黃河口大型底棲動物群落結構特征及其與環境因子的耦合分析

吳斌，宋金明，李學剛

（1.中國科學院 海洋研究所 海洋生態與環境科學重點實驗室，山東 青島266071；2.中國科學院大學，北京100049）

黃河口大型底棲動物群落結構特征及其與環境因子的耦合分析

吳斌1，2，宋金明1＊，李學剛1

（1.中國科學院 海洋研究所 海洋生態與環境科學重點實驗室，山東 青島266071；2.中國科學院大學，北京100049）

為探究復雜環境下的河口大型底棲生物群落結構特征，研究了黃河口及其毗鄰海域內14個站位的底棲生物群落結構及其與主要環境因子的耦合關系。研究結果表明調查海域底棲生物群落組成和結構的空間異質性較高。底棲生物優勢度不明顯，優勢物種集中于河口附近站位。生物多樣性隨離河口距離增加而增加，物種豐富度和生物多樣性指數等的高值區均出現在遠離河口的渤海灣和渤海中部站位，低值區位于近河口站位。對底棲生物群落的非參數多維排序（n MDS）和等級聚類分析顯示，底棲生物群落結構相似性較低。豐度/生物量曲線（ABC曲線）分析顯示，黃河口底棲生物群落整體上處于穩定狀態，但近河口和萊州灣中西部站位受到干擾影響，群落結構不穩定。研究還表明生物量大的底棲生物（軟體動物）傾向于向重金屬含量較高的站位聚集。綜合沉積物化學、預測毒性和底棲生物群落結構變化的評價結果可知，遠離黃河口的沉積物環境質量普遍較好，而河口附近的沉積物環境質量較差。

大型底棲無脊椎動物；非參數多維排序；耦合關系；重金屬；黃河口

1 引言

大型底棲無脊椎動物（簡稱底棲生物）是海洋生態系統物質循環和能量流動中積極的參與者，具有重要的生態學功能［1—2］。由于底棲生物具有特殊的分類多樣性、廣泛的生理適應特性、多樣的攝食模式和營養關系，使其對多種環境脅迫具有敏感的特異性響應特征［3］，研究表明底棲生物及其群落結構具有重要的環境指示作用［4—5］。例如甲殼類動物是大型底棲無脊椎動物中對環境脅迫、人為擾動最敏感的生物種；多毛類動物則是相對最不敏感的生物種，后者在脅迫環境下，種群豐度和生物種數相對于敏感的甲殼類和軟體動物均呈增加的趨勢［6—8］。再比如清潔河口的底棲生物多樣性要比富營養化河口低，但生物密度相對較高［9］；而當發生富營養化，甚至由此引起底棲環境處于厭氧狀態時，河口底棲生物將以機會種為主，如海稚蟲Spionidae sp.、小頭蟲Capitella capitata［10］。在沉積物質量綜合評價領域，底棲生物常用來反映沉積物環境質量狀況，其所代表的生態相關性是沉積物環境質量評價的重要依據［11］。原因包括：第一，多數種類的底棲生物成體終身棲息在固定場所或只能在有限的范圍內活動，與沉積物關系密切［12］；第二，底棲生物生活在致污物濃度較高的沉積底質附近，受污染影響較大，對其響應較敏感［13］；第三，致污物是引發底棲生物物種組成和群落結構變化的重要原因［14—15］。由于水體重金屬最終沉降到沉積物中，底棲生物較易受到這些化學物質的持久性影響，因此，研究底棲生物群落的結構特征及其變化情況，可以指示生態系統健康狀況，并為沉積物環境質量綜合評價提供關鍵信息。

