張笑 劉項峰 赫健 龔艷君 傅志宇 張云霞 張云

（遼寧省海洋水產(chǎn)科學研究院，遼寧大連 116023）

1 引言

近幾年，隨著人類活動的不斷加劇及海洋環(huán)境的變化，近海生境明顯退化，漁業(yè)資源嚴重衰退。大規(guī)模的圍填?；顒?、養(yǎng)殖廢水的任意排放、不科學的海水養(yǎng)殖、近海污染物的排放等是造成生境退化、資源衰退的主要原因［1-2］。濕地、河口、海灣等近海典型海域生態(tài)系統(tǒng)受人類活動影響較大，加之近年來全球變暖、極端天氣及海洋自然災(zāi)害頻發(fā)等因素影響，受損情況尤為嚴重［3］。海洋污染、海岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化，海洋生境及生物資源衰退等問題已經(jīng)引起全世界的高度關(guān)注［4］，對受損海域的保護修復(fù)工作迫在眉睫。

獐島位于123°48.9'E，39°47.6'N，隸屬于丹東東港市北井子鎮(zhèn)海域，位于大洋河河口附近。由于大洋河及淡水入海供給，獐島周邊海域與濱海濕地營養(yǎng)豐富，周邊灘涂棲息著大量大黃蜆、雜色蛤及毛蚶等生物物種，其中大黃蜆是僅存的優(yōu)質(zhì)中國蛤蜊物種，是遼寧省東港市特產(chǎn)、全國農(nóng)產(chǎn)品地理標志，歷史上年產(chǎn)中國蛤蜊可達1.5 萬t。受多年不科學養(yǎng)殖及周期性爆發(fā)的赤潮影響，獐島周邊大黃蜆、雜色蛤等物種大量死亡，貝殼殘體長年累積使得海底一些區(qū)域淺層底質(zhì)硬化，灘涂板結(jié)，不利于中國蛤蜊的棲息與繁衍。現(xiàn)場調(diào)查顯示，海底表層約30 cm 范圍內(nèi)存在大量的貝殼殘體，其與中國蛤蜊生物量比例已大于4∶1，中國蛤蜊幼苗成活率嚴重下降。鑒于此，獐島村委會選取海島周邊典型海域為試點，組織實施了灘涂生態(tài)修復(fù)工程，并在工程實施前后進行了調(diào)查評估，以判斷工程實施效果，為獐島附近其他海域灘涂生態(tài)修復(fù)提供經(jīng)驗與技術(shù)支撐。

2 生態(tài)修復(fù)區(qū)域及工程概況

生態(tài)修復(fù)范圍為123°49'27.91″～123°49'47.74″E，39°46'26.13″～39°46'32.98″N，采取船舶拖網(wǎng)加貝殼清理專用耙配合方式進行，實施時間為2020 年11—12 月，施工前、后調(diào)查時間分別為2020 年8 月與2021 年8 月，調(diào)查站位6 個，見圖1。調(diào)查站位布設(shè)方法依據(jù)GB 12763—2007《海洋調(diào)查規(guī)范》［5］相關(guān)要求執(zhí)行，樣品的采集、保存、運輸和分析依據(jù)GB 17378—2007《海洋監(jiān)測規(guī)范》［6］的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

圖1 修復(fù)區(qū)域與調(diào)查站位示意

生態(tài)修復(fù)工程效果評估主要包括灘涂環(huán)境改良情況（表層）評估和底棲生物變化情況評估。其中，灘涂環(huán)境改良情況評估指標為貝殼雜物密度；底棲生物變化情況評估指標包括生物種類數(shù)、生物密度、生物量、豐度、多樣性指數(shù)、均勻度及優(yōu)勢度。

3 灘涂環(huán)境改良情況評估

工程實施前后修復(fù)區(qū)域各站位貝殼雜物密度調(diào)查結(jié)果見表1。由表1 可知，工程施工前，修復(fù)區(qū)域的貝殼雜物密度范圍為4.20～67.19 t/hm2，平均值為27.80 t/hm2；施工后，修復(fù)區(qū)域的貝殼雜物密度范圍為0.90～2.02 t/hm2，平均值為1.23 t/hm2，較施工前降低了20 余倍，清理率達到95.7%?？梢?，修復(fù)區(qū)貝殼雜物清理基本徹底。由于采用的是拖網(wǎng)清理，修復(fù)區(qū)域板結(jié)的灘涂環(huán)境也得到改善，生態(tài)修復(fù)工程彰顯出一定效果。

