蔡文倩，林巋璇，朱延忠，周 娟，夏 陽(yáng)，劉錄三*（1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012；2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)河口與海岸帶環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012）

基于大型底棲動(dòng)物攝食群上的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)

蔡文倩1，2，林巋璇1，2，朱延忠1，2，周 娟1，2，夏 陽(yáng)1，2，劉錄三1，2*（1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012；2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)河口與海岸帶環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012）

基于2011年5月和9月航次獲取的大型底棲動(dòng)物和環(huán)境數(shù)據(jù)，采用建立在功能攝食群上的攝食均勻度指數(shù)（the feeding evenness index， jFD）并輔以建立在群落結(jié)構(gòu)指標(biāo)上的多元AZTI海洋生物指數(shù)（Multivariate AZTI Marine Biological Index， M-AMBI）評(píng)價(jià)渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況.本研究將所有大型底棲動(dòng)物劃分為5個(gè)攝食群，但2個(gè)航次均未發(fā)現(xiàn)植食者.從物種豐富度的角度看，碎屑食者和肉食者占比最高；從棲息密度的角度看則是浮游生物食者占比最高，而雜食者則在上述兩個(gè)指標(biāo)中均占比最低.攝食均勻度指數(shù)值大都低于 0.60，說(shuō)明研究區(qū)大部分海域的大型底棲動(dòng)物群落受到不同程度的干擾，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差，這可能與該海域所受到的人為干擾如陸源排污、圍海造陸有關(guān).與M-AMBI相比，二者指示的渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況基本一致，且均能敏感地響應(yīng)渤海灣近岸河口至離岸海域的環(huán)境壓力梯度.總體上來(lái)講， jFD適用于評(píng)價(jià)渤海灣的生態(tài)質(zhì)量狀況.

大型底棲動(dòng)物群落；功能攝食群；攝食均勻度指數(shù)；M-AMBI；渤海灣

大型底棲動(dòng)物群落對(duì)棲息環(huán)境的長(zhǎng)期變化尤為敏感，是其環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要表征［1］，因此常被用來(lái)指示其生態(tài)質(zhì)量狀況［2-3］.它的環(huán)境指示作用研究從早期個(gè)別物種的有無(wú)［1］、群落指標(biāo)的時(shí)空對(duì)比分析［4］、簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式、圖形法［5］直至近年來(lái)的生物指數(shù)［6］.一般而言，發(fā)展最為成熟也最常用的是建立在分類學(xué)方法上的指數(shù)，如起源于歐盟水框架指令下的M-AMBI，已被證實(shí)適用于世界上多個(gè)海域的生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)［7-8］.然而，也有學(xué)者指出，建立在分類學(xué)方法上的群落結(jié)構(gòu)指數(shù)更適用于已知環(huán)境干擾狀況下的生物多樣性和敏感性評(píng)價(jià)［9］，這就意味著它們可能并不適用于某些特定研究區(qū)域的生態(tài)健康狀況評(píng)價(jià)［10］.因此，學(xué)者們開(kāi)始嘗試在群落功能的基礎(chǔ)上構(gòu)建生物指數(shù)，如生物性狀分析（Biological Traits Analysis， BTA）、生物營(yíng)養(yǎng)指數(shù)（Infauna trophic index， ITI）、攝食均勻度指數(shù)等，應(yīng)用效果較好［10-12］.其中，攝食均勻度指數(shù)因其計(jì)算更加簡(jiǎn)便且與其他其他指數(shù)如BTA、ITI及AMBI的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致而越來(lái)越多地被學(xué)者優(yōu)先選用［10，13-16］.