黃河口是我國第二大河口，以入海輸沙量大而聞名于世。近十多年來，由于黃河上游調水調沙工程的實施，短期內引發入海徑流和輸沙量等物理環境的大幅波動［16］。近30年的研究顯示，黃河口及其鄰近海域大型底棲生物群落結構發生了一系列改變，其中以多毛類、甲殼類的比例增加，而雙殼類動物比例減小的變化趨勢最為明顯［17—18］。近年的研究表明，該海域已出現顯著的富營養化征兆［19］。以上研究均在一定程度上說明黃河口生態系統所受的環境壓力增加、生態系統健康狀況呈現惡化趨勢。盡管這方面的研究時有報道，然而有關該海域生態系統退化與環境因子的耦合關系的研究還較少，以底棲生物群落結構為基礎的沉積物環境質量綜合評價等方面的研究則更少。就目前而言，盡管河口沉積物質量評價報道較多，但系統有效的評價體系尚未確立［20—21］。鑒于此，本文根據2010年7—8月黃河口生態調查結果，通過整合可獲得的資料，分析底棲生物的群落組成與結構特征，評估底棲生物群落結構穩定性，詮釋探明底棲生物群落與多種環境因子的耦合關系，以推進近海海域沉積物環境綜合質量評價體系的完善和確立。

2 材料與方法

2.1 大型底棲無脊椎動物采集

于2010年7—8月在黃河口采集了14個站位的底棲生物樣品，站位設置如圖1所示。調查范圍位于37.3°～38.1°N，119.0°～119.5°E。采用0.05m2的箱式采樣器，以成功采集3次的樣品合并為該站位的樣品，樣品厚度為10～15 cm。樣品采集后，使用0.5 mm孔徑網篩分選樣品，采用70%的乙醇溶液現場進行固定。底棲生物的采集、固定等操作均根據《海洋調查規范》（GB 12763.6－2007）中海洋生物調查的有關規定進行。

圖1 底棲生物采集站位

2.2 數據處理與分析方法

2.2.1 底棲生物群落組成與結構

通過計算物種優勢度指數（Y）、Margalef物種豐富度指數（d）、Shannon—Wiener多樣性指數（H′）等單變量統計量比較不同群落的結構差別［22］。Y用于指示某物種在種群中的優勢地位，當Y＞0.02時，即認為該種為優勢種［23］，根據優勢度理論，優勢度相對不明顯的底棲生物，其群落結構相對穩定，即優勢度指數越小，表明群落內物種數量分布越均勻，優勢種的地位相對不突出。d即物種的數目，是最簡單的物種多樣性測度方法，H′則綜合了豐富性和均勻性兩方面的信息。試驗數據采用Excel 2003進行處理，計算方法如下：

式中，ni為第i種的總個體數，fi為該物種在所有站位上出現的頻率（%），Pi為該站位上第i種的個體數占總個體數的比率；N為所有站位上采集的總個體數，S為某站樣品中的物種數。

底棲生物群落結構采用多變量統計分析方法，通過Bray—Curtis相似性矩陣對群落結構進行非參數多維排序（non—metric multidimensional scaling，n MDS）和等級聚類分析。分析使用Primer5.0軟件，步驟如下［24］：（1）將豐度數據進行4次方根轉換，以站位的Bray—Curtis相似性分數為基礎構建相似性距陣；（2）采用類平均法進行等級聚類分析，采用Bray—Curtis相似性進行n MDS和聚類分析，其中n MDS的脅迫系數用來表示在數據降維過程的失真水平，該值越小，則標序圖中的空間關系更能準確表征數據信息；（3）使用相似性百分比分析（SIMPER）研究群落的特征物種和引起群落間差異的特征物種。

底棲生物群落穩定性采用豐度/生物量曲線（ABC曲線）進行分析，以豐度和生物量原始數據為基礎，通過Primer5.0軟件作圖，在同一坐標系中比較生物量優勢度曲線和數量優勢度曲線，確定底棲動物群落受到污染和擾動情況［25—28］。底棲生物群落結構與主要環境因子的耦合關系分析采用SPSS軟件中的Pearson相關性（雙尾）程序進行檢驗。其中，配對沉積物中重金屬等環境因子數據參見吳斌等［29］的報道，重金屬的平均熵值（mean Effect Range Median Quotients，mERMQ）［30—31］系根據該文的數據計算得到，用以表征沉積物的總體毒性水平。分析前，對各項參數進行非參數Shapiro—Wilk正態分布檢驗，對于不符合正態分布的參數進行數據轉換（如Ln），取顯著水平α＝0.05。

