中国沿海污损生物研究进展综述

周家丽，刘 丽，王学锋，傅建融

(广东海洋大学水产学院，广东 湛江 524088)

0 引言

海洋污损生物是指固着或者栖息在船舶和各种人工设施水下部位、对人类经济活动产生不利影响的所有海洋生物总称[1]。据统计，全世界记录的污损生物有4 000 余种，主要包括一些大型藻类、水螅、外肛动物、龙介虫、双壳类、藤壶和海鞘[2]。这些生物长期附着于网箱等海洋设施上、对人类活动产生不利影响[3]。

作为世界上最大的海产品出口国，海水网箱养殖已然是我国重要的经济支柱之一，而污损生物是深水网箱养殖管理中的一大难点。污损生物与经济养殖对象如鱼类等生物争夺附着基和饵料，堵塞养殖设施的网孔，阻碍内外环境水体交换，甚至直接附着在养殖对象上干扰其生长发育过程从而降低其品质，给海水养殖事业造成严重危害[4-5]。因此，应高度重视污损生物的危害性，深入了解污损生物的生态特点，以寻找破解方法。

目前郑成兴、王建军、林盛和李传燕等[6-9]分别对黄渤海的海鞘类、多毛类、腔肠类和苔藓虫作了较为详细附着量和种类记载；曾地刚等[10]对东海污损生物群落组成和分布进行了记录；方芳等[11]对南海污损生物区域分布和物种数量进行了详细记录。但发现所记录的数据多集中在20世纪90 年代，年限久远，记录数目相对较少，代表性不强，理清各个区系污损生物群落的结构特点及演变规律是有效治理污损生物危害的前提，据1990—2021 年有关污损生物主题聚类分析可知，目前相关研究主要集中在群落种类分布和防污技术，如图1所示，因此针对四大海域的污损生物的生态调查非常有必要。

图1 1990—2021 污损生物主题引用聚类分析图Fig.1 1990—2021.Cluster analysis of subject references of fouling organisms

本研究根据多年的文献资料，对中国沿海污损生物生态状况和海水网箱材质进行了综合分析，同时也对下一阶段针对某一海域开展不同材质网箱挂网实验研究进行了探讨，以期为进一步研究提供参考。

1 四大海域污损生物状况

1.1 渤海海域

渤海是我国的内海包括辽东湾、大窑湾港、营口港、青岛港等多个港湾[1]。渤海海域属于温带气候，由黄河、海河、辽河三大流域和七个水系组成，年入海泥沙为13×108t[12]，大量泥沙入海使渤海海域海水呈透明度小、盐度低的特点，且年水温差较大，冬季水温偏低[13]。上述环境特征对渤海海域污损生物群落特征起到了决定作用，其种类组成较为简单，以温带种和广温种为主，本次收录到10个门类的污损生物主要有软体动物[13]、苔藓动物[9]、甲壳类、多毛类[7]、腔肠动物[8]、海鞘[6]和藻类[13]等，而收录的总种类数有81 种，其中致密藤壶、长牡蛎、曼哈顿皮海鞘和柄瘤海鞘是渤海污损生物群落中最主要的优势种,其它常见污损生物种类为肠浒苔、浒苔、环口线螅、大室膜孔苔虫、相似膜孔苔虫、泥藤壶和蜾蠃蜚等[1，6-9]，如表1 所示。

表1 渤海海域污损生物门、种类分布及数量情况Table 1 Distribution and quantity of fouling organisms in Bohai Sea

渤海已建成的石油平台超百座，该地区石油平台污损生物是最为典型的生物污损案例[13]。据大量文献统计，平台海域全年都有大量的污损生物附着。渤海污损生物的季节变化，污损生物的附着季节（月份）主要为6—10月，其中7—9月是附着盛期，且生物附着量以7月为最高；11月至翌年4月污损生物较少出现。综合金州湾、秦皇岛、渤海湾、莱州湾、渤海海峡等港湾，可知6—9月为渤海海域污损生物附着盛期。

1.2 黄海海域

黄海海域包括辽东半岛、山东半岛、胶州湾、连云港、吕四洋海域等多个港湾[1]。黄海海域属于温带区域，黄海寒暖流交汇，黄海海水透明度变小，黄海海水的盐度也较低，上述的环境特征，对黄海海域污损生物特征起了决定作用，本次收录到8个门类的污损生物主要有绿藻门、节肢动物门、苔藓动物门、软体动物门等，而收录的总种类数有107种，主要优势种有东方缝栖蛤、多室草苔虫、玻璃海鞘、紫贻贝、大室膜孔苔虫、纹藤壶、太平洋牡蛎、华美盘管虫等[14-15]，如表2所示。

表2 黄海海域污损生物门、种类分布及数量情况Table 2 Distribution and quantity of fouling organisms in Huanghai Sea