快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和人口壓力導(dǎo)致渤海灣天津段的環(huán)境問(wèn)題層出不窮，如圍海造陸工程的實(shí)施改變了岸線和近岸海區(qū)的地形地貌，水體交換能力變差［17］，從而導(dǎo)致來(lái)自天津、河北、北京等地的工業(yè)和生活污水大量堆積在河口及近海海域［18］，水體污染日益嚴(yán)重［19］，海岸帶棲居地嚴(yán)重退化［20］，底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化較大［21］.目前，我國(guó)已運(yùn)用多種生物指數(shù)在渤海灣開(kāi)展了生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)研究，如香濃-維納（Shannon-Weiner）多樣性指數(shù)、AMBI、M-AMBI等［8，22-23］.結(jié)果表明，相比香濃-維納多樣性指數(shù)和豐度/生物量曲線法，AMBI對(duì)渤海灣環(huán)境壓力變化的敏感性更強(qiáng)［23］，而M-AMBI又比AMBI更適合于評(píng)價(jià)渤海灣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量［8］.同時(shí)，Peng等［10］證實(shí)攝食均勻度指數(shù)適用于評(píng)價(jià)渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況，但并未對(duì)該指數(shù)與M-AMBI在渤海灣的適用程度進(jìn)行比較.AZTI海洋生物指數(shù)及攝食均勻度指數(shù)分別作為大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及功能方面的代表性指數(shù)，在渤海灣生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用效果較好，有必要進(jìn)一步開(kāi)展在該區(qū)域的適用性驗(yàn)證工作，并對(duì)二者的評(píng)價(jià)效果進(jìn)行比較，從而為渤海灣生物評(píng)價(jià)指數(shù)體系的建立奠定良好的基礎(chǔ).鑒于此本文選取渤海灣天津海岸段為研究區(qū)域，擬開(kāi)展以下 3個(gè)方面的研究：1）采用攝食均勻度指數(shù)對(duì)渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)；2）攝食均勻度指數(shù)與M-AMBI指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果比較；3）渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況與人為壓力的相關(guān)關(guān)系.

1 材料與方法

1.1 采樣設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)獲取

本文采用2011年5月、9月航次獲取的大型底棲動(dòng)物群落指標(biāo)和環(huán)境參數(shù)開(kāi)展研究（2個(gè)航次的重復(fù)樣點(diǎn)用圓圈表示；547～550僅在 5月航次進(jìn)行了采樣，圖例用星號(hào)表示；926，931，936，941，944，945僅在9月航次采樣，圖例用星號(hào)表示.圖 1）.2個(gè)航次均采用0.05m2的箱式采泥器，其中5月航次每次成功取樣2次合為1個(gè)樣品，而9月航次則是每次成功取樣1次為1個(gè)樣品.每站采集3個(gè)重復(fù)樣.使用0.5mm孔徑的網(wǎng)篩分選底棲生物樣品.調(diào)查中借助溫鹽深儀（Conductance，Temperature and Depth， CTD）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水深、水溫、鹽度、濁度、溶解氧、pH等環(huán)境參數(shù).現(xiàn)場(chǎng)采集表層和底層水樣，冷藏保存并隨即帶至實(shí)驗(yàn)室測(cè)定營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、總有機(jī)碳及懸浮物濃度等環(huán)境參數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)采集約 500g表層底泥，用錫箔紙包裹后裝入密封袋冷凍保存并于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定粒徑及重金屬含量.所有的環(huán)境參數(shù)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［24-25］及《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》［26］中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定.詳細(xì)獲取及測(cè)定方法參考Cai等［8］.

圖1 2011年5月和9月航次渤海灣采樣站位Fig.1 Sampling stations for the voyages of May and September， 2011 in Bohai Bay

1.2 生物指數(shù)

參考 Peng等［10］的方法，將所有大型底棲動(dòng)物劃分為 5個(gè)功能攝食群：肉食者（carnivorous，CA）、雜食者（omnivorous， OM）、浮游生物食者（planktivorous， PL）、植食者（herbivorous， HE）、碎屑食者（detritivorous， DE）.攝食均勻度指數(shù)的計(jì)算公式如下所示.式中，pi為樣方中的第 i攝食群所占的比例，n等于5.本研究中，該指數(shù)的取值區(qū)間為［0， 1］.當(dāng)指數(shù)值接近1時(shí)，意味著群落中5個(gè)攝食群均在且無(wú)占優(yōu)勢(shì)的組；而當(dāng)指數(shù)值接近0時(shí)，意味著群落中沒(méi)有或者僅有一個(gè)群占優(yōu)［13］.

jFD值對(duì)應(yīng)的站位擾動(dòng)等級(jí)及生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下［10］：＞0.8，站位未受干擾、生態(tài)質(zhì)量為優(yōu)；0.6～0.8：輕微干擾、良；0.4～0.6：中度干擾、中等；0.2～0.4：重度干擾、差；＜0.2：極端擾動(dòng)、劣.