表1 工程施工前后修復(fù)區(qū)域各站位貝殼雜物密度調(diào)查結(jié)果t/hm2

4 底棲生物變化情況評估

4.1 生物種類

由工程施工前后修復(fù)區(qū)域底棲生物種類及所占比例調(diào)查結(jié)果可知，工程施工前共鑒定出底棲生物13 種，隸屬于4 門13 科，其中，環(huán)節(jié)動物2 科2 種，占種類總數(shù)的15.4%；軟體動物5 科5 種，占種類總數(shù)的38.5%；節(jié)肢動物4 科4 種，占種類總數(shù)的30.8%；棘皮動物2 科2 種，占種類總數(shù)的15.3%。施工后共鑒定出底棲生物15 種，隸屬于4 門15 科，其中，環(huán)節(jié)動物2 科2 種，占種類總數(shù)的13.3%；軟體動物6 科6 種，占種類總數(shù)的40.0%；節(jié)肢動物5 科5 種，占種類總數(shù)的33.4%；棘皮動物2 科2 種，占種類總數(shù)的13.3%。由此可見，施工后軟體動物與節(jié)肢動物種類有所增加，環(huán)節(jié)動物與棘皮動物較施工前變化不明顯。

4.2 生物密度及生物量

工程施工前后修復(fù)區(qū)域各站位生物密度及生物量調(diào)查結(jié)果見表2。由表2 可知，施工前修復(fù)區(qū)域生物密度變化范圍為22.00～67.99 ind/m2，平均值為36.67 ind/m2；生物量變化范圍為116.81～558.83 g/m2，平均值為251.55 g/m2。其中，生物密度與生物量最高值均出現(xiàn)在Z3 站位，最低值均出現(xiàn)在Z5 站位。施工后修復(fù)區(qū)域生物密度變化范圍為22.00～60.12 ind/m2，平均值為42.35 ind/m2；生物量變化范圍為170.39～487.80 g/m2，平均值為308.39 g/m2。其中，生物密度與生物量最高值均出現(xiàn)在Z3 站位，最低值均出現(xiàn)在Z6 站位。可見，整體上施工后修復(fù)區(qū)域的生物密度與生物量大于施工前，說明生物資源正在進行有效恢復(fù)。

表2 工程施工前后修復(fù)區(qū)域各站位生物密度及生物量調(diào)查結(jié)果

4.3 生物多樣性

底棲生物的各種參數(shù)變化可以在一定程度上反映出海域環(huán)境變化的情況，也可以作為環(huán)境質(zhì)量評估的依據(jù)之一。各種底棲生物都有適宜自己生存的最佳環(huán)境，當環(huán)境改變時，生物的種類也會發(fā)生相應(yīng)的變化。衡量環(huán)境的優(yōu)劣通過生物多樣性指數(shù)可以顯示出來。多樣性指數(shù)包括多樣性分析（豐度、多樣性指數(shù)、均勻度）和優(yōu)勢度分析［7］。

4.3.1 豐度

豐度是表示群里（或樣品）中種類豐富程度的指數(shù)。其計算方法有多種，本文采用馬卡列夫（Margalef）提出的算法［8］。計算公式為：

式中，d 為豐度；S 為種類數(shù)；N 為個體總數(shù)。

一般而言，豐度值越高，說明生物所處的環(huán)境越好；反之，環(huán)境越差。

4.3.2 多樣性指數(shù)

反映群落多樣性的數(shù)學模式也有多種，本文采用種類和數(shù)量信息函數(shù)表示的香濃—維納（Shannon-Weaver）指數(shù)［9］。計算公式為：

式中，H'為香濃—維納指數(shù)；S 為樣品中的種類數(shù)；Pi為第i 種的個體數(shù)（ni）與總個體數(shù)（N）的比值。

一般認為，香濃—維納指數(shù)值越高，環(huán)境越好；該指數(shù)值越低，環(huán)境質(zhì)量越差。

4.3.3 均勻度

均勻度是指一個群落或環(huán)境中的全部物種個體數(shù)目分配情況，是對不同物種在數(shù)量上接近程度的衡量，其算法多種多樣，本文采用皮諾（Pielou）提出的算法［10］。計算公式為：

