雷州半島東南海域污損浮標的大型藻類

曹文浩，嚴濤,，謝恩義，鄭志平，韓帥帥,，張慧,，陳迪

1. 中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室，廣東 廣州 510301；2. 中國科學院海洋環境腐蝕與生物污損重點實驗室，山東 青島 266071；3. 廣東海洋大學水產學院，廣東 湛江 524088；4. 交通運輸部南海航海保障中心湛江航標處，廣東 湛江 524074；5. 中國科學院大學，北京 100049

雷州半島東南海域污損浮標的大型藻類

曹文浩1，嚴濤1,2，謝恩義3*，鄭志平4，韓帥帥1,5，張慧1,5，陳迪1

1. 中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室，廣東 廣州 510301；2. 中國科學院海洋環境腐蝕與生物污損重點實驗室，山東 青島 266071；3. 廣東海洋大學水產學院，廣東 湛江 524088；4. 交通運輸部南海航海保障中心湛江航標處，廣東 湛江 524074；5. 中國科學院大學，北京 100049

大型藻類是海洋污損生物群落中的常見類群，其附著會破壞浮標防護涂層，增加浮體重量，增大水流拖曳力，導致腐蝕危害風險升高，甚至可能造成浮標移位，從而縮短相關設施的工作時間。為探討熱帶海區冬季浮標大型藻類附著污損狀況及其與浮標布設時間的關系，于2015年2月初，對布設在雷州半島東南海域2個近岸浮標上附著的大型海藻進行采樣分析。結果表明，該海域浸海時間6個月的浮標A，浮體側面僅附著滸苔（Enteromorpha prolifera）和石莼（Ulva lactuca）2種大型綠藻，而在浸海時間19個月的浮標B上，共采集到綠藻門的滸苔、腸滸苔（E. intestinalis）、石莼、裂片石莼（U. fasciata）和紅藻門的舌狀蜈蚣藻（Grateloupia livida）、柔質仙菜（Ceramium tenerrimum）6個種類。浮體側面下部和浮底沒有采集到大型污損藻類。滸苔、腸滸苔、石莼、裂片石莼為喜強光藻類，繁殖力強，配子或孢子在浮體固著形成一定生物量的種群后，不太喜光的舌狀蜈蚣藻和柔質仙菜才出現，表現出先附著綠藻后附著紅藻的著生規律，且浮標浸海時間越長，污損藻類的種類越多。浮體水線部位的污損主要由綠藻引發，而紅藻則多出現在浮體側面浸沒區域略深的部位，這種格局應與藻類所含色素的種類和比例及光線在海水中的穿透性等因素密切相關。研究結果可為航標污損生物防治和南海大型藻類生態研究提供基礎資料。

雷州半島；大型藻類；浮標；污損

對船舶而言，海洋污損生物的附著不僅增加阻力，導致航速下降，而且還增大燃料消耗、噪音和振動（Schultz et al.，2011）；至于浮標、海水管線、養殖器具和油氣平臺等設施，則會引發漂移、沉沒、堵塞、磨損、加速腐蝕和增大動力載荷效應等危害（Edyvean et al.，1985；嚴濤等，2008b；楊天笑等，2013）。作為海洋污損生物群落中的常見類群，大型藻類的附著范圍可從潮上帶延伸至水下12 m甚至更深（Picken，1986；Sell，1992）。

大型海藻附著引發的危害主要為：（1）降低管道海水流量，甚至造成堵塞；（2）增大水流的拖曳力或浮體重量，導致浮標移位或沉沒，縮短設施的工作時間；（3）破壞防護涂層，并通過產生腐蝕代謝產物直接對其所附著的金屬產生腐蝕影響；（4）為腐蝕微生物的生長提供所需環境條件，間接導致金屬腐蝕過程加快（Terry et al.，1986；Callow et al.，1990；Ludyansky，1991）。因此，在特定海域開展污損性大型藻類生態特點研究具有重要的理論和實際意義。

