（环境科学专业论文）藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究.pdf

林秀雁：藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究 壶更能适应不同的红树附着基。具有明显脱皮现象的红树( 秋茄) 更能避免藤壶 的危害。因此，对于人工种植的红树幼林，要防止其遭受藤壶的危害，其种植区 域应该选择高程较高的滩涂或者人工垫高滩涂的高程，可选择易脱皮的树种( 如 秋茄) ，以减轻藤壶的危害。 在提取陆源植物活性物质作为防污剂的初步研究发现：植物提取液对藤壶无 节幼体的毒杀效果与其所采用的提取剂的种类有关。采用乙酸乙酯作为提取剂对 藤壶无节幼体的毒杀效果最好。提取的活性物质对藤壶无节幼体的毒杀效果往往 和其在各种提取剂中的溶解度有很大的关联。不同科的植物提取液对藤壶无节幼 体的毒杀效果存在一定差异性。即使是同科植物，分属不同，其提取液的毒杀活 性也存有一定的差异。同科同属的植物提取液的毒杀效果更为相近。总体上看， 百合科( l i l i a c e a e ) 提取物和单宁( t a n n i n ) 的效果较好，如洋葱( a l l i u mc e p al i n n ) 乙酸乙酯提取液1 2h 的l c 5 0 仅为8 1 0 _ 6 9 e m 3 。在实际运用中，还应根据植物 器官选用合适的提取剂以取得更好的效果。各提取液的半致死浓度( l c 5 0 ) 随着 藤壶无节幼体在各提取液中的暴露时间的延长越来越低，但下降幅度存在一定差 异性。采用乙酸乙酯作为提取剂得到的提取液的l c 5 0 的在1 2h 内的变化幅度普 遍较大。 关键词：藤壶：红树林；附着动态；防污物质；提取方法 x 厦门大学硕士论文 a b s t r a c t t h ei n v e s t i g a t i o no nt h ed i s t r i b u t i o n so fb a r n a c l e sa t t a c h i n gt ot h es t e m so f m a n g r o v es e e d l i n g s k a n d e l i ac a n d e i ( l ) d r u c ea n d a v i c e n n i am a r i n a ( f ) v i e r h d u r i n gt w oy e a r sw a sc a r r i e do u ti nz e n g y i n g ，x i a m e n t h er e s u l t ss h o w ：1 t h e r ew e r e3s p e c i e so fb a r n a c l e si nt h ea r t i f i c i a l m a n g r o v e so fx i a m e n t l l e yw e r eb a l a n u sa m p h i t r i t ea m p h i t r i t ed a r w i n ，b a l a n u s a l b i c o s t a t u sp i l s b r ya n de u r a p h i aw i t h e r s ip i l s b r y 2 t h ea b s o l u t eh e i g h to f h a b i t a tw h e r et h eb a r n a c l e sl o c a t e dw a so n eo ft h em a i ne c o l o g i c a lf a c t o r sw h i c hw e r e t h er e s t r i c t i o n so ft h e i rd i s t r i b u t i o n s t h et o t a ln u m b e r so fl a r g eb a r n a c l e s ( b a l a n u s a m p h i t r i t ea m p h i t r i t ea n db a l a n u sa l b i c o s t a t u s ) a n dt h ea b s o l u t eh e i g h tw h i c ht h e y l o c a t e dw e r et h en e g a t i v ec o r r e l a t i o n t h ea b s o l u t eh e i g h tc o n t a i n e dt w oa s p e c t s ，o n e w a st h ee l e v a t i o n sw h e r eg r e wt h em a n g r o v e s ，t h eo t h e rw a st h et r e eh e i g h t sw h i c ht h e b a r n a c l e sa t t a c h e do n t h eh i g h e rl a n de l e v a t i o nw a s ，t h eh