基于大型底栖动物群落水平上的生态质量状况评价方法研究—以渤海湾为例

To ascertain the affection of environmental pressures on marine ecosystem, assessing the ecological quality status of marine waters, has become a central issue of common concern worldwide. As an important composition of marine ecosystems, the macrobenthic community plays a key role in maintaining ecosystem balance. Hence, it is always used to indicate the marine ecosystem health. Up to now, studies on the marine ecosystem quality status assessment, based on the macrobenthic community, have been undertaken intensively worldwide, and fruitful results have been achieved. However, the research level of us is relatively low in the above aspect, especially in the terms of macrobenthic community function. Furthermore, there is no obvious breakthrough in the assessment methods. In this research, Bohai Bay, as the most representative area of environmental pressures in China, is selected as the study area. Based on the historical data analysis and field investigations, long-term trends of macrobenthic community are described, and then the key impact factors are revealed. Several benthic indices are introduced to assess the ecological quality status of Bohai Bay objectively. Moreover, the best biotic indices are determined for the bay after evaluating the applicability of all indices. The results of this research could offer the scientific basis and technical support for improving the coastal ecological quality status assessment system, raising the scientific decision-making level and maintaining ecosystem health.

探明环境压力对海洋生态系统的影响，评价海洋生态质量状况，已成为全世界共同关注的焦点。作为海洋生态系统的重要组分，大型底栖动物群落在维持生态系统平衡方面举足轻重，故常被用于指示海洋生态系统的健康状况。目前，国际上已从大型底栖动物群落的角度深入地开展了海洋生态质量状况的评价研究并取得了丰硕的成果。然而，我国在这方面的研究水平相对较低，尤其在群落功能方面与国际上存在较大差距，在评价方法方面也无明显的突破。本研究选取环境压力最具代表性的渤海湾为研究区域，采用历史资料分析与野外现状调查相结合的方法，阐述大型底栖动物群落特征及变化规律，揭示影响群落变化的主导环境因子。采用多种生物指数客观评估渤海湾的生态质量状况，探讨其在渤海湾的适用程度，建立渤海湾生态质量状况评价的最佳指数体系。成果为完善近海生态质量状况评价体系、提高环境管理者的科学决策水平，维护生态系统健康提供科学依据。

根据2015~2016年3个航次获得的180个大型底栖动物样品以及多个水体和沉积物理化参数，分析了渤海湾底栖动物群落结构和功能现状及其变化，并对大型底栖动物群落变化的主要驱动因子进行了探讨。采用目前世界上常用的Shannon-Wiener生物多样性指数、摄食均匀度指数、M-AMBI及B-IBI等底栖生物指数，对渤海湾的生态质量状况进行评价，并进行适用性验证。此外，为便于水环境管理实践，本研究生态质量状况评价的基础上开展了生物基准值的确定研究。主要结果如下：.（1）受航道内船舶生活废水及陆源污染物的影响，东沽航道内的营养盐和总有机碳浓度偏高于其它区域。各站位的底质为粉砂或粘土质粉砂，且无明显的时空差异。除2个站位的Cd浓度超出国家II类标准外，其它重金属均符合国标I类标准，与历史资料相比，研究区重金属污染风险明显降低。.（2） 研究区以多毛动物、碎屑食者、干扰敏感种和干扰不敏感种为主。所有群落指标中，仅有生物多样性指标的时空差异显著；航道内的8~10站底栖动物群落结构和功能明显失衡，其它站位则不明显；沉积物组分为研究区大型底栖动物群落结构和功能变化的主要驱动因子。.（3）4个指数的评价结果均表明，航道内的8~10号站生态环境质量状况与其它站位的明显不同，处于“中等”以下；其它站位则呈斑块状镶嵌分布，无明显的时空分布规律。4个指数中，M-AMBI对大型底栖动物群落组成和生态质量状况的时空差异更为敏感，更适用于研究区生态质量状况评价。.（4）首次将AZTI海洋生物指数评价结果作为筛选参考点的主要依据，并采用标准化方法筛选生物指标，确定各指标的阈值分级标准，构建底栖生物完整性指数。基于参考点的生物完整性指数值，确定出研究区大型底栖动物的生物基准值为5。适用性验证结果表明，B-IBI对研究区受干扰的生态质量状况较为敏感，能响应研究区面临的主要环境压力，采用该方法确定生物基准值合理可行。