张笑 刘项峰 赫健 龚艳君 傅志宇 张云霞 张云
（辽宁省海洋水产科学研究院，辽宁大连 116023）
近几年，随着人类活动的不断加剧及海洋环境的变化，近海生境明显退化，渔业资源严重衰退。大规模的围填海活动、养殖废水的任意排放、不科学的海水养殖、近海污染物的排放等是造成生境退化、资源衰退的主要原因［1-2］。湿地、河口、海湾等近海典型海域生态系统受人类活动影响较大，加之近年来全球变暖、极端天气及海洋自然灾害频发等因素影响，受损情况尤为严重［3］。海洋污染、海岸带生态系统退化，海洋生境及生物资源衰退等问题已经引起全世界的高度关注［4］，对受损海域的保护修复工作迫在眉睫。
獐岛位于123°48.9"E，39°47.6"N，隶属于丹东东港市北井子镇海域，位于大洋河河口附近。由于大洋河及淡水入海供给，獐岛周边海域与滨海湿地营养丰富，周边滩涂栖息着大量大黄蚬、杂色蛤及毛蚶等生物物种，其中大黄蚬是仅存的优质中国蛤蜊物种，是辽宁省东港市特产、全国农产品地理标志，历史上年产中国蛤蜊可达1.5 万t。受多年不科学养殖及周期性爆发的赤潮影响，獐岛周边大黄蚬、杂色蛤等物种大量死亡，贝壳残体长年累积使得海底一些区域浅层底质硬化，滩涂板结，不利于中国蛤蜊的栖息与繁衍。现场调查显示，海底表层约30 cm 范围内存在大量的贝壳残体，其与中国蛤蜊生物量比例已大于4∶1，中国蛤蜊幼苗成活率严重下降。鉴于此，獐岛村委会选取海岛周边典型海域为试点，组织实施了滩涂生态修复工程，并在工程实施前后进行了调查评估，以判断工程实施效果，为獐岛附近其他海域滩涂生态修复提供经验与技术支撑。
生态修复范围为123°49"27.91″～123°49"47.74″E，39°46"26.13″～39°46"32.98″N，采取船舶拖网加贝壳清理专用耙配合方式进行，实施时间为2020 年11—12 月，施工前、后调查时间分别为2020 年8 月与2021 年8 月，调查站位6 个，见图1。调查站位布设方法依据GB 12763—2007《海洋调查规范》［5］相关要求执行，样品的采集、保存、运输和分析依据GB 17378—2007《海洋监测规范》［6］的相关规定执行。
图1 修复区域与调查站位示意
生态修复工程效果评估主要包括滩涂环境改良情况（表层）评估和底栖生物变化情况评估。其中，滩涂环境改良情况评估指标为贝壳杂物密度；
底栖生物变化情况评估指标包括生物种类数、生物密度、生物量、丰度、多样性指数、均匀度及优势度。
工程实施前后修复区域各站位贝壳杂物密度调查结果见表1。由表1 可知，工程施工前，修复区域的贝壳杂物密度范围为4.20～67.19 t/hm2，平均值为27.80 t/hm2；
施工后，修复区域的贝壳杂物密度范围为0.90～2.02 t/hm2，平均值为1.23 t/hm2，较施工前降低了20 余倍，清理率达到95.7%。可见，修复区贝壳杂物清理基本彻底。由于采用的是拖网清理，修复区域板结的滩涂环境也得到改善，生态修复工程彰显出一定效果。
表1 工程施工前后修复区域各站位贝壳杂物密度调查结果t/hm2
4.1 生物种类
由工程施工前后修复区域底栖生物种类及所占比例调查结果可知，工程施工前共鉴定出底栖生物13 种，隶属于4 门13 科，其中，环节动物2 科2 种，占种类总数的15.4%；
软体动物5 科5 种，占种类总数的38.5%；
节肢动物4 科4 种，占种类总数的30.8%；
棘皮动物2 科2 种，占种类总数的15.3%。施工后共鉴定出底栖生物15 种，隶属于4 门15 科，其中，环节动物2 科2 种，占种类总数的13.3%；
软体动物6 科6 种，占种类总数的40.0%；
节肢动物5 科5 种，占种类总数的33.4%；
棘皮动物2 科2 种，占种类总数的13.3%。由此可见，施工后软体动物与节肢动物种类有所增加，环节动物与棘皮动物较施工前变化不明显。
4.2 生物密度及生物量
工程施工前后修复区域各站位生物密度及生物量调查结果见表2。由表2 可知，施工前修复区域生物密度变化范围为22.00～67.99 ind/m2，平均值为36.67 ind/m2；
生物量变化范围为116.81～558.83 g/m2，平均值为251.55 g/m2。其中，生物密度与生物量最高值均出现在Z3 站位，最低值均出现在Z5 站位。施工后修复区域生物密度变化范围为22.00～60.12 ind/m2，平均值为42.35 ind/m2；