1.3 數(shù)據(jù)處理

為便于比較，兩個(gè)航次各位點(diǎn)的大型底棲動(dòng)物物種數(shù)、種群棲息密度均換算成每m2的數(shù)量.考慮到關(guān)鍵種在食物鏈中的特殊地位，本研究?jī)H采用任一站位中種群棲息密度占該位點(diǎn)群落總棲息密度的比例大于5%的物種進(jìn)行攝食群的分析［10］.采用ANOVA分析檢驗(yàn)指數(shù)的季節(jié)性差異；采用線性回歸分析用以分析jFD與M-AMBI之間的相關(guān)性.Pearson分析（雙尾檢驗(yàn)）用以檢驗(yàn)指數(shù)與環(huán)境因子之間的相關(guān)性，而兩個(gè)指數(shù)對(duì)應(yīng)的生態(tài)質(zhì)量級(jí)別的協(xié)同程度則采用 Kappa分析進(jìn)行判定［27-28］，具體方法參見(jiàn)文獻(xiàn)［8］.上述分析均在SPSS13.0軟件包和EXCEL中進(jìn)行.為增加數(shù)據(jù)處理的可靠程度，采用典范對(duì)應(yīng)分析（CCA）對(duì)攝食均勻度指數(shù)與環(huán)境因子的相關(guān)性進(jìn)行判定.環(huán)境及指數(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化及處理方式詳見(jiàn)文獻(xiàn)［8］.該檢驗(yàn)在 CANOCO for Windows 4.5中完成

［29］.采樣站位圖及生物指數(shù)平面分布圖由ArcGIS 9.3制作完成.

2 結(jié)果

2.1 渤海灣大型底棲動(dòng)物攝食群概況

2.1.1 攝食群的結(jié)構(gòu)組成 除植食者（HE）外，本研究中所有的大型底棲動(dòng)物可分為4個(gè)攝食群，分別為肉食者、碎屑食者、浮游生物食者和雜食者.主要物種的食性見(jiàn)表1［10，30-35］.

表1 渤海灣主要大型底棲動(dòng)物功能攝食群表Table 1 Functional feeding groups for the key macrozoobenthos species in the Bohai Bay

從各攝食群物種數(shù)目的角度看，5月航次肉食者最多（27種），其次為碎屑食者（25），雜食者最少（10）；9月份碎屑食者最多（24種），其次為肉食者（19），雜食者最少（7）.從棲息密度的角度看，5月航次浮游生物食者最多（80.58inds/m2），其次為碎屑食者（27.26），雜食者最少（6.34）；9月份最多的也是浮游生物食者（1732.9inds/m2），其次為肉食者（47.34），雜食者最少（17.75）.2個(gè)季節(jié)相比，物種數(shù)以碎屑和肉食者的比例最高，棲息密度以浮游生物食者的最高，雜食者則均為最低.

圖2 2011年5月和9月航次各功能攝食群的空間分布（a： 5月；b：9月）Fig.2 Spatial distributions of the functional feeding groups in the voyage of May and September， 2011（a： May； b： September）

2.1.2 攝食群的時(shí)空分布 5月航次碎屑食者在整個(gè)研究區(qū)均有分布，但南部海域占優(yōu)的站位更多，北部則較少；浮游生物食者占優(yōu)的集中在研究區(qū)南北兩端及海河口入?？v深線；肉食者占優(yōu)的則是沿著研究區(qū)近岸海域分布；雜食者分布整體上無(wú)明顯的規(guī)律，但在近岸海域基本上未見(jiàn)分布（圖 2a）.總的來(lái)說(shuō)，9月航次各攝食群的分布模式與5月份較為相似，唯一差別較大的地方在于碎屑食者在海河口入?？v深線及北部個(gè)別站位占優(yōu)（圖2b）.