i g h e rt r e eh e i g h tw a s ，t h e f e w e rt h et o t a ln u m b e r so fl a r g eb a r n a c l ew e r e h o w e v e r , t h ei m p a c t so fa b s o l u t e e l e v a t i o no nd i f f e r e n tt y p e so fb a r n a c l ew e r ed i f f e r e n t l a r g eb a r n a c l e sl o c a t e da tt h e l o w e re l e v a t i o n ，a n ds m a l lb a r n a c l e s ( e u r a p h i aw i t h e r s i ) l i v e di nt h eh i g h e rp o s i t i o n d i f f e r e n tb a r n a c l e s d o m i n a n ts p e c i e se x i s t e di nd i f f e r e n tk i n d so fe l e v a t i o n s b u tt h e n u m b e r so fl a r g eb a r n a c l e sa t t a c h i n go na v i c e n n i am a r i n aa n dt h el a n de l e v a t i o n sh a d m u c hb e t t e rc o r r e l a t i v i t i e s 3 s e a s o n a lc h a n g e sw a sa n o t h e rf a c t o ra f f e c t i n g b a r n a c l ea t t a c h m e n t l a r g eb a r n a c l e si nk a n d e l i ac a n d e la n de a c hk i n d so fb a r n a c l e s i na v i c e n n i am a r i n a ，t h eq u a n t i t i e si ne a c hs e a s o nw e r e ：l o wl a n d m i d d l el a n d h i g hl a n d b u tt h eq u a n t i t i e so fs m a l lb a r n a c l e si nk a n d e l i ac a n d e lw e r eh i g h e s to n l y i ns p r i n g ，s u m m e ro f2 0 0 6 a n di no t h e rs e a s o n s ( f a l la n dw i n t e r ) t h e yw e r e c o n s i s t e n tw i t ht h eo t h e rb a r n a c l e s d i s t r i b u t i n gt e n d e n c y e v e ni f i nt h es a m et y p el a n d ， a l o n gw i t ht h es e a s o n a lv a r i a t i o n ，i t sd o m i n a n ts p e c i e sa l s oc h a n g e d i nl o wl a n d ，t h e q u a n t i t i e so fl a r g eb a m a c l e si nk a n d e l i ac a n d e lw e r eb i g g e rt h a ns m a l lb a r n a c l e so n l y i ns u m m e r a n ds m a l lb a r n a c l e sw e r et h ed o m i n a n ts p e c i e sf o ral o n gt i m ei nt h e m i d d l ea n dh i g hl a n d b u ti na v i c e n n i am a r i n a , b a r n a c l e s i n t e r s p e c i f i cc o m p e t i t i o n s x i 林秀雁：藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究 w e r ef i e r c e ，s ot h ec h a n g e so ft h ed o m i n a n ts p e c i e sw e r eb i g t h es e a s o n a ld y n a m i c d i f f e r e n c e so fb a r n a c l ea t t a c h m e n t sw