生物量变化范围为170.39～487.80 g/m2，平均值为308.39 g/m2。其中，生物密度与生物量最高值均出现在Z3 站位，最低值均出现在Z6 站位。可见，整体上施工后修复区域的生物密度与生物量大于施工前，说明生物资源正在进行有效恢复。
表2 工程施工前后修复区域各站位生物密度及生物量调查结果
4.3 生物多样性
底栖生物的各种参数变化可以在一定程度上反映出海域环境变化的情况，也可以作为环境质量评估的依据之一。各种底栖生物都有适宜自己生存的最佳环境，当环境改变时，生物的种类也会发生相应的变化。衡量环境的优劣通过生物多样性指数可以显示出来。多样性指数包括多样性分析（丰度、多样性指数、均匀度）和优势度分析［7］。
4.3.1 丰度
丰度是表示群里（或样品）中种类丰富程度的指数。其计算方法有多种，本文采用马卡列夫（Margalef）提出的算法［8］。计算公式为：
式中，d 为丰度；
S 为种类数；
N 为个体总数。
一般而言，丰度值越高，说明生物所处的环境越好；
反之，环境越差。
4.3.2 多样性指数
反映群落多样性的数学模式也有多种，本文采用种类和数量信息函数表示的香浓—维纳（Shannon-Weaver）指数［9］。计算公式为：
式中，H"为香浓—维纳指数；
S 为样品中的种类数；
Pi为第i 种的个体数（ni）与总个体数（N）的比值。
一般认为，香浓—维纳指数值越高，环境越好；
该指数值越低，环境质量越差。
4.3.3 均匀度
均匀度是指一个群落或环境中的全部物种个体数目分配情况，是对不同物种在数量上接近程度的衡量，其算法多种多样，本文采用皮诺（Pielou）提出的算法［10］。计算公式为：
式中，J 为均匀度指数；
S 为样方中的总种类数；
H"为多样性指数。
J 的值一般处于0～1 之间。J 值大，说明物种间个体数分布较均匀，生态环境较好；
J 值小，说明物种间个体数分布不均，生态环境较差。
4.3.4 优势度
优势度用于表示一个物种在群里中的地位与作用，是与均匀度相对应的指数。计算公式为：
式中，Y 为优势度指数；
Ni为样品中第i 种的个体数；
N 为样品中的总个体数；
fi为第i 种在所有样品中的出现频率。
优势度指数范围处于0～1 之间。环境质量低，个体数的分布可能集中在少数适应性较强的种类上，优势度值高；
反之，则优势度值低。
工程施工前后修复区域底栖生物多样性生态指数如图2 所示。由图2 可知，施工后底栖生物的丰度、多样性指数与物种均匀度指数有明显的升高，但优势度指数有所下降，表明生物多样性更高，生物分布更均匀，且所处的环境质量更好，生态修复工程彰显出一定的效果。
图2 工程施工前后修复区域底栖生物群落生态指数
本文通过对东港市獐岛附近典型海域滩涂修复的生态响应进行系统分析，充分地认识了生态修复工程的修复效果。基于研究中发现的问题，提出以下建议：
（1）构建长期的系统的调查监测机制。由于生态修复工程本身对底栖生境扰动较大，且底栖生物繁殖和移动也需要一定时间，故需要建立长期系统的调查监测机制，以观测生态修复工程的最终效果。
（2）加强海域生境资源的受损情况评估相关研究。目前我国海域生境与资源的受损现状调查评估定量化研究相对较少，受损生境资源缺乏与自然和谐统一的生态型修复技术和设施，生物资源养护缺乏生态系统层面的策略和实践，生境与生物资源养护效果的评估缺乏有效的标记技术和评估模型，难以满足海域受损生境修复和资源养护的技术需求。因此，有必要对现有的评估方法进行改进，加强新理论新方法的研究，保证评估结果的正确性，进而有针对性地开展海域生境生态修复。
（3）推进海洋污染处理技术研究及科学水产养殖方式的应用。长远来看，实现海洋生态环境可持续发展，必须积极推广科技成果，促进生态建设，走经济、社会、生态协调发展之路。海洋滩涂环境在开发利用过程中出现污染问题，源于多年的不科学养殖方式及周期性发生的赤潮影响，应推进海洋污染处理技术研究及科学水产养殖方式的应用，从源头上杜绝或避免类似污染事件的发生。
（4）做好宣传教育工作，提高全民环保意识。海洋之所以会出现各式各样的污染问题，与人们的生态环境保护意识淡薄、法律意识欠缺分不开。因此，做好宣传教育工作是实现海洋生态环境保护的有效途径。通过图片宣传、专家讲座、媒体宣传等方式，让公众充分了解与海洋环境保护相关的法律法规，知晓海洋生态环境存在的问题以及保护海洋生态环境对于海洋发展的意义，充分激发公众对海洋生态环境保护工作的积极性，提高环保意识，使海洋生态环境保护观念深入人心。
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