2.2 渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)

2個(gè)航次中，jFD的最高值出現(xiàn)在調(diào)查區(qū)北部海域的S11站，4個(gè)攝食群的棲息密度相差不大，生態(tài)質(zhì)量為優(yōu)；最低值出現(xiàn)在離岸海域的 S14、S34站、海河口入?？v深線的S18站以及口內(nèi)的S20、S21站，僅有1個(gè)攝食群，生態(tài)質(zhì)量為劣（表2）.剩下的站位中， jFD值大于0.8的有3個(gè)，生物群落未受干擾；0.6至0.8之間的有39個(gè)，生物群落受到輕度干擾，生態(tài)質(zhì)量良好；小于0.6的有38個(gè)，生物群落受到中等以上的干擾，生態(tài)質(zhì)量較差（表2）.這說(shuō)明本研究中的渤海灣基本受不同程度的干擾，生態(tài)質(zhì)量狀況較差.從空間分布的角度來(lái)看， jFD高值區(qū)集中在離岸相對(duì)較遠(yuǎn)的海域，低值區(qū)則集中在近岸海域，且沿海河口向外有明顯的逐漸升高的趨勢(shì)（圖 3a）.整體上來(lái)看， M-AMBI也指示渤海灣大部分區(qū)域的生態(tài)質(zhì)量較差［8］，空間分布模式與jFD的基本一致（圖3b）.

表2 渤海灣2011年5月、9月航次各站位攝食均勻度指數(shù)值Table 2 The feeding evenness index for all the sampling stations from the voyages of May and September， 2011 in the Bohai Bay

圖3 2011年5月和9月航次的渤海灣jFD和M-AMBI空間分布Fig.3 Spatial distributions of the feeding evenness index for the voyages of May and September， 2011 in Bohai Bay

圖4 2011年5月和9月航次的渤海灣jFD和M-AMBI線性回歸分析

Fig.4 Linear regression analysis on the jFDand M-AMBI for the voyages of May and September， 2011 in Bohai Bay

Pearson和一元線性回歸分析表明 jFD與M-AMBI呈顯著線性正相關(guān)關(guān)系（df1= 1，df2= 84， P＜0.01；圖4），而建立在表3上的Kappa分析則表明兩者所指示的生態(tài)質(zhì)量級(jí)別吻合度差（Kappa：0.25）.ANOVA分析表明M-AMBI（df1= 1，df2= 84，F(xiàn) = 4.94，P＜0.03）有明顯的季節(jié)差異，而jFD則無(wú)（P＞0.05）.

表3 jFD與M-AMBI之間的分級(jí)吻合情況Table 3 The agreement for the ecological quality status between jFDand M-AMBI

2.3 大型底棲動(dòng)物攝食群與環(huán)境參數(shù)的關(guān)系

Pearson分析表明攝食均勻度指數(shù)與表層水中的 NH4+（R=-0.218，P＜0.05）、DIN（R= -0.314，P＜0.05）、底層水中的 TOC（R = -0.302，P＜0.05）呈顯著負(fù)相關(guān).

圖5 jFD與環(huán)境參數(shù)之間的RDA分析Fig.5 The RDA analysis between jFDand environmental parameters

RDA分析表明第一和第二排序軸能解釋jFD與環(huán)境參數(shù)之間相關(guān)關(guān)系 59.6%的變異量.各環(huán)境因子中，與 jFD的第一排序軸（能解釋 44.9%的變異量）矩陣之間呈顯著相關(guān)的有表層水中的TP（R = 0.34）、Mn（0.24）、表層水中的濁度（0.26）、沉積物中的Mn（0.28）、Ni（0.26；圖5），且上述環(huán)境因子能解釋jFD的大部分變異.此外， jFD指示的大部分站位生態(tài)質(zhì)量狀況與環(huán)境參數(shù)的分布模式相反，即生態(tài)質(zhì)量差的站位其環(huán)境參數(shù)值較高，而生態(tài)質(zhì)量好的站位其環(huán)境參數(shù)值較低（圖5）.

3 討論

3.1 渤海灣大型底棲動(dòng)物功能攝食群概況

日益增加的人為壓力已導(dǎo)致渤海灣大型底棲動(dòng)物群落發(fā)生了急劇變化［21］.與 1950s相比，小型機(jī)會(huì)種多毛類的棲息密度增加［36］，而小型多毛類多為碎屑食者，這與本研究中碎屑食者物種數(shù)較高的研究結(jié)果基本一致.同時(shí)，作為食物鏈中最重要的一環(huán)，植食者是肉食動(dòng)物和雜食動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，在調(diào)控大型藻類和水生植物的生長(zhǎng)中扮演重要的角色［10］.上述現(xiàn)象佐證了渤海灣大型底棲動(dòng)物多樣性的降低與海灣生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的惡化有關(guān)，而類似的結(jié)論亦被其他學(xué)者證實(shí)［10］.