e r ei n f l u e n c e db yt h e i ro w ng r o w t ha n d r e p r o d u c t i o nc y c l e t h ea t t a c h m e n tp e a ko fb a l a n u sa m p h i t r i t ea m p h i 驴i t ew a sw i n t e r a n ds p r i n g ( f r o mn o v e m b e rt oa p r i l ) ，b u te u r a p h i aw i t h e r s iw a sa u t u m n ( f r o m a u g u s tt oo c t o b e r ) i ns p r i n ga n ds u m m e r , t h ew a v ee r o s i o nc a u s e db yt h et y p h o o n s c a u s e dk a n d e l i ac a n d e lt op e e lt h e i rs k i n sf r e q u e n c y t h eb a r n a c l e sw h i c ha d h e r e dt o t h es k i n sf a l lo f f s oi tc a u s e dt h a to n l yt h eq u a n t i t i e so fe u r a p h i aw i t h e r s ii nt h e m i d d l ea n dh i g hl a n di nk a n d e l i ac a n d e li n c r e a s e di nt h ef i r s ty e a r t h ea v e r a g e n u m b e r sw e r e14 7a n d19 7i ns e v e r a l o t h e rt y p e s b a r n a c l e se x p e r i e n c e da t t a c h m e n t ， g r o w i n gu p ，f a l l i n go f f , s ot h ei n f l u e n c e st ok a n d e l i ac a n d e lw e r en o tb i gf i n a l l y b u t ， i na v i c e n n i am a r i n a , t h eq u a n t i t i e so f e a c hk i n do fb a r n a c l e sh a di n c r e a s e do b v i o u s l y 4 t h em a n g r o v es p e c i e sw h e r et h eb a r n a c l ea t t a c h e dw a st h et k r di m p a c tf a c t o r e u r a p h i aw i t h e r s i c a l l a d a p tt o d i f f e r e n tm a n g r o v ea t t a c h m e n tb e t t e rt h a no t h e r b a r n a c l e s t h em a n g r o v es p e c i e sw h i c hc a l lp e e lb a r k so b v i o u s l y ( k a n d e l i ac a n d e l ) c a na v o i dt h eh a r mo ft h eb a r n a c l e s t h ea r t i f i c i a lm a n g r o v e s ，t op r e v e n ts u f f e r r i n g f r o mt h eb a r n a c l e s ，t h ep l a n t i n ga r e as h o u l dc h o o s et h eh i g h e re l e v a t i o no ra r t i f i c i a l b o o s t e dt h ee l e v a t i o no ft h eb e a c h c h o o s i n gk a n d e l i ac a n d e la st h em a i nt r e es p e c i e s c a nr e d u c et h eh a r mo ft h eb a r n a c l e s i nt h ee x t r a c to ft e r r e s t r i a lp l a n tm a t e r i a l s ，i tw a sf o u n dt h a tt h et o x i c i t i e so f e v e r yp l a n te x t r a c t sh a ds o m er e l a t i o n s h i p sw