李靜，嚴(yán)濤，曹文浩，陳池，陳如江

(1.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510300；2.中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；3.中海石油（中國(guó)）有限公司番禺作業(yè)公司，廣東 深圳 518067)

近海污損生物生態(tài)研究進(jìn)展

李靜1，嚴(yán)濤2，曹文浩2，陳池3，陳如江3

(1.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510300；2.中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；3.中海石油（中國(guó)）有限公司番禺作業(yè)公司，廣東 深圳 518067)

污損生物是影響海洋設(shè)施安全與使用壽命的重要因素之一。由于地理位置和環(huán)境因素的差異，各近海海區(qū)污損生物群落的種類(lèi)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)不同，但基本上均由雙殼類(lèi)和無(wú)柄蔓足類(lèi)構(gòu)成污損生物群落的主要框架。開(kāi)展數(shù)學(xué)生態(tài)模型研究是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)污損生物群落形成和發(fā)展過(guò)程的關(guān)鍵，但這需以大量的實(shí)海調(diào)查資料及數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建為基礎(chǔ)。此外，探討污損生物群落的演替變化機(jī)制還可為海洋恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展提供借鑒。因此，開(kāi)展近海污損生物研究不僅在海洋產(chǎn)業(yè)具有極高的應(yīng)用價(jià)值，而且在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域也具有重要的科學(xué)意義。

污損生物；近海；海洋設(shè)施

海洋污損生物是影響海洋設(shè)施安全與使用壽命的重要因素之一，它的附著會(huì)增加船舶航行阻力，增大燃料消耗，降低艦船在航率；堵塞海水管道系統(tǒng)，影響供水或冷卻效果；改變金屬腐蝕過(guò)程，引發(fā)局部腐蝕或穿孔腐蝕；降低水中設(shè)備、儀表及轉(zhuǎn)動(dòng)部件的靈敏度，干擾海洋聲學(xué)儀器正常工作；增加航標(biāo)和網(wǎng)箱等設(shè)施的額外重量，減少浮力甚至導(dǎo)致漂移和磨損，大大縮短其工作時(shí)間[1-6]。

對(duì)大型海洋結(jié)構(gòu)物而言，污損生物的附著不僅會(huì)妨礙水下檢測(cè)、保養(yǎng)和維修等工作的進(jìn)行，而且增加海洋結(jié)構(gòu)物的自重，提高其重心，增大導(dǎo)管架構(gòu)件的直徑和表面粗糙度，加大對(duì)波浪和海流的阻力，從而造成動(dòng)力載荷效應(yīng)顯著增加，在強(qiáng)風(fēng)暴的惡劣天氣狀況下可能導(dǎo)致失衡以致傾覆[6-10]。

早在古時(shí)，人們就已意識(shí)到生物污損的危害并采用各種方法試圖解決這一難題[11,12]。為避免和減輕污損生物造成的危害，經(jīng)濟(jì)有效地控制海洋生物的附著，必須事先了解和掌握相關(guān)海域污損生物的特點(diǎn)，以便采取針對(duì)性更強(qiáng)的防范措施。在長(zhǎng)期的各類(lèi)涉海活動(dòng)中，尤其近幾十年里，海洋污損生物研究已成為國(guó)內(nèi)外科研人員共同關(guān)注的前沿和熱點(diǎn)[8-13]。

目前，國(guó)際上通常將離岸3 n mile以遠(yuǎn)或水深超過(guò)50 m的海域定義為近海海區(qū)（offshore areas）[13]。在過(guò)去的數(shù)十年時(shí)間里，不僅這些海區(qū)大規(guī)模地開(kāi)發(fā)海洋油氣田，而且深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)的出現(xiàn)也使傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)從10 m以淺水域延伸至此[14]；此外，近海風(fēng)力電廠的建設(shè)也得到迅猛發(fā)展[15,16]。因此，各類(lèi)近海設(shè)施的生物污損問(wèn)題必然引起人們的重視。

1 國(guó)內(nèi)外研究概況

在北美，早在20世紀(jì)40年代，Hutchins就研究了切薩皮克灣對(duì)出、離岸37 ～ 112 km的浮標(biāo)上的污損生物[17]；DePalma在1961年掛板調(diào)查了佛羅里達(dá)海峽和巴哈馬群島等處的深海污損生物[18]；70 ～ 80年代，Bascom等人則對(duì)南加利福尼亞海域的4座平臺(tái)展開(kāi)了污損生物調(diào)查[19-21]；在墨西哥灣，Pequegnat等人研究了東北部海區(qū)污損生物種群及其幼蟲(chóng)輸運(yùn)和附著狀況[22]，Heidemant等人則調(diào)查了位于路易斯安那陸架海域石油平臺(tái)的污損生物群落[23,24]，近來(lái)Sammarco等人對(duì)西北部近海油氣平臺(tái)水下部位珊瑚群落的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了探討[25]。在緬因?yàn)澄鞑?，Greene和Grizzle通過(guò)吊掛尼龍網(wǎng)片的方法研究了水深約55 m深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖海域污損生物群落的周年演替變化規(guī)律[14]。

在地中海，DePalma于1963年在撒丁島近海水域進(jìn)行了污損生物掛板調(diào)查，隨后Bellan-Santini 等人在尼斯和馬賽附近水域也展開(kāi)了深海污損生物研究[26,27]。伴隨地中海海洋油氣田的開(kāi)發(fā)，從70年代中至90年代末，Dalla Venezia、Montanari和Morri、Relini和Matricardi及Relini等人分別研究了亞得里亞海離岸7 ～ 18 km的CNR.、PCWA、AGO-A 和ANTARES等多座平臺(tái)的污損生物狀況[13,28]。

