北侖河口北岸潮間帶大型底棲動物生態特征及潮間帶環境質量評價

許銘本，賴俊翔，張榮燦，董德信，姜發軍

（廣西科學院廣西近海海洋環境科學重點實驗室，廣西 南寧 530007）

北侖河口北岸潮間帶大型底棲動物生態特征及潮間帶環境質量評價

許銘本，賴俊翔，張榮燦，董德信，姜發軍

（廣西科學院廣西近海海洋環境科學重點實驗室，廣西 南寧 530007）

調查北侖河口北岸竹山島沿岸3條潮間帶斷面大型底棲動物的生態特征，共采集到大型底棲動物63種，其中軟體動物29種，甲殼動物18種，多毛類12種，其他類4種。優勢種為珠帶擬蟹守螺（Cerithidea cingulata）、長腕和尚蟹（Mictyris longicarpus）、智利巢沙蠶（Diopatra chilienis）和艾氏活額寄居蟹（Diogenes penicillatus）。平均生物量為155.06g/m2，平均棲息密度為343.8 ind/m2。香農-維納多樣性指數平均值為2.27，種類均勻度指數平均值為0.48，豐富度指數平均值為3.53。ABC曲線分析結果表明，3條斷面的潮間帶大型底棲動物均受到了中等程度的擾動。Ⅰ～Ⅲ斷面的大型底棲動物污染指數（MPI值）分別為2.61、0.16和-17.08。該海域的潮間帶環境受到了一定程度的人為活動干擾。

北侖河口；大型底棲動物；ABC曲線；MPI

北侖河口是中越兩國的界河河口，位于廣西壯族自治區東興市與越南海寧省的接壤處［1］。北侖河口國家級自然保護區位于我國大陸海岸線的西南端，由東到西跨越珍珠港灣、江平三島和北侖河口。保護區主要保護對象為紅樹林生態系統、濱海過渡帶生態系統、海草床生態系統及生物多樣性。因入海工農業廢水、海水養殖及生活污水大量排放，近岸水體富營養化態勢日趨顯現，赤潮災害時有發生，漁業資源正在衰退。此外，海洋工程建筑物和圍海造地也不斷增多，給該水域帶來了越來越大的環境壓力［2］。目前，北侖河口的實測資料較為匱乏。在底棲生態環境方面，何祥英等曾對該海域大型底棲動物的多樣性進行過報道［3］，但并未分析其受干擾狀況。筆者于2011年11月北侖河口竹山海域進行的潮間帶大型底棲動物調查，在分析大型底棲動物生態特征的基礎上，采用 ABC（豐度-生物量）曲線法及MPI法，評價該海域潮間帶大型底棲動物受干擾狀況，并探討干擾的來源，以期為北侖河口海域的生態現狀提供基礎資料，同時為北侖河口自然保護區的建設與管理提供參考。

1　材料與方法

1.1采樣地點

北侖河口是中越兩國的界河河口，河口寬約6 km，縱長約11.1 km，水域面積66.5 km2，其中河口潮間灘涂面積 37.4 km2，潮下帶和淺海面積29.1 km2［1］。采樣地點位于北侖河口北岸，竹山半島沿岸潮間帶灘涂。共布設3條斷面，自西向東依次為斷面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。斷面Ⅰ位于白沙仔村附近，距離竹山港約500 m，斷面Ⅱ位于三德村附近，斷面Ⅲ位于榕樹頭村附近（圖1）。3條斷面的灘面底質均為砂質灘涂。

圖1　采樣站位圖Fig.1　Sampling stations

1.2采樣時間和方法

采樣時間為2011年11月。斷面垂直于海岸線布設，根據灘涂的寬窄程度不同，每條斷面布設3～4個站，每個站用25 cm ×25 cm的樣方框隨機取3個樣方，取樣深度為30 cm。用孔目為1.0mm 的篩網進行篩洗底棲動物標本。獲得生物樣品用 5%甲醛溶液固定，帶回實驗室后進行種類鑒定、個體計數和生物量計算。樣品的采集、處理、保存、計數、質量稱量等均按GBT12763.6—2007海洋調查規范的海洋生物調查方法進行［4］。