黄海的青岛海域污损生物具有种类多、数量大,可全年附着的特点，该海域优势种为柄海鞘、海苔虫[16-17]。黄海污损生物的季节变化，苏秀榕等[18]研究指出黄海海域春、秋两季适宜薮枝螅等腔肠动物的附着，其中7月是柄海鞘的附着高峰期，紫贻贝在8月的附着量最大；冬季则为大型褐藻附着的时间。污损生物附着的种类及生物量随季节变化明显，夏季为黄海海域污损生物附着高峰期，且不同种类污损生物具有各自的季节特点。

1.3 东海海域

东海海域包括北关港、洋山深水港、舟山港、闽江港等多个港湾。东海水质极差，赤潮出现频率较高，海水透明度较低，属于亚热带海洋性气候，上述的环境特征，对东海海域污损生物特征起了决定作用，其污损生物群落的类型众多[19]。东海污损生物主要由两大类群种类组成，即沿岸温带广温种和亚热带暖水种。我国沿岸温带广温种，本次收录到14 个门类的污损生物主要有节肢动物门、环节动物门、软体动物门、绿藻动物门等等，而收录的种类数有304种，主要种类有刚毛藻、肠浒苔、浒苔、水云、中胚花筒螅、中国不等蛤、近江牡蛎、僧帽牡蛎、纹藤等，亚热带暖水种，主要种类有翡翠贻贝、珠母贝、网纹藤壶、三角藤壶等[20]，如表3所示。

表3 东海海域污损生物门、种类分布及数量情况Table3 Distribution and quantity of fouling organisms in Donghai Sea

东海海域舟山港的污损生物种类主要有水螅虫、海葵、麦秆虫、钩虾、藤壶等。东海污损生物季节分布，东海海域全年都有污损生物附着，附着高峰期出现在水温较高的夏秋季，其附着种类数多，附着密度大，附着低谷期出现在水温较低的冬春季，其附着种数少，附着密度低，因此，6—9月为该海域防治污损生物的主要季节[10，20]。

1.4 南海海域

南海海域包括汕头港、珠江口、莆田、兴化湾等多个港湾。南海自然环境比较复杂，除珠江、韩江等少数河口水域外，大部分海域的盐度高，温度高，透明度大，附着生物种类多，生长迅速，附着量大，是我国污损生物生态调查的重点海域之一[11]。本次收录到14个门类的污损生物主要有节肢动物、软体动物、苔藓动物、环节动物、腔肠动物、被囊动物和藻类[28-30]，主要种类有翡翠贻贝、藤壶、沙蚕和钩虾等，如表4所示。

表4 南海海域污损生物门、种类分布及数量情况Table4 Distribution and quantity of fouling organisms in Nanhai Sea

在华南沿岸水域无柄蔓足类是最主要的致污种类，其中网纹藤壶为绝对优势种[11，31]；而有柄蔓足类的种类和数量随离岸距离增加显著增大，尤其在远离陆地的近海水域污损生物群落中占据优势地位[32]；而苔藓动物也是污损生物群落的常见种类之一[33-34]。南海污损生物季节分布，该海域污损生物一年四季均可附着，但有明显的季节变化，一年有两个附着高峰期，第一个附着高峰在4—5月,另一个在10—12月；而且不同季节的优势种不同[30]。

2 网箱材质分类与特点

网衣是海水网箱养殖的重要组成部分，慎重选用适配性好的网衣对于养殖户来说很有必要的[38]。20 世纪70 年代以来，我国海水养殖业兴起，传统网箱主要以松木板、毛竹、松木杆和钢管为框架，以聚乙烯为网片[39]。现有海水网箱可以分为柔性网衣和刚性网衣[38]，柔性网衣包括PE网衣、PA 网衣和UHMWPE 网衣等[40-43]，刚性网衣包括龟甲网、金属网衣等。

聚乙烯网衣又称为PE网衣，由普通的PE单丝组成，主要有PE 有结网、PE 经煸网和PE 绞捻网三种类型，它具有密度小、不吸水、滤水性好、价格低廉等特点，是目前使用最广的网衣材料，如挪威的HDPE 圆形网箱、TLC 张力框架网箱，中国台湾的浮绳式网箱等[44]。PA 网衣也是传统网衣的常用材料之一，具有密度大、吸水性好、延伸性大和耐磨性好，价格适中等特点[41]。UHMWPE 网衣由UHMWPE 纤维构成，属于新型网衣材料，具有密度小、高强度、耐磨性好、延伸性小等特点，在网箱运用上较为广泛，推动了网衣技术的升级[44-47]。PE 网衣、PA 网衣和UHMWPE 网衣三种柔性网衣均易附着海洋污损生物。

