人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復效果評估指標體系與實例應用

許玉甫+李怡群+張海鵬+高文斌+王慎知+胡保存+劉思江

摘要：本文從生態(tài)修復效果含義出發(fā)，構建了以水環(huán)境、沉積物環(huán)境、生物環(huán)境和漁業(yè)資源為評價指標的人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復效果評估指標體系，并以秦皇島魚（藻）礁示范區(qū)為實例進行分析，實例分析結果顯示魚礁示范區(qū)生態(tài)修復效果綜合評價指數(shù)（REE indx）5月和9月分別為75.5和71.5，判定結果分別為修復效果明顯和有修復效果。研究結果表明，建立的人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復效果評估指標體系具有較強的可操作性，可以為人工魚（藻）礁生態(tài)修復效果評估提供參考。

關鍵詞：人工魚（藻）礁；生態(tài)效果；評價指標；評價體系

人工魚礁是放置于海底以影響海洋生物資源的物理、生物或社會經濟過程的人工設施[1] 。人工魚礁投放到海域中，能改變魚礁周圍海域非生物環(huán)境的流、光、音、底質等因子，引起生物環(huán)境的變化[2]，人工魚礁產生的餌料效應、流場效應、庇護所效應、環(huán)境變化效應、陰影效應和音響效應等能誘集魚群，使礁區(qū)周圍海域的生物量增加[3]，因此人工魚礁的投放對于生態(tài)環(huán)境修復及保護漁業(yè)資源具有重要意義。為了有效、科學地評價魚礁建設的生態(tài)效果，本研究建立了一套人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復效果評估指標體系，并以秦皇島魚（藻）礁示范區(qū)為實例進行分析，可以為魚（藻）礁生態(tài)效果評價提供技術支持。

1研究方法

1.1德爾菲法

德爾菲法（Delphi法）是美國的蘭德（Rand）公司于1964年創(chuàng)立的，屬于專家集合法。憑借專家的經驗判斷和理論思維對事物進行分析決策或提出結論。專家預測精確度可以采用均數(shù)與標準差結合起來分析，均數(shù)表示專家意見的集中程度，標準差表示預測意見的離散程度。具有匿名性和多輪反饋性等特點[4-6]。主要用于評價指標的篩選和權重的確定。

1.2調查研究法

包括各種生態(tài)環(huán)境及漁業(yè)資源等資料的收取，海上布點調查、監(jiān)測，現(xiàn)場調研等。主要用于生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的現(xiàn)場監(jiān)測。

2人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復效果評估指標體系

2.1效果評價指標分類與權重

評價指標的篩選和權重的確定是修復效果評價指標體系及方法的基礎，為了使評價指標和權重更有科學性，用德爾菲法進行研究。通過多輪的專家調查問卷，最終篩選出水環(huán)境、沉積物環(huán)境、生物環(huán)境和漁業(yè)資源4個評價指標及各指標下的評價因子，并確定了各評價指標的權重，見表1。

2.2各評價指標賦值及評價方法

通過示范區(qū)與對照區(qū)各評價指標值的差異情況反映各指標的修復效果，對比數(shù)據(jù)利用SPSS19.0軟件進行差異性分析。

2.2.1水環(huán)境

2.2.1.1評價指標及賦值

2.2.3生物環(huán)境

2.2.3.1評價指標及賦值

生態(tài)環(huán)境修復效果生物環(huán)境評價指標、要求及賦值見表4。

生物環(huán)境每項評價指標的賦值按式（3）計算：

Bindx=∑n1Bqn（3）

式中：Bindx—生物環(huán)境修復效果評價指數(shù)；Bq—第q項評價指標賦值；n—評價指標總數(shù)

當 5≤indx<10，生物環(huán)境修復產生負面影響；當Bindx=10，生物環(huán)境修復效果不明顯；當10

2.2.4漁業(yè)資源

2.2.4.1評價指標及賦值

生態(tài)環(huán)境修復效果漁業(yè)資源評價指標、要求及賦值見表5。

漁業(yè)資源每項評價指標的賦值按式（4）計算：

FRindx=∑n1FRqn（4）

式中：FRindx—漁業(yè)資源修復效果評價指數(shù)；FRq— 第q項評價指標賦值；n — 評價指標總數(shù)

當 10≤FRindx<15，漁業(yè)資源修復產生負面影響；當FRindx=15，漁業(yè)資源修復效果不明顯；當15

2.3生態(tài)修復效果綜合評價及評價方法

生態(tài)修復效果綜合評價指數(shù)按式（5）計算：

FEEindx=∑P1INDXi（5）

式中：REEindx—生態(tài)修復效果綜合評價指數(shù)；INDXi—第i類修復效果評價指數(shù)；P—評價指標類群數(shù)。

當REEindx<50時，表明產生負面效果；當REEindx=50時，修復效果不明顯；當5075時，表明修復效果明顯。

3示范研究

以秦皇島人工魚（藻）礁示范區(qū)為例，進行案例分析。秦皇島人工魚（藻）礁示范區(qū)建設始于2010年，截止2012年5月累計投放魚礁15 000空方，構建魚礁示范區(qū)133 hm2。本文以2012年示范區(qū)與對照區(qū)的調查數(shù)據(jù)，進行生態(tài)修復效果評估。

3.1現(xiàn)場調查

3.1.1調查站位及航次

進行春、秋兩個航次調查，共設置調查站位8個，其中魚礁示范區(qū)內4個，礁區(qū)外對照區(qū)4個，見圖1。

3.1.2監(jiān)測內容及方法

主要監(jiān)測項目有水環(huán)境監(jiān)測指標、沉積物監(jiān)測指標、生物環(huán)境監(jiān)測指標和漁業(yè)資源監(jiān)測指標。