1.3數據處理

采用香農-威納指數（Shannon-Wiener）（H′）、種類均勻度指數（J）和種類豐富度指數（d）進行生物多樣性分析，采用優勢度指數（Y）判斷優勢種。

式中：Pi為測站第i種的豐度與樣品豐度的比值，S為測站樣品的總種類數，N樣品的總個體數，ni為第i 種的個體數，fi是該種在各站中出現的頻率。

大型底棲動物污染指數（macrozoobenthos pollution index，MPI）計算公式［5-8］：

其中： k = |Σ（Ai- Bi）| /Σ（Ai- Bi）

式中：MPI為大型底棲動物污染指數；Ai為密度累積百分優勢度；Bi為生物量累積百分優勢度，即密度優勢度大小順序是第i個種，其密度累積百分優勢度為Ai，生物量優勢度大小順序是第i個種，其生物量累積百分優勢度為Bi；S為采集到的物種數。當Σ（Ai- Bi）為正值時，k = 1；當Σ（Ai- Bi）為負值時，k = - 1。

使用Excel軟件進行生物量、豐度計算及豐度-生物量比較曲線（ABC曲線）［9-10］繪制。

2　結　果

2.1種類組成與優勢種

采樣所得生物樣品經分類鑒定共有大型底棲動物63種，分別屬于7門42屬。均為熱帶、亞熱帶物種。其中軟體動物最多，達 29種，占總種數的 46.0%；甲殼動物次之，為 18種，占總種數的28.6%；多毛類12種，占總種數19.1%；其他類4種（紐形動物、腕足動物、星蟲動物及棘皮動物各1種），占總種數的6.3%。

根據所采到樣品中各種類的密度及出現頻率的大小，以優勢度指數Y≥0.02為判別標準，調查海區大型底棲動物優勢種為珠帶擬蟹守螺（Cerithidea cingulata）、長腕和尚蟹（Mictyris longicarpus）、智利巢沙蠶（Diopatra chilienis）和艾氏活額寄居蟹（Diogenes penicillatus），優勢度指數分別為0.63、0.03、0.03和0.02。珠帶擬蟹守螺的優勢度非常明顯，其余3種優勢度較低。

2.2生物量和棲息密度

北侖河口潮間帶大型底棲動物平均生物量為155.06g/m2，平均棲息密度為343.8 ind/m2。西面靠近竹山碼頭的斷面Ⅰ生物量和棲息密度均為3條斷面中最低，分別為72.34g/m2、220.4 ind/m2；位于中間的斷面Ⅱ棲息密度在3條斷面中最高，為469.7 ind/m2；東面靠近榕樹頭的斷面Ⅲ的生物量最高，為262.86g/m2。

2.3物種多樣性

分別計算 3條斷面的香農-維納多樣性指數（H′）、種類均勻度指數（J）和豐富度指數（d），結果見表1。3條斷面的香農-維納多樣性指數平均值為2.27，種類均勻度指數平均值為0.48，豐富度指數平均值為3.53。斷面Ⅲ的香農-威納指數和均勻度指數均為最高，斷面Ⅱ的豐富度指數最高，斷面Ⅰ的香農-威納指數、種類均勻度指數以及豐富度指數均為3條斷面中最低。

