中国沿海污损性海鞘生态特点及研究展望

2018-03-26 11:41韩帅帅曹文浩陈迪谢恩义严涛
生态科学 2018年1期
关键词:海鞘海洋学污损

韩帅帅, 曹文浩, 陈迪, 谢恩义, 严涛, 3*



中国沿海污损性海鞘生态特点及研究展望

韩帅帅1, 2, 曹文浩1, 3, 陈迪1, 谢恩义4, 严涛1, 2, 3*

1. 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, 广州 510301 2. 中国科学院大学, 北京 100049 3. 中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室, 青岛 266071 4. 广东海洋大学水产学院, 湛江 524088

海鞘是海洋污损生物群落的重要组成部分, 其附着会给水产养殖业带来严重危害。在中国沿海, 引发生物污损的海鞘共8 科20 属40 种, 其中渤海海域7 种, 黄海17 种, 东海23 种和南海27 种。北方海域以柄瘤海鞘()、乳突皮海鞘()和米氏小叶鞘()为优势种, 南方则以冠瘤海鞘()、皱瘤海鞘()和大洋纵列海鞘()为优势种。海鞘污损特点与设施所处地理位置、浸海时间、环境状况等因子密切有关。今后除了继续对沿岸代表性海域开展深入研究外, 还需结合海洋经济发展和科学研究的需要, 加强离岸设施(尤其深海环境)污损生物群落的研究, 以期更好地掌握污损性海鞘的组成分布、种群特点及发展趋势。

海鞘; 污损; 种类组成; 分布

1 前言

海鞘属于脊索动物门尾索动物亚门海鞘纲, 从潮间带、开阔海域至深海均有分布, 幼体营自由生活, 成体通常营固着生活[1]。海鞘可大量附着在水产养殖网箱上[2], 其不但与养殖对象竞争饵料和栖息空间[3], 还会堵塞养殖网孔或笼目, 致使内外环境水体交换量减少, 进而导致养殖小环境恶化, 影响养殖对象的生长发育, 甚至会引发病害, 造成养殖对象的大面积死亡[4-5], 另外, 海鞘是典型的滤食性生物, 又很容易随水产养殖和船舶运输等人类活动的开展而迁移[6-7], 由于许多藻类细胞经过海鞘消化系统后仍能保持活性, 因此海鞘还可能成为有害藻类扩散的载体[8]。

中国海域辽阔, 海岸线长, 沿岸自然环境复杂多样。由于栖息环境的不同和生物固有的特性, 各海区污损生物种类组成与分布差异显著[9]。开展污损性海鞘研究不仅有助于丰富海洋生物学知识, 而且可为污损生物的防除和促进海洋水产养殖业的健康发展奠定基础。本文根据以往文献资料, 按照从北往南的顺序, 从种类组成、分布状况和附着特点等方面,综合分析了我国沿海污损性海鞘的生态特点, 并对进一步的研究工作进行了探讨。

2 种类的组成与分布

2.1 渤海

渤海是一个近封闭型内海, 三面环陆, 入海径流较多, 属于温带海域。在渤海沿岸海域, 共发现污损性海鞘7 种(表1), 分别为米氏小叶鞘()、冠瘤海鞘()、堆柄海鞘()、紫拟菊海鞘()、乳突皮海鞘()、柄瘤海鞘()、玻璃海鞘(), 优势种以柄瘤海鞘和玻璃海鞘为主, 其次为乳突皮海鞘和米氏小叶鞘, 常见种则为紫拟菊海鞘等种类[10-15]。

2.2 黄海

黄海是太平洋西部的一个边缘海, 入海河流较少, 四季交替较为明显, 南北温差较大。引发沿岸人工设施污损的海鞘种类共有17 种(表1), 其中优势种以乳突皮海鞘、柄瘤海鞘为主, 其次为米氏小叶鞘、玻璃海鞘、史氏菊海鞘()、青岛菊海鞘(), 常见种分别为紫拟菊海鞘、冠瘤海鞘、长纹海鞘()等种类, 至于龟甲海鞘(sp.)和西门登拟菊海鞘()则为黄海海域特有种[16-20]。

