雷州半岛东南海域污损浮标的大型藻类

曹文浩，严涛,，谢恩义，郑志平，韩帅帅,，张慧,，陈迪

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，广东 广州 510301；2. 中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室，山东 青岛 266071；3. 广东海洋大学水产学院，广东 湛江 524088；4. 交通运输部南海航海保障中心湛江航标处，广东 湛江 524074；5. 中国科学院大学，北京 100049

雷州半岛东南海域污损浮标的大型藻类

曹文浩1，严涛1,2，谢恩义3*，郑志平4，韩帅帅1,5，张慧1,5，陈迪1

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，广东 广州 510301；2. 中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室，山东 青岛 266071；3. 广东海洋大学水产学院，广东 湛江 524088；4. 交通运输部南海航海保障中心湛江航标处，广东 湛江 524074；5. 中国科学院大学，北京 100049

大型藻类是海洋污损生物群落中的常见类群，其附着会破坏浮标防护涂层，增加浮体重量，增大水流拖曳力，导致腐蚀危害风险升高，甚至可能造成浮标移位，从而缩短相关设施的工作时间。为探讨热带海区冬季浮标大型藻类附着污损状况及其与浮标布设时间的关系，于2015年2月初，对布设在雷州半岛东南海域2个近岸浮标上附着的大型海藻进行采样分析。结果表明，该海域浸海时间6个月的浮标A，浮体侧面仅附着浒苔（Enteromorpha prolifera）和石莼（Ulva lactuca）2种大型绿藻，而在浸海时间19个月的浮标B上，共采集到绿藻门的浒苔、肠浒苔（E. intestinalis）、石莼、裂片石莼（U. fasciata）和红藻门的舌状蜈蚣藻（Grateloupia livida）、柔质仙菜（Ceramium tenerrimum）6个种类。浮体侧面下部和浮底没有采集到大型污损藻类。浒苔、肠浒苔、石莼、裂片石莼为喜强光藻类，繁殖力强，配子或孢子在浮体固着形成一定生物量的种群后，不太喜光的舌状蜈蚣藻和柔质仙菜才出现，表现出先附着绿藻后附着红藻的着生规律，且浮标浸海时间越长，污损藻类的种类越多。浮体水线部位的污损主要由绿藻引发，而红藻则多出现在浮体侧面浸没区域略深的部位，这种格局应与藻类所含色素的种类和比例及光线在海水中的穿透性等因素密切相关。研究结果可为航标污损生物防治和南海大型藻类生态研究提供基础资料。

雷州半岛；大型藻类；浮标；污损

对船舶而言，海洋污损生物的附着不仅增加阻力，导致航速下降，而且还增大燃料消耗、噪音和振动（Schultz et al.，2011）；至于浮标、海水管线、养殖器具和油气平台等设施，则会引发漂移、沉没、堵塞、磨损、加速腐蚀和增大动力载荷效应等危害（Edyvean et al.，1985；严涛等，2008b；杨天笑等，2013）。作为海洋污损生物群落中的常见类群，大型藻类的附着范围可从潮上带延伸至水下12 m甚至更深（Picken，1986；Sell，1992）。

大型海藻附着引发的危害主要为：（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体重量，导致浮标移位或沉没，缩短设施的工作时间；（3）破坏防护涂层，并通过产生腐蚀代谢产物直接对其所附着的金属产生腐蚀影响；（4）为腐蚀微生物的生长提供所需环境条件，间接导致金属腐蚀过程加快（Terry et al.，1986；Callow et al.，1990；Ludyansky，1991）。因此，在特定海域开展污损性大型藻类生态特点研究具有重要的理论和实际意义。

虽然以往曾在秋季（10月份）和春季（4月份）对南海北部海域近海浮标的污损生物进行过原位调查（Yan et al.，2009），但绝大多数近岸和近海浮标的污损生物调查工作都安排在夏季进行（林盛等，1989；郑成兴等，1996；严涛等，1999）。尽管冬春两季是大型藻类的生长高峰，但由于此时海上风浪较大，工作条件恶劣，非常不利于出海作业，故在10月至翌年4月期间，通常不开展浮标污损生物原位调查研究，从而制约了人们对该海区大型藻类污损状况及特点的了解。

