基于底栖生物指数的近岸海域生态环境质量评价方法研究

The fast developments of coastal economy and increasing exploiting stress of coastal areas have greatly increased the pressures imposed on coastal waters. Assessing the ecological quality status of coastal waters offers positive bases for assessing and ranking the severity of anthropogenic disturbance and pollution, and plays an important role in the course of related decision making regarding effective remediation and management of the deteriorated ecosystem. Benthic invertebrates are powerful indicators of aquatic ecosystem. Assessment on ecological quality status of coastal waters based on benthic biotic indices is a hot research field now. In this study, the Fujian coastal waters would be studied. First, the coastal water is divided into many water body types, and the benthos distribution characteristic of each water body type is analyzed; Then, the applicability of the widely used benthic biotic indices abroad for each water body type in this study is assessment; On the base of the former work, third, new benthic biotic indices suited for different water body types are constructed, and the methods for determining the relevant reference conditions, evaluation standard boundary values of each indices, as well as the methods for testing the reliability of the assessment results are also constructed; Last, but not the least, these new indices were applied in study areas and modified. This study would give significant references for the choose of indices for ecological quality status assessment of different coastal water body types, and provide technological support for the construction of coastal water ecological quality status assessment method system in China.

由于沿海经济的快速发展以及近岸海域开发利用的升级，近岸海域面临着越来越大的人为环境压力。客观评价近岸海域生态环境质量，分级评估近岸海域受到的人为扰动和污染强度，在对退化的近岸海域生态系统进行有效修复和管理的决策中起着重要的作用。底栖生物是水生生态系统有力的指示物种，基于底栖生物指数的近岸海域生态环境质量评价是目前研究的热点。本项目拟以福建近岸海域为研究对象，根据自然条件差异进划分水体类型，分析不同水体类型底栖生物分布特征、评估国外应用广泛的底栖生物指数在不同水体类型的适用性、构建适合不同水体类型的底栖生物指数，及其参考背景值、评价标准确定方法和评价结果可靠性验证方法，并通过在研究区的应用和验证进行修正。本研究将为我国近岸海域不同水体类型生态环境质量评价指数的选择提供参考，并为我国近岸海域生态环境质量评价方法体系的建立提供技术支撑。

根据2010年8月对福建省12个主要海湾潮下带大型底栖生物的调查资料，12个海湾共采集到大型底栖生物382种，包括多毛类170种，甲壳动物75种，软体动物78种，棘皮动物19种，其它类群40种。物种丰度、栖息密度和生物多样性指数空间差异较大。12个海湾的群落组成差异较大，以相似度20%为界，可以划分为7个底栖生物群落。自然因素海湾地理位置、大小、沉积物类型和水动力对底栖生物空间分布均有明显的影响。福建省近岸海域主要的人为环境压力——沉积物重金属污染和富营养化对大型底栖生物的分布影响显著。.将底栖生物指数AMBI、BOPA、BPA和香农多样性指数（H’）应用于福建省近岸海域4个典型海湾和1个河口的生态质量评价，评估这四个指数在研究区的适用性。研究结果表明：我国广泛应用的H’相对更适合研究区，评价结果等级梯度变化明显，能够响应研究区的DIN污染，与研究区的DIP也呈负相关关系，能够体现随着与入海口距离增加，生态质量等级提高的趋势，总体能够反映研究区主要的环境压力。.福建省近岸海域2005年的主要人为环境压力以富营养化为主，而2010年重金属的污染加重，因此，将AMBI、H’、M-AMBI、BOPA和BPA指数应用于福建省近岸海域六个海湾，研究这5个底栖生物指数对富营养化压力和重金属污染压力的时空响应。研究结果表明：AMBI的评价结果过于乐观，不能体现富营养化和重金属污染的空间差异，对时间差异的敏感性也较低，无论何种富营养化和重金属污染水平，AMBI的评价等级绝大部分为优和良；BOPA对富营养化压力和重金属污染均不敏感，而BPA虽然在BOPA的基础上有所改进，评价等级梯度明显，但是同样对环境压力不敏感，不适用于研究区；M-AMBI和H’对重金属污染的敏感性较高，能够响应重金属污染水平的变化，M-AMBI对富营养化压力的敏感性较好，与EPI存在明显的线性关系。在双重压力下，M-AMBI和H’的评价结果明显要比没有压力和单一压力差，对高强度的压力较为敏感。