2.2.2 沉積物環境質量綜合評價

沉積物質量綜合評價以沉積物質量三元法［32］為基礎，評估和預測環境脅迫的生態效應［33］。由于要求的數據類型較多，而且數據解譯過程復雜，在我國近海評價實踐中應用較少。本研究以重金屬為評價對象，結合生物預測毒性效應（mERMQ），以底棲生物群落結構的穩定性與否作為沉積物環境質量好壞的評判標準，是沉積物環境質量評價的最終依據［34］。基于重金屬的獨特地球化學特征，采用區域背景值－預測毒性－底棲生物群落結構參數的新“三元”構成，分別對應重金屬含量是否超過清潔水平、該含量水平是否可能引發生物有害效應以及底棲生物群落結構是否穩定等3個問題，通過整合這些信息，初步開展黃河口沉積物環境質量進行綜合評價。

3 結果與討論

3.1 底棲生物群落組成與結構

3.1.1 底棲生物種類組成與分布

本次調查在黃河口海域的14個站位上共采集到底棲生物46科56屬67種，其中環節動物門多毛綱18科25屬31種，占所有底棲動物種類的46.3%；甲殼動物亞門15科15屬19種（占28.4%）；軟體動物10科13屬14種（占21.0%）；棘皮動物2科2屬2種（占2.9%）；腔腸動物1科1屬1種（占1.4%）。整個調查區內出現頻率大于20%的大型底棲無脊椎動物共26種（表1），包括多毛類14種、甲殼動物4種以及軟體動物8種。多毛類中以寡節甘吻沙蠶Glycinde gurjanovae的出現頻率最高，甲殼類以鉤蝦1種Gammarus sp.出現頻率最高，軟體動物則以小刀蟶Cultellus attenuatus和棉花薄泡螺Philine argentata的出現頻率最高。

表1 黃河口海域主要大型底棲無脊椎動物的出現頻率（fi）

調查區內底棲生物的優勢度不明顯，優勢度大于2%的物種僅5種（表2），其中軟體動物紫殼阿文蛤的優勢度指數最高。優勢地位相對占優的物種還有多毛類中的西方似蟄蟲、中蚓蟲、稚齒蟲、寡節甘吻沙蠶。在調查海域，由于河口沉積物生態環境的復雜多變，底棲生物的分布具有顯著的空間異質性。紫殼阿文蛤僅分布于渤海灣中的A1，靠近河口的A4和A5等3個站位，其中A4和A5站各出現50和75個個體。西方似蟄蟲分布于渤海灣中的A1和A2，靠近河口的A4和A6，萊州灣西南部的A8和A10等6個站位，其中在A2和A6站各出現31和39個個體。稚齒蟲分布于靠近河口的A4和A6站，萊州灣西南部的A8、A9和A10，以及A11和A12等7個站位，其中以A10站出現的個體最多（13個）。中蚓蟲分布于渤海灣中的A1和A2，靠近河口的A4、A6、和A8以及遠離河口的A10、A11和A12等8個站位，其中以A1站出現的個體最多（11個）。寡節甘吻沙蠶分布于渤海灣的A1和A2、靠近河口的A4、A5、A6，A7和A8，以及遠離河口的A10、A13等9個站位，其中僅A8站出現個體的個體最多（11個）。總體而言，優勢種集中在靠近河口的A4、A5和A6等局部站位，進而導致整個調查海域的優勢度偏低，但這也體現了河口復雜多變的環境特征。根據優勢度理論，河口附近站位的底棲生物群落結構不穩定。

研究區域內，平均每個站位的底棲生物為14.07種，比遼東灣北部（2007年）的7.14種高出一倍［35］，但低于膠州灣（1998—1999年）的每個站位的20.02種［36］。圖2為14個站位上底棲生物的物種數及對應的物種出現頻率，圖中顯示，不同站位的底棲生物種數存在較大差異。其中，物種數最少的站位為A3站，僅發現3種；該站位于黃河口北側，渤海灣外，水深12.5m，沉積物類型泥質粉砂，受油田開采等人為活動的影響較大。物種數最多的站位為A1站，發現25種；該站位位于渤海灣中部，水深14.5m，沉積物類型粉砂質泥。受棲息地環境差異（如粒度、氧化還原環境）的影響，沉積物中的致污物的生物有效性［37］和底棲生物的分布存在顯著不同［38］。