雖然以往曾在秋季（10月份）和春季（4月份）對南海北部海域近海浮標的污損生物進行過原位調查（Yan et al.，2009），但絕大多數近岸和近海浮標的污損生物調查工作都安排在夏季進行（林盛等，1989；鄭成興等，1996；嚴濤等，1999）。盡管冬春兩季是大型藻類的生長高峰，但由于此時海上風浪較大，工作條件惡劣，非常不利于出海作業，故在10月至翌年4月期間，通常不開展浮標污損生物原位調查研究，從而制約了人們對該海區大型藻類污損狀況及特點的了解。

特定海區掛板調查可為推測鄰近區域污損生物狀況提供依據，但基于掛板調查的站位通常都處在港口和海灣內，與開闊海域的環境狀況存在較大差異（劉勐伶等，2006）。為了探討熱帶海區冬季浮標大型藻類附著污損狀況，掌握浮標布設時間的長短是否影響其上附著生長的大型海藻，于2015年2月初對雷州半島東南海域2個浮標上的大型海藻進行采樣分析，以期為進一步揭示熱帶海區大型藻類污損特點奠定基礎。

1 材料與方法

于2015年2月初實地調查了南海北部雷州半島東南海域2個近岸浮標（圖1），其中浮標A離岸距離約1.7 km，在海中布設時間約6個月；浮標B距岸約2.9 km，浸海時間約19個月。參照《海洋調查規范》第6部分：海洋生物調查（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2007），對浮標水線部位和浸沒區域附著的大型海藻進行了定性采集和拍照記錄，并將藻類樣品帶回實驗室，根據其宏觀、微觀形態特征和解剖特點，參照分類檢索表進行分類鑒定，再比對相關文獻描述進一步確定所鑒定的種類。

2 研究結果

2.1 污損浮標的大型藻類種類組成

從2個浮標的污損生物群落中，共采集和鑒定出大型藻類6種，它們分別是隸屬綠藻門的滸苔（Enteromorpha prolifera）、腸滸苔（E. intestinalis）、石莼（Ulva lactuca）和裂片石莼（U. fasciata）及紅藻門的舌狀蜈蚣藻（Grateloupia livida）和柔質仙菜（Ceramium tenerrimum）。

2.2 浮標布設時間對大型污損藻類組成的影響

在布設時間僅為6個月的浮標A上棲息附著的大型藻類為滸苔和石莼；而在布設時間長達19個月的浮標B上附著的大型藻類為滸苔、腸滸苔、石莼、裂片石莼、舌狀蜈蚣藻和柔質仙菜等6個種，呈現出浮標布設時間延長，大型污損藻類的種類隨之增多的趨勢，而且表現出先附著綠藻后附著紅藻的著生規律。

2.3 大型污損藻類的空間分布狀況

從圖2可知，浮體側面的水線部位附著了以滸苔為主的綠藻污損，浸沒區上部除了附著以蜈蚣藻和仙菜為代表的紅藻外，還有少量的滸苔和石莼等綠藻出現；另外，蜈蚣藻的附著呈零星分布狀，而仙菜則成片大面積地將浮體側面覆蓋。至于浮體側面下部和浮底及尾管等部位，未觀察到大型藻類的附著。

3 分析與討論

從出現頻次來看，南海北部雷州半島東南海域冬季污損浮標的大型藻類以滸苔和石莼等綠藻最為常見，而在浸海時間較長的設施上則大量附著紅藻。在污損性大型藻類的群落發展過程中，喜強光的滸苔、腸滸苔、石莼和裂片石莼等藻類繁殖力強，其配子或孢子率先在浮體上固著形成一定生物量的種群后，不太喜光的舌狀蜈蚣藻、柔質仙菜才出現，從而表現出先附著綠藻后附著紅藻的著生規律，且浮標浸海時間越長，污損藻類種類越多。

圖1 雷州半島東南海域近岸浮標調查站位布設示意圖Fig. 1 Location of the navigation buoys southeast of the Leizhou Peninsula

圖2 雷州半島東南海域2個近岸浮標大型藻類污損狀況Fig. 2 Fouling macroalgae on the buoys southeast of the Leizhou Peninsula