在北海，隨著海洋油氣田的勘探和開(kāi)發(fā)，英國(guó)能源部1974年頒布了近海設(shè)施規(guī)范[29]，要求在北海英國(guó)水域作業(yè)者報(bào)告他們?cè)O(shè)施上海洋污損生物的厚度和狀況，并作為平臺(tái)入級(jí)的條件之一，從而使北海及鄰近海區(qū)油氣平臺(tái)污損生物調(diào)查及其影響研究隨之得以迅速展開(kāi)[2,7-9,30-32]，并對(duì)污損生物群落長(zhǎng)期演替變化狀況進(jìn)行了探討[33,34]。

在澳大利亞－新西蘭近海水域，F(xiàn)oster和Willan研究了平臺(tái)導(dǎo)管架從日本運(yùn)輸至新西蘭Maui海洋氣田拖帶途中初步形成的污損生物群落[35]；隨后，F(xiàn)oster進(jìn)一步對(duì)該平臺(tái)污損生物群落進(jìn)行了調(diào)查[36]。在澳大利亞西北部North Rankin海洋油氣田，Pearce則從工程學(xué)角度初步分析探討了NRA平臺(tái)的污損生物狀況[37]。

在亞洲，近海污損生物研究主要集中在阿拉伯海、波斯灣和薩哈林東部陸架海域，其中阿拉伯海是在石油生產(chǎn)加工平臺(tái)上掛板調(diào)查[38,39]，波斯灣則對(duì)2座油氣設(shè)施進(jìn)行原位采樣[40]；而在薩哈林東部陸架海域雖未開(kāi)展過(guò)實(shí)海調(diào)查研究，但仍根據(jù)鄰近沿岸水域船舶和其他人工設(shè)施的污損生物參數(shù)對(duì)其進(jìn)行了評(píng)估[41]。

目前，我國(guó)的近海污損生物研究還局限在渤海和南海北部的海洋石油開(kāi)發(fā)區(qū)，其中渤海除了在某石油平臺(tái)進(jìn)行污損生物掛板調(diào)查外[42]，還對(duì)5座石油平臺(tái)展開(kāi)了污損生物原位采樣分析研究[43]；至于南海北部海區(qū)，污損生物調(diào)查始于浮標(biāo)掛板調(diào)查[44]，伴隨著海洋油氣田的開(kāi)發(fā)和大型固定式海洋油氣設(shè)施的出現(xiàn)，原位采樣的研究工作也隨之得以展開(kāi)[45]。

2 各海區(qū)污損生物特點(diǎn)

2.1 北美周邊海域

加利福尼亞南部近海水域污損生物主要是?？?(Corynactis californicus、Metridium senile) 和貽貝(Mytilus edulis、M.californicus) 及海星 (Pisaster ochraeceus)，接近海面的污損生物則以藻類(lèi)和?？麨橹?，且厚度小于其他水層[19-21]。

在墨西哥灣，東北部海區(qū)污損生物優(yōu)勢(shì)種是藤壺 (Balanus venustus)；隨離岸距離增加，污損生物的附著量顯著下降，且種類(lèi)組成也發(fā)生明顯變化[22]。在路易斯安那陸架海域，污損生物優(yōu)勢(shì)種是維吉尼亞厚牡蠣 (Crassostrea virginica)、致密藤壺 (Balanus improvisus)、網(wǎng)紋藤壺 (B.reticulatus) 和象牙藤壺 (B.eburneus)，其中藤壺只在離岸較近的設(shè)施上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而以雙殼類(lèi)為主的污損生物群落則出現(xiàn)在遠(yuǎn)岸設(shè)施[23,24]。在西北部海區(qū)，近海設(shè)施約77%的表面被鐘巨藤壺 (M.tintinnabulum tintinnabulum) 覆蓋，且污損生物群落呈多層附著[46]；珊瑚豐度隨設(shè)施布設(shè)時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，優(yōu)勢(shì)種是Madracisdecactis、Diplora strigosa和Tubastraea coccinea，發(fā)育最好的珊瑚群落出現(xiàn)在布設(shè)12至15年的平臺(tái)[25]。

在緬因?yàn)澄鞑可钏W(wǎng)箱養(yǎng)殖海域，5 ～ 9月份的污損生物附著密度和生物量均顯著大于溫度較低的10月 ～ 翌年4月，優(yōu)勢(shì)種是紫貽貝 (Mytilus edulis)，其他主要種類(lèi)為端足類(lèi) (Caprellasp.、Jassa marmorata)、雙殼類(lèi) (Hiatella arctica、Anomiasp.)、海星 (Asterias vulgaris) 和繡球?？?(Metridium senile)，某些種類(lèi)出現(xiàn)遷移現(xiàn)象也許是群落發(fā)展的一個(gè)重要過(guò)程[14]。

在佛羅里達(dá)海峽和巴哈馬群島海域，掛板調(diào)查結(jié)果顯示污損生物以藤壺 (Balanus improvisus、B.trigonus、B.eburneus)、牡蠣 (Ostrea frons、O.equestris、Crassostrea rhizophoare、Pycnodonta thomasi)、射肋珠母貝 (Pinctada radiata)、猿頭蛤 (Chama macrophylla) 和海菊蛤 (Spondylus americanus) 等為優(yōu)勢(shì)種，且種類(lèi)和數(shù)量均隨深度和離岸距離的增加而減少；200 m以深水層試板無(wú)生物附著，但在接近海底的1 722 m和1 737 m等處的試板上再次出現(xiàn)管棲多毛類(lèi) (Serpulidae和Sabellidae) 和水螅 (Tubulariidae) 的附著[18]。

