中國沿海污損生物研究進展綜述

周家麗，劉 麗，王學鋒，傅建融

(廣東海洋大學水產學院，廣東 湛江 524088)

0 引言

海洋污損生物是指固著或者棲息在船舶和各種人工設施水下部位、對人類經濟活動產生不利影響的所有海洋生物總稱[1]。據統計，全世界記錄的污損生物有4 000 余種，主要包括一些大型藻類、水螅、外肛動物、龍介蟲、雙殼類、藤壺和海鞘[2]。這些生物長期附著于網箱等海洋設施上、對人類活動產生不利影響[3]。

作為世界上最大的海產品出口國，海水網箱養殖已然是我國重要的經濟支柱之一，而污損生物是深水網箱養殖管理中的一大難點。污損生物與經濟養殖對象如魚類等生物爭奪附著基和餌料，堵塞養殖設施的網孔，阻礙內外環境水體交換，甚至直接附著在養殖對象上干擾其生長發育過程從而降低其品質，給海水養殖事業造成嚴重危害[4-5]。因此，應高度重視污損生物的危害性，深入了解污損生物的生態特點，以尋找破解方法。

目前鄭成興、王建軍、林盛和李傳燕等[6-9]分別對黃渤海的海鞘類、多毛類、腔腸類和苔蘚蟲作了較為詳細附著量和種類記載；曾地剛等[10]對東海污損生物群落組成和分布進行了記錄；方芳等[11]對南海污損生物區域分布和物種數量進行了詳細記錄。但發現所記錄的數據多集中在20世紀90 年代，年限久遠，記錄數目相對較少，代表性不強，理清各個區系污損生物群落的結構特點及演變規律是有效治理污損生物危害的前提，據1990—2021 年有關污損生物主題聚類分析可知，目前相關研究主要集中在群落種類分布和防污技術，如圖1所示，因此針對四大海域的污損生物的生態調查非常有必要。

圖1 1990—2021 污損生物主題引用聚類分析圖Fig.1 1990—2021.Cluster analysis of subject references of fouling organisms

本研究根據多年的文獻資料，對中國沿海污損生物生態狀況和海水網箱材質進行了綜合分析，同時也對下一階段針對某一海域開展不同材質網箱掛網實驗研究進行了探討，以期為進一步研究提供參考。

1 四大海域污損生物狀況

1.1 渤海海域

渤海是我國的內海包括遼東灣、大窯灣港、營口港、青島港等多個港灣[1]。渤海海域屬于溫帶氣候，由黃河、海河、遼河三大流域和七個水系組成，年入海泥沙為13×108t[12]，大量泥沙入海使渤海海域海水呈透明度小、鹽度低的特點，且年水溫差較大，冬季水溫偏低[13]。上述環境特征對渤海海域污損生物群落特征起到了決定作用，其種類組成較為簡單，以溫帶種和廣溫種為主，本次收錄到10個門類的污損生物主要有軟體動物[13]、苔蘚動物[9]、甲殼類、多毛類[7]、腔腸動物[8]、海鞘[6]和藻類[13]等，而收錄的總種類數有81 種，其中致密藤壺、長牡蠣、曼哈頓皮海鞘和柄瘤海鞘是渤海污損生物群落中最主要的優勢種,其它常見污損生物種類為腸滸苔、滸苔、環口線螅、大室膜孔苔蟲、相似膜孔苔蟲、泥藤壺和蜾蠃蜚等[1，6-9]，如表1 所示。

表1 渤海海域污損生物門、種類分布及數量情況Table 1 Distribution and quantity of fouling organisms in Bohai Sea

渤海已建成的石油平臺超百座，該地區石油平臺污損生物是最為典型的生物污損案例[13]。據大量文獻統計，平臺海域全年都有大量的污損生物附著。渤海污損生物的季節變化，污損生物的附著季節（月份）主要為6—10月，其中7—9月是附著盛期，且生物附著量以7月為最高；11月至翌年4月污損生物較少出現。綜合金州灣、秦皇島、渤海灣、萊州灣、渤海海峽等港灣，可知6—9月為渤海海域污損生物附著盛期。

1.2 黃海海域

黃海海域包括遼東半島、山東半島、膠州灣、連云港、呂四洋海域等多個港灣[1]。黃海海域屬于溫帶區域，黃海寒暖流交匯，黃海海水透明度變小，黃海海水的鹽度也較低，上述的環境特征，對黃海海域污損生物特征起了決定作用，本次收錄到8個門類的污損生物主要有綠藻門、節肢動物門、苔蘚動物門、軟體動物門等，而收錄的總種類數有107種，主要優勢種有東方縫棲蛤、多室草苔蟲、玻璃海鞘、紫貽貝、大室膜孔苔蟲、紋藤壺、太平洋牡蠣、華美盤管蟲等[14-15]，如表2所示。

表2 黃海海域污損生物門、種類分布及數量情況Table 2 Distribution and quantity of fouling organisms in Huanghai Sea