表 1 中国沿海污损性海鞘分布状况

续表

种类渤海黄海东海南海 辽东湾渤海湾渤海中部莱州湾渤海海峡辽东南鲁东北胶州湾连云港舟山群岛闽东北台湾东北台湾海峡珠三角粤西海南岛北部湾南海诸岛 紫拟菊海鞘(B. violaceus)++++++ 大菊海鞘(Botryllus magnicoecus)+ 史氏菊海鞘( B. schlosseri)+++++++ 菊海鞘(Botryllus sp.)++++ 青岛菊海鞘(B. tsingtaoensis)++ 瘤状菊海鞘(B. tuberatus)+++ 豆海鞘(Cnemidocarpa sp.)++ 二精囊海鞘(Eusynstyela sp.)+ 瓦二精囊海鞘(Polyandrocarpa latericus)+ 相模多精囊海鞘(P. sagamiensis)++ 湄洲多精囊海鞘(Polyandrocarpa sp.)++ 多果海鞘(Polycarpa sp.)+ 冠瘤海鞘(Styela canopus)+++++++++++++ 柄瘤海鞘(S. clava)++++++++++++ 皱瘤海鞘(S. plicata)+++++++ 堆柄海鞘(S. partita)++ 长方胃海鞘(S. rectangularis)++ 瘤海鞘(Styela sp.)+++ 纵列海鞘(Symplegma ciride)+ 大洋纵列海鞘(S. oceania)+++++ 绿鳃纵列海鞘(S. viride)++ 脓海鞘科Pyuridae 红贺海鞘(Herdmania monus)++ 澳洲小齐海鞘(M. australis)++ 硬突小齐海鞘(Microcosmus exasperatus)+++++++ 木质脓海鞘(P. lignosa)+ 脓海鞘(Pyura sp.)+ 色条脓海鞘(P. vittata)+

注:“+”表示常见种;“++”表示优势种

2.3 东海

东海海域水文状况复杂, 纵跨温带和亚热带。与渤海和黄海相比, 东海具有高盐和高温的特点。在东海沿岸海域共发现污损性海鞘类23 种(表1), 优势种分别为冠瘤海鞘、皱瘤海鞘()、网纹二段海鞘()、乳突皮海鞘和为长纹海鞘, 常见种分别为澳洲小齐海鞘()、玻璃海鞘和米氏小叶鞘等种类。相对于舟山群岛、闽东北和台湾东北海域, 位于东海西南部的台湾海峡具有较高的海鞘物种丰富度[21-27]。

2.4 南海

南海纵跨热带与亚热带, 自然环境较为复杂。在其沿岸海域共发现污损性海鞘类27 种(表1), 其中以冠瘤海鞘、大洋纵列海鞘()、硬突小齐海鞘()、悉尼海鞘()、米氏小叶鞘居绝对优势, 其次为皱瘤海鞘、绿鳃纵列海鞘()、长方胃海鞘()和史氏菊海鞘等, 常见种则分别为玻璃海鞘、乳突皮海鞘等种类[19, 28-43]。

3 污损特点

3.1 渤海

渤海水温年变化较大, 对污损性海鞘的附着和生长具有较大影响, 多数种类的附着主要集在水温较高的6—9 月。辽东湾的污损性海鞘以玻璃海鞘为主, 夏季为附着高峰期, 水温降低后大量死亡[10-11]。渤海湾塘沽新港救助浮码头试板上的污损性海鞘优势种为乳突皮海鞘, 附着期为5—10 月, 附着高峰在6—9 月; 而码头桩及闸门低潮线以下部位则被柄瘤海鞘附着污损, 附着量为1900g·m-2[12]。至于渤海中部海域, 污损石油平台的海鞘为堆柄海鞘[13]。在莱州湾龙口港海域, 柄瘤海鞘是秋季板和半年板污损生物群落中的主要种类[14], 渤海海峡则以米氏小叶鞘为优势种, 其附着期为7—9 月, 高峰出现在8—9 月[15]。