2.2 地中海

利古里亞海100 m以深水層，污損生物主要為水螅(Eudendriumsp.,Lafoea dumosa)、多毛類(lèi) (Protula intestinum、Pomatoceros triqueter、Hydroides norvegica和Serpula vermicularis)、雙殼類(lèi)(Pteria hirundo、Heteroanomia squamula、Chlamys opercularis)和苔蘚蟲(chóng) (Cryptosula pallasiana、Benedenipora delicatula、Arachnidiumcf.clavatum) 等種類(lèi)[13,47]。在愛(ài)奧尼亞海水下100m處，污損生物優(yōu)勢(shì)種是Serpula vermicularis– echinata、Vermiliopsis infundibulum、Ostreasp.和Miniacina miniacea[13]。

在利翁灣馬賽近海20 m以淺水層，污損生物主要是多毛類(lèi)、雙殼類(lèi)和甲殼類(lèi)，2年后的生物附著量可達(dá)7 511 g/m2[26]。紫貽貝在亞得里亞海、愛(ài)奧尼亞海和利古里亞海等近海石油設(shè)施10 m以淺水層的污損生物群落中處優(yōu)勢(shì)地位，占總生物附著量 (濕重) 的80% ～ 95%[13]；在亞得里亞海，20 m以深海域底層試板上的污損生物優(yōu)勢(shì)種為中胚花筒螅 (Tubularia mesembryanthemum)、致密藤壺和馬旋鰓蟲(chóng) (Pomatoceros triqueter) 等[13]，而位于水深12 m和14 m海域的PCWA和ANTARES平臺(tái)，其導(dǎo)管架基部的污損生物優(yōu)勢(shì)種則由長(zhǎng)牡蠣 (Crassostrea gigas)、紫貽貝和三角藤壺 (Balanus trigonus) 等組成[48]。

2.3 不列顛群島近海海域

在北海南部海區(qū)，導(dǎo)管架的飛濺區(qū)、潮間帶與低潮線(xiàn)下2 m以淺部位的污損生物優(yōu)勢(shì)種是滸苔(Enteromorphaspp.)，并伴有剛毛藻 (Cladophoraspp.) 和酸藻 (Desmarestia viridis) 出現(xiàn) (在Borkum島以北45 km的平臺(tái)導(dǎo)管架0 ～ 2 m處則以紫貽貝為優(yōu)勢(shì)種[15])；其以深部位附著大量的紫貽貝和筒螅 (Tubulariaspp.)；隨著深度進(jìn)一步增加，繡球?？蔀槿郝涞膬?yōu)勢(shì)種；至導(dǎo)管架基部，則被缺刻藤壺 (Balanus crenatus)和馬旋鰓蟲(chóng)等種類(lèi)污損[31]。

在中、北部海區(qū)，污損生物主要為紫貽貝、不等蛤 (Pododesmus patelliformis)、腸滸苔 (Enteromorpha intestinalis)、石莼 (Ulva lactuca)、多管藻 (Polysiphonia urceolata、P.brodiaei)、水螅 (Tubularia coronata、Obelia dichotoma、Laomedea flexuosa、Bougainvillia ramosa)、苔蘚蟲(chóng) (Electra pilosa、Alcyonidium hirstum)、繡球?？?、水手珊瑚 (Alcyonium digitatum)、藤壺 (Balanus balanus和B.hameri) 和絲管蟲(chóng) (Filograna implexa) 等[33,49-51]。在海流的影響下，鄰近設(shè)施的污損生物群落會(huì)出現(xiàn)明顯差異：如距岸約200 km的Forties平臺(tái)，30 m以淺水層是紫貽貝占優(yōu)勢(shì)；而位于其東南方40 km的Montrose平臺(tái)，則以藻類(lèi)和水螅為主[52]。

在凱爾特海的Kinsale Head油氣田，6 m以淺水層的污損生物主要是多管藻 (Polysiphonia brodiaei) 和石莼，6 ～ 20 m水層則以紫貽貝為優(yōu)勢(shì)種，更深處的優(yōu)勢(shì)種為繡球海葵、水手珊瑚、龍介蟲(chóng)和深水藤壺(Balanus hameri)[32]。

隨著浸海時(shí)間延長(zhǎng)，北海北部石油平臺(tái)水下部位大部分被?？采w，表現(xiàn)出中部海區(qū)污損生物群落的特征[33]。此外，Whomersley等通過(guò)分析1989年—2000年期間北海4座石油平臺(tái)污損生物檢測(cè)資料，認(rèn)為北海石油開(kāi)發(fā)區(qū)污損生物群落之間的差異會(huì)隨時(shí)間減少[34]。

2.4 澳大利亞－新西蘭近海海區(qū)

位于澳大利亞西北的North Rankin海洋油氣田污損生物種類(lèi)主要是珍珠貝、牡蠣、軟珊瑚，平臺(tái)導(dǎo)管架上生物群落平均厚度為13 cm，但在接近海面和海底處的生物附著厚度顯著減少[37]；在塔斯曼海Maui天然氣田，當(dāng)導(dǎo)管架上形成復(fù)雜的污損生物群落后，數(shù)年前觀察到的、在導(dǎo)管架拖帶運(yùn)輸途中附著的茗荷類(lèi)生物已在群落中完全消失[35,36]；淺水部位的優(yōu)勢(shì)種為翡翠貽貝 (Perna viridis)[53]。