龟甲网主要有EcoNet、HopeNet和HRNet等品类[42]，它是由PET单丝编织而成，具有综合性能好、寿命长、光滑坚硬的特点。金属网衣具有“0”生物附着、健康环保等优点，但较其它网衣相比，它的价格较昂贵且重量大。石建高[43]、陈昌平[47]、邱志福[48]和聂政伟[49]等人开展了刚性网衣的研发和应用。刚性网箱市面上较少投入使用，但也是有使用范例，如美国OST 网箱(蝶形网箱)为半刚性海水[50]。综合来看，刚性网衣较柔性网衣防污能力更强，但因其价格昂贵、重量较大等特点，因此投入使用较少，如表5所示。

3 污损生物特点综合分析

参考周斌等人二十余篇文献可知，目前节肢动物门、软体动物门、环节动物门、绿藻门、腔肠动物门、苔藓动物门、脊索动物门、红藻动物门、扁虫动物门、海绵动物门、棘皮动物门、纽形动物门、线虫动物门、毛腭动物门和星虫动物门，其中节肢动物门、软体动物门、环节动物门为各个海域污损生物常见优势种，在各个季节均有分布。四季比较，夏季的附着强度明显高于其余三季，浒苔、藤壶、中胚花筒螅和牡蛎为各海域常见种。所调查海域鉴定出的污损生物530 种，不同海域的差异较大，其中渤海有128 种、黄海有183 种、东海有424 种、南海有322 种，由调查数据可知，东海、南海相较于渤海、黄海更适于污损生物的生长，这与南方热带和亚热带季风性气候和海域环境有关，其中温度成为关键的生态因子，但根据目前收录数据发现南海物种总数较东海少，这表明目前数据仍需补充和验证，特别是针对各个海域污损生物的生态调查。

经统计发现，目前污损生物的样品收集的材料来源大多是环氧酚醛玻璃布层压板，环氧酚醛玻璃布层压板是目前船体、石油平台等海上设施常用防污绝缘体材料，发现该材质可附着多种污损生物，目前市场使用广泛的柔性网衣如PE网衣、PA网衣、UHMWPE网衣污损生物附着情况也较为严峻，这会给养殖户造成很大的经济损失，但较环氧酚醛玻璃布层压板污损生物调查研究少，因此，探索出防污能力更强的网箱材料是目前重要的研究方向。

4 发展与展望

海洋污损生物群落是由复杂生物、化学、物理的共同相互作用下形成的独特生态环境[51]。胡煜峰等[52]指出网箱污损生物的附着情况，一直以来是海洋养殖户的关注重点。通常情况下，人们会根据污损生物的附着情况，定期采取有关的防除措施来减少污损生物的附着。但现存的很多防除手段，如人工机械清除、倒笼法、爆晒法和海水过滤法等等[53]，这些传统手段效率低，耗时耗力耗材，防污手段的改进应结合区域污损生物的生态特点进行研发改进。

而关长涛[53]、林德芳[44]等人指出大型深水网箱养殖模式是我国海洋网箱养殖的发展趋势。但目前对于离岸的污损生物了解尚浅[54-55]，甚至有可能比近岸区域污损严重，事先了解各海域的污损生物生态状况是非常有必要的。目前，中国沿海的污损生物生态的研究基本局限在近海区域、海港区域、浅海区域等，有关深水网箱养殖的污损生物调查，仅水柏年等[56]做了相关研究，故加强对各海域的污损生物生态情况了解是必要的。

至于有关海洋污损生物的防污技术的研究是较为深入的，刘珊珊等[51]将海洋污损生物防除手段分为物理清污、化学清污和生物清污三大类，其中物理清污主要指人工辅助的机械清除手段[57]，化学清污主要指网箱的涂层防护[58]、网箱合成材料的自身化学防护和药物浸泡法除污等等[51]，生物清污指的是利用海洋生物的生物关系形成的生态系统进行生物制约，从而减轻污损生物附着的防污模式[59-61]。基于低表面能防污涂料、天然防污产品对环境友好[52]，故应加大力度对该方面的研究，以探索出更加低消耗高收益的防污措施，探究网箱的生物附着规律无疑为其提供了更为全面的研究基础。

表5 网箱材质分类与特点Table5 Classification and characteristics of cage materials

目前市面上的网箱材质较为局限，大多是聚乙烯和尼龙网衣，缺少针对各种材质的污损生物的附着规律探究，其中不同防污手段下的网箱附着污损生物的生态特点也需进一步探究，以为海洋网箱养殖渔民提供更好的网箱养殖手段。深入探究污损生物群落的物种分布规律、季节变化等多种生态因素，将有助于掌握网箱污损生物的生长规律，从而更好地做好网箱养殖的防除措施。

5 结语

综上所述，开展海洋污损生物的生态研究是确保海洋环境友好发展和海洋设施的长期防护至关重要的一环。探讨海洋污损生物的附着规律和分布规律不仅有益于网箱养殖和海洋设施防护，而且也是探究生物科学的重要科学依据，对促进海洋生态发展具有重要的指导作用。今后，污损生物的研究应综合物理、化学、经济等学科特点，在实践中寻找更适宜的手段解决生物污损问题。