在垂直分布方面，綠藻主要附著在浮體的水線部位，而紅藻多出現在浸沒區域略深處，其間還零星附著有少量的滸苔和石莼等種類，該分布格局應與藻類所含色素的種類和比例及光線在海水中的穿透性等因素密切相關（Spalding et al.，2003；丁蘭平等，2011），并受波浪、巖礁邊坡、沉積狀況、水層溫度和營養成分及生物相互作用等因素的影響（Hiscock，1986）。通常情況下，潮間帶的高潮帶以綠藻為主，紅藻和褐藻則分布在中、低潮帶（趙素芬等，2006；徐娜等，2014），而潮下帶主要由褐藻和紅藻組成（謝恩義等，2009）。可見，此次冬季浮標調查顯示大型海藻的附著也呈現類似分布狀況。

以往研究結果表明，在雷州半島沿岸、瓊州海峽和海南島的海口灣及鄰近的清瀾港，污損浮標的大型海藻多為石莼科的綠藻、水云屬（Ectocarpus）的褐藻及多管藻屬（Polysiphonia）的紅藻（黃宗國等，1982a，1982b；嚴巖等，1994；王華接等，1997）；另外，在雷州半島西南部流沙灣中布設多年的系船水鼓上可觀察到大量附著的鼠尾藻（Sargassum thunbergii）、羊棲菜（S. fusiforme）和蜈蚣藻（G. filicina）（黃宗國等，1982b）。因此，通過對此次調查結果和以往文獻資料的綜合分析可以看出，在熱帶沿岸海域，污損浮式結構物的大型藻類，其群落的形成和發展應隨設施浸海時間的延長而趨于復雜。

然而，在遠離大陸和島嶼且深度較大的近海海域，污損浮標的大型藻類除了有滸苔和多管藻等常見種類外，藍藻門的鞘絲藻、褐藻門的褐茸藻和綠藻門的剛毛藻（Cladophora sp.）等亦大量出現（嚴濤等，1997，1998a，1998b，2000，2008a；Yan et al.，2003）。這幾種海藻是常見的廣布性污損種類，適于在海水表層生長繁殖，其配子或孢子易隨海流帶至浮標的位置。另外，形體纖小的絲狀體海藻，有較好的柔性，不易折斷，能更好地適應離岸深水海域風高浪大，海流湍急的環境；此外，人工設施產生的新棲息環境競爭壓力相對減小，從而使藻類的種群得以充分發展。在溫帶開闊海域，浮式結構物附著的藻類組成也比港內更為復雜多樣（Fletcher，1980）。

滸苔屬綠藻通常是導致超級油輪污損的主要種類，其次為褐藻的水云屬，此外還有綠藻門的剛毛藻科（Cladophora）和絲藻科（Ulothrix）及紅藻門的松節藻科（Rhodomelaceae）和仙菜科（Ceramium）等種類（Evans，1981），與各類浮式結構物（如浮標、浮碼頭等）的大型污損藻類組成具有一定的共性。此外，污損浮標的大型海藻種類組成、附著位置、生物量及演替情況還與藻類的分布范圍、繁殖特性、海流和風力的擴散能力、浮標的布設時間等密切相關。為了研究開發針對性強、效果優良的新型環保防污劑，今后應在以滸苔和石莼等大型綠藻為測試對象的基礎上（Yan et al.，2012），進一步開展紅藻和褐藻的孢子采集培養技術研究，完善大型藻類防除測試模型構建。

另外，伴隨全球經濟一體化的發展，海洋航運日趨繁忙，同時必然增加外來物種入侵的風險（Mineur et al.，2007；Godwin，2003），而且浮碼頭、木樁、浮標和船舶等人工附屬物浸水部位常常成為這些外來物種青睞的首選附著對象（Marins，2010）。作為海上通航不可或缺的交通設施，航標的分布不僅從沿岸港口延伸到離岸數十公里外的水域（Kerckhof et al.，2001），甚至各港口相互之間還能交織構成一個龐大的網絡系統。因此，通過對航標污損生物群落進行長期監測分析，不僅可為維護保養工作提供科學依據，還能及時分析和掌握外來物種入侵及其對本土生物及生態系統影響的狀況。