2.5 亞洲近海海域

薩哈林東部陸架海區(qū)尚未開(kāi)展污損生物調(diào)查，但Zvyagintsev等人根據(jù)鄰近沿岸海域船舶和人工設(shè)施污損生物定性、定量調(diào)查資料，認(rèn)為該海區(qū)污損生物主要由藤壺 (Balanus crenatus、Chthamalus dalli和Semibalanus cariosus)、雙殼類(lèi) (Mytilus trossulus)、褐藻 (Laminaria japonica和Alaria fistulisa)、綠藻(Enteromorpha prolifera)、海鞘和海綿等組成，最大生物量出現(xiàn)在水下20 m的范圍內(nèi)，石油平臺(tái)作業(yè)兩年以上需進(jìn)行檢測(cè)和采取相應(yīng)措施防止污損生物引發(fā)危害[41]。

在阿拉伯海，位于孟買(mǎi)西北170 km、水深約78 m海域的污損生物主要由牡蠣 (Saccostreasp.)、復(fù)海鞘、水螅、?？?、多毛類(lèi)和藻類(lèi)等組成，種類(lèi)的分布與深度密切相關(guān)，水下22 m處的生物附著量最大且優(yōu)勢(shì)種為牡蠣，62 m處則主要是腔腸動(dòng)物和苔蘚蟲(chóng)[38,39]。

在波斯灣海域，離岸海洋油氣設(shè)施的污損生物主要是藤壺、雙殼類(lèi)、苔蘚蟲(chóng)和單體珊瑚等種類(lèi)，其群落結(jié)構(gòu)與周?chē)讞锎嬖谳^大差異。在離岸80 km、位于11m水深的Zakum平臺(tái)，各水層污損生物均以藤壺為優(yōu)勢(shì)種；而在距海岸約20 km、水深22 m的Umm al Dalkh平臺(tái)，10m以淺水層雙殼類(lèi)約占50%，而水下20 m處的優(yōu)勢(shì)種為單體珊瑚 (Paracyathussp.)，其次為苔蘚蟲(chóng)[40]。

2.6 國(guó)內(nèi)近海石油開(kāi)發(fā)區(qū)

2.6.1 渤海 在渤海灣西部離岸約20 km海域，鮑枝螅 (Bougainvilliasp.) 在短期污損生物群落中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次為蜾贏蜚 (Corophium crassicorne)、泥藤壺 (Balanus uliginosus)、雙花假膜孔苔蟲(chóng)(Membraniporopsis bifloris) 等[42]。污損生物頂級(jí)群落的厚度介于2 ～ 9 cm，主要致厚種是日本巨牡蠣(Crassostrea nippona)，重要種類(lèi)為玫瑰紅綠?？?(Sagartia rosea)、黃側(cè)花?？?(Anthopleura xanthogrammia)和寬闊峰海綿 (Haliclona palmata)[43]。

在鄰近黃河口離岸約37 km的海域，污損生物頂級(jí)群落厚約3 ～ 12 cm，其中優(yōu)勢(shì)種為大室膜孔苔蟲(chóng)(Membranipora grandicella)，重要種類(lèi)是密鱗牡蠣 (Ostrea denselamellosa)、褶牡蠣 (Alectryonella plicatula)、玫瑰紅綠?？湍嗵賶氐萚43]。

在遼東灣離岸約37 km的海域，15個(gè)月的污損生物群落厚約1 ～ 7 cm，主要由軟體動(dòng)物和腔腸動(dòng)物組成，其中紫貽貝占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其余種類(lèi)主要是東方縫棲蛤 (Hiatella orientalis)、云石肌蛤 (Musculus cupreus)、曲膝藪枝螅 (Obelia geniculata) 和鮑枝螅等[43]。

在渤海中部離岸約56 ～ 74 km的海域，污損生物頂級(jí)群落最大厚度可達(dá)32 cm，其中紫貽貝在群落組成中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次為東方縫棲蛤和玫瑰紅綠?？确N類(lèi)；牡蠣和苔蘚蟲(chóng)僅在污損生物頂級(jí)群落中大量出現(xiàn)[43]。

2.6.2 南海 在珠江口東南海區(qū)離岸約16km的浮標(biāo)站，各水層的污損生物均以無(wú)柄蔓足類(lèi)、?？?、雙殼類(lèi)和多毛類(lèi)等華南沿岸海域常見(jiàn)種類(lèi)為主，其中網(wǎng)紋藤壺占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；至于離岸約72 km的站位，不僅污損生物的種類(lèi)和數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于前者，而且主要是細(xì)板條茗荷 (Conchoderma hunteri)、條茗荷 (C.virgata)、茗荷 (Lepas anatifera) 和水螅等種類(lèi)[54]。在離岸114 km以遠(yuǎn)的海域，污損生物群落中已無(wú)沿岸海域常見(jiàn)的網(wǎng)紋藤壺出現(xiàn)[55]。