特定海区挂板调查可为推测邻近区域污损生物状况提供依据，但基于挂板调查的站位通常都处在港口和海湾内，与开阔海域的环境状况存在较大差异（刘勐伶等，2006）。为了探讨热带海区冬季浮标大型藻类附着污损状况，掌握浮标布设时间的长短是否影响其上附着生长的大型海藻，于2015年2月初对雷州半岛东南海域2个浮标上的大型海藻进行采样分析，以期为进一步揭示热带海区大型藻类污损特点奠定基础。

1 材料与方法

于2015年2月初实地调查了南海北部雷州半岛东南海域2个近岸浮标（图1），其中浮标A离岸距离约1.7 km，在海中布设时间约6个月；浮标B距岸约2.9 km，浸海时间约19个月。参照《海洋调查规范》第6部分：海洋生物调查（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2007），对浮标水线部位和浸没区域附着的大型海藻进行了定性采集和拍照记录，并将藻类样品带回实验室，根据其宏观、微观形态特征和解剖特点，参照分类检索表进行分类鉴定，再比对相关文献描述进一步确定所鉴定的种类。

2 研究结果

2.1 污损浮标的大型藻类种类组成

从2个浮标的污损生物群落中，共采集和鉴定出大型藻类6种，它们分别是隶属绿藻门的浒苔（Enteromorpha prolifera）、肠浒苔（E. intestinalis）、石莼（Ulva lactuca）和裂片石莼（U. fasciata）及红藻门的舌状蜈蚣藻（Grateloupia livida）和柔质仙菜（Ceramium tenerrimum）。

2.2 浮标布设时间对大型污损藻类组成的影响

在布设时间仅为6个月的浮标A上栖息附着的大型藻类为浒苔和石莼；而在布设时间长达19个月的浮标B上附着的大型藻类为浒苔、肠浒苔、石莼、裂片石莼、舌状蜈蚣藻和柔质仙菜等6个种，呈现出浮标布设时间延长，大型污损藻类的种类随之增多的趋势，而且表现出先附着绿藻后附着红藻的着生规律。

2.3 大型污损藻类的空间分布状况

从图2可知，浮体侧面的水线部位附着了以浒苔为主的绿藻污损，浸没区上部除了附着以蜈蚣藻和仙菜为代表的红藻外，还有少量的浒苔和石莼等绿藻出现；另外，蜈蚣藻的附着呈零星分布状，而仙菜则成片大面积地将浮体侧面覆盖。至于浮体侧面下部和浮底及尾管等部位，未观察到大型藻类的附着。

3 分析与讨论

从出现频次来看，南海北部雷州半岛东南海域冬季污损浮标的大型藻类以浒苔和石莼等绿藻最为常见，而在浸海时间较长的设施上则大量附着红藻。在污损性大型藻类的群落发展过程中，喜强光的浒苔、肠浒苔、石莼和裂片石莼等藻类繁殖力强，其配子或孢子率先在浮体上固着形成一定生物量的种群后，不太喜光的舌状蜈蚣藻、柔质仙菜才出现，从而表现出先附着绿藻后附着红藻的着生规律，且浮标浸海时间越长，污损藻类种类越多。

图1 雷州半岛东南海域近岸浮标调查站位布设示意图Fig. 1 Location of the navigation buoys southeast of the Leizhou Peninsula

图2 雷州半岛东南海域2个近岸浮标大型藻类污损状况Fig. 2 Fouling macroalgae on the buoys southeast of the Leizhou Peninsula

在垂直分布方面，绿藻主要附着在浮体的水线部位，而红藻多出现在浸没区域略深处，其间还零星附着有少量的浒苔和石莼等种类，该分布格局应与藻类所含色素的种类和比例及光线在海水中的穿透性等因素密切相关（Spalding et al.，2003；丁兰平等，2011），并受波浪、岩礁边坡、沉积状况、水层温度和营养成分及生物相互作用等因素的影响（Hiscock，1986）。通常情况下，潮间带的高潮带以绿藻为主，红藻和褐藻则分布在中、低潮带（赵素芬等，2006；徐娜等，2014），而潮下带主要由褐藻和红藻组成（谢恩义等，2009）。可见，此次冬季浮标调查显示大型海藻的附着也呈现类似分布状况。

