海洋灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境的研究現(xiàn)狀

1、海洋灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境的研究現(xiàn)狀薛超波，王國良，金珊寧波大學生命科學與生物工程學院，浙江寧波3i52i1摘要：隨著海洋灘涂貝類養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境日趨惡化，生物病原大量滋生，養(yǎng)殖生產(chǎn)受到了嚴重的阻礙。文 章介紹了我國灘涂的分布、類型和資源開發(fā)利用狀況；結合灘涂貝類養(yǎng)殖生產(chǎn)和發(fā)病狀況，從微生物學、底棲生態(tài)學和污染 生態(tài)化學等角度，對我國在海洋灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境方面取得的研究成果進行了綜述；提出了灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境方面亟需解決 的問題。這些問題包括養(yǎng)殖容量的確定、底棲生物生態(tài)的研究、健康養(yǎng)殖模式的確立和污染環(huán)境的生物修復等。關鍵詞：灘涂貝類；養(yǎng)殖環(huán)境；微生物；底棲動物中圖分類號：s931.3文

2、獻標識碼：a文章編號：1672-2175 （ 2004 ） 01-0116-03灘涂是海洋與陸地交接并處于不斷演變的生態(tài)系，是人 類最早成功開發(fā)和利用的海洋地域。合理開發(fā)和利用海洋灘 涂資源對國民經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有非常重大的意 義。目前，我國的灘涂開發(fā)以養(yǎng)殖業(yè)為主，養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖 種類逐年增加。然而，隨著養(yǎng)殖歷史的延長、養(yǎng)殖種類的增 加和養(yǎng)殖規(guī)模的擴大，灘涂養(yǎng)殖環(huán)境日趨惡化，生物病原大 量滋生，致使許多貝類出現(xiàn)了大規(guī)模死亡的現(xiàn)象，嚴重阻礙 了養(yǎng)殖生產(chǎn)的正常發(fā)展。本文綜述了我國近年來在海洋灘涂 貝類養(yǎng)殖環(huán)境方面取得的研究成果，并對研究中存在的問題 進行了評述。1灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境的研究現(xiàn)狀

3、1.1我國灘涂的分布、類型和資源的開發(fā)利用我國淺海灘涂分布很廣，北起遼寧，南至廣西，總面積 約220萬hm2|,lo按其形成的特點，可分為3類：（1 ）平原 海岸地區(qū)，包括潮灘平原海岸與河口三角洲平原海岸，是灘 涂的主要分布區(qū)；（2 ）港灣或沙島后側波浪作用減弱的海岸 帶，這類灘涂多淤漲型的厚層淤泥；（3）紅樹林泥沼海岸， 如廣西、海南及廣東的紅樹林海岸帶。按灘涂的主要物質組 成又可分為：粉砂灘涂（以蘇北海岸為代表x淤泥灘涂（以 渤海灣為代表）和沙質灘涂（以膠州灣為代表b淺海灘涂開發(fā)已成為我國海洋開發(fā)行業(yè)最多，密集度和 活動頻率最高的區(qū)域，產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益。目前， 淺海灘涂開發(fā)的主要方

4、式是：潮間或潮下帶發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)；潮 上或潮間帶發(fā)展種植業(yè)，包括種植水稻、牧草、蘆葦、米草 等；潮間帶大力發(fā)展貝類和大型藻類等品種的養(yǎng)殖業(yè)及生態(tài) 旅游業(yè)。其中，以海帶為主的大型海藻養(yǎng)殖業(yè)取得了很大的 成功，在育種和總產(chǎn)量等方面處于世界領先水平。淺海灘涂 貝類的養(yǎng)殖也取得了一定的成績，無論在品種上還是在產(chǎn)量 上均形成了一定的規(guī)模，養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖種類也逐年増加。 1.2灘涂貝類的養(yǎng)殖生產(chǎn)和發(fā)病概況灘涂貝類是灘涂生物群落組成的優(yōu)勢種類，在我國沿海 有較大的資源儲藏量。目前已開展人工養(yǎng)殖和人工育苗的種 類有泥酣、縊蛭、泥螺、文蛤、青蛤、西施舌、菲律賓蛤仔、 彩虹明櫻蛤等。隨著養(yǎng)殖歷史的延長及養(yǎng)殖規(guī)模的擴大