i t ht h et y p eo ft h ee x t r a c t i o n st h e yu s e d t h ee f f e c t sw h i c hu s e de t h y la c e t a t et oe x t r a c tw e r eb e s t t o x i ce f f e c t so ft h e s u b s t a n c e sh a dag r e a ta s s o c i a t i o n 、析t i lt h es o l u b i l i t yw h i c ht h e ya d o p t e d t h ee f f e c t s o fd i f f e r e n tp l a n tf a m i l i e sh a ds o m ec e r t a i nd i f f e r e n c e s e v e ni ft h ep l a n t sw e r et h e s a m ef a m i l y , t h e r ew e r ea l s os o m ed i f f e r e n c e sw h e nt h e yb e l o n g e dt od i f f e r e n tg e n u s t h ei n s e c t i c i d a la c t i v i t i e sw h i c hp l a n t sb e l o n g e dt ot h es a m ef a m i l ya n dg e n u sw e r e c l o s e r g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t h ee f f e c t so fl i l i a c e a ea n dt a n n i nw e r eb e t t e rt h a n o t h e r s f o re x a m p l e ，t h el c s oo fa l l i u mc e p ae t h y la c e t a t ee x t r a c tw a sj u s t8 xlo e d c m i np r a c t i c a lu s e ，i no r d e rt oo b t a i nb e t t e rr e s u l t s ，i tw a sa p p r o p r i a t et oc h o o s e t h ee x t r a c t i n gs o l v e n t si na c c o r d i n gw i t ht h ep l a n to r g a n i s m s w i t ht h ep r o l o n g i n go f e x p o s e dt i m e ，l c 5 0o ft h ee x t r a c t sw e r eg e t t i n gl o w e ra n dl o w e r , b u tc h a n g i n gr a n g e s x i i 厦门大学硕士论文 w e r ed i f f e r e n t u s i n ge t h y la c e t a t e ，c h a n g es c o p e so ft h ee x t r a c t s l c s oi n12hw e r e b i g g e r k e yw o r d s ：b a r n a c l e ；m a n g r o v e ；a t t a c h i n gd y n a m i cc h a n g e s ；a n t i f o u l a n t ；e x t r a c t m e t h o d s x i i i 厦门大学硕士论文 图索引 图1 试验样地排列示意图1 4 图2 滩涂高程简易测量方法工作原理示意图1 6 图3 纹藤壶形态图1 8 图4 白脊藤壶形态图1 8 图5 白条地藤壶形态图1 8 图6 不同样地中的纹藤壶附着总数量的情况2 0 图7 不同样中的白脊藤壶附着总数量的情况2 1 图8 不同样地中的白条地藤壶附着总数量的情况2 2 图9 不同样地中的各种藤壶附着层数的情况2 3 图1 0 秋茄上各种藤壶数量与所处树层的关系2 6 图1 1 白骨壤上各种藤壶数量与所处树层的关系2 7 图1 2 两年内秋茄上的各种藤壶在各样地中所占的比例2 9 图1 3 两年内白骨壤上的各种藤壶在各样地中所占的比例3 0 图1 4 不同季节各样地中秋茄上藤壶数量和层数的比较3 2 图1 5 不同季节各样地中白骨壤上藤壶数量和层数的比较3 3 图1 6 不同科植物的水提取液l c 比较：j 5 2 图1 7 不同科植物的9 5 乙醇提取液l c 比较5 3 图1 8 不同科植物的乙酸乙酯提取液l c 靳比较5 4 v 厦门人学硕士论文 表索引 表l秋茄上的各种藤壶数量、附着层数在各样地之间的显著性比较2 4 表2白骨壤上的各种藤壶数量、附着层数在各样地之间的显著性比较2 5 表3 大型藤壶附着的最大滩涂高程3 l 表4 各样地藤壶季节变化的附着数量显著性差异3 4 表5秋茄和白骨壤上的藤壶附着数量差异3 5 表6 不同植物提取液的l c 5 0 比较4 7 表7 楝科植物提取液中藤壶无节幼体死亡的差异性4 8 表8 夹竹桃科植物提取液中藤壶无节幼体死亡的差异性4 8 表9 百合科植物提取液中藤壶无节幼体死亡的差异性4 9 表1 0 不同提取液1 2h 内的l c 5 0 变化幅度比较5 5 v i i 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在 文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利 和责任。 