（GEF）认定为海洋面临的四大威胁之一[1-4]。我国海岸线长达18 000km, 随着全球经济一体化发展, 船舶运输越来越发达。就东南沿海港口群而言, 目前已列入国家五大港口群建设布局, 面临着较大外来压舱水生物入侵的潜在威胁。我国有关外来压舱水生物的研究已有一些成果, 但在总体上至今仍然薄弱。多数港口仅侧重于藻类的调查研究, 通常都以集装箱船为采样对象, 船舶类型较为单一, 且采水量大多偏少[4-11]。

本文报道 2006至 2008年间采自东南沿海有关港口17艘外轮压舱水的各类生物的物种组成、丰度分布以及部分生物门类的存活状况, 并初步讨论外轮压舱水排放造成的潜在生态威胁, 为海洋生态学风险评估和防灾减灾对策的制定提供科学依据。

1 材料与方法

2006年12月～2008年8月先后随机采集停泊于福建省厦门港、福州港和江阴港, 广东省湛江港, 广西自治区防城港和海南省洋浦港等口岸的 17 艘外来船舶（含8条集装箱船和9条散货船）压舱水的生物样品。直接打开人孔或压载舱导门人工采集水舱上部水样, 采水量为100～200 L, 水样经3种孔径规格（160、77和20μm）的筛绢网从大到小依次过滤, 分别收集滤样, 最后加入终浓度为5%的中性甲醛固定液固定。镜检分别采用体视显微镜、光学显微镜和透射电镜。数据分析用SPSS14.0 软件。

2 结果与分析

2.1 压舱水生物的物种组成和丰度（表1）

共检出压舱水生物 309种。其中从 77µm 和20µm两种孔径网收集的滤样里鉴定藻类7门87属257种（含变种、变型和 60种赤潮生物）。硅藻类物种最多（50属187种, 占植物总种数72.8%）, 其次是绿藻门（20属38种）, 较多的还有甲藻门（9属22种）和蓝藻门（5属6种）, 金藻、裸藻和黄藻等门类较少（1～2种）。福建口岸还从来自东南亚港口的船舶压舱水中检出12种锚地及邻近海域从未记录的12种淡水和半咸淡藻类（表2）; 从160µm和77µm两种孔径网收集的滤样里记录浮游动物5门30属52种（包括16种通常无法鉴定到种的不同门类浮游动物幼体和无脊椎动物卵）。其中桡足类物种最多（含 10种幼体, 共21属37种, 占动物总种数71.2%）, 主要包括哲水蚤目（Calanoida）、剑水蚤目（Cyclopoida）和猛水蚤目（Harpacticoida）种类。

表1 17艘外轮压舱水检出的压舱水生物物种丰富度、丰度和出现率（2006～2008年）Tab. 1 Species diversity, abundance and occurrence frequency of ballast water biota found from 17 foreign ships（2006～2008a）

表2 东南沿海口岸外来船舶压舱水某些生物的种类名录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动物的平均丰度分别为2 934.7 cells/L和32 451.4 个/m3。浮游植物以硅藻、绿藻和甲藻为主; 浮游动物以节肢动物, 尤其是小型桡足类（包括幼体）为主。本次调查与以往调查结果相比物种丰富度和丰度都明显较高（表3）。

表3 中国有关港口间检出的压舱水生物物种丰富度和丰度比较Tab. 3 Comparison of species diversity and abundance of organisms found from ballast water among several Chinese ports

2.2 压舱水生物分布与环境的关系

对物种丰富度和个体丰度与船舶（加载或更换的）压舱水的存留时间（水龄）及温、盐度等环境要素进行相关分析发现, 动、植物总种类数与水龄, 植物丰度与压舱水盐度有较密切的负相关关系（图1～2）。海上航行时间较短, 且加载或更换近岸水作为压舱水的船舶所携带的生物往往比较多, 换言之, 散货船携带的生物往往比航行时间较长, 有时还在大洋换水的集装箱船丰富, 尤其是浮游植物。随着海上时间的延长, 处在黑暗而且营养条件受限制的压舱水中的光自养生物无法获得足够的能量和及营养补充会逐渐凋亡。以福建口岸为例, 经测定12艘外轮压舱水植物的存活状况发现, 活细胞所占的平均比例为61%。75%的船舶都可超过50%。从表4可以看到在活细胞比例小于 50%的 3艘外轮中, 压舱水水龄都较长（15～211天）。集装箱船压舱水中活细胞所占的比例（平均51.7%）明显小于散货船压舱水内活细胞所占的比例（平均78.3%）。

图1 生物物种丰富度与压舱水水龄的关系Fig. 1 Species diversity of organisms against the age of ballast water

图2 浮游植物丰度与压舱水盐度的关系Fig. 2 Abundance of the phyplankton against the salinity of ballast water