總體而言，黃河口海域底棲生物物種豐富度相對較低，具有顯著的空間異質性。物種豐富度的高值區集中在距黃河口較遠的海域，而低值區主要集中在靠近河口的站位。原因可能與黃河口復雜多變的環境密切相關：黃河口徑流量、輸沙量月季變化很大，伴隨著沖淡水的入侵，底棲生物難以適應環境的劇烈變動；此外，黃河三角洲油田開采活動的干擾和入海污染物的輸入，也對底棲生物的生存造成一定的影響。

表2 黃河口海域主要大型底棲無脊椎動物的優勢度指數（Y）

3.1.2 棲息密度與生物量

研究區域內底棲生物的總棲息密度為33～1 313個/m2，平均值為396個/m2；總生物量為0.11～21.71 g/m2，平均值為6.00 g/m2。其中多毛類的平均棲息密度為166個/m2，平均生物量為1.10 g/m2；軟體動物的平均棲息密度為164個/m2，平均生物量為3.03 g/m2；甲殼動物的平均棲息密度為59個/m2，平均生物量為0.97 g/m2；棘皮動物的平均棲息密度為7個/m2，平均生物量為0.18 g/m2；腔腸動物的平均棲息密度為1個/m2，平均生物量為0.53 g/m2。由圖3可知，研究區內多毛類的平均棲息密度最大，軟體動物次之，而腔腸動物最小；但從生物量上來看，軟體動物平均生物量最高，棘皮動物最小。盡管棘皮動物個體較大，但由于僅在14%的站位零星出現，因此平均生物量較低；多毛類盡管個體相對較小，但在所有站位均有出現，其棲息密度和生物量相對較高。

圖2 黃河口各站位大型底棲動物種類數及出現頻率

圖3 底棲動物主要類群棲息密度和生物量組成

從空間分布的角度看（見圖4），高棲息密度區出現在黃河口附近的A4—A7站位，并在A5站出現最大值，達到1 313個/m2，該站沉積物為泥質粉砂，水深6.0m，僅軟體動物紫殼阿文蛤的單種棲息密度就高達1 167個/m2。低棲息密度區出現在河口附近的A3站以及離河口較遠的A11、A13和A14等站，棲息密度均低于250個/m2，其中A3最低，僅為33個/m2，包括軟體動物棉花薄泡螺3個、脆殼理蛤1個和多毛類多絲獨毛蟲1個。上述4個低棲息密度的站位，除A11站水深僅為8.0m外，其他均在12.0m以上。從生物量的空間分布來看，除了渤海灣中部的A1站、黃河口南側，萊州灣外的A7站外，其他站位的生物量普遍偏低。其中，A7站的生物量最高，為21.71 g/m2，僅小刀蟶的單種生物量就高達14.53 g/m2；A1站的生物量僅次于A7，為14.46 g/m2，而扁玉螺單種生物量就達11.2 g/m2。生物量最低的為 A3站，僅為0.11 g/m2。

綜上所述，以A7為中心的河口區域和渤海灣中部的A1為底棲生物聚集區。在該聚集區內，底棲生物的物種豐富度較高，部分物種的生物量很高（主要是軟體動物），這可能與河流帶來大量營養物質有關［39］。黃河口北側的A3站，河口外延A4以及渤海灣東南A11等站均為棲息密度和生物量區同步低值區，這可能與黃河的影響有關，較高的沉積速率和低鹽特性妨礙了底棲生物的生存與生長［40］。

圖4 底棲動物棲息密度和生物量的空間分布

3.1.3 生物多樣性指數

生物多樣性是衡量生態系統環境狀態的最重要的評價參數，黃河口海域底棲生物的Margalef物種豐富度指數（d）為1.24～5.33，平均值為3.32；Shannon—Weiner多樣性指數（H′）為0.22～4.10，平均值為2.72。從空間分布的角度看（圖5），所有站位底棲生物的d和H′變化趨勢較吻合，高值區主要分布在渤海中部的A1、A2站；而低值區主要分布于黃河口附近站位。調查區內，位于黃河口外緣淺水區的A5站，其H′最低，為0.86，說明該站位上的底棲生物群落處于較脆弱的狀態；H′最大值出現在渤海中部的A1站位，說明底棲生物群落結構相對穩定；A11站的H′是僅次于A5站的第二低值站位，同時也是僅次于A3、A5站的d的第三低值區。A11站處于小清河口附近，可能受到小清河及萊州灣南岸排污的影響。調查顯示萊州灣南岸分布了多個對海域環境影響嚴重的排污口［41］，已有研究也顯示小清河口海域已處于富營養化狀態［42］，這進一步印證了在富營養化的河口，底棲生物多樣性較低。其他站位的d和H′變化較平穩，其中黃河口南側、萊州灣西部的A7—A10站位和黃河口海域最東側的A12—A14站位為相對高值區。