表1　大型底棲動物多樣性指數Table 1　Diversity indices of the macrobenthic animals

2.4ABC曲線分析結果

Warwick在1986年提出用豐度-生物量比較曲線（ABC曲線）法來監測環境污染對大型底棲動物群落的擾動［5］。該法將豐度（棲息密度）和生物量的K-優勢度曲線繪入同一張圖中，通過觀察兩條曲線的位置關系，判斷生物群落是否受干擾以及受干擾的程度。對于未受擾動的群落，群落的豐度曲線比生物量曲線平滑，而生物量曲線則顯示較強的優勢度，繪出的圖形是生物量的K-優勢度曲線始終位于豐度曲線之上；當群落受到中等程度的污染擾動時，豐度和生物量曲線接近重合，或出現部分交叉；當環境被嚴重干擾時，底棲群落逐漸由一種或幾種個體較小的種類占優勢，此時的豐度曲線位于生物量曲線之上［6］。

根據各斷面豐度和生物量繪制出ABC曲線（圖2）。

圖2　潮間帶大型底棲動物ABC曲線Fig.2　ABC curves of intertidal macrobenthic animal

3條斷面的生物量起點均在豐度之下，表明3條斷面的優勢種均為個體較小的種類。而后3條斷面的生物量曲線均與豐度曲線交叉，上升到豐度曲線之上。其中斷面Ⅲ的生物量曲線上升較快，與豐度曲線交叉后一直居于豐度曲線之上。斷面Ⅱ的生物量曲線則相對較平緩，在中部才與豐度曲線交叉，交叉后一直位于豐度曲線之上。ABC曲線顯示，3條斷面的潮間帶動物均受到了中等程度的擾動。

2.5MPI分析結果

ABC曲線法只給出了3種狀態：未受干擾、受中度干擾和受嚴重干擾。從ABC曲線上判斷3條斷面均為受中度干擾，但無法進一步區分受干擾的輕重次序。2003年蔡立哲［7］參考ABC法，建立了評價海洋環境質量的大型底棲動物污染指數（macrozoobenthos pollution index，MPI），將ABC法數字化，反應更靈敏。根據蔡立哲的研究結果［7-8］，MPI污染程度界定為：當MPI ＞ 4時，為嚴重污染；MPI = 4～0，為中度污染；MPI = - 6～0時，為輕度污染；MPI＜ -6時，為清潔。MPI越小，沉積環境越清潔，反之，污染越嚴重。龍華、周燕以及董貫倉等人先后運用MPI分別研究了樂清灣、杭州灣以及黃河三角洲3個地方的潮間帶環境質量［9-11］，證實該方法在評價大型底棲動物海洋環境質量方面具有較高的可操作性。

使用蔡立哲給出的公式，計算斷面Ⅰ～Ⅲ的MPI值，分別為2.61、0.16和-17.08。根據MPI值判斷，斷面Ⅰ和斷面Ⅱ的潮間帶環境質量為中度污染，斷面Ⅲ的潮間帶環境質量為清潔。

3　討　論

研究發現該海域的大型底棲動物種類相對較少，而生物量和密度相對較高。共采集到大型底棲動物63種，平均生物量為155.0 6g/m2，平均棲息密度為 343.8 ind/m2。種類數低于何祥英等［3］2010年7月在該海域附近的調查結果（106種），但生物量和密度卻高于該研究結果。種類數較少的原因可能是本研究采樣區域正位于北侖河入海口，咸淡水頻繁交換，鹽度等理化因子變化較劇烈，因此適宜生存的種類相對較少。河口區生物種類數相對較少，而生物量常常較高。同時，本研究采樣斷面位于紅樹林內或附近，一般而言，紅樹林附近的底棲動物生物量和棲息密度較高。如根據吳啟泉等和梁超愉等［12～13］的研究結果顯示，大亞灣紅樹林區平均生物量為219.7g/m2，平均棲息密度281 ind/m2，雷州半島紅樹林灘涂底棲動物平均生物量為 223.25g/m2，平均棲息密度為210.97 ind/m2。而附近湛江灣非紅樹林區的底棲動物的平均生物量為17.60g/m2，平均棲息密度為14.33 ind/m2，明顯低于紅樹林區［14］。