5、，海 洋生態(tài)環(huán)境的日趨惡化，灘涂貝類的病害和死亡問題也越來 越嚴重，使養(yǎng)殖生產(chǎn)遭受重大損失（表1 ） 2引。1.3海洋灘涂環(huán)境的微生物學研究表1海產(chǎn)灘涂經(jīng)濟貝類養(yǎng)殖生產(chǎn)和發(fā)病概況養(yǎng)殖種類主要養(yǎng) 殖區(qū)大規(guī)模養(yǎng) 殖年份發(fā)病史發(fā)病情況主要病原 或病因泥甜浙江、福建1993不明零星發(fā)病弧菌縊輕福建、浙江)962不明零星發(fā)病不明泥螺浙江19901997 年大規(guī)模死亡環(huán)境因素文蛤江蘇等地19841985 年局部大批死亡弧菌青蛤江蘇等地1992不明尚未發(fā)病不明西施舌福建1980不明不明不明菲律賓始仔全國沿海19751987 年2(x)()年局部100%死亡弧菌帕金蟲彩虹明櫻始浙江、福建1990不明尚未發(fā)病不

6、明灘涂微生物在灘涂生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動中 發(fā)揮著重要的作用，如營養(yǎng)鹽的循環(huán)，有機物的運輸和礦化， 以及能量流動等彷乃，而且對灘涂污染物的降解，環(huán)境凈化， 生態(tài)平衡的保持也具有重要意義。其數(shù)量、生物多樣性與代 謝活動等可以作為灘涂土壤質量評價和濱海環(huán)境監(jiān)測的生 物學指標。我國從20世紀80年代開始對沉積物中微生物進行 研究，主要研究了沉積物中微生物的數(shù)量分布、種類組成和 生理生化特點，并沒有涉及微生物的生物量、生產(chǎn)力及其在 所處生態(tài)系統(tǒng)中的功能作用。90年代以后，開始了對海洋微 生物功能的研究，相關報道以關于臺灣海峽和廈門海域中海 洋細菌生態(tài)功能的系列研究為代表。此外，其他關于海洋細 菌

7、生態(tài)功能的研究工作有膠州灣細菌二次生產(chǎn)力的研究，以 及對微生物環(huán)的初步研究。但這些研究主要是針對水體中的 細菌，而對沉積物中微生物的功能研究很少，缺乏系統(tǒng)研究 和基礎數(shù)據(jù)。隨著海水養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展，養(yǎng)殖生物的微生物疾病及 其防治研究日益受到重視，養(yǎng)殖環(huán)境中微生物生態(tài)分布的研 究也逐漸開展起來，但對灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境中微生物生態(tài)分 布的研究報道卻并不多見。林鳳翱等對黃渤海沿岸貝類養(yǎng) 殖環(huán)境以細菌學指標進行了調查分析，并建議采用異養(yǎng)細菌 總數(shù)作為一項指標來指示海洋環(huán)境狀況。馬紹賽等對牡蠣 及菲律賓蛤仔灘涂養(yǎng)殖環(huán)境中異養(yǎng)細菌總數(shù)進行了初步調 查，但并未作進一步的分析。wang等i®對泥螺養(yǎng)殖

8、灘涂的 異養(yǎng)菌群組成及其生態(tài)特性進行了檢測分析，結果表明，細 菌數(shù)量隨氣溫變化而波動，芽電桿菌屬等優(yōu)勢菌群與灘涂環(huán) 境的惡化有關。張瑜斌等i研究了廈門西港西南部潮間帶無 植被灘涂3大類群微生物的數(shù)量，結果表明，微生物的數(shù)量 大小與土壤有機質含量、氮含量和受污染的程度有關。陳碧 鵑等i對乳山灣灘涂貝類養(yǎng)殖區(qū)進行了微生物調查，研究 了乳山灣東流區(qū)海水及底泥中細菌數(shù)量和弧菌數(shù)屋的變化 及其與環(huán)境因子之間的關系。劉文華等利用mpn法及 api 20e系統(tǒng)對廈門潯江灣牡蠣養(yǎng)殖區(qū)的牡蠣體、水體及底 質3類樣品進行了弧菌分析，結果表明，3類樣品的弧菌密 度隨季節(jié)均呈春、夏秋、冬趨勢而變化，而且灣內的弧菌 密