3.2 黄海

黄海地处温带, 其中辽东半岛东南海域, 码头试板上的污损性海鞘以柄瘤海鞘占绝对优势, 且主要附着在浸海时间较长的夏季板及年板上, 附着期出现在7—9 月[16], 而在山东半岛东北部海域, 柄瘤海鞘从6 月份新放月板上开始附着, 一直延续到11 月份, 附着高峰期出现在6 月[17-18]。胶州湾海域的青岛中港是由两条突堤合抱围成的水域, 对于浸海时间较短的试板(如月板), 其表面主要被米氏小叶鞘附着, 附着期为8 月[19]。连云港海域, 布设于港池内的试板上, 以乳突皮海鞘数量最多, 附着期为5—11 月, 附着高峰在7—9 月, 其中在9 月份附着量达到最大。至于堆柄海鞘、柄瘤海鞘、史氏菊海鞘等种类, 只出现在浸海时间较长的夏、秋两季试板及年板上[20]。

3.3 东海

东海舟山海域, 布设在嵊山东南开阔水域的试板未见海鞘附着[44], 但在背浪的枸杞岛里西岙水域, 在4—5 月和9—11 月期间, 试板会被以乳突皮海鞘为主的海鞘附着, 高峰出现在10 月份[21]。至于福建北部的罗源湾大官坂, 其人工围垦水域是一特殊的半封闭生境, 乳突皮海鞘是该水域污损生物群落的优势种之一, 其附着期从5 月份开始, 6 月份进入高峰, 至11 月仍有很大附着密度[22]。位于台湾东北部的八斗子港被人工堤岸和码头所环绕, 仅通过宽约100 m多的向北开口与东海开阔水域相连, 该水域污损养殖器材的海鞘主要是冠瘤海鞘和长纹海鞘[23]。在台湾海峡, 污损性海鞘优势种主要为冠瘤海鞘, 附着高峰期为夏季[25-27]。

3.4 南海

南海水温较高, 盐度大, 透明度好, 生物种类繁多, 生长迅速, 季节变化对生物污损的影响程度仍较大。在珠三角海域, 以皱瘤海鞘为代表的污损性海鞘的附着主要集中在春夏两季[28-29,33]。在海南岛, 布设于东北部清澜港浮码头的试板, 仅在秋季被菊海鞘和瘤海鞘(sp.)附着[37], 而处在南部的榆林港, 污损码头试板的海鞘优势种为悉尼海鞘, 其仅在水温较低的3 月份繁殖附着[19]。至于西沙群岛海域, 永兴岛港池内各季度的试板均可观察到海鞘附着, 尤以夏季的数量为多, 优势种为冠瘤海鞘, 另外, 在水流不甚畅通的港池最内端, 其试板上附着的海鞘种类和数量明显多于港池出入口[43]。

4 结论与展望

在中国海域, 附着污损各类人工设施的海鞘共有8 科20 属40 种, 以冠瘤海鞘、柄瘤海鞘、乳突皮海鞘、米氏小叶鞘、皱瘤海鞘和大洋纵列海鞘等种类为主。从北往南伴随纬度的降低, 污损性海鞘的的种类数量明显增多, 且附着期也相应延长, 其中渤海海域7 种, 主要附着在6—9 月; 黄海17 种, 主要附着在6—11 月; 东海23 种, 主要附着在4—11 月; 南海27 种, 全年均有海鞘附着。

早在上世纪30 年代, 金德祥就对我国海域的海鞘进行分类研究。此后, 相关研究大多集中于生态调查方面, 对于其浮游幼体附着和变态机制的研究则相对较少, 目前, 仅对冠瘤海鞘进行过该方面的探讨[45-46]。基于浮游幼体的附着和变态是海鞘生活史中的一个重要环节, 直接影响其分布及数量变动, 故全面了解和掌握海鞘生物附着和变态的作用机制及特点, 将可为环保型防污材料的研制提供新思路。