底質(zhì)特征是控制大型底棲動(dòng)物分布的重要環(huán)境因子［37］.渤海灣為粉砂泥質(zhì)底，客觀上為營(yíng)埋棲生活的小型雙殼類、甲殼類及小型多毛類等提供了良好的棲息環(huán)境而使其處于一定的優(yōu)勢(shì)地位［38］，而這些物種多為肉食、碎屑和浮游生物食者.這跟本研究得出的兩個(gè)航次均以碎屑食者和肉食者的物種豐富度最高的結(jié)果相吻合.

圍海造陸工程的大量實(shí)施使得渤海灣水體的余流速度顯著降低［39］，造成泥沙堆積在南北兩岸的近岸海域以及海河口區(qū)附近海域，導(dǎo)致了該海域大型底棲動(dòng)物群落功能發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化，刺激了營(yíng)埋棲生活的浮游生物食者凸殼肌蛤、長(zhǎng)偏頂蛤的在這些海域迅速增殖，因此調(diào)查區(qū)兩個(gè)航次均以浮游生物食者占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（5月航次：兩者的棲息密度占浮游生物食者總棲息密度的69%；9月航次：85%），也使得南北兩岸及海河口區(qū)的站位多以浮游生物食者占優(yōu).

特別地，凸殼肌蛤作為蝦蟹絕佳的餌料生物，其大量增殖必然為這些肉食者提供豐富的餌料，因此本研究中肉食動(dòng)物占比較大且其空間分布與浮游生物食者的相近.此外，渤海灣本身的地貌構(gòu)造加上強(qiáng)烈的人為干擾造成該海域泥沙南高北低的分布格局［38］，這與本研究中碎屑食者的空間分布基本一致，同時(shí)也印證了碎屑食者更適于在泥質(zhì)底內(nèi)生存［10，40］.

3.2 渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)

由 3.1部分可知，渤海灣敏感型大型底棲動(dòng)物減少而機(jī)會(huì)型增多，一定程度上說(shuō)明渤海灣生態(tài)環(huán)境惡化，這與 jFD對(duì)應(yīng)的研究區(qū)大多受到不同程度的干擾相吻合. jFD值沿海河口向外逐漸升高，說(shuō)明生態(tài)質(zhì)量沿海河口向外逐漸變差.事實(shí)上，自1990s以來(lái)，渤海灣大型底棲動(dòng)物群落空間分布梯度也呈現(xiàn)從近海向外海逐漸降低的趨勢(shì)

［21，41］.此外，北部海域的 jFD有斑塊狀分布的趨勢(shì)，這可能跟渤海灣附近海域存在不同的小生境

［42］，其底棲動(dòng)物群落參數(shù)呈斑塊狀分布有關(guān).同時(shí)，由3.1部分可知，凸殼肌蛤在北部海域個(gè)別站位迅速增殖（如S2站），導(dǎo)致這兩個(gè)站位的底棲群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差， jFD值也極低（表2），生態(tài)質(zhì)量狀況為劣.海河流域鉛鋅礦的大量開(kāi)采及金屬冶煉干擾棲居于薊運(yùn)河口區(qū)的底棲生物群落［43］.同時(shí)，北塘和大沽排污口自 2003年以來(lái)一直是渤海灣氮、磷污染嚴(yán)重區(qū)域，水動(dòng)力條件的變化導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)鹽堆積在渤海灣北部海域［44］.因此，北部地區(qū)生態(tài)質(zhì)量狀況較差，這與本研究 jFD所指示的結(jié)果一致.

3.3 渤海灣攝食群與環(huán)境參數(shù)的關(guān)系

入海河流攜帶大量的營(yíng)養(yǎng)鹽和污染物進(jìn)入渤海灣，加重了海灣的營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷，加之沿岸水動(dòng)力條件的變化，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)鹽從近岸向外海的輸移速率降低，使得渤海灣富營(yíng)養(yǎng)化狀況不斷惡化，赤潮頻發(fā)［18，39］.富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)對(duì)碎屑食者帶來(lái)一定的負(fù)面影響［10］，同時(shí)導(dǎo)致硅濃度降低而氮磷比升高，一定程度上削弱了硅藻食物鏈.通過(guò)食物鏈的傳遞作用，使得個(gè)體較大、營(yíng)養(yǎng)層級(jí)較高的魚(yú)類日益減少［45］.捕食天敵的減少，作為餌料生物的浮游生物食者如凸殼肌蛤［46］迅速增殖，進(jìn)而影響底棲動(dòng)物群落的穩(wěn)定性.本研究中， jFD與營(yíng)養(yǎng)鹽的相關(guān)關(guān)系表明其能較為敏感地響應(yīng)渤海灣富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)大型底棲動(dòng)物群落攝食群的影響.