海南島東部的文昌和瓊東南海區(qū)，污損生物主要由熱帶、亞熱帶海區(qū)常見(jiàn)種類(lèi)組成，其中細(xì)板條茗荷、茗荷、鵝茗荷 (Lepas anserifera)、褶牡蠣、雙叉藪枝螅 (Obelia bidentata) 和雙齒藪枝螅 (O.dichotoma) 等為優(yōu)勢(shì)種；南海沿岸海域常見(jiàn)的網(wǎng)紋藤壺、三角藤壺、紅巨藤壺 (Megabalanus rosa)、鐘巨藤壺等無(wú)柄蔓足類(lèi)在離岸43 km的浮標(biāo)站還有出現(xiàn)，但距岸126 km的浮標(biāo)站則僅有少量的塊斑藤壺 (Balanuspoecilotheca) 分布[56,57]。

海南島西南離岸約30 km的海域，除鵝茗荷和細(xì)板條茗荷等外海性種類(lèi)為優(yōu)勢(shì)種外，還出現(xiàn)網(wǎng)紋藤壺、高峰星藤壺、塊斑藤壺、鐘巨藤壺、牡蠣和珍珠貝等種類(lèi)，而且其對(duì)污損生物群落的厚度和附著量的大小產(chǎn)生重要影響。隨著離岸距離增大，無(wú)柄蔓足類(lèi)的種類(lèi)和數(shù)量均出現(xiàn)下降，至離岸約95 km的海域，污損生物則以有柄蔓足類(lèi)和水螅為主，群落中僅有個(gè)別鐘巨藤壺出現(xiàn)[58]。

北部灣東北部海區(qū)污損生物的優(yōu)勢(shì)種是網(wǎng)紋藤壺、齒緣牡蠣 (Dendostrea folium) 和覆瓦牡蠣(Hyotissa imbricata) 等種類(lèi)，茗荷和鵝茗荷等有柄蔓足類(lèi)僅在離大陸約60 km以遠(yuǎn)的海域偶爾出現(xiàn)。在離雷州半島約7 km的海域，污損生物以網(wǎng)紋藤壺和高峰星藤壺為主，且無(wú)柄蔓足類(lèi)在生物附著量百分組成中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；而在潿洲島西南海域，則形成了以牡蠣－藤壺為主體框架、其間棲息著大量其他種類(lèi)的污損生物群落[45,59]。

3 討論與結(jié)語(yǔ)

處在離岸3 n mile以遠(yuǎn)、水深大于50 m海區(qū)的近海設(shè)施，由于地理位置和環(huán)境因素的差異，各海區(qū)污損生物的種類(lèi)組成會(huì)明顯不同，但基本上均由雙殼類(lèi)和無(wú)柄蔓足類(lèi)（藤壺）等構(gòu)成污損生物群落的主要框架；其中在溫帶海區(qū)雙殼類(lèi)軟體動(dòng)物以紫貽貝為優(yōu)勢(shì)種，而熱帶海區(qū)則為牡蠣；無(wú)柄蔓足類(lèi)（藤壺）應(yīng)是污損生物群落演替過(guò)程中極為重要的過(guò)渡性中間種類(lèi)，且其種類(lèi)和數(shù)量與海洋設(shè)施離岸距離密切相關(guān)。至于有柄蔓足類(lèi)，雖然龜足 (Pollicipes polymerus)可在海洋石油平臺(tái)棲息附著[60]，但茗荷、鵝茗荷和細(xì)板條茗荷等有柄蔓足類(lèi)僅在浮標(biāo)等漂浮或浮動(dòng)性設(shè)施上出現(xiàn)[61]，造成這一現(xiàn)象的機(jī)制尚需進(jìn)一步研究探索。

基于近海設(shè)施具有時(shí)間跨度大、分布范圍廣的特點(diǎn)，對(duì)其污損生物群落進(jìn)行探討不僅可為深入研究海洋生物群落動(dòng)態(tài)變化提供借鑒，而且相關(guān)研究成果甚至還可用于探索某些全球海洋生態(tài)過(guò)程。例如，污損生物群落的形成和發(fā)展過(guò)程可充當(dāng)研究生態(tài)災(zāi)害（如火山爆發(fā)、長(zhǎng)棘海星對(duì)珊瑚礁的破壞）發(fā)生后底棲生物群落恢復(fù)過(guò)程的模型。此外，考慮到近海設(shè)施水下部位遠(yuǎn)比掛板調(diào)查所用試板的面積大，更利于生物幼蟲(chóng)的附著和生長(zhǎng)，其上形成的生物群落應(yīng)能更全面真實(shí)地反映當(dāng)?shù)睾^(qū)自然環(huán)境中的生物狀況，如對(duì)某些具代表性的近海設(shè)施長(zhǎng)期開(kāi)展定時(shí)定點(diǎn)的觀察研究，將可獲得大量第一手資料。

另外，污損生物群落雖是分析探討底棲生物群落演替變化規(guī)律極好的模型，然而，近岸水域人類(lèi)活動(dòng)繁多，局部海域環(huán)境參數(shù)也易受徑流和降雨等多種外在因素的影響而發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性和偶然性可能因此大為增加。至于遠(yuǎn)岸深水近海海區(qū)，環(huán)境因子相對(duì)較為穩(wěn)定，人為干擾機(jī)會(huì)也比較少，有利于排除多種偶發(fā)因素的影響，降低問(wèn)題的復(fù)雜性，并簡(jiǎn)化研究過(guò)程。因此，近海海區(qū)不僅是探討污損生物群落形成和發(fā)展作用機(jī)制的最佳地點(diǎn)，而且其研究成果也可為海洋恢復(fù)生態(tài)學(xué)相關(guān)理論和假說(shuō)提供借鑒。但是，作為一個(gè)新興的研究方向和熱點(diǎn)，這些工作尚處于起步階段，有關(guān)研究理念和分析手段均需進(jìn)一步完善和提高。