声明人( 签名) ：勰雁 砌3 年占月厂e t 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电 子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学 校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适 用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ( 请在以上相应括号内打“4 ”) 作者签名：砖扣移乒日期：2 潮年多月r 日 导师签 厦门大学硕士论文 1 1海洋生物污损的危害 1 1 1 红树林概况 第一章绪论 红树林( m a n g r o v e ) 为分布在热带、亚热带海岸及河口潮间带的木本植物群 落。由其为初级生产力所组成的红树林生态系统是世界上生物种类最丰富、初级 生产力最高的海洋生态系统之一( 林鹏，1 9 8 4 ) 。 红树林生态系统是世界上高生产力的生态系统之一，对近海渔业资源有重要 的促进作用。它通过凋落物形式提供给河口港湾的有机物质等生源要素和能量， 是海区生物量和生物能源的供应者之一。红树林区较稳定的物理环境，是许多鱼、 贝、虾和蟹等经济海产动物隐蔽、产卵、繁殖和生长的良好场所。红树林作为沿 海防护林的第一道屏障，对风浪具有强大的“消能作用，同时其发达的根系， 交织纵横，具有很强的固土能力，对固堤护岸、保护沿海的各种设施、景观有很 好的作用。此外，红树林还有防治污染、过滤陆源入海污染物、减少海域赤潮发 生、美化环境及提供林产自然资源等多种作用，其经济效益、社会效益和生态效 益十分显著。 但是，当前人为干扰，例如港口码头建设、围海造陆、围塘养殖、砍伐等， 使红树林受到严重破坏，大面积减少，危及海岸带生态环境。 为了保护海岸带生态环境，厦门市近年来开展了红树林生态修复的滨海湿地 生态工程。但在红树林人工营造、优良树种引种研究和工程实施工作中，红树幼 苗常受到海洋污损生物藤壶( b a r n a c l e ) 的严重危害。藤壶成为严重影响红树林 幼苗正常生长发育的关键胁迫因子之一，详见附图照片l 。 1 1 2 海洋生物污损 海洋污损生物( m a r i n ef o u l i n go r g a n i s m ) 是指生长在海底和海中一切设施表 面，包括船舶、码头、养殖设施、石油平台等人工设施和滩涂红树林区上的动物、 植物和微生物的总称( 黄宗国和蔡如星，1 9 8 4 ) 。目前全世界记录的海洋污损 林秀雁：藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究 生物种类有4 0 0 0 余种( l e w i s ，1 9 9 8 ) 。 而海洋生物污损( m a r i n eb i o f o u l i n g ) 是指海洋微生物、植物和动物在船舶 和海中设施表面的附着和生长，会对人类经济活动产生不利的影响( y e b r ae ta l ， 2 0 0 4 ) 。 藤壶是海洋污损生物的一类。藤壶属于节肢动物门甲壳纲，蔓足亚纲 ( c i r r i p e d i a ) ，藤壶亚目( t h o r a c i c a ) ，迄今共记录了8 科约5 4 1 种，我国约有 1 1 0 种( 堵南山，1 9 9 3 ) 。 藤壶为固着蔓足类，具钙质外壳，由4 、6 或8 片石灰质壳板相互镶嵌连接 围绕而成，壳板基部通过藤壶胶紧密粘连。此构造可抵御海浪冲刷和毒物的入侵。 藤壶幼体营自由生活，分为无节幼体和腺介幼体( 也称金星幼体) 两个阶段。绝 大多数种类的无节幼体共有六龄，发育周期一般为2 - - 3 周，营浮游生活。腺介 幼体具有颇似介形类的壳瓣，此阶段不摄食，处于高度节能状态，仅在选择附着、 变态的适宜地。腺介幼体附着受物理、化学、生物三方面共同影响。当腺介幼体 找到合适的附着物时，就在第一触角第三节的附着吸盘开口处分泌胶体腺，第一 触角被胶体包围，开始营固着生活，经变态发育，最后脱去壳瓣，成为幼藤壶( 黄 英等，2 0 0 1 ；赵梅英等，2 0 0 4 ；柯才焕等，1 9 9 4 ) 。 藤壶广泛分布于潮间带岩岸、船底及各种水下设施上。在本文中将藤壶能附 着的仪器设备、水产品、红树植株统称为附着基。 1 1 3 海洋污损生物藤壶的危害 海洋污损生物藤壶的危害如下： 1 附着于船舶上，导致船舶阻力的增加、航速的降低和燃料消耗的增加( 冯 丹青，2 0 0 7 ) 。 