濁度一般通過(guò)限制初級(jí)生產(chǎn)力，從而間接影響大型底棲動(dòng)物群落的生物量［47］；總有機(jī)碳參與到海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程，對(duì)維護(hù)生物食物鏈的穩(wěn)定起到至關(guān)重要的作用［48］，如本研究中濁度、TOC與jFD之間的相關(guān)關(guān)系所示.而重金屬與 jFD的相關(guān)關(guān)系也印證了渤海灣重金屬污染已干擾到棲息于此的大型底棲動(dòng)物群落，這已被該海域其他研究所證實(shí)

［43］.

3.4 攝食均勻度指數(shù)與 M-AMBI評(píng)價(jià)結(jié)果的比較

研究證實(shí)，jFD與BTA高度相關(guān)［14］，且其評(píng)價(jià)結(jié)果與生物多樣性指數(shù)、ITI、AMBI的基本一致［13］.本研究的jFD與M-AMBI的評(píng)價(jià)結(jié)果也基本一致，且均已被證實(shí)適用于渤海灣生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)［8，10］，而本研究結(jié)果進(jìn)一步佐證了此結(jié)論.此外，渤海灣群落結(jié)構(gòu)指標(biāo)與功能指標(biāo)指示的生態(tài)狀況趨勢(shì)基本一致，即環(huán)境壓力大的區(qū)域物種豐富度、多樣性低、群落結(jié)構(gòu)以小型機(jī)會(huì)種為主

［49］，相應(yīng)的生物指數(shù)值也低，類似的現(xiàn)象也出現(xiàn)在遼東灣［50-51］及葡萄牙 Ria Formosa瀉湖［13］，亦如本研究中兩類指數(shù)基本一致的評(píng)價(jià)結(jié)果所示.

Kappa分析結(jié)果的差異則可能主要是兩個(gè)指數(shù)的分級(jí)閾值標(biāo)準(zhǔn)不一致造成的.二者除“劣”的閾值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一致外（均為小于0.2），其他四個(gè)級(jí)別的均不一致［6，10］.因此，雖然兩者所指示的整體質(zhì)量狀況基本一致，但評(píng)價(jià)出的生態(tài)質(zhì)量狀況分級(jí)的協(xié)同程度較差.事實(shí)上，兩者之間的不協(xié)同基本集中在相鄰的生態(tài)質(zhì)量等級(jí)上（表3）.

3.5 攝食均勻度指數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

jFD從群落功能的角度反映環(huán)境壓力的變化

［13-14］，豐富了底棲動(dòng)物群落指示作用的研究體系.與同類指數(shù)相比［11，52-54］，該方法的可操作性更強(qiáng)，且其在近岸淺水區(qū)的評(píng)價(jià)結(jié)果也較為可靠.與其他常用的結(jié)構(gòu)指標(biāo)相比［6，55］，jFD僅需對(duì)豐富度高的關(guān)鍵種進(jìn)行分類鑒定及攝食群的劃分，有效降低了采樣成本，對(duì)于樣本較小及分類鑒定較為粗略的數(shù)據(jù)分析結(jié)果非?？煽浚?3］.然而，與其他方法類似［56］， jFD尚不能敏感地區(qū)分物理和富營(yíng)養(yǎng)化壓力的生態(tài)效應(yīng)，這或許與建立在分類基礎(chǔ)上的指數(shù)更適用于評(píng)價(jià)中等（moderate）或差（poor）的生態(tài)質(zhì)量狀況有關(guān)［13］.如本研究中S34站的物種數(shù)及豐度都較高，但所有物種均為肉食者，導(dǎo)致jFD值為 0，對(duì)應(yīng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為劣.然而，該站位的活性磷酸鹽、DIN、重金屬如 Cd、Cr、Pb等均達(dá)到一類水標(biāo)準(zhǔn)［57］.