目前，近海污損生物研究的歷史還比較短，其進(jìn)展基本取決于海洋石油開(kāi)發(fā)、風(fēng)能利用和深海養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，相關(guān)的定性和定量（尤其長(zhǎng)期的）調(diào)查資料在時(shí)間和空間上仍具有相當(dāng)大的局限性。要了解和掌握某特定海區(qū)污損生物特點(diǎn)及準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其演替變化規(guī)律，開(kāi)展污損生物數(shù)學(xué)生態(tài)模型研究極為必要，然而，這些工作能否得以深入，首先必須以大量的污損生物和環(huán)境參數(shù)實(shí)海調(diào)查資料及數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建為基礎(chǔ)。因此，近海污損生物生態(tài)研究是一門(mén)綜合性前沿學(xué)科，其成果一方面可為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，另方面也有助于促進(jìn)基礎(chǔ)研究工作的深入發(fā)展。

此外，近海設(shè)施可以看作是多產(chǎn)的人工礁，它不僅為營(yíng)固著或附著生活的生物提供了重要（有時(shí)甚至是唯一）的硬質(zhì)棲息物，也為魚(yú)類(lèi)和許多海生物提供了隱蔽場(chǎng)所，而且所形成的復(fù)雜污損（附著）生物群落還為各種生物提供了豐富的食物來(lái)源，有利于增加當(dāng)?shù)厮虻纳锓N類(lèi)和數(shù)量，并可能有助于受捕撈過(guò)度影響或人為干擾的海洋生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和重建，從而達(dá)到保護(hù)和增殖海洋生物資源的目的，并取得良好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，在墨西哥灣，“鉆井平臺(tái)－人工礁”項(xiàng)目正嘗試將退役的海洋石油生產(chǎn)平臺(tái)用于人工礁的建設(shè)，開(kāi)展休閑娛樂(lè)和漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，以獲得最大效益。

總而言之，在離岸深水的近海海區(qū)開(kāi)展污損生物生態(tài)研究不僅可為安全生產(chǎn)和污損生物防除提供科學(xué)依據(jù)，而且其環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定，遭受突發(fā)的人為或自然因素干擾的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于近岸水域，在此對(duì)污損生物群落的形成和發(fā)展作用機(jī)制進(jìn)行探討，將可簡(jiǎn)化研究過(guò)程、降低復(fù)雜程度，有助于揭示海洋生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。此外，相關(guān)研究成果還可為海洋恢復(fù)生態(tài)學(xué)的豐富和發(fā)展奠定基礎(chǔ)，并對(duì)人工漁礁的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)作用。因此，近海污損生物生態(tài)研究除了在應(yīng)用研究領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義外，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域也具有極為重要的科學(xué)價(jià)值。

[1]Redfield A C, Hutchins L W.The effects of fouling.In: Woods Hole Oceanographic Institution (ed.) Marine fouling and its prevention [M].U S Naval Institute, Annapolis, 1952: 3-20.

[2]Heaf H J.The effect of marine growth on the performance of fixed offshore platforms in the North Sea.Proceedings of the 11thAnnual Offshore Technology Conference [C].1979, 1: 255-268.

[3]黃宗國(guó), 蔡如星.海洋污損生物及其防除(上冊(cè)) [M].北京: 海洋出版社, 1984, 3-19.

[4]嚴(yán)濤, 劉姍姍, 曹文浩.中國(guó)沿海水產(chǎn)設(shè)施污損生物特點(diǎn)及防除途徑 [J].海洋通報(bào), 2008, 27(1): 102-110.

[5]Swift M R, Fredriksson D W, Unrein A, et al.Drag force acting on Biofouled net panels [J].Aquacultural Engineering, 2006, 35: 292-299.

[6]Haderlie E C.A brief overview of the effects of macrofouling.In: Costlow J D, Tipper R C (eds.) Marine Biodeterioration: an Interdisciplinary Study [M].Naval Institute Press, Annapolis, 1984, 163-166.

[7]MTD Ltd.Appraisal of Marine Growth on Offshore Installations [M].Marine Technology Directorate Limited, London, 1992, 15-24.

[8]Edyvean R G J, Terry L A, Picken G B.Marine fouling and its effects on offshore structures in the North Sea — a review [J].International Biodeterioration, 1985, 21: 277-284.

[9]Picken G B.Marine fouling and structural loading [J].Underwater Technology, 1986, 12(2): 18-21.

[10]Yan T, Yan W X.Fouling of offshore structures in China- a review [J].Biofouling, 2003, 19(suppl.): 133-138.

[11]Callow M.Ship fouling: problems and solutions [J].Chemistry and Industry, 1990, 5: 123-127.

[12]Laidlaw F B.The history of the prevention of fouling.In: Woods Hole Oceanographic Institution (ed.) Marine Fouling and Its Prevention [M].U S Naval Institute, Annapolis, 1952, 211-223.

[13]Relini G, Relini M.Macrofouling on offshore structures in the Mediterranean Sea.In: Grag K L, Grag N and Mukerji K G (eds.) Recent Advances in Biodeterioration and Biodegradation [M].Naya Prokash, Calcutta, 1994: 307-326.

[14]Greene J K, Grizzle R E.Successional development of fouling communities on open ocean aquaculture fish cages in the western Gulf of Maine, USA [J].Aquaculture, 2007, 262: 289-301.