黃海的青島海域污損生物具有種類多、數量大,可全年附著的特點，該海域優勢種為柄海鞘、海苔蟲[16-17]。黃海污損生物的季節變化，蘇秀榕等[18]研究指出黃海海域春、秋兩季適宜藪枝螅等腔腸動物的附著，其中7月是柄海鞘的附著高峰期，紫貽貝在8月的附著量最大；冬季則為大型褐藻附著的時間。污損生物附著的種類及生物量隨季節變化明顯，夏季為黃海海域污損生物附著高峰期，且不同種類污損生物具有各自的季節特點。

1.3 東海海域

東海海域包括北關港、洋山深水港、舟山港、閩江港等多個港灣。東海水質極差，赤潮出現頻率較高，海水透明度較低，屬于亞熱帶海洋性氣候，上述的環境特征，對東海海域污損生物特征起了決定作用，其污損生物群落的類型眾多[19]。東海污損生物主要由兩大類群種類組成，即沿岸溫帶廣溫種和亞熱帶暖水種。我國沿岸溫帶廣溫種，本次收錄到14 個門類的污損生物主要有節肢動物門、環節動物門、軟體動物門、綠藻動物門等等，而收錄的種類數有304種，主要種類有剛毛藻、腸滸苔、滸苔、水云、中胚花筒螅、中國不等蛤、近江牡蠣、僧帽牡蠣、紋藤等，亞熱帶暖水種，主要種類有翡翠貽貝、珠母貝、網紋藤壺、三角藤壺等[20]，如表3所示。

表3 東海海域污損生物門、種類分布及數量情況Table3 Distribution and quantity of fouling organisms in Donghai Sea

東海海域舟山港的污損生物種類主要有水螅蟲、海葵、麥稈蟲、鉤蝦、藤壺等。東海污損生物季節分布，東海海域全年都有污損生物附著，附著高峰期出現在水溫較高的夏秋季，其附著種類數多，附著密度大，附著低谷期出現在水溫較低的冬春季，其附著種數少，附著密度低，因此，6—9月為該海域防治污損生物的主要季節[10，20]。

1.4 南海海域

南海海域包括汕頭港、珠江口、莆田、興化灣等多個港灣。南海自然環境比較復雜，除珠江、韓江等少數河口水域外，大部分海域的鹽度高，溫度高，透明度大，附著生物種類多，生長迅速，附著量大，是我國污損生物生態調查的重點海域之一[11]。本次收錄到14個門類的污損生物主要有節肢動物、軟體動物、苔蘚動物、環節動物、腔腸動物、被囊動物和藻類[28-30]，主要種類有翡翠貽貝、藤壺、沙蠶和鉤蝦等，如表4所示。

表4 南海海域污損生物門、種類分布及數量情況Table4 Distribution and quantity of fouling organisms in Nanhai Sea

在華南沿岸水域無柄蔓足類是最主要的致污種類，其中網紋藤壺為絕對優勢種[11，31]；而有柄蔓足類的種類和數量隨離岸距離增加顯著增大，尤其在遠離陸地的近海水域污損生物群落中占據優勢地位[32]；而苔蘚動物也是污損生物群落的常見種類之一[33-34]。南海污損生物季節分布，該海域污損生物一年四季均可附著，但有明顯的季節變化，一年有兩個附著高峰期，第一個附著高峰在4—5月,另一個在10—12月；而且不同季節的優勢種不同[30]。

2 網箱材質分類與特點

網衣是海水網箱養殖的重要組成部分，慎重選用適配性好的網衣對于養殖戶來說很有必要的[38]。20 世紀70 年代以來，我國海水養殖業興起，傳統網箱主要以松木板、毛竹、松木桿和鋼管為框架，以聚乙烯為網片[39]。現有海水網箱可以分為柔性網衣和剛性網衣[38]，柔性網衣包括PE網衣、PA 網衣和UHMWPE 網衣等[40-43]，剛性網衣包括龜甲網、金屬網衣等。

聚乙烯網衣又稱為PE網衣，由普通的PE單絲組成，主要有PE 有結網、PE 經煸網和PE 絞捻網三種類型，它具有密度小、不吸水、濾水性好、價格低廉等特點，是目前使用最廣的網衣材料，如挪威的HDPE 圓形網箱、TLC 張力框架網箱，中國臺灣的浮繩式網箱等[44]。PA 網衣也是傳統網衣的常用材料之一，具有密度大、吸水性好、延伸性大和耐磨性好，價格適中等特點[41]。UHMWPE 網衣由UHMWPE 纖維構成，屬于新型網衣材料，具有密度小、高強度、耐磨性好、延伸性小等特點，在網箱運用上較為廣泛，推動了網衣技術的升級[44-47]。PE 網衣、PA 網衣和UHMWPE 網衣三種柔性網衣均易附著海洋污損生物。

