上海港外來船舶壓艙水中浮游植物種類及入侵風(fēng)險

上海港外來船舶壓艙水中浮游植物種類及入侵風(fēng)險

壓艙水是指當(dāng)船舶未滿時，為了提高船舶的工作效率，應(yīng)將水額外添加到特定的容器和空容器中。在過去的30多年間,壓艙水排放已對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了威脅,甚至導(dǎo)致災(zāi)難性后果,因此被世界環(huán)?；?GEF)認(rèn)定為海洋面臨的四大威脅之一。近年來,外來船舶壓艙水排放所帶來的生物入侵問題日益受到人們的關(guān)注。上海港位于長江三角洲前緣,地處長江東西運(yùn)輸通道與海上南北運(yùn)輸通道的交匯點(diǎn),是我國沿海的主要樞紐港,上海港每年進(jìn)出境的國際航行船舶達(dá)2萬多艘次,其中1000多艘船舶在港期間要排放壓艙水,目前對上海港壓艙水?dāng)y帶浮游植物的調(diào)查和研究還比較少。本研究著重調(diào)查了2007年8月—2011年5月上海港60艘外來船舶壓艙水中各類浮游植物的種類,并初步分析和討論了外來壓艙水排放對上海港造成的潛在生態(tài)威脅,為相關(guān)的海洋生態(tài)學(xué)風(fēng)險評估以及壓艙水管理的相關(guān)政策制定提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1材料表面1.2水樣品的預(yù)處理收集水樣均通過直接打開人孔或壓載艙導(dǎo)門人工采集壓艙水水樣,采水量為10l,后加入飽和碘固定液進(jìn)行固定。樣本的鏡檢分別采用體視顯微鏡、光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察,結(jié)合聯(lián)合國教科文組織推薦的浮游植物手冊進(jìn)行物種鑒定。2結(jié)果2.1常見藻類種類通過對上海港外來船舶壓艙水進(jìn)行調(diào)查,共檢出壓艙水?dāng)y帶的浮游植物152種(表1)。從收集的樣本里鑒定出浮游植物8門63屬152種(含變種)。其中硅藻門物種最多(41屬112種,占總種數(shù)73.68%),其次是甲藻門(12屬28種),藍(lán)藻(4屬5種),綠藻(2屬2種)、金藻(1屬2種)、裸藻(1屬1種)、黃藻(1屬1種)和隱藻(1屬1種)等門類較少。常見種(出現(xiàn)率≥30%)是菱形海線藻(Thalassionemanitzschioides)出現(xiàn)率為41.67%;圓海鏈藻(Thalassiosirarotula)出現(xiàn)率為30.00%;長菱形藻(Nitzschialongissima)出現(xiàn)率為30.00%。此外,中肋骨條藻(Skelrtonemacostatum)出現(xiàn)率為23.33%、丹麥細(xì)柱藻(Leptocylindrusdanicus)出現(xiàn)率為20.00%;尖刺擬菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)出現(xiàn)率為16.67%。2.2產(chǎn)毒生物種類見表1從收集的濾樣里共鑒定出62種赤潮生物,分別隸屬于5門32屬62種(含變種)(表1)。其中硅藻類赤潮種類最多(21屬41種,占總種數(shù)66.13%),其次是甲藻門(8屬18種,占總種數(shù)29.03%),藍(lán)藻(1屬1種)、金藻(1屬1種)和黃藻(1屬1種)等門類較少。共鑒定出5種產(chǎn)毒生物,分別為甲藻門的海洋原甲藻(Prorocentrummicans)、鏈狀亞歷山大藻(Alxandriumcatenella)、倒卵形鰭藻(Dinophysisfortii)、米氏凱倫藻(Kareniamikimotoi)以及黃藻門的赤潮異彎藻(Heterosigmaakashiwo)。疑似產(chǎn)毒生物2種,均屬于硅藻門,分別為柔弱擬菱形藻(Pseudo-nitzschiadelicatissima)、尖刺擬菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)。3討論3.1浮游植物種類調(diào)查鄭劍寧等對寧波口岸國際航行船舶壓艙水?dāng)y帶的水生生物進(jìn)行了調(diào)查,經(jīng)鑒定發(fā)現(xiàn)浮游植物共50種,其中硅藻38種、甲藻4種、藍(lán)藻3種、綠藻2種、金藻1種、原生動物2種。