綜上，底棲生物多樣性具有隨離河口距離增加而增加的趨勢。近河口海域，由于河口物理、化學環境的劇烈變化，以及可能的人為干擾（黃河調水調沙、排污等）的影響，其底棲生物群落處于較脆弱狀態。而渤海灣中部、萊州灣西部以及正對黃河口的東部海域，由于受河口的影響減弱，人為干擾相對降低，其底棲生態系統較為穩定，物種豐富度和生物多樣性較高。

圖5 各站位底棲動物豐富度指數和多樣性指數的空間分布

3.1.4 群落結構

n MDS分析表明，研究區內各站位底棲生物群落結構相似性較低。以20%的相似度劃分，可將所有站位劃分為6個底棲生物站組（圖6a）。其中A3、A5、A7、A11、A14站獨自成組，而剩余站位為一組（圖6b），這表明研究海域底棲生物群落結構空間異質性較高。n MDS的脅迫系數為0.13，說明標序圖的表征能力在可接受范圍。對剩余站組按更高的相似度（28%）劃分，可分為3個組（圖6b），分別是I′：A9、A10、A12；I″：A1、A2、A13；I?：A4、A8、A6。該分組的單因素ANOSIM檢驗結果為R＝0.86；p＜0.05，說明剩余站組群落結構具有顯著的差異，分組具有合理性。SIMPER分析表明：（1）站組I′的組內平均群落相似性為30.14%，其特征種為稚齒蟲，貢獻率為47.20%；站組I″的組內平均群落相似性為36.21%，其特征種為中蚓蟲、扁玉螺、脆殼理蛤和棉花薄泡螺，累積貢獻率達63.10%；站組I?的組內平均群落相似性為16.59%，其特征種為寡節甘吻沙蠶、鉤蝦一種、西方似蟄蟲和稚齒蟲累積貢獻率達62.74%。（2）站組I′和I″的平均非相似性為80.60%，其中以稚齒蟲的貢獻最大，貢獻比例為11.81%；站組I′和I?的平均非相似性為84.30%，尤以紫殼阿文蛤和西方似蟄蟲的貢獻為主，累積貢獻為27.93%；I″和I?的平均非相似度為86.12%，它同樣以紫殼阿文蛤和西方似蟄蟲的貢獻為主，累積貢獻為26.83%。

由此可見，黃河口海域底棲生物群落結構的差異主要是由多毛類和甲殼動物引起的。站組I?與站組I′、I″的群落結構差異主要體現在紫殼阿文蛤和西方似蟄蟲的組成上。站組I?的所有站位均位于河口附近，受環境脅迫的影響相對較大，多毛類的比例較其他站組高。

圖6 黃河口海域底棲生物等級聚類與非參數多維排序分析

3.1.5 群落結構穩定性

對上述底棲生物群落亞組I′、I″、I?的底棲生物（物種數均大于10）進行ABC曲線（見圖7a）分析，結果顯示生物量曲線皆位于豐度曲線之上，且生物量和豐度的累積優勢度適中，這表明，研究海域的3個亞區底棲生物未受干擾，群落結構穩定。對比3個亞組的生物量曲線起點，I′組最低、I?組最高，I″與I′組相近卻顯著低于I?組，這顯示I′、I″兩組較I?較具有更穩定的群落結構。站組I?的群落結構穩定性相對較低，這可能與優勢度和多樣性分析結果中的原因類似，均與河口的影響有關。A5、A7站位于河口附近，物種數分別是12和18種，對其進行ABC曲線分析（見圖7b），A5站的生物量曲線大部分位于豐度曲線下，并出現交叉和翻滾，顯示底棲生物群落結構受到中等以上干擾影響，處于不穩定的狀態；而A7站則生物量曲線在豐度曲線上，表明其生物群落結構處于未受干擾的穩定狀態。