4 結論

南海北部雷州半島東南海域地處熱帶，冬季污損浮標最為常見的大型藻類為以滸苔和石莼為代表的綠藻，而在浸海時間較長的設施上還出現了大量的以柔質仙菜和舌狀蜈蚣藻為主的紅藻。污損性大型藻類群落的發展呈現出先附著綠藻后附著紅藻的著生規律，且具有浮標浸海時間越長，藻類種類越多的特點。另外，浮體水線部位的污損主要由綠藻引發，紅藻則多出現在浮體側面浸沒區域略深處。

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Fouling macroalgae on navigation buoys southeast of the Leizhou Peninsula, Northern South China Sea [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(4): 658-662.

CAO Wenhao, YAN Tao, XIE Enyi, ZHENG Zhiping, HAN Shuaishuai, ZHANG Hui, CHEN Di. 2017.

Fouling Macroalgae on Navigation Buoys Southeast of the Leizhou Peninsula, Northern South China Sea

CAO Wenhao1, YAN Tao1,2, XIE Enyi3, ZHENG Zhiping4, HAN Shuaishuai1,5, ZHANG Hui1,5, CHEN Di1
1. Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China;
2. Key Laboratory of Marine Environmental Corrosion and Bio-fouling, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China;
3. Faculty of Fisheries, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China;
4. Zhanjiang Navigation Department, The Navigation Guarantee Center of South China Sea, MOT, Zhanjiang 524074, China;
5. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Macroalgae are common constituents of fouling communities. Their colonization can damage protective coatings, add loading, increase corrosion risk and even may result in position change of buoys. Under such circumstances the service time of buoys will be shortened. In order to elucidate the fouling pattern of macroalgae in winter on buoys deployed in waters southeast of the Leizhou Peninsula, located in tropical zone, northern South China Sea and the relationship between the macroalgal community and duration of buoy deployment, a navigation buoy investigation was conducted in early February 2015. The results indicate that only 2 species of green algae, Enteromorpha prolifera and Ulva lactuca, were observed on the water line of buoy A, which was deployed for 6 months. However, a total of 6 species, including the green algae, E. prolifera, E. intestinalis, U. lactuca, and U. fasciata, and red algae Grateloupia livida and Ceramium tenerrimum, were identified from the samples collected on the water line and submerged upper side hull of buoy B deployed for 19 months. No algae were found on the lower part of the side hull and bottom of both buoys. It can be concluded that colonization of green algae occurred earlier than the red algae and the number of species of fouling macroalgae increased with time. The green algae, E. prolifera, E. intestinalis, U. lactuca and U. fasciata, favour strong light and have vigorous reproductive capacity and were the forerunners in the algal fouling community. Moreover, water line regions of buoys were fouled by green algae and slightly deep parts mainly by red algae, particularly C. tenerrimum. The vertical distribution pattern should be closely related to the type and proportion of pigments in macoralgae and the penetrability of light in seawater. This study provides basic data useful for the prevention and control of fouling organisms on navigation buoys in the northern South China Sea and it may also be helpful in understanding the ecology of macroalgae on artificial facilities in the South China Sea.

Leizhou Peninsula; macroalgae; buoys; fouling

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.04.016

X173

A

1674-5906（2017）04-658-05

曹文浩, 嚴濤, 謝恩義, 鄭志平, 韓帥帥, 張慧, 陳迪. 2017. 雷州半島東南海域污損浮標的大型藻類[J]. 生態環境學報, 26(4): 658-662.

國家自然科學基金項目（41176102）；湛江市科技計劃項目（2013C01022）；中國科學院海洋研究所海洋環境腐蝕與生物污損重點實驗室開放基金項目（MCKF201601）

曹文浩（1981年生），男，工程師，研究方向為海洋污損生物與防除。E-mail: caowh@scsio.ac.cn

*通信作者。謝恩義，E-mail: xieey@gdou.edu.cn

2017-02-22