王愛民等在對湛江港63艘外來船舶的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)藻類37種。李偉才等通過對日照入境船舶壓艙水中的浮游植物調(diào)查,共獲得浮游植物79種,其中硅藻57種,甲藻22種。此后,在對煙臺入境船舶壓艙水中的浮游植物的調(diào)查中,共發(fā)現(xiàn)浮游植物31種,其中硅藻17屬20種、甲藻5屬11種。對上海港國際航行船舶壓艙水?dāng)y帶的浮游植物調(diào)查結(jié)果顯示,其所攜帶的浮游植物種類均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寧波、廈門、湛江、日照及煙臺港的生物種類。究其原因,首先可能是本次調(diào)查的船舶日本、韓國航線較多,航程較短,水生生物的存活幾率高,再者也可能是采樣量比較大,種類也相對比較多。由于我國目前還沒有對壓艙水生物采樣方法的統(tǒng)一操作規(guī)程,以往有關(guān)調(diào)查的采樣量也普遍偏少,加上對大量壓艙水所攜帶的生物幼體因各種原因不便開展實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)和鑒定工作,因此,外來壓艙水生物的物種豐富度可能被低估。3.2赤潮種及產(chǎn)毒種目前,國內(nèi)外對赤潮及有毒藻類的調(diào)查研究日漸重視。周名江等認(rèn)為在4000多種海洋浮游微藻中有260多種能形成赤潮,其中70多種能產(chǎn)生毒素。本次調(diào)查共鑒定出62種赤潮生物,分別隸屬于5門32屬(含產(chǎn)毒種5種,疑似產(chǎn)毒種2種),這些種多數(shù)是危害上海海洋生態(tài)健康與安全,甚至已造成重大損失的赤潮種。鄭劍寧等對寧波口岸國際航行船舶壓艙水?dāng)y帶的水生生物進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)14種與赤潮發(fā)生密切相關(guān)藻種,其中硅藻門10種,甲藻門3種,原生動物門1種。楊清雙等從進(jìn)入廈門港的多艘船舶壓艙水中發(fā)現(xiàn)了重要的赤潮硅藻種,擬菱形藻、中肋骨條藻以及甲藻種鏈狀裸甲藻。楊清良等對我國東南沿海港口的外來壓艙水進(jìn)行調(diào)查,共檢出赤潮生物60種(含產(chǎn)毒種4種,疑似產(chǎn)毒種2種)。本次對上海港赤潮種及產(chǎn)毒種的調(diào)查都大于前人結(jié)果。在本次調(diào)查的赤潮種和產(chǎn)毒種中,既有能夠產(chǎn)生或分泌毒素,直接危害攝食者,并通過食物鏈造成人類消化系統(tǒng)或神經(jīng)系統(tǒng)中毒的藻類,如產(chǎn)麻痹性貝毒(PSP)的鏈狀亞歷山大藻、對人體產(chǎn)腹瀉性貝毒(DSP)的倒卵形鰭藻、產(chǎn)記憶缺失性貝毒(ASP)的尖刺擬菱形藻、柔弱擬菱形藻;也有對人無害,但對魚類及無脊椎動物有害赤潮種,如米氏凱倫藻,米氏凱倫藻能產(chǎn)生細(xì)胞毒素和溶血性毒素,其赤潮可以導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類大量死亡。此外,本次調(diào)查中還有相當(dāng)數(shù)量的赤潮種,在數(shù)量正常時雖不會破壞海區(qū)生態(tài),但數(shù)量過高就會形成赤潮,導(dǎo)致水體缺氧,造成魚類和無脊椎動物死亡。如本調(diào)查中中肋骨條藻、錐狀斯氏藻就屬于此類。并且,中肋骨條藻是壓艙水中常出現(xiàn)的種類,因此,含有上述藻類的壓艙水排入上海港區(qū),將增加上海港區(qū)赤潮藻種類,增大發(fā)生赤潮的幾率,同時,壓艙水的排放也可能縮短了上海港已有物種赤潮的自然形成過程,對港區(qū)赤潮的發(fā)生起到誘發(fā)、擴(kuò)增作用。3.3外來種的鑒別長期以來,由于種種原因,各地海洋生物調(diào)查的系統(tǒng)性和連續(xù)性都不同程度存在問題,缺乏充足的生物學(xué)和地理學(xué)資料,以致中國海域紀(jì)錄的物種絕大多數(shù)無法考證其來源,鑒別外來物種較為困難。盡管缺乏直接的物種入侵證據(jù),但普遍認(rèn)為海域有毒有害新藻類的出現(xiàn)以及赤潮的頻發(fā)現(xiàn)象等與外輪壓艙水排放有密切關(guān)系。從本次調(diào)查檢出的外來壓艙水生