多數(shù)底棲動(dòng)物的分組以科為單位進(jìn)行劃分，如本研究中多毛綱動(dòng)物，這必然會(huì)由于缺乏生物自身的攝食策略信息而導(dǎo)致分組存在一定的偏差.同時(shí)，由于方法學(xué)差異或種間變化導(dǎo)致同一物種在文獻(xiàn)中的攝食功能群分組不盡相同［58］，因此在引用時(shí)也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍，這可能會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果受限于研究者本身的知識(shí)貯備.如溝紋擬盲蟹（Typhlocarcinops canaliculata）的食性出現(xiàn)了“雜食”和“碎屑”兩種分組狀況，本研究參考其在渤海灣的棲居地環(huán)境并在咨詢當(dāng)?shù)胤诸悓W(xué)專家的基礎(chǔ)上，采用 Cummins等［9］劃分的“雜食者”進(jìn)行生物指數(shù)的計(jì)算.此外，環(huán)境條件的變化、食物的可利用度、發(fā)育階段、地理隔離等均會(huì)導(dǎo)致生物的攝食模式發(fā)生變化

［59］，這都困擾著目前的功能攝食群研究.故此，綜合使用各類指數(shù)才能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)水體的生態(tài)質(zhì)量狀況［60］.

4 結(jié)論

4.1 本研究大型底棲動(dòng)物群落劃分為4個(gè)攝食群，無(wú)植食者.兩個(gè)航次均以碎屑和肉食者的物種豐富度最高，浮游生物食者的棲息密度最高，而雜食者的物種豐富度和棲息密度均最低.

4.2 jFD值多小于0.6，說(shuō)明研究區(qū)的大型底棲動(dòng)物群落受到不同程度的干擾，生態(tài)質(zhì)量較差，這可能與該海域受到的人為干擾如陸源排污、圍海造陸等有關(guān).

4.3 jFD與 M-AMBI的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，均能敏感地響應(yīng)渤海灣從近岸至離岸海域日益增加的環(huán)境壓力，適用于評(píng)價(jià)渤海灣的生態(tài)質(zhì)量狀況.

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致謝：本研究中大型底棲動(dòng)物的分類鑒定及功能攝食群分組工作得到了中國(guó)科學(xué)院海洋研究所張寶琳老師、張均龍副研究員、肖寧博士及隋吉星博士的無(wú)私幫助，在此表示感謝.

Assessment on the ecological quality based on the macrozoobenthos functional feeding groups.

CAI Wen-qian1，2，LIN Kui-xuan1，2， ZHU Yan-zhong1，2， ZHOU Juan2， XIA Yang1，2， LIU Lu-san1，2*（1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment， Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China；2.State Environmental Protection Key Laboratory of Estuary and Coastal Environment， Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China）. China Environmental Science， 2016，36（9）：2865～2873

Based on data collected during May and September of 2011， the feeding evenness index developed from the functional feeding groups， together with the M-AMBI （Multivariate AZTI Marine Biological Index） derived from the community structure， were used to assess the ecological quality status of Bohai Bay. Results showed that the macrozoobenthos community was divided into five feeding groups in the study but no herbivorous group was found. Groups detritivorous and carnivorous displayed the greatest percentages of species richness， and the group planktivorous displayed the highest percentage of the community density. However， the group omnivorous displayed the smallest percentage of the above two indicators. Furthermore， the feeding evenness index in the most sampling stations were less than 0.60， indicating that most marine waters were disturbed to some degree in this study which was corresponding to the degraded ecological quality status. This may be related to the human pressures affecting Bohai bay such as waste discharges and land reclamation. It seemed that the ecological quality status indicated by the feeding evenness index and M-AMBI were generally similar. Meanwhile， both indices were sensitive to the environmental pressure gradient from the inshore to the offshore areas in Bohai Bay. In sum， the feeding evenness index could be suitable to assess the ecological quality status of Bohai Bay.

macrozoobenthos community；functional feeding groups；the feeding evenness index；M-AMBI；Bohai Bay

X826

A

1000-6923（2016）09-2865-09

2016-02-10

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41406160）；國(guó)家環(huán)保公益性行業(yè)專項(xiàng)（201309007）

* 責(zé)任作者， 研究員， liuls@craes.org.cn

蔡文倩（1986-），女，河南鹿邑人，助理研究員，博士，主要從事生物境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研究.發(fā)表論文10余篇.