9、度高于灣外。1.4海洋灘涂環(huán)境的底棲生物研究研究灘涂底棲生物的種類組成、數(shù)量分布、多樣性指數(shù) 和生物量等生態(tài)習性，可以為合理的開發(fā)、利用和保護灘涂 生態(tài)系統(tǒng)提供相應的科學依據(jù)，同時還可以利用底棲生物來 評價灘涂底質環(huán)境的污染狀況。國外底棲生物生態(tài)學的研究起步較早，目前已具備了良 好的基礎。我國對底棲生物生態(tài)學的研究，主要是以建國后 3次全國性的綜合調查以及多次有關水產(chǎn)資源、環(huán)境和專屬 經(jīng)濟區(qū)的專項調查為基礎。5070年代主要是將底棲生物群 落與沉積類型相聯(lián)系，進行定性定量的描述。80年代以來， 通過開展國際合作，引進國外先進技術，底棲生物生態(tài)學的 研究取得很大的成功，目前已經(jīng)探明了渤海、長江口

10、、膠州 灣、福建沿海和南廃列島等地的底棲生物資源，并研究了底 棲生物分布的影響因子，為進一步研究底棲生態(tài)系統(tǒng)的結構 和功能提供了重要的參考。但總體來說，我國在該領域的研 究尚處于起步階段，研究基礎還很薄弱，與國外先進水平相 比，還有很大的差距。海洋中的各類污染物能夠以不同的方式進入到沉積物 中，引起底質環(huán)境的變化，進而影響底棲生物的結構和組成， 而底棲生物也可以通過攝食、排泄、掘穴等生命活動影響沉 積物中污染物的分布，因此可以利用底棲生物的結構和組成 來反映底質環(huán)境的污染狀況。早在1916年，德國學者 wilhelmi就首先提出了利用小頭蟲(capitella )來指示海洋 污染，開辟了利用底

11、棲生物來評估環(huán)境污染的全新領域，并 引起了國際上的廣泛興趣。我國底棲生物的污染生態(tài)學的研 究開始于80年代，并且發(fā)展很快，為我國的海洋環(huán)境保護 和綜合整治提供了重要的科學依據(jù)。黃邦欽何通過分析廈 門和香港兩地的微藻種類組成、結構、豐度、生物量和生理 生化指標的變化，揭示了微藻在海洋生態(tài)環(huán)境變化(如富營 養(yǎng)化)中的指示作用。莊棟法等問通過研究柴油對底棲生 物群落的影響，證明可以通過底棲生物群落結構和組成的變 化來反映底質環(huán)境的質量狀況。郭玉清等【利用渤海小型 底棲動物數(shù)量的季節(jié)變動和自由生活海洋線蟲與底棲橈足 類數(shù)量之比的變動，對渤海潮下帶的沉積環(huán)境污染狀況進行 了評價。目前，底棲生物的污染生態(tài)

12、學研究主要集中于以下 幾個方面:(1 )污染物在底棲動物體中含量測定及一些污染 物在底棲動物中累積分布的研究；(2 )污染物對底棲動物生 理特性影響；(3)污染物對底棲動物群落的影響；(4)底棲 動物在水質和底質污染中的監(jiān)測應用。至今為止，對養(yǎng)殖環(huán)境中底棲生物的研究報道并不多 見，而有關灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境中底棲生物的研究更是一片空 白。今后我們應當加強這方面的工作，以便為確定正確的養(yǎng) 殖容量和對養(yǎng)殖環(huán)境進行綜合評價提供必需的科學依據(jù)。 1.5海洋灘涂環(huán)境的污染生態(tài)化學研究底質是灘涂貝類賴以生存的空間，是其棲息和覓食的主 要場所，灘涂底質環(huán)境的優(yōu)劣，直接關系到灘涂貝類養(yǎng)殖的 成功與否。由于灘涂介于

