上海港外来船舶压舱水中浮游植物种类及入侵风险

上海港外来船舶压舱水中浮游植物种类及入侵风险

压舱水是指当船舶未满时，为了提高船舶的工作效率，应将水额外添加到特定的容器和空容器中。在过去的30多年间,压舱水排放已对海洋生态系统造成了威胁,甚至导致灾难性后果,因此被世界环保基金(GEF)认定为海洋面临的四大威胁之一。近年来,外来船舶压舱水排放所带来的生物入侵问题日益受到人们的关注。上海港位于长江三角洲前缘,地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点,是我国沿海的主要枢纽港,上海港每年进出境的国际航行船舶达2万多艘次,其中1000多艘船舶在港期间要排放压舱水,目前对上海港压舱水携带浮游植物的调查和研究还比较少。本研究着重调查了2007年8月—2011年5月上海港60艘外来船舶压舱水中各类浮游植物的种类,并初步分析和讨论了外来压舱水排放对上海港造成的潜在生态威胁,为相关的海洋生态学风险评估以及压舱水管理的相关政策制定提供科学依据。1材料和方法1.1材料表面1.2水样品的预处理收集水样均通过直接打开人孔或压载舱导门人工采集压舱水水样,采水量为10l,后加入饱和碘固定液进行固定。样本的镜检分别采用体视显微镜、光学显微镜进行观察,结合联合国教科文组织推荐的浮游植物手册进行物种鉴定。2结果2.1常见藻类种类通过对上海港外来船舶压舱水进行调查,共检出压舱水携带的浮游植物152种(表1)。从收集的样本里鉴定出浮游植物8门63属152种(含变种)。其中硅藻门物种最多(41属112种,占总种数73.68%),其次是甲藻门(12属28种),蓝藻(4属5种),绿藻(2属2种)、金藻(1属2种)、裸藻(1属1种)、黄藻(1属1种)和隐藻(1属1种)等门类较少。常见种(出现率≥30%)是菱形海线藻(Thalassionemanitzschioides)出现率为41.67%;圆海链藻(Thalassiosirarotula)出现率为30.00%;长菱形藻(Nitzschialongissima)出现率为30.00%。此外,中肋骨条藻(Skelrtonemacostatum)出现率为23.33%、丹麦细柱藻(Leptocylindrusdanicus)出现率为20.00%;尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)出现率为16.67%。2.2产毒生物种类见表1从收集的滤样里共鉴定出62种赤潮生物,分别隶属于5门32属62种(含变种)(表1)。其中硅藻类赤潮种类最多(21属41种,占总种数66.13%),其次是甲藻门(8属18种,占总种数29.03%),蓝藻(1属1种)、金藻(1属1种)和黄藻(1属1种)等门类较少。共鉴定出5种产毒生物,分别为甲藻门的海洋原甲藻(Prorocentrummicans)、链状亚历山大藻(Alxandriumcatenella)、倒卵形鳍藻(Dinophysisfortii)、米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)以及黄藻门的赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)。疑似产毒生物2种,均属于硅藻门,分别为柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschiadelicatissima)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)。3讨论3.1浮游植物种类调查郑剑宁等对宁波口岸国际航行船舶压舱水携带的水生生物进行了调查,经鉴定发现浮游植物共50种,其中硅藻38种、甲藻4种、蓝藻3种、绿藻2种、金藻1种、原生动物2种。王爱民等在对湛江港63艘外来船舶的调查中发现藻类37种。李伟才等通过对日照入境船舶压舱水中的浮游植物调查,共获得浮游植物79种,其中硅藻57种,甲藻22种。此后,在对烟台入境船舶压舱水中的浮游植物的调查中,共发现浮游植物31种,其中硅藻17属20种、甲藻5属11种。对上海港国际航行船舶压舱水携带的浮游植物调查结果显示,其所携带的浮游植物种类均远远大于宁波、厦门、湛江、日照及烟台港的生物种类。究其原因,首先可能是本次调查的船舶日本、韩国航线较多,航程较短,水生生物的存活几率高,再者也可能是采样量比较大,种类也相对比较多。由于我国目前还没有对压舱水生物采样方法的统一操作规程,以往有关调查的采样量也普遍偏少,加上对大量压舱水所携带的生物幼体因各种原因不便开展实验室培养和鉴定工作,因此,外来压舱水生物的物种丰富度可能被低估。3.2赤潮种及产毒种目前,国内外对赤潮及有毒藻类的调查研究日渐重视。周名江等认为在4000多种海洋浮游微藻中有260多种能形成赤潮,其中70多种能产生毒素。本次调查共鉴定出62种赤潮生物,分别隶属于5门32属(含产毒种5种,疑似产毒种2种),这些种多数是危害上海海洋生态健康与安全,甚至已造成重大损失的赤潮种。郑剑宁等对宁波口岸国际航行船舶压舱水携带的水生生物进行了调查,发现14种与赤潮发生密切相关藻种,其中硅藻门10种,甲藻门3种,原生动物门1种。杨清双等从进入厦门港的多艘船舶压舱水中发现了重要的赤潮硅藻种,拟菱形藻、中肋骨条藻以及甲藻种链状裸甲藻。杨清良等对我国东南沿海港口的外来压舱水进行调查,共检出赤潮生物60种(含产毒种4种,疑似产毒种2种)。本次对上海港赤潮种及产毒种的调查都大于前人结果。在本次调查的赤潮种和产毒种中,既有能够产生或分泌毒素,直接危害摄食者,并通过食物链造成人类消化系统或神经系统中毒的藻类,如产麻痹性贝毒(PSP)的链状亚历山大藻、对人体产腹泻性贝毒(DSP)的倒卵形鳍藻、产记忆缺失性贝毒(ASP)的尖刺拟菱形藻、柔弱拟菱形藻;也有对人无害,但对鱼类及无脊椎动物有害赤潮种,如米氏凯伦藻,米氏凯伦藻能产生细胞毒素和溶血性毒素,其赤潮可以导致养殖鱼类大量死亡。此外,本次调查中还有相当数量的赤潮种,在数量正常时虽不会破坏海区生态,但数量过高就会形成赤潮,导致水体缺氧,造成鱼类和无脊椎动物死亡。如本调查中中肋骨条藻、锥状斯氏藻就属于此类。并且,中肋骨条藻是压舱水中常出现的种类,因此,含有上述藻类的压舱水排入上海港区,将增加上海港区赤潮藻种类,增大发生赤潮的几率,同时,压舱水的排放也可能缩短了上海港已有物种赤潮的自然形成过程,对港区赤潮的发生起到诱发、扩增作用。3.3外来种的鉴别长期以来,由于种种原因,各地海洋生物调查的系统性和连续性都不同程度存在问题,缺乏充足的生物学和地理学资料,以致中国海域纪录的物种绝大多数无法考证其来源,鉴别外来物种较为困难。尽管缺乏直接的物种入侵证据,但普遍认为海域有毒有害新藻类的出现以及赤潮的频发现象等与外轮压舱水排放有密切关系。从本次调查检出的外来压舱水生