表4 压舱水20µm孔径网滤样中活细胞与死亡细胞的组成Tab. 4 Composition of live and dead cells from ballast water samples fitered with a 20 µm mesh plankton net

3 小结与讨论

（1） 本次调查共检出中国东南沿海口岸 17艘外轮携带的压舱水生物309种, 分别隶属于10个门类32目117属的浮游动、植物。压舱水所含的浮游植物和浮游动物的平均丰度分别为2 934.7 cells/L（20～160µm）和 32 451.4 个/m3（ ＞77µm）。东南沿海港口检出的外来压舱水生物多样性之所以高于国内其他相关港口的检出结果主要原因有多方面, 采样方法的不同是其中之一。由于目前我国对压舱水生物采样方法没有统一的操作规程可循, 就以往有关调查的采样量而言看来普遍偏少, 加上对大量无脊椎动物幼体因种种原因通常没能开展实验室培养和鉴定工作（包括本次调查）, 因此可以认为外来压舱水生物的物种丰富度和丰度目前被严重低估。

（2）本调查结果表明, 外来散货船由于压舱水通常水龄较短, 盐度较低等原因, 所携带的生物丰度一般都比集装箱船高, 生物（特别是藻类）的存活状况也相对较好,与国外的调查结果[12]一致. 据研究,集装箱船不排放或少排压舱水, 有时还在公海换水,航行时间较长, 存活在压舱水及其沉积物中的生物大多为适应能力较强的藻类及其休眠孢子（或包囊）;而散杂货轮一般不在公海换水, 且排放大量的压舱水进入目的地, 海上航行时间短, 多为3～10 d, 压舱水中含有大量海洋生物, 80%物种仍可在目的地存活, 因此这些船舶对引入外来物种存在更大风险。但目前国内的多数调查结果是基于集装箱船, 忽略了散货船, 今后的工作应加强。

（3）从东南沿海相关港口本次调查检出的外来压舱水生物物种的生态属性来看, 多数属广布性生物。长期以来, 由于种种历史原因, 各地海洋生物调查的系统性和连续性都不同程度存在问题, 缺少足够的生物学和生物地理学资料, 以致中国海域纪录的物种绝大多数无法考证其原产地, 目前鉴别外来物种的入侵趋势较为困难[11,13]。在外来压舱水动物方面, 国内仅香港通过培养幼体发现一种入侵种, 这是中国迄今唯一在压舱水里记录到的较为明确的外来入侵动物, 即沙筛贝（Mytilopsis sallei）, 其成体与幼体不同, 一般是通过附生船底入侵, 我国内地在福建最早发现, 现已在该省沿海一些半封闭海湾蔓延并造成严重危害①黄宗国等. 中国海洋外来物种和入侵种（手稿）, 中国海洋局第三海洋研究所, 2002.[4,14], 但本次调查没发现; 在外来压舱水植物方面, 尽管同样也缺乏直接的物种入侵证据, 但普遍认为海域有毒有害新藻类的出现以及赤潮的频发现象等与外轮压舱水排放有密切关系[2,11,15～18]。在本次调查的相关港口中仅福建锚地及其邻近海域（包括金门岛一带）历史资料相对丰富[19～22],经比较研究发现了12种这些海域至今从未被报道过的物种, 但其入侵性尚待今后的跟踪观察。此外, 本次还检出赤潮生物60种（含产毒种4种, 疑似产毒种2种）, 多数是危害东南沿海海洋生态健康与安全,甚至已造成重大损失的赤潮常见种[19]。Ruiz[16]指出,随着赤潮污染在全球范围的加剧, 由压舱水携带的外来生物已经成为有毒、有害藻华全球传播的一个最重要途径。笔者认为外来压舱水生物对赤潮频发所起的作用可能有两方面, 一是“播种”作用, 给锚地带来新的赤潮物种; 二是干预和强化作用, 缩短了锚地已有物种赤潮的自然形成过程, 包括环境胁迫下的物种自然演替过程。

致谢:参加此项工作的还有广西防城渔牧兽医局渔业推广站工程师裴琨、檀宁和梁越等; 采样过程得到福建省厦门、江阴、福州检验检疫局, 广东省湛江海事局监管二处（原危管防污处）, 广西自治区防城港海事局危管防污科, 海南省洋浦出入境检验检疫局和中国检验认证集团海南有限公司等单位的大力支持和帮助。

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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.

（本文编辑:张培新）

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

国家908专项资助项目（908-01-ZH3; 908-02-01-02; 908-ZCI-13）; 福建省908专项资助项目（FJ908-01-01-ZH）

杨清良（1948－）, 男, 福建惠安人, 研究员, 从事海洋生物学研究, 电话: 0592-2195261; 13003903388, E-mail: qly1888@163.com;qlyang2525@sina.com