[15]Joschko T J, Buck B H, Gutowl L, et al.Colonization of an artificial hard substrate byMytilus edulisin the German Bight [J].Marine Biology Research, 2008, 4: 350-360.

[16]Wilhelmsson D, Malm T.Fouling assemblages on offshore wind power plants and adjacent substrata [J].Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2008, 79: 459-466.

[17]Hutchins L W.Relations to local environments.In: Woods Hole Oceanographic Institution (ed.) Marine Fouling and Its Prevention [M].U S Naval Institute, Annapolis, 1952: 102-117.

[18]DePalma J R.A study of deep-ocean fouling.Proceedings of the 2ndInternational Congress on Marine Corrosion and Fouling [C].1968: 1-6.

[19]Bascom W, Mearns A J, Moore M D.A biological survey of oil platforms in the Santa Barbara Channel [J].Journal of Petroleum Technology, 1976, 28: 1 280-1 284.

[20]Wolfson A, Van Blaricom G, Davis N, et al.The marine life of an offshore oil platform [J].Marine Ecology Progress Series, 1979, 1: 81-89.

[21]Sharma J N.Marine growth on the Hondo platform in the Santa Barbara Channel.Proceedings of 15thAnnual Offshore Technology Conference [C].1983, 2: 469-473.

[22]Pequegnat W E, Pequegnat L H.Larval transport, settlement and population structure of offshore biofouling assemblages in the northeastern Gulf of Mexico.In: Acker R F, Brown B F, DePalma J R, Iverson W P (eds.) Proceedings of 3rdInternational Congress on Marine Corrosion and Fouling [C].Northwestern University Press, Evanston, Illinois, 1973: 731-743.

[23]Heidemant J C, George R Y.Biological and engineering parameters for macrofouling growth on platforms offshore Louisiana.Oceans 81 Conference Record [C].IEEE, New York, 1981: 550-557.

[24]Lewbel G S, Howard R L, Gallaway B J.Zonation of dominant fouling organisms on northern Gulf of Mexico petroleum platforms [J].Marine Environmental Research, 1987, 21(3): 199-224.

[25]Sammarco P W, Atchison A D, Boland G S.Expansion of coral communities within the northern Gulf of Mexico via offshore oil and gas platforms [J].Marine Ecology Progress Series, 2004, 280: 129-143.

[26]Bellan-Santini D.Biological fouling of clear artificial substrata immersed in pure water for 26 months in the Marseilles region 2.Quantitative results [J].Thethys, 1970, 2(2): 357-364.

[27]Bellan-Santini D, Arnaud P, Bellan G, et al.Etude qualitative et quantitative des salissures biologiques de plaques experimentales immergees en plein eau [J].Thethys, 1970, 1(3): 709-714.

[28]Relini G.Mediterranean macrofouling [J].Oebalia, 1993, 19: 103-154.

[29]HMSO.Guidance on the design and construction of offshore installations [S].Department of Energy, 1974.

[30]Ralph R.Marine growth on North Sea oil and gas platforms.Proceedings of the 12thAnnual Offshore Technology Conference [C].1980, 4: 49-52.

[31]Hardy F G.Fouling on North Sea platforms [J].Botanica Marina, 1981, 24: 173-176.

[32]Southgate T, Myers A A.Mussel fouling on the Celtic Sea Kinsale field gas platform [J].Estuarine, Coastal and Shelf Science, 1985, 20: 651-659.

[33]Sell D.Marine fouling.Proceedings of the Royal Society of Edinburgh [C].1992, 100B: 169-184.

[34]Whomersley P, Picken G B.Long-term dynamics of fouling communities found on offshore installations in the North Sea [J].Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 2003, 83: 897-901.

[35]Foster B A, Willan R C.Foreign barnacles transported to New Zealand on an oil platform [J].New Zealand Journal of Marine & Freshwater Research, 1979, 13(1): 143-149.

[36]Foster B A.Barnacle ecology and adaptation.In: Southward AJ (ed.) Barnacle Biology [M].AA Balkema Publishers, Rotterdam, The Netherlands, 1987: 113-133.

[37]Pearce F.Offshore petroleum.In: Kjelleberg S, Steinberg P (eds.) Biofouling: Problems and Solutions [M].The University of New South Wales, Sydney, 1994: 19-31.

[38]Venugopalan V P, Wagh A B.Biofouling of an offshore oil platform: Faunal composition and biomass [J].Indian Journal of Marine Sciences, 1990, 19: 53-56.

[39]Wagh A B, Sawant S S, Venugopalan V P, et al.A device to study biofouling and corrosion from fixed offshore platforms [J].Corrosion Prevention & Control, 1988, 35(5): 134-137.

[40]Stachowitsch M, Kikinger R, Herler J, et al.Offshore oil platforms and fouling communities in the southern Arabian Gulf (Abu Dhabi) [J].Marine Pollution Bulletin, 2002, 44: 853-860.

[41]Zvyagintsev A Yu, Ivin V V.Study of Biofouling of the submerged structural surfaces of offshore oil and gas production platforms [J].Marine Technology Society Journal, 1995, 29(2): 59-62.

[42]黃宗國(guó), 李傳燕, 張良興, 等.渤海灣附著生物生態(tài) [J].海洋學(xué)報(bào), 1980, 2(3): 111-122.

[43]黃修明, 尹建得, 劉建軍, 等.渤海石油平臺(tái)附著生物生態(tài)的研究 [J].海洋科學(xué)集刊, 1994, 35: 131-141.