通常情况下, 在开阔的海域, 畅通的水流有利于污损生物幼虫的附着和生长, 因为它有助于清除废物使附着基表面干净并增加饵料和氧气的供给。流速越大, 污损生物种类越多, 生物量也越大[22, 47-48]。而从中国沿海的调查结果来看, 海鞘附着污损的特点是青睐布设在水流不畅通的近岸及半封闭水体中的人工设施, 因此, 在考虑这些设施维护保养和防护措施时, 应对海鞘这类污损生物予以关注。

外来物种入侵可降低本地生物多样性, 甚至造成生态灾害[49]。海鞘生长速度快, 成熟期短, 可迅速占据浮标、船底、网箱等人工设施[50], 随着远洋航运和水产养殖产业的发展, 污损性海鞘更易被携带到新的环境。在2001 年12 月开始的全国外来入侵物种调查中, 共发现外来种海鞘3 种, 分别为玻璃海鞘、乳突皮海鞘和冠瘤海鞘[51]。加强外来海鞘入侵的监测、研究及防治, 并探讨其与当地物种之间的关系具有重要的现实意义。

再有, 在温带海域, 一年中海鞘只繁殖1 次, 而热带海域, 则可繁殖2—4 次[52], 因此, 海鞘在南海是污损生物群落中非常重要的类群, 应值得人们重点关注。另外, 以往的污损生物生态研究基本局限在沿岸港口和海湾等经济活动频繁的海域, 围绕南海诸岛及周边海域相关研究还不多[53-54]。随着海洋设施增多和布设深度的增加, 必然为人们提供了一个探讨相关环境与海洋生物之间关系的机会[55], 因此, 下一阶段的工作除了继续对沿岸代表性海域开展深入研究外, 还需结合海洋经济发展和科学研究的需要, 加强离岸设施(尤其深海环境)污损生物群落的研究, 以期更好地掌握污损性海鞘的组成分布和种群特点及发展趋势。

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Review of fouling ascidians in the coastal waters of China

HAN Shuaishuai1, 2, CAO Wenhao1, 3, CHEN Di1, XIE Enyi4, YAN Tao1, 2, 3*

1. Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China 3. Key Laboratory of Marine Environmental Corrosion and Bio-fouling, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China 4. Fisheries College of Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China

Ascidians are one of the major fouling groups in the marine environment and can cause a series of problems for the aquaculture industry. To date, a total of 40 ascidian species within 20 genera and 8 families have been identified from fouling communities in the coastal waters of China. Among them, 7 species were found in the Bohai Sea, 17in the Yellow Sea, 23 in the East China Sea and 27 in the South China Sea. The dominant species in the northern sea area of China are,and. However,,andbecome dominant in southern waters. The characteristics of fouling ascidians are closely related to factors such as geographic location, immersion duration and local environmental conditions. To thoroughly elucidate species composition, distribution, population characteristics and trends in China seas, further work should be continuously conducted in representative and commercially important waters. Furthermore, combined with the needs of marine economic development and scientific research, the study of fouling communities colonizing offshore facilities, particularly in deep water, should also be strengthened.

Ascidians; fouling; species composition; distribution

X17

A

1008-8873(2018)01-186-06

2017-01-05;

2017-03-02

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课题(MCKF201601); 湛江市科技计划项目(2013C01022)

韩帅帅(1993—), 男, 硕士研究生, 主要从事污损生物生态调查方面研究, E-mail: sshan@scsio.ac.cn

严涛, E-mail: yantao@scsio.ac.cn

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.01.025

韩帅帅, 曹文浩, 陈迪, 等. 中国沿海污损性海鞘生态特点及研究展望[J]. 生态科学, 2018, 37(1): 186-191.

HAN Shuaishuai, CAO Wenhao, CHEN Di, et al. Review of fouling ascidians in the coastal waters of China[J]. Ecological Science, 2018, 37(1): 186-191.

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