2 附着于沿海工厂、海上平台、海上电站设施的引水渠道、冷却水管、冷 凝管和卫生管道，将缩小管道的管径甚至堵塞这些管道( 冯丹青，2 0 0 7 ) 。 3 引起淹浸在海水中材料的腐蚀，加快其电化学腐蚀的过程和速度( 冯丹 青，2 0 0 7 ) 。 4 可使海中仪表及转动机构失灵，影响岸用及船用声纳、鱼群探测仪和海 中的水听器等( 冯丹青，2 0 0 7 ) 。 2 厦门大学硕士论文 5 它们增加了海上设施的重量，堵塞养殖网箱的网孔，阻碍了箱内、外水 体交换，使得养殖网的寿命缩短，影响水产养殖的产量、产值( 黄宗国和蔡如 星，1 9 8 4 ) 。 6 它们附着于红树植物上，严重影响植株的光合作用、新陈代谢，影响红 树林的生长速度，过厚过重的藤壶负载甚至造成幼苗折断死亡( 何斌源和莫竹 承，1 9 9 3 ) 。李云等( 1 9 9 8 ) 曾提出：藤壶对于红树林的危害可以分为间接危害 和直接危害。在水流较急盐度较高的地方，藤壶附着量大，由于潮水反复冲刷， 植株不堪重负出现扭曲变形现象，有的最终被冲倒而逐渐死亡，这是由于藤壶附 着造成植株死亡的主要原因。在地势比较平坦，水流比较缓慢的地方，虽然藤壶 层层叠叠附着，但由于叶上的藤壶较少，一般不引起植株死亡，但可能引起植株 的地茎、树高生长缓慢。即藤壶附着量达到一定程度时对植株生长造成明显的制 约，降低生长量。 厦门市海域滩涂目前多在红树林适宜生境的中潮带以下，较低的潮带正是藤 壶适生的地带。由于藤壶的附着性与营生性，大量附着于红树幼苗的茎干上，是 危害红树林面积最大、程度最高的海洋污损生物。因此，探寻藤壶附着的时、空 变化规律，寻找预防藤壶危害的途径成为红树林生态恢复急待解决的问题。 1 2 藤壶在红树林附着情况研究进展 了解藤壶在红树林区的时、空变化情况有利于使用防污技术对藤壶进行毒 杀，保障红树林恢复性造林工程的顺利开展。 对在红树植株上的藤壶附着变化的影响因素，国内外学者都已做了一定的研 究。 首先，生境盐度是限制藤壶附着的重要因素之一。莫竹承等人( 2 0 0 3 ) 调 查广西珍珠港人工红海榄( r h 切o p h o r as t y l o s a ) 幼苗叶片上藤壶分布的特征时发 现：在一年生幼苗叶片藤壶的空间分布格局总体上为聚集分布。分布型因海水盐 度的变化而变化。李云等( 1 9 9 8 ) 在海南东寨港、广东湛江及深圳人工红树林 调查中也发现海水盐度高低是影响藤壶附着数量的主要因子。林秀雁等( 2 0 0 6 ) 在厦门红树林区研究发现：平均盐度超过1 9 的滩涂上藤壶的危害明显加重，影 响了秋茄幼苗的正常生长。 3 林秀雁：藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究 其次，红树树龄也是影响藤壶附着的一项生态因子。何斌源、赖廷和( 2 0 0 0 ， 2 0 0 1 ) 在广西英罗港红树林对桐花树( a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u m ) 上污损动物群落 做过研究时发现：主要种白条地藤壶在茎上的附着高度随树龄增大而增大。在不 同树龄的同一树层，密度高低变化，分布一般出现多个峰。不同树龄植株上的污 损动物种群和动物总量的密度均以4 龄树最大。潮间藤壶在1 龄和2 龄树上为密度 的优势种，白条地藤壶在3 龄后占优势。动物总生物量以2 龄树最大。除1 3 龄树外， 生物量均以潮间藤壶最大。 第三，红树样地所处地理位置影响藤壶的附着。r o s s ( 2 0 0 1 ) 将藤壶e l m i n i u s c o v e r t u s 和h e x a m i n i u s p o p e i a n a 进行对比，发现藤壶幼体的密度和活动性可以作 为藤壶定居形式的预计指标。其中，在离岸距离不同的红树林中，两种藤壶数量 均与幼体的活动性和密度相关，但在不同潮位下，只有e l m i n i u sc o v e r l u $ 这种藤 壶的数量与幼体的密度及活动性相关。何斌源和莫竹承( 1 9 9 5 ) 报道，滩位差异 影响了广西红海榄幼苗人工造林的主要胁迫因子藤壶的分布。在自然分布的红树 林区，固着敌害动物密度有：向海林带 中间林带 向陆林带的规律，生物量的 大小变化亦如此。庆宁和林岳光( 2 0 0 4 ) 在广西防城港东湾对红树林污损动物的 种类组成与数量分布特征作过描述，认为林带离岸距离大小与污损动物附着比例 呈明显的正相关关系。 第四，其他因素影响了藤壶在红树植株上的分布。p e t e r ( 1 9 8 8 ) 提到n e r i t a f u n i c u l a t a 和a c a n t h i n aa n g e l i c a 等产生的生物引诱剂对藤壶c h t h a m a l u s a n i s o p o m a 的时空分布比其他因素有更大影响。有未发表的资料提及秋茄具有较 高的单宁含量，故其受到藤壶危害较小。但笔者研究发现此结论与厦门实际情况 不符，本文研究地点生长的秋茄受到藤壶危害仍然十分严重。 虽然前人已做了大量的研究工作，但还未见系统对秋茄和白骨壤人工幼林藤 壶时、空动态变化的相关报道。