ABC曲線分析結果表明，3條斷面均受到了中等程度的干擾。用蔡立哲提出的MPI計算方法和判斷標準，3條斷面的 MPI值分別為 2.61、0.16和-17.08，斷面Ⅰ和斷面Ⅱ的潮間帶環境質量為中度污染，斷面Ⅲ的潮間帶環境質量為清潔。根據MPI值的大小，判斷潮間帶環境質量的優劣順序為：斷面Ⅲ最優，斷面Ⅱ次之，斷面Ⅰ最差。從各斷面底棲生物的種類數、生物量、棲息密度以及各多樣性指數來看，也是斷面Ⅰ的值最低。可見，MPI法比ABC法更直觀地反映出海域的受干擾程度。但是MPI法也有一定的局限性，龍華等的研究指出，MPI值的計算，雖然考慮到了密度、生物量和種類數 3個參數，但計算中卻沒有反映出群落內耐污和敏感種類的特征，所以對于群落構成的關鍵生態信息的判斷上會出現一定的偏差［7］。在本研究中，用MPI法判斷斷面Ⅲ為清潔海域，但實際上在該斷面出現了有機污染的生物指示種——小頭蟲，因此筆者認為斷面Ⅲ應修正為輕度污染。

根據ABC和MPI分析結果，該海域的潮間帶環境受到了一定程度的干擾。筆者認為干擾主要來自于附近漁民的過度采捕以及放養鴨子等人為活動。該海域雖然位于北侖河口國家級自然保護區內，但在管理上仍處于開放狀態，漁民可以自由地在灘涂上采挖文蛤、方格星蟲和縊蟶等海產品。彭欣等［16］的研究認為，過度采捕是使樂清灣潮間帶大型底棲動物群落受到干擾且向次生型群落轉化的主要原因之一。本研究發現該海域的優勢種為一些個體較小，經濟價值不高的種類，這可能是因為個體較大、經濟價值較高的種類已被采捕。附近村民在灘涂放養的鴨子，也是干擾的主要來源之一，鴨子以潮間帶動物為食，過度的放養會使某些種類的潮間帶動物數量銳減甚至消失。為了更好的保護北侖河口國家級自然保護區內的生物多樣性，應進一步對采捕和放養鴨子等人為活動進行約束。另外，賴俊翔等［16］的研究發現，該海域的水質已受到一定程度的油污染，已接近亞健康的標準閾值，且呈現富營養化。因此要加強水環境的保護，防止水環境質量進一步下降。

4　結　論

北侖河口國家級自然保護區調查中共采集到大型底棲動物63種，平均生物量為155.06g/m2，平均棲息密度為343.8 ind/m2。3條斷面的香農-維納多樣性指數平均值為2.27，種類均勻度指數平均值為0.48，豐富度指數平均值為3.53，3條斷面MPI值分別為 2.61、0.16和-17.08。ABC曲線與 MPI分析結果表明，該區域環境受到了中等程度的干擾，主要來自于附近漁民的過度采捕以及放養鴨子等人為活動。此次研究結果揭示生態環境受到了一定程度的破壞，但由于調查區域小以及調查的要素少，未能全面反映保護區的生態現狀。對保護區進行全面的調查，在全面了解的基礎上制定出相應的保護措施顯得較為迫切和必要。

［1］陳波，邱紹芳.北侖河口河道沖蝕的動力背景［J］.廣西科學，1999，6（4）：317-320.

［2］陳敏，藍東兆，任建業，等.2008年廣西北侖河口海域水質狀況評價［J］.海洋湖沼通報，2012（1）：110-115.

［3］何祥英，蘇搏，許廷波，等.北侖河口紅樹林濕地大型底棲動物多樣性的初步研究［J］.濕地科學與管理，2012，8（2）：44-48.

［4］張玉生，楊清良，陳瑞祥，等.GB/T 12763.6-2007海洋調查規范 第6部分：海洋生物調查［S］.北京：中國標準出版社，2007.

［5］蔡立哲.大型底棲動物污染指數（MPI）［J］.環境科學學報，2003，23（5）：625-629.