以往研究结果表明，在雷州半岛沿岸、琼州海峡和海南岛的海口湾及邻近的清澜港，污损浮标的大型海藻多为石莼科的绿藻、水云属（Ectocarpus）的褐藻及多管藻属（Polysiphonia）的红藻（黄宗国等，1982a，1982b；严岩等，1994；王华接等，1997）；另外，在雷州半岛西南部流沙湾中布设多年的系船水鼓上可观察到大量附着的鼠尾藻（Sargassum thunbergii）、羊栖菜（S. fusiforme）和蜈蚣藻（G. filicina）（黄宗国等，1982b）。因此，通过对此次调查结果和以往文献资料的综合分析可以看出，在热带沿岸海域，污损浮式结构物的大型藻类，其群落的形成和发展应随设施浸海时间的延长而趋于复杂。

然而，在远离大陆和岛屿且深度较大的近海海域，污损浮标的大型藻类除了有浒苔和多管藻等常见种类外，蓝藻门的鞘丝藻、褐藻门的褐茸藻和绿藻门的刚毛藻（Cladophora sp.）等亦大量出现（严涛等，1997，1998a，1998b，2000，2008a；Yan et al.，2003）。这几种海藻是常见的广布性污损种类，适于在海水表层生长繁殖，其配子或孢子易随海流带至浮标的位置。另外，形体纤小的丝状体海藻，有较好的柔性，不易折断，能更好地适应离岸深水海域风高浪大，海流湍急的环境；此外，人工设施产生的新栖息环境竞争压力相对减小，从而使藻类的种群得以充分发展。在温带开阔海域，浮式结构物附着的藻类组成也比港内更为复杂多样（Fletcher，1980）。

浒苔属绿藻通常是导致超级油轮污损的主要种类，其次为褐藻的水云属，此外还有绿藻门的刚毛藻科（Cladophora）和丝藻科（Ulothrix）及红藻门的松节藻科（Rhodomelaceae）和仙菜科（Ceramium）等种类（Evans，1981），与各类浮式结构物（如浮标、浮码头等）的大型污损藻类组成具有一定的共性。此外，污损浮标的大型海藻种类组成、附着位置、生物量及演替情况还与藻类的分布范围、繁殖特性、海流和风力的扩散能力、浮标的布设时间等密切相关。为了研究开发针对性强、效果优良的新型环保防污剂，今后应在以浒苔和石莼等大型绿藻为测试对象的基础上（Yan et al.，2012），进一步开展红藻和褐藻的孢子采集培养技术研究，完善大型藻类防除测试模型构建。

另外，伴随全球经济一体化的发展，海洋航运日趋繁忙，同时必然增加外来物种入侵的风险（Mineur et al.，2007；Godwin，2003），而且浮码头、木桩、浮标和船舶等人工附属物浸水部位常常成为这些外来物种青睐的首选附着对象（Marins，2010）。作为海上通航不可或缺的交通设施，航标的分布不仅从沿岸港口延伸到离岸数十公里外的水域（Kerckhof et al.，2001），甚至各港口相互之间还能交织构成一个庞大的网络系统。因此，通过对航标污损生物群落进行长期监测分析，不仅可为维护保养工作提供科学依据，还能及时分析和掌握外来物种入侵及其对本土生物及生态系统影响的状况。

4 结论

南海北部雷州半岛东南海域地处热带，冬季污损浮标最为常见的大型藻类为以浒苔和石莼为代表的绿藻，而在浸海时间较长的设施上还出现了大量的以柔质仙菜和舌状蜈蚣藻为主的红藻。污损性大型藻类群落的发展呈现出先附着绿藻后附着红藻的着生规律，且具有浮标浸海时间越长，藻类种类越多的特点。另外，浮体水线部位的污损主要由绿藻引发，红藻则多出现在浮体侧面浸没区域略深处。

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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, 严涛, 谢恩义, 郑志平, 韩帅帅, 张慧, 陈迪. 2017. 雷州半岛东南海域污损浮标的大型藻类[J]. 生态环境学报, 26(4): 658-662.

国家自然科学基金项目（41176102）；湛江市科技计划项目（2013C01022）；中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室开放基金项目（MCKF201601）

曹文浩（1981年生），男，工程师，研究方向为海洋污损生物与防除。E-mail: caowh@scsio.ac.cn

*通信作者。谢恩义，E-mail: xieey@gdou.edu.cn

2017-02-22