調查中，A3、A11、A14這3個站位上物種數均低于10種，分別是3、6、9種。結合前述分析，A3站位于近河口位置，A11站位于污染嚴重的小清河口與萊州灣近海養殖污染排放入海交匯處，A14站盡管位于離河口較遠的位置，但受到萊州灣北部海上石油開采活動的影響［41］，顯示此3站位的底棲生物皆受到干擾的影響，底棲生物群落結構不穩定。

圖7 黃河口海域底棲生物豐度生物量復合k—優勢度曲線

3.1.6 底棲生物群落結構與環境因子的耦合關系

Pearson相關性分析結果顯示，底棲生物群落組成與重金屬、硫化物和石油類之間皆無顯著相關關系（表3）。然而，統計分析也顯示，生物量與mERMQ具有較高的正相關關系（r＝0.506），在一定程度上說明以軟體動物為代表的底棲生物傾向于向重金屬含量較高的站位聚集。這與生物量高值區出現在以A7為中心的河口區域和渤海灣中部的A1站，而河口外延以及渤海灣東南等站位皆為生物量低值區的調查結果相吻合，也與Ryu等［43］報道的結果相似。水深與多個底棲生物參數也具有正相關性（r＝0.304～0.404），在一定程度上說明水深是影響底棲生物群落結構的因子之一。當然，由于采樣站位有限，上述相關性討論可能存在一定的局限性。

表3 黃河口海域底棲生物群落結構與主要環境參數的關系（r）

3.2 沉積物環境質量綜合評價

黃河口沉積物中重金屬的化學調查結果顯示［29］，14個沉積物樣品中Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、As等6種重金屬的含量與渤海沉積物平均含量（背景值）相比，僅Cu、Pb和Hg這3種重金屬存在超出背景值的情況。其中A6站的Cu，A5、A6站的Pb和 A6、A8、A10、A12、A14站的Hg僅輕微超出對應背景值，而A4、A5、A11站的Hg則超過背景值兩倍以上。毒性預測水平（mERMQ）的計算結果顯示，14個沉積物樣品的值均小于0.1，表明黃河口海域沉積物由重金屬引發毒性的可能性較低（發生率低于9%）；黃河口底棲生物群落結構分析表明，受多種脅迫因子影響，A3、A5、A11、A14站位上的底棲生物群落結構受到擾動的嚴重影響，群落結構不穩定；ABC曲線分析顯示其他站位的底棲生物群落較為穩定，但靠近河口的站組I?（A4、A6和A8）較其他兩個亞組的穩定性低，假定該組底棲生物群落受到中等擾動的影響。其它站位未受干擾影響，群落結構穩定。

針對上述3個評價指標，定義3個響應程度水平：沉積物化學中，●表示1種以上的重金屬含量超過兩倍的背景值；◎表示一種以上的重金屬含量超過背景值，但均未超過1倍背景值；○表示所有金屬的含量均低于背景值。預測毒性中，●表示毒性發生率很高（＞75%）；◎表示毒性發生率處于中等水平（25%～75%）；○毒性發生率很低（＜25%）。底棲生物群落結構中，●表示受到嚴重干擾，群落結構不穩定；◎表示受到中等干擾，群落結構具有不穩定的傾向；○表示未受干擾，群落結構穩定。據此在決策矩陣表中標示各站位中的相應響應程度，如表4所示。評價結果顯示A3、A5、A11、A14等站位的沉積物受到嚴重影響，環境質量處于較差水平，其中A5、A11和A14站的沉積物質量下降很有可能是由重金屬Hg引起的，而A3站的沉積物質量下降可能是除測定的重金屬以外的其他因素造成的。A4、A6和A8站的沉積物質量處于中等水平，Hg依然是最可能的潛在原因。其他7個站的沉積物環境質量處于良好水平。盡管A10和A12站中重金屬Hg超過了背景值，但并未引起生物有害效應和底棲生物群落結構的變化。所有站位的沉積物均未出現顯著的毒性效應，這可能與所測定的重金屬含量水平總體處于較低水平有關。從站位的空間分布看，沉積物環境質量較差的站位位于河口附近、小清河口及萊州灣北部；沉積物環境質量處于中等水平的站位位于河口附近；沉積物環境質量較好的站位位于渤海灣中部、渤海中部以及萊州灣西部。