［6］蔡立哲，馬麗，高陽，等.海洋底棲動物多樣性指數污染程度評價標準的分析［J］.廈門大學學報（自然科學版），2002，41（5）：641-647.

［7］龍華，余駿，周燕.大型底棲動物污染指數在樂清灣潮間帶環境質量評價中的應用［J］.海洋學研究，2008，26（4）：97-104.

［8］周燕，龍華，余駿.應用大型底棲動物污染指數評價杭州灣潮間帶環境質量［J］.海洋環境科學，2009，28（5）：473-477.

［9］WarwickR M.A new method for detecting pollution effects on marine macrobenthic communities［J］.Mar Bio1，1986，92：557-562.

［10］田勝艷，于子山，劉曉收，等.豐度/生物量比較曲線法監測大型底棲動物受擾動的研究［J］.海洋通報，2006，25（1）：92-96.

［11］董貫倉，李秀啟，劉 峰，等.黃河三角洲潮間帶底棲動物群落結構分析及環境質量評價［J］.海洋環境科學，2012，31（3）：370-374.

［12］吳啟泉，鄭鳳武，魯琳，等.大亞灣紅樹林區底相大型動物的群落［J］.臺灣海峽，1992，11（2）：161-166.

［13］梁超愉，張漢華，頡曉勇，等.雷州半島紅樹林灘涂底棲生物多樣性的初步研究［J］.海洋科學，2005，29（2）：18-25.

［14］周偉男，孫省利，李榮冠，等.湛江灣大型底棲動物的群落結構和多樣性特征［J］.廣東海洋大學學報，2013，33（1）：1-8.

［15］彭欣，謝起浪，陳少波，等.樂清灣潮間帶大型底棲動物群落分布格局及其對人類活動的響應［J］.生態學報，2011，31（4）：954-963.

［16］賴俊翔，許銘本，姜發軍，等.北侖河口近岸海域生態健康分析與評價［J］.廣西科學，2014，21（1）：77-89.

（責任編輯：陳莊）

Ecological Characteristics of Macrobenthic Animals and Environmental Quality on the North Shore Intertidal Zone of Beilun Estuary

XU Ming-ben，LAI Jun-xiang，DONG De-xin，ZHANG Rong-can，JIANG Fa-jun
（Guangxi Key Laboratory of Marine Environmental Science，Guangxi Academy of Sciences，Nanning 530007，China）

In order to understand the current situation of the intertidal macrobenthic animals in Beilun estuary，the survey was carried out in November 2011.Three intertidal sections were set，each contained 3 quadrats in random.63 species were collected altogether，including 29 species of molluscs，18 of crustaceans，12 of polychaetes，and 4 of others.The dominant species were Cerithidea cingulata，Mictyris longicarpus，Diopatra chilienis and Diogenes penicillatus.The average total biomass and average total density of macrobenthic animals were 155.06g/m2and 343.8 ind/m2.The average value of Shannon-Wiener index（H'）was 2.27，0.48 of evenness index（J）and 3.53 of species richness index（d）.The results of the ABC analysis showed that all of the 3 intertidal sections were disturbed modestly.MPI of the Ⅰ- Ⅲsections were 2.61，0.16 and -17.08，respectively.Intertidal environmental quality of the study area was affected in a certain degree.The study suggested that the human activities such as overfishing and herding ducks were the main disturbing factors.

Beilun Estuary，macrobenthic animals，ABC curve，MPI

Q178.53

A

1673-9159（2015）01-0057-05

2014-11-07

廣西自然科學基金（重大項目）（2012GXNSFEA053001），廣西科技攻關項目（桂科攻1355007-12）

許銘本（1983-），男，工程師，主要從事海洋環境生態研究。E-mail：xmben0771 @126.com

姜發軍（1976-），男，博士，主要從事海洋環境生態研究。E-mail：hunanjfj@126.com