式中，J 為均勻度指數(shù)；S 為樣方中的總種類數(shù)；H'為多樣性指數(shù)。

J 的值一般處于0～1 之間。J 值大，說明物種間個體數(shù)分布較均勻，生態(tài)環(huán)境較好；J 值小，說明物種間個體數(shù)分布不均，生態(tài)環(huán)境較差。

4.3.4 優(yōu)勢度

優(yōu)勢度用于表示一個物種在群里中的地位與作用，是與均勻度相對應(yīng)的指數(shù)。計算公式為：

式中，Y 為優(yōu)勢度指數(shù)；Ni為樣品中第i 種的個體數(shù)；N 為樣品中的總個體數(shù)；fi為第i 種在所有樣品中的出現(xiàn)頻率。

優(yōu)勢度指數(shù)范圍處于0～1 之間。環(huán)境質(zhì)量低，個體數(shù)的分布可能集中在少數(shù)適應(yīng)性較強的種類上，優(yōu)勢度值高；反之，則優(yōu)勢度值低。

工程施工前后修復(fù)區(qū)域底棲生物多樣性生態(tài)指數(shù)如圖2 所示。由圖2 可知，施工后底棲生物的豐度、多樣性指數(shù)與物種均勻度指數(shù)有明顯的升高，但優(yōu)勢度指數(shù)有所下降，表明生物多樣性更高，生物分布更均勻，且所處的環(huán)境質(zhì)量更好，生態(tài)修復(fù)工程彰顯出一定的效果。

圖2 工程施工前后修復(fù)區(qū)域底棲生物群落生態(tài)指數(shù)

5 結(jié)論與建議

本文通過對東港市獐島附近典型海域灘涂修復(fù)的生態(tài)響應(yīng)進行系統(tǒng)分析，充分地認識了生態(tài)修復(fù)工程的修復(fù)效果?；谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)的問題，提出以下建議：

（1）構(gòu)建長期的系統(tǒng)的調(diào)查監(jiān)測機制。由于生態(tài)修復(fù)工程本身對底棲生境擾動較大，且底棲生物繁殖和移動也需要一定時間，故需要建立長期系統(tǒng)的調(diào)查監(jiān)測機制，以觀測生態(tài)修復(fù)工程的最終效果。

（2）加強海域生境資源的受損情況評估相關(guān)研究。目前我國海域生境與資源的受損現(xiàn)狀調(diào)查評估定量化研究相對較少，受損生境資源缺乏與自然和諧統(tǒng)一的生態(tài)型修復(fù)技術(shù)和設(shè)施，生物資源養(yǎng)護缺乏生態(tài)系統(tǒng)層面的策略和實踐，生境與生物資源養(yǎng)護效果的評估缺乏有效的標記技術(shù)和評估模型，難以滿足海域受損生境修復(fù)和資源養(yǎng)護的技術(shù)需求。因此，有必要對現(xiàn)有的評估方法進行改進，加強新理論新方法的研究，保證評估結(jié)果的正確性，進而有針對性地開展海域生境生態(tài)修復(fù)。

（3）推進海洋污染處理技術(shù)研究及科學水產(chǎn)養(yǎng)殖方式的應(yīng)用。長遠來看，實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，必須積極推廣科技成果，促進生態(tài)建設(shè)，走經(jīng)濟、社會、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展之路。海洋灘涂環(huán)境在開發(fā)利用過程中出現(xiàn)污染問題，源于多年的不科學養(yǎng)殖方式及周期性發(fā)生的赤潮影響，應(yīng)推進海洋污染處理技術(shù)研究及科學水產(chǎn)養(yǎng)殖方式的應(yīng)用，從源頭上杜絕或避免類似污染事件的發(fā)生。

（4）做好宣傳教育工作，提高全民環(huán)保意識。海洋之所以會出現(xiàn)各式各樣的污染問題，與人們的生態(tài)環(huán)境保護意識淡薄、法律意識欠缺分不開。因此，做好宣傳教育工作是實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境保護的有效途徑。通過圖片宣傳、專家講座、媒體宣傳等方式，讓公眾充分了解與海洋環(huán)境保護相關(guān)的法律法規(guī)，知曉海洋生態(tài)環(huán)境存在的問題以及保護海洋生態(tài)環(huán)境對于海洋發(fā)展的意義，充分激發(fā)公眾對海洋生態(tài)環(huán)境保護工作的積極性，提高環(huán)保意識，使海洋生態(tài)環(huán)境保護觀念深入人心。