[44]Yan T, Yan W X, Dong Y, et al.Offshore fouling: Investigation methods [J].Acta Oceanologica Sinica, 2004, 23(4): 733-739.

[45]Yan T, Yan W X, Dong Y, et al.Marine fouling of offshore installations in the northern Beibu Gulf of China [J].International Biodeterioration & Biodegradation, 2006, 58: 99-105.

[46]Fotheringham N.Observations on the effects of oil field structures on their biotic environment: Platform fouling community.In: Middleditch B S (ed.) Environmental Effects of Offshore Oil Production: The Buccaneer Gas and Oil Field Study [M].Plenum Press, New York and London, 1981: 179-208.

[47]Relini G.Fouling of different materials immersed at a depth of 200m in the Ligurian Sea.Proceedings of the 4thInternational Congress on Marine Corrosion and Fouling [C].Centre de Recherches et d’Etudes Océanographiques, Boulogne, France, 1976: 431-443.

[48]Relini G, Tixi F, Relini M, et al.The macrofouling on offshore platforms at Ravenna [J].International Biodeterioration ＆ Biodegradation, 1998, 41: 41-55.

[49]Ralph R.Marine fouling on platforms in the northern North Sea.Proceedings of the 2ndInternational Conference on Behaviour of Offshore Structures [C].BHRA Fluid Engineering, Granfield, Bedford, England, 1979: 605-607.

[50]Forteath G N R, Picken G B, Ralph R.Patterns of macrofouling on steel platforms in the central and northern North Sea.In: Lewis J R, Mercer A D (eds.) Corrosion and Marine Growth on offshore Structures [M].Ellis Horwood Limited, Chichester, 1984: 10-22.

[51]Picken G.Moray Firth marine fouling communities.Proceedings of the Royal Society of Edinburgh [C].1986, 91B: 213-220.

[52]Forteath G N R, Picken G B, Ralph R, et al.Marine growth studies on the North Sea oil Platform Montrose Alpha [J].Marine Ecology Progress Series, 1982, 8: 61-68.

[53]Foster B A, Crow S P.Maui a platform fouling study [R].Interim report to Shell, BP and Todd Oil Services Ltd., New Plymouth, 1978.

[54]嚴(yán)濤, 嚴(yán)文俠, 董鈺, 等.珠江口以東近海水域污損生物的組成與分布 [J].臺(tái)灣海峽, 1999, 18(3): 325-331.

[55]Yan T, Yan W X, Dong Y, et al.Fouling in offshore areas southeast of the Pearl River delta, northern South china Sea [J].Acta Oceanologica Sinica, 2003, 22(2): 201-211.

[56]嚴(yán)濤, 嚴(yán)文俠, 董鈺, 等.海南島東部海域生物污損研究 [J].海洋與湖沼, 1998, 29(4): 374-380.

[57]嚴(yán)濤, 嚴(yán)文俠, 董鈺, 等.瓊東近海浮標(biāo)污損生物研究 [J].湛江海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 1998, 18(4): 35-38.

[58]嚴(yán)濤, 嚴(yán)文俠, 梁冠和, 等.海南島西南部鶯歌海水域生物污損研究 [J].熱帶海洋, 1997, 16(4): 41-48.

[59]嚴(yán)濤, 嚴(yán)文俠, 董鈺, 等.北部灣東北部海區(qū)污著生物研究 [J].熱帶海洋, 1998, 17(2): 38-44.

[60]Page H M.Differences in population structure and growth rate of the stalked barnaclePollicipes polymerusbetween a rocky headland and an offshore oil platform [J].Marine Ecology Progress Series, 1986, 29: 157-164.

[61]嚴(yán)文俠, 董鈺, 梁冠和, 等.南海北部海區(qū)有柄蔓足類(lèi)的生態(tài)特點(diǎn) [J].海洋與湖沼, 1995, 26(4): 423-430.

Advances in research of marine fouling in offshore areas

LI Jing1, YAN Tao2, CAO Wen-hao2, CHEN Chi3, CHEN Ru-jiang3

(1.Guangdong Industry Technical College, Guangzhou 510300, China; 2.South China Sea Institute of Oceanology, CAS, Guangzhou 510301, China; 3.Panyu Operating Company, CNOOC China Limited, Shengzhen 518067 China)

The fouling settling on marine installations is a major factor affecting their safety and service life.With the development of the petroleum exploitation, aquaculture and wind power plants, more and more attention on the fouling of the offshore installations located more than 3 miles from the coast or at a depth below 50 m has been paid in the past decades.Usually the major fouling groups are bivalves (mussels or oysters) and acorn barnacles.However, due to the differences in geographic locations and environmental factors, the species components and characteristics of the fouling community may change greatly.For the development of the adequate ecological model, further collection of biotic and abiotic data and creation of a data bank are necessary.Moreover, the development of the fouling community on an offshore installation also represents a simplified model of the benthic community recovery.Therefore, the study on offshore fouling will not only have the practical applications in marine industries, but also have great significance in pure academic terms and fields.

fouling organisms; offshore; marine installations

X17

A

1001-6932(2010)01-0113-07

2009-08-08；

2009-12-03

中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所知識(shí)創(chuàng)新工程前沿項(xiàng)目LYQY200703、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 40706046、廣東省重大科技興海項(xiàng)目(深水網(wǎng)箱抗附著研究)

李靜 ( 1974－)，女，湖北武漢人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境科學(xué)。電子郵箱：eeslee@gdqy.edu.cn