龜甲網主要有EcoNet、HopeNet和HRNet等品類[42]，它是由PET單絲編織而成，具有綜合性能好、壽命長、光滑堅硬的特點。金屬網衣具有“0”生物附著、健康環保等優點，但較其它網衣相比，它的價格較昂貴且重量大。石建高[43]、陳昌平[47]、邱志福[48]和聶政偉[49]等人開展了剛性網衣的研發和應用。剛性網箱市面上較少投入使用，但也是有使用范例，如美國OST 網箱(蝶形網箱)為半剛性海水[50]。綜合來看，剛性網衣較柔性網衣防污能力更強，但因其價格昂貴、重量較大等特點，因此投入使用較少，如表5所示。

3 污損生物特點綜合分析

參考周斌等人二十余篇文獻可知，目前節肢動物門、軟體動物門、環節動物門、綠藻門、腔腸動物門、苔蘚動物門、脊索動物門、紅藻動物門、扁蟲動物門、海綿動物門、棘皮動物門、紐形動物門、線蟲動物門、毛腭動物門和星蟲動物門，其中節肢動物門、軟體動物門、環節動物門為各個海域污損生物常見優勢種，在各個季節均有分布。四季比較，夏季的附著強度明顯高于其余三季，滸苔、藤壺、中胚花筒螅和牡蠣為各海域常見種。所調查海域鑒定出的污損生物530 種，不同海域的差異較大，其中渤海有128 種、黃海有183 種、東海有424 種、南海有322 種，由調查數據可知，東海、南海相較于渤海、黃海更適于污損生物的生長，這與南方熱帶和亞熱帶季風性氣候和海域環境有關，其中溫度成為關鍵的生態因子，但根據目前收錄數據發現南海物種總數較東海少，這表明目前數據仍需補充和驗證，特別是針對各個海域污損生物的生態調查。

經統計發現，目前污損生物的樣品收集的材料來源大多是環氧酚醛玻璃布層壓板，環氧酚醛玻璃布層壓板是目前船體、石油平臺等海上設施常用防污絕緣體材料，發現該材質可附著多種污損生物，目前市場使用廣泛的柔性網衣如PE網衣、PA網衣、UHMWPE網衣污損生物附著情況也較為嚴峻，這會給養殖戶造成很大的經濟損失，但較環氧酚醛玻璃布層壓板污損生物調查研究少，因此，探索出防污能力更強的網箱材料是目前重要的研究方向。

4 發展與展望

海洋污損生物群落是由復雜生物、化學、物理的共同相互作用下形成的獨特生態環境[51]。胡煜峰等[52]指出網箱污損生物的附著情況，一直以來是海洋養殖戶的關注重點。通常情況下，人們會根據污損生物的附著情況，定期采取有關的防除措施來減少污損生物的附著。但現存的很多防除手段，如人工機械清除、倒籠法、爆曬法和海水過濾法等等[53]，這些傳統手段效率低，耗時耗力耗材，防污手段的改進應結合區域污損生物的生態特點進行研發改進。

而關長濤[53]、林德芳[44]等人指出大型深水網箱養殖模式是我國海洋網箱養殖的發展趨勢。但目前對于離岸的污損生物了解尚淺[54-55]，甚至有可能比近岸區域污損嚴重，事先了解各海域的污損生物生態狀況是非常有必要的。目前，中國沿海的污損生物生態的研究基本局限在近海區域、海港區域、淺海區域等，有關深水網箱養殖的污損生物調查，僅水柏年等[56]做了相關研究，故加強對各海域的污損生物生態情況了解是必要的。

至于有關海洋污損生物的防污技術的研究是較為深入的，劉珊珊等[51]將海洋污損生物防除手段分為物理清污、化學清污和生物清污三大類，其中物理清污主要指人工輔助的機械清除手段[57]，化學清污主要指網箱的涂層防護[58]、網箱合成材料的自身化學防護和藥物浸泡法除污等等[51]，生物清污指的是利用海洋生物的生物關系形成的生態系統進行生物制約，從而減輕污損生物附著的防污模式[59-61]。基于低表面能防污涂料、天然防污產品對環境友好[52]，故應加大力度對該方面的研究，以探索出更加低消耗高收益的防污措施，探究網箱的生物附著規律無疑為其提供了更為全面的研究基礎。

表5 網箱材質分類與特點Table5 Classification and characteristics of cage materials

目前市面上的網箱材質較為局限，大多是聚乙烯和尼龍網衣，缺少針對各種材質的污損生物的附著規律探究，其中不同防污手段下的網箱附著污損生物的生態特點也需進一步探究，以為海洋網箱養殖漁民提供更好的網箱養殖手段。深入探究污損生物群落的物種分布規律、季節變化等多種生態因素，將有助于掌握網箱污損生物的生長規律，從而更好地做好網箱養殖的防除措施。

5 結語

綜上所述，開展海洋污損生物的生態研究是確保海洋環境友好發展和海洋設施的長期防護至關重要的一環。探討海洋污損生物的附著規律和分布規律不僅有益于網箱養殖和海洋設施防護，而且也是探究生物科學的重要科學依據，對促進海洋生態發展具有重要的指導作用。今后，污損生物的研究應綜合物理、化學、經濟等學科特點，在實踐中尋找更適宜的手段解決生物污損問題。