为了确定藤壶对厦门地带性的红树植物种类秋茄 和白骨壤的危害机制和变化动态情况，本文选取了厦门西海域有代表性的人工秋 茄幼林和白骨壤幼林作为研究地点，通过对相同盐度下不同滩涂高程生境的藤壶 附着秋茄和白骨壤植株茎干的数量变化、种类组成等指标的分析，得出藤壶对秋 茄和白骨壤的危害情况，并为今后深入进行藤壶的防除和红树林生态恢复时林地 的选择和改造提供科学依据。 4 厦门大学硕士论文 1 3 海洋防污技术研究 1 3 1 海洋防污技术概述 对海洋污损生物藤壶的防除现在已经积累了相当多的经验，形成了一系列防 污技术体系。所谓的防污技术就是用于防止海洋生物对海上设施的附着污损，起 步于舰船防污涂料的研究，并以毒料释放型防污为主要技术途径，通过涂料中可 释放的铜、锡、汞、铅等防污剂，在材料周围形成对海洋植物孢子以及海洋动物 幼体有毒杀作用的毒料浓度层，从而达到防污效果( 史航和王鲁民，2 0 0 3 ) 。 在这个领域，国外学者起步较早。世界著名的美国伍滋霍海洋研究所( w o o d s h o l eo c e a n o g r a p h i ci n s t i t u t i o n ) 于1 9 5 2 年出版的海洋生物及其防除和p a s t u l a ( 1 9 7 0 ) 编制世界沿岸污损生物图集，均被认为是污损生物研究重要的参考 文献( 郑燕玲，2 0 0 6 ) 。 以欧洲诸国为主体的政府间经济合作和发展组织( o e c d ) 于1 9 6 8 年出版 了关于防污研究的杂志。而且，该组织每隔4 年召开1 次海洋腐蚀和生物污损国 际会议( i n t e r n a t i o n a lc o n g r e s so nm a r i n ec o r r o s i o na n df o u l i n g ) ( 郑燕玲，2 0 0 6 ) 。 日本在1 8 8 4 年就拥有船舶防污漆专利。1 9 7 3 年在东京成立“附着生物研究 会”，自1 9 7 9 年开始每年出版一卷会刊附着生物研究( 郑燕玲，2 0 0 6 ) 。 开展污损生物研究较多的国家还有前苏联、印度、埃及、阿根廷、澳大利亚、 新西兰等国家( 黄宗国和蔡如星，1 9 8 4 ) 。 我国的污损生物研究，虽在1 9 3 6 年戴笠的一篇研究报告曾论及，但1 9 4 9 年之后才真正开展污损生物的研究，与发达国家相比总体仍处落后( 郑燕玲， 2 0 0 6 ) 。迄今为止，3 0 多个主要港口内湾的污损生物挂板试验( 黄宗国和蔡如 星，1 9 8 4 ；黄宗国，1 9 8 0 ；黄宗国和蔡如星，1 9 6 1 ；李洁民等，1 9 6 4 ；周时 强等，1 9 8 9 ：蔡立哲和李复雪，1 9 8 6 ；黄宗国和王建军，1 9 9 2 ；李传燕等， 1 9 9 2 ；李传燕等，1 9 9 6 ：蔡如星等，1 9 9 4 ；严岩等，1 9 9 5 ) 已完成。 对于红树林这种特殊水域生境的污损生物研究，周时强、李复雪、柯才焕等 人也做过相关的研究报道( 周时强等，1 9 9 3 ：周时强等，2 0 0 1 ；黄邦钦和程 兆第，1 9 8 9 ) 。特别值得一提的是，黄宗国和蔡如星合作编著了海洋污损生物 及其防除( 1 9 8 4 ) 是国内迄今全面介绍世界污损生物研究概况，总结我国污损 5 林秀雁：藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究 生物生态研究的重要文献。 现在常用的防污涂料中多添加有机锡等有毒物质。有机锡毒性大，难降解， 易在海洋生物体内累积。特别对鱼类和贝类有很强的毒性，如引起雌性软体动物 变性。而且有机锡最终通过食物链进入人体，对人体的性激素和淋巴细胞产生毒 害作用，被认为是迄今为止引入海洋环境中毒性最大的有害物质之一( b r a n c a t o e ta l ，1 9 9 9 ：王永芳，2 0 0 3 ) 。因此，国际海事组织( i m o ) 下属的海洋环境保 护委员会( m e p c ) 于2 0 0 1 年通过决议：自2 0 0 3 年1 月1 日起开始禁用有机锡 防污涂料；至2 0 0 8 年1 月1 日，在全球所有船舶上最终禁用有机锡防污涂料( y e b r a e ta l ，2 0 0 4 ) 对禁用有机锡防污涂料，我国国家海洋局制定的中国海洋2 l 世 纪议程也明确提出要发展无污染海洋防腐防污技术积极响应( 周陈亮，1 9 9 8 ) 。 因此，高效环保型海洋防污涂料成为发展的重点，其中天然防污活性物质的筛选 是研制高效环保型海洋防污涂料的基础，并且对海洋生物防污策略的研究还可为 其提供仿生学的启示。 1 3 2 藤壶附着的防除方法 对在其他附着基上藤壶的防除，前人已经作了大量工作。然而对于红树植物 上藤壶的附着防除，现有的方法并不成熟。但是可以从对海上设施的污损生物防 除方法中借鉴。现有对海上污损生物的防除方法基本上可以分为以下3 类：物理 方法防除、化学方法防除和生物方法防除。 1 3 2 1 物理防污法 所谓的物理防污法是指借助必要的人力和物力，采用物理手段来达到防污的 目的( 冯丹青，2 0 0 7 ) 。具体可以分为以下几种： 错开高峰期或避开高危地法：根据不同种类附着生物的附着习性，采用 不同季节在不同深度的下海时间避开附着高峰期的方法，以减少或避开附着生物 的附着。