13、海洋與陸地的交匯點，是沿海陸源 污染物和海上排污的主要受納場所，而且灘涂養(yǎng)殖區(qū)的自身 污染也很嚴重，往往容易導致大面積的環(huán)境惡化，同時引發(fā) 病蟲害的爆發(fā)和流行，給灘涂貝類養(yǎng)殖業(yè)帶來極大的損失。 我國淺海灘涂環(huán)境污染物主要包括有機物、富營養(yǎng)化無機 物、赤潮藻類、重金屬和石油等幾大類。這些污染物一旦形 成危害，很難在短時期內消除，因此，為了保護環(huán)境，防止 污染，必須實施海洋灘涂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，及時了解灘涂生態(tài) 環(huán)境的污染現(xiàn)狀。目前海洋灘涂環(huán)境監(jiān)測的主要項目有：有 機質、硫化物、油類、總氮、總磷、汞、鎘、鉛、碑以及難 降解有機污染物(ddts、pcbs、pahs、猷酸酯類)等。其 中，總氮和總磷等是營

14、養(yǎng)要素，其指標可反映海洋灘涂環(huán)境 的富營養(yǎng)化程度；有機質、硫化物、油類等可綜合反映海區(qū) 沉積環(huán)境的有機污染情況；汞、鎘、鉛、碑等可反映海區(qū)沉 積環(huán)境重金屬的污染情況；難降解有機污染物，如ddts、 pcbs、pahs、猷酸酯等，盡管在海洋灘涂環(huán)境中含量很低， 但毒性極大，對海洋生物有致畸、致突變和致癌作用。海洋灘涂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測包括監(jiān)測站布點、樣品采集實 驗室分析測試、數(shù)據(jù)儲存處理、編制報告、信息使用等一系 列過程，目前已形成了一套科學的體系。在海洋灘涂環(huán)境監(jiān) 測技術中，除了執(zhí)行國家環(huán)保局編制的環(huán)境監(jiān)測分析方法 (1986 x水和廢水監(jiān)測方法(1989)和國家海洋局編制的 海洋監(jiān)測規(guī)范(1991

15、 )之外，國內的專家和學者研究出許 多新的更簡便、快捷、準確的監(jiān)測技術和方法。劉現(xiàn)明等"i 在前人采用氣相色譜法測定甲基汞的基礎上，改用萃取氣 相色譜法，該方法簡單，干擾少，再現(xiàn)性好，最小檢出量達 到0.81x10-6,相對標準偏差也達到了 1.01%o宋樹林等“勺 創(chuàng)造性的采用離子交換電沉積a譜法測定了沉積物中的 環(huán)，使環(huán)的化學回收率達到75%80%。楊廣杏等研究了 伶仃洋石油污染及油品的鑒別方法，并用熒光光度法測定了 生物樣品中的石油姪和底質環(huán)境中的石油炷。李悅等(1996) 對沉積物中不同形態(tài)磷的提取方法加以改進，對沉積物中的 吸附態(tài)磷、鋁結合磷、鐵結合磷、有機磷等7中形態(tài)的磷

16、采 用分步提取的方法，并對各步驟提取液的磷含量均采用鑰鏤 抗比色法測定，結果表明這種方法靈敏度髙，顯色穩(wěn)定，抗 干擾能力強，是目前微量磷測定的最佳方法。2海洋灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境研究存在的問題及對策在灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境研究中，尚有許多問題亟待解決。 2.1灘涂貝類養(yǎng)殖容量的確定由于灘涂貝類養(yǎng)殖具有投資小、見效快、效益高的特點， 養(yǎng)殖戶往往容易在利益的驅動下，忽視養(yǎng)殖灘涂的承載量和 環(huán)境的容納量，盲目地增加養(yǎng)殖密度，擴大養(yǎng)殖面積，最終 導致灘涂貝類養(yǎng)殖業(yè)的自身污染加劇。應當結合當?shù)氐臑┩?養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境(包括溫、鹽結構，潮汐變化，水交換，水質 和底質化學環(huán)境等)，系統(tǒng)地研究灘涂貝類養(yǎng)殖容量，為政 府進行