水環(huán)境監(jiān)測項目主要有生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、活性磷酸鹽（PO43--P）、硝酸鹽氮（NO3--N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）、氨氮（NH3-N）；沉積物環(huán)境監(jiān)測項目主要有有機碳含量、硫化物含量；生物環(huán)境監(jiān)測項目主要有浮游動物、浮游植物、底棲生物和葉綠素a；漁業(yè)資源監(jiān)測項目主要有游泳動物和魚卵、仔稚魚。

水質因子、沉積物、浮游生物、底棲生物、葉綠素a、魚卵、仔稚魚的采樣、保存與分析按 《海洋監(jiān)測規(guī)范》[7]和 《海洋調查規(guī)范》[8]的有關規(guī)定進行。由于礁區(qū)內不能進行拖網作業(yè)，游泳動物定性調查采用地籠網與流刺網結合調查的方式；定量調查以每小時每公頃流刺網面積的漁獲量（kg/hm2·h或ind/hm2·h）計算。流刺網為三重流刺網，每片網長度為30 m，網高1.4 m，下網條數(shù)為5條；地籠網每組長7 m，共10組；下網時間均為24 h。

3.2調查結果

3.2.1水環(huán)境

4結論與討論

人工魚（藻）礁建設對漁業(yè)資源修復效果明顯。漁業(yè)資源修復效果評價指（FRindx）5月和9月分別為27和21，評價結果分別為修復效果明顯和有修復效果。示范區(qū)游泳動物的生物量和密度明顯高于對照區(qū)，以5月為例，生物量和密度分別為對照區(qū)的3.32倍和5.13倍，這說明人工魚礁的建設對游泳生物產生了明顯的聚集效果，尤其是日本蟳、黑鮶和六線魚等巖礁性游泳生物的聚集效果更為明顯，分析其原因有：魚礁上附著生物不僅能改善海底環(huán)境，而且還可為魚類提供豐富的餌料；人工漁礁還可限制底拖網的作業(yè)，保護海底環(huán)境免遭底拖網作業(yè)的破壞，為魚類提供很好的庇護場所。5月礁區(qū)內魚卵、仔稚魚種數(shù)和密度均高于對照區(qū)，且差異性顯著，分析其原因魚礁可以為魚卵提供有效的附著基；魚礁區(qū)餌料豐富，環(huán)境安靜，不僅能供給幼魚提供食物，有利于幼魚生長，而且可讓幼魚更快速地躲避各種敵害。渤海魚類的產卵期主要在春、夏兩季，9月調查的時候雖然有魚卵仔稚魚存在，但分布范圍及密度很小，很難捕獲，因此9月調查示范區(qū)與對照區(qū)均未捕獲魚卵、仔稚魚，直接導致魚卵、仔稚魚評價指標無差異。

人工魚（藻）礁建設對水環(huán)境有一定修復效果。水環(huán)境修復效果評價指數(shù)（Windx）5月和9月分別為22.5，評價結果均為有修復效果。調查結果顯示，各水環(huán)境評價指標示范區(qū)均好于對照區(qū)，磷酸鹽、硝酸鹽氮和硝酸氮三項指標差異顯著，說明大型藻類的移植的對水環(huán)境的調節(jié)主要體現(xiàn)在對N、P的吸收上，這與毛玉澤“大型藻類生物濾器可以有效地吸收、利用養(yǎng)殖環(huán)境中多余的營養(yǎng)物質”[9]研究結論類似。生化需氧量、化學需氧量和氨氮指標差異性不顯著，可能與魚礁投放時間較短，魚礁改善水質的作用尚未完全顯現(xiàn)有關。

人工魚（藻）礁建設對對生物環(huán)境修復效果明顯。生物環(huán)境修復效果評價指數(shù)（Bindx）5月和9月分別為16和18，評價結果均為有修復效果明顯。人工魚（藻）礁建設對葉綠素a和底棲生物影響較浮游動植物明顯。礁區(qū)內人工礁區(qū)葉綠素a含量高于對照區(qū)，說明人工魚礁區(qū)初級生產力高于對照區(qū)，分析其原因可能是因為人工礁區(qū)上升流給表層帶來大量營養(yǎng)物質有關。礁區(qū)內底棲生物種類及生物量明顯高于對照區(qū)，說明人工魚礁改變了底棲生物的生態(tài)環(huán)境，使底棲生物群落結構受到影響，這種影響是有益的。

人工魚（藻）礁建設對沉積環(huán)境修復效果不明顯。沉積環(huán)境修復效果評價指數(shù)（Sindx）5月和9月均為10，評價結果均為修復效果不明顯。有機碳和硫化物濃度示范區(qū)低于對照區(qū)，但差異不明顯，可能是因為沉積物修復時間較長，而示范區(qū)規(guī)模較小、建設時間較短。

本評估體系具有方便、簡潔，易于操作；擴展性好的特點。不僅可應用于同一時期不同區(qū)域的效果對比，而且可應用于不同時期同一區(qū)域或不同時期不同區(qū)域之間的效果評估。目前，國內對于人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復效果評價還沒有統(tǒng)一的標準，指標的篩選、權重的確定和分級的標準也具有一定的主觀性，這會造成評價的結果具有一定的局限性，因此需要在未來的研究中對評價指標、權重及分級標準進一步完善。

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（收稿日期：2016-12-09）