表4 黃河口沉積物綜合評價結果

4 結論

黃河口底棲生物群落呈現復雜的群落結構特征，具有顯著的空間異質性。通過研究底棲生物群落組成與結構，分析其結構特征與環境因子的耦合關系，獲得如下幾點主要認識：（1）調查海域底棲生物優勢度不明顯。優勢種集中在靠近河口的局部海域，其底棲生物群落結構不穩定。（2）底棲生物多樣性隨離河口距離增加而增加。黃河口海域的底棲生物物種豐富度指數和生物多樣性指數的高值區主要集中在在遠離黃河口，靠近渤海中部的海域，低值區集中在河口附近站位。（3）受河流輸入和近岸人為活動的影響，ABC曲線分析顯示群落結構不穩定的站位主要位于河口附近和萊州灣中西部的站位。（4）底棲生物群落結構與環境因子的耦合關系分析表明，生物量較大的底棲生物在一定程度上傾向于向重金屬含量較高的站位聚集。（5）沉積物環境質量綜合評價研究表明，遠離黃河口的沉積物環境質量普遍較好，而河口附近的沉積物環境質量較差，顯示黃河徑流輸入和人為活動的影響。

本研究采用綜合評價方法，試探性地評估了黃河口海域的沉積物環境質量，研究中不可避免地存在一些不足，建議在今后的研究中，適當地增加采樣站位和分析的參數，開展生物毒性和生物富集測試，以更好地探討河口底棲生物群落結構特征及其與環境的耦合作用。

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Abstract：Benthic macroinvertebrate assemblages in 14 sediment stations from Huanghe estuary were investigated to explore the characteristics of benthic community structure and its relationships to potential explanatory factors.Results showed there was a substantial spatial heterogeneity in species composition and community structure.Low degree of dominance was found in the surveyed area and dominance species was found aggregating in the stations near the river mouth.We also found a trend of increasing species diversity with increasing distance from the river mouth in Huanghe estuary.High values of richness and diversity index usually appeared in stations from Bohai Bay and central areas of Bohai Sea，but low values occurred near the river mouth.Reduction of benthic data by nonmetric multidimensional scaling（n MDS）and hierarchical cluster suggested low similarity among stations.Ecosystem health assessment examined by combined abundant biomass k—dominance curve（ABC）indicated the overall status of benthic community in the area investigated remained stable.The stations with unstable benthic community mainly situated adjacent to the river mouth and located in the central and west Laizhou Bay.In addition，the presence of larger size species with increasing proximity to stations with higher metal contamination level was inferred from Pearson correlation analysis between benthic data and coupling factors.A holistic assessment of sediment quality by incorporating sediment chemistry，predicted toxicity and benthic community structure indicated that impacted sediment（degraded）was distributed near the river mouth，while unimpacted sediment located far from the river mouth.

Key words：macrozoobenthos；n MDS；coupling relationships；heavy metals；Huanghe estuary

Characteristics of benthic macroinvertebrate community structure and its coupling relationships with environment factors in Huanghe estuary

Wu Bin1，2，Song Jinming1，Li Xuegang1

（1.Key Laboratory of Marine Ecology and Environmental Sciences，Institute of Oceanology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266071，China；2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）

X822

A

0253—4193（2014）04—0062—11

吳斌，宋金明，李學剛.黃河口大型底棲動物群落結構特征及其與環境因子的耦合分析［J］.海洋學報，2014，36（4）：62—72，

10.3969/j.issn.0253—4193.2014.04.005

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2013—03—19；

2013—11—26。

國家自然科學基金項目（41376092）；國家海洋局環境評價項目（DOMEP（MEA）－01－01）；國家基金委“創新研究群體科學基金”（41121064）。

吳斌（1987—），男，江西省萍鄉市人，博士研究生，主要研究方向為環境海洋學。E—mail：arthurwuio＠hotmail.com

＊通信作者：宋金明（1964—），男，河北省棗強縣人，研究員，博士生導師，從事海洋生物地球化學和環境海洋學研究。E—mail：jmsong＠ms.qdio.ac.cn