何斌源等( 2 0 0 1 ) 发现，在很少受污损生物危害的靠陆滩涂上用育苗 袋先行育苗，待幼苗生长到一定高度后移苗，可减轻藤壶危害。造林点宜选择在 高潮区，或河口较淡水处，或者水流较缓处。造林时间则应选在春夏水温较高季 节安排速生树种种植。 6 厦门大学硕士论文 人工或机械清除法：对于已经附着的藤壶，常采用此法。机械擦洗和刮 除藤壶，甚至定期更换附着基，或者将附着基拖到水面或陆地上接受太阳光曝晒 以杀死污损生物。这是应用历史最悠久的方法，但其缺点是，这种方法不能预防 藤壶的附着，只是在污损发生后的一种被动处理方法( h o l me ta l ，2 0 0 3 1a n o n ， 1 9 9 7 ) 。应用在红树林上也存在诸多问题：人力、物力成本过大；擦洗和刮除藤 壶时易损伤红树植株表皮等。 高流速法：研究表明，较高的流速可以阻止大型污损生物的附着，可将 附着基的流速设于规定值以上来控制藤壶附着。这主要是指船体等在海中运动的 物体，对红树植物无法应用( y e b r ae ta l ，2 0 0 4 ) 。 海水过滤法：藤壶的幼体营自由生活，如果用土壤、沙砾等对海水进行 过滤，筛除藤壶幼体，避免其进入海水输送系统。在一定范围内可减少藤壶对附 着基的危害程度( 刘德经等，2 0 0 5 ) 。但是此法难以应用在生长于开放海区的红 树林区中。 温水处理法：人为使水温高于藤壶的环境水温，促使其死亡。然后再用 大量海水处理藤壶残骸( y e b r ae ta l ，2 0 0 4 ；r a i l k i n ，2 0 0 4 ) 。然而开放海区难以 创造合适的高水温以防除红树植株上的藤壶。 超声波法：利用电子仪器产生超声波来破坏藤壶的生存环境( r a i l k i n ， 2 0 0 4 1 林光恒等，1 9 9 8 ) 。在红树林区使用此法，成本过大。 紫外线防污法：利用紫外光杀死污损生物( y e b r ae ta l ，2 0 0 4 ；r a i l k i n ， 2 0 0 4 ) 。在红树林区使用此法，也存在成本过大的弊端。 淡水处理法：通过注入淡水，改变环境水的渗透压，促使藤壶死亡( y e b r a e ta l ，2 0 0 4 ；r a i l k i n ，2 0 0 4 ) 。在生长于开放海区的红树林区使用此法，可行性 较低。 表面植绒型防污涂料法：用物理方法在涂料表面植入一层类似于微细鞭 牧毛的不稳定表面，可以防止海洋动物附着。但是，此种方法对于绒毛的长短、 粗细及绒毛的疏密分布等施工工艺还需进一步研究( 王华进等，2 0 0 0 ) 。 从上述方法可以发现，对于红树植株上的藤壶附着，采用物理方法的防除， 效果不是太好，有的甚至根本无法使用。红树植物一旦种植，其生境往往是开放 的海域，其周围大环境因子基本恒定，较难人为改变。 7 林秀雁：藤壶附着红树幼林的时空变化及陆源植物防污法的初步研究 1 3 2 2 化学防污法 化学防污法是采用有效的化学物质抑制海洋污损生物的附着、生长。以达到 防污的目的( 冯丹青，2 0 0 7 ) 。 电解法：电解海水或电解重金属所产生的次氯酸钠或重金属离子来防 污。其中比较常用的重金属阳极为铜一铝或者氯一铜。电解法的最新研究方向是 将电解技术和涂层技术结合，在金属外层涂上绝缘涂层，然后涂上一层导电涂料， 以导电涂料为阳极电解海水，在阳极产生氯气和次氯酸盐杀死藤壶。电解法优点 是投资省、运行费用低、安装简单，但是阳极的使用寿命较短，污染环境( 田俊 杰等，2 0 0 3 ) 。同样难以在种植红树的滩涂上施行。 投加杀生剂法：投放液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、过氧化氢、铜 合金等防污化学物质到海水中，以防止海洋污损生物附着的方法。但是，液氯在 运输、储存、使用过程中危险较大，并会对环境造成二次污染。次氯酸钠贮存时 间较短，易于分解，因此，这两种方法逐渐被淘汰。臭氧具有更强的广谱杀生能 力，速度快污染小，但是，技术还不完善( r a j a g o p a le ta l ，2 0 0 2 ；王丙玲等， 2 0 0 1 ) 。最近，采用绿色杀生剂e g d 控制污损生物的实验也取得良好效果( 赵红 等，2 0 0 5 ) 。在红树林区使用此法时，由于海水的扩散作用，将冲稀投加的药剂， 降低了药效。同时该法成本较高，也不适宜大规模施用。 药物浸泡法是将附着基浸入能够防污的药物中浸泡一段时间，然后取出 风干，在附着基表面形成一层保护膜，在一段时间内可以有效防除污损生物的附 着( y e b r ae ta l ，2 0 0 4 ；r a i l k i n ，2 0 0 4 ) 。此法不适合用于红树幼苗。 涂料涂层保护法：该法采用毒物和涂料混合后涂抹在附着基表面以达到 防污目的。缺点是防污材料涂刷一次，只能用3 年5 年，许多一次性埋入水中 的附着基无法进行二次补涂( y e b r ae ta l ，2 0 0 4 ；r a i l k i n ，2 0 0 4 ) 。 此法采用的有毒物质可以是触杀剂或者忌避剂。防污触杀剂是指只在污损生 物同涂膜表面接触时，才发生毒杀作用。而在不接