17、海域管理提供科學依據(jù)。2.2灘涂底棲生物的研究底棲生物在灘涂貝類養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量 流動中發(fā)揮著重要作用，并且可以用來監(jiān)測灘涂生態(tài)環(huán)境的 污染狀況，因而開展底棲生物的研究是非常必要的。今后我 們應當加強對灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境中底棲生物的調查研究，確 定其資源分布及影響因子，明確其生理功能，保護其多樣性。 2.3灘涂貝類養(yǎng)殖生態(tài)模式研究為了合理地開發(fā)利用淺海灘涂資源，避免灘涂資源和環(huán) 境遭到破壞，應當針對不同的區(qū)域，創(chuàng)建適合當?shù)厍闆r并與 當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)相協(xié)調的區(qū)域化養(yǎng)殖模式，實現(xiàn)養(yǎng)殖過程的良 性循環(huán)，減少養(yǎng)殖對海區(qū)生態(tài)環(huán)境造成的二次污染，保持灘 涂養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。必須高度注意灘涂的養(yǎng)殖容

18、量和生 態(tài)環(huán)境容納量，研究灘涂主要養(yǎng)殖貝類的生物能量學，了解 不同養(yǎng)殖種類之間的關系，探討生態(tài)環(huán)境與養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖 密度之間的聯(lián)系，建立復合養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)。各地應根據(jù)當?shù)?的特點，合理規(guī)劃，制定自己的最優(yōu)發(fā)展模式，而不能一味 照搬，簡單模仿，盲目推廣。2.4灘涂養(yǎng)殖環(huán)境的生物修復技術生物修復(bioremediation )分為原位生物修復(in situ bioremediation )和異位生物修復(ex situ remediation )兩種， 是一門剛剛興起的很有前途的環(huán)境污染治理技術，它可以利 用作用生物自身的功能消除污染物或改變污染物的存在形 態(tài)而降低其毒性，使退化的或破壞的生態(tài)系

19、統(tǒng)得以恢復或重 建。有關海水養(yǎng)殖環(huán)境生物修復技術的研究，國內外才剛剛 起步，研究報道不多。我國作為養(yǎng)殖大國，而且環(huán)境污染日 趨嚴重，如果采用物理或化學手段進行治理，不僅需要大量 的人力物力，而且很難從根本上解決環(huán)境污染的問題。因此， 應當盡快開展海水養(yǎng)殖環(huán)境生物修復方法和原理的研究，同 時還應該借助現(xiàn)代生物技術，構建高效的基因工程菌，并進 行大規(guī)模的生產(chǎn)，用以快速高效地降解海水養(yǎng)殖環(huán)境中的污 染物，推動我國海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展?？傊瑸┩控愵愷B(yǎng)殖業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占有非常重要 的地位，如何正確的評估海洋灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境，尋找控制 灘涂貝類大規(guī)模死亡的合理途徑，創(chuàng)建切實可行的灘涂貝類 生態(tài)養(yǎng)殖模

20、式，解決日益惡化的灘涂貝類養(yǎng)殖環(huán)境，將直接 關系著我國海洋水產(chǎn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻：111彭建.王仰麟.我國沿海灘涂的研究|j北京大學學報(自然科學 版),2(x)0. 36(6): 832-839.2 張國范，李霞.薛真福.我國養(yǎng)殖貝類大規(guī)模死亡的原因分析及防 治對策|j|.中國水產(chǎn).1999. 12(9): 34-39.3 王一農(nóng)，張義君.中國海產(chǎn)底棲經(jīng)濟貝類的苗種生產(chǎn)j.水產(chǎn)學報, 1995, 19(2): 166-171.4 munster u, ciirost r j. origin, composition, and microbial utilization of diss

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