孫迎飛，朱勤東

[1.數(shù)據(jù)挖掘與信息共享教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002；2.福州大學(xué)數(shù)字中國(guó)研究院(福建)，福建 福州 350002]

近岸海域是海洋和陸地生態(tài)交匯區(qū)，生物數(shù)量種類豐富，生態(tài)環(huán)境多樣，也是人類社會(huì)活動(dòng)聚集地。隨著人們對(duì)海洋資源開發(fā)和利用漸趨頻繁，對(duì)海洋生態(tài)健康造成了巨大威脅，需要合理的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法為海洋生態(tài)監(jiān)督、管理與規(guī)劃提供理論依據(jù)。

底棲生物由于運(yùn)動(dòng)能力較弱、生存活動(dòng)范圍較小、能敏感地對(duì)環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)，因此被生態(tài)學(xué)者用作為客觀反映人為干擾造成的環(huán)境質(zhì)量變化的指示生物[1]。歐盟頒布的“水框架指令”(WFD)要求各成員國(guó)的近岸海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)必須建立在生物評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，而且必須包含底棲生物[2]。底棲生物指數(shù)在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中已被廣泛應(yīng)用，根據(jù)指數(shù)特征主要可分以下幾類：1)基于生物數(shù)量特征的指數(shù)，包含Shannon-Weaver多樣性指數(shù)H′、ABC曲線、MPI指數(shù)等；2)基于底棲生物生態(tài)學(xué)敏感度分類原理的指數(shù)，如海洋生物指數(shù)BI、AMBI指數(shù)(AZTI’s Marine Biotic Index)、Bentix指數(shù)[3]等；3)綜合多種生物特征指標(biāo)的指數(shù)，包括M-AMBI指數(shù)(Multivariate AMBI)、底棲生物完整性指數(shù)B-IBI[4]。

AMBI和M-AMBI指數(shù)法已被廣泛應(yīng)用于歐洲和美洲等海域評(píng)價(jià)底棲生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)情況[5-6]，國(guó)內(nèi)學(xué)者也將其應(yīng)用于廈門灣、長(zhǎng)江口等近岸海域[7-9]。目前，對(duì)于興化灣底棲生物評(píng)價(jià)的研究中[10-12]多從生物數(shù)量特征指數(shù)切入，關(guān)于其淺海底棲生物敏感度指數(shù)研究未有先例。另外，國(guó)內(nèi)的生態(tài)敏感度指數(shù)應(yīng)用研究多是對(duì)單時(shí)段站點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)值分析，對(duì)生態(tài)敏感度指數(shù)的時(shí)空分布特征研究較少。本文以興化灣2016年潮下帶大型底棲生物調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用生物多樣性指數(shù)H′、基于底棲生物生態(tài)學(xué)敏感度原理的AMBI指數(shù)和融合多指標(biāo)的M-AMBI指數(shù)對(duì)興化灣底棲生態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用GIS方法對(duì)其實(shí)現(xiàn)空間可視化，分析興化灣海域底棲環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)的時(shí)空分布，將AMBI和M-AMBI與我國(guó)常用的H′指數(shù)比較，并結(jié)合數(shù)量特征和環(huán)境因子關(guān)聯(lián)度等分析各評(píng)價(jià)指數(shù)應(yīng)用在興化灣的合理性與適用性，為興化灣的生態(tài)監(jiān)測(cè)與管理規(guī)劃提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查海域和數(shù)據(jù)來源

興化灣位于福建中部偏南的莆田東部，灣頂有木蘭溪等河流注入，灣口朝向東南，出南日群島經(jīng)興化水道和南日水道與臺(tái)灣海峽相通。為便于區(qū)域研究，這里以石城島和沙浦鎮(zhèn)的虎頭山連線為界，將興化灣海域劃分為西部的興化內(nèi)灣和東部的南日島海域。目前興化灣的開發(fā)利用主要分布在興化內(nèi)灣南岸的北高石城、西部的江口和江陰島附近的工業(yè)港區(qū)，以及內(nèi)灣北岸和南日島附近海域的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)。

2016年春季(3月底)和秋季(10月底)，對(duì)興化灣海域(包括南日島海域)進(jìn)行大型底棲生物調(diào)查，共獲得了春季49個(gè)站點(diǎn)、秋季48個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，其中XH9站點(diǎn)只在春季有調(diào)查數(shù)據(jù)(如圖1)。非生物調(diào)查數(shù)據(jù)包括同期春季的沉積物調(diào)查和春秋兩次水質(zhì)調(diào)查(其中水質(zhì)調(diào)查以10 m為區(qū)間分層進(jìn)行，不足10 m只調(diào)查表層，由于興化灣內(nèi)灣海域水深多為10 m以內(nèi)，為取得較為全面的研究數(shù)據(jù)，本研究水質(zhì)因子數(shù)值取各層調(diào)查均值)，以上數(shù)據(jù)來源于福建省水產(chǎn)研究所。

1.2 底棲生物指數(shù)計(jì)算

1.2.1 相對(duì)重要性指數(shù)(IRI)

Fi為第i種生物在樣方中出現(xiàn)的頻率，ni、wi分別為第i種物種的個(gè)體數(shù)和生物量；N、W分別為物種的總個(gè)體數(shù)和總生物量。

1.2.2 Shannon-Weaver多樣性指數(shù)(H′)

pi為第i種的個(gè)體數(shù)量ni與樣品總數(shù)量N的比值，S為樣點(diǎn)總物種數(shù)。

1.2.3 底棲生物指數(shù)AMBI和M-AMBI

AMBI(AZTI’s Marine Biotic Index)指數(shù)方法由Borja等在生態(tài)模型BI的5個(gè)生態(tài)群落豐度比例(EG)基礎(chǔ)上提出的。該方法將底棲生物分為5個(gè)群組，生物根據(jù)環(huán)境敏感度由高到低對(duì)應(yīng)聚集于無污染、輕微失衡、顯著失衡的生態(tài)環(huán)境狀態(tài)[13]。

M-AMBI(Multivariate AMBI)是Muxika等[14]利用因子分析等方法融合了AMBI、H′指數(shù)以及物種豐度計(jì)算出的多變量統(tǒng)計(jì)指數(shù)。M-AMBI指數(shù)的應(yīng)用需要確定AMBI、H′和物種豐度的參考基準(zhǔn)值，各因子參考基準(zhǔn)值通常采用它們歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的最大值或最小值[8，15]。本文以福建海洋環(huán)境公報(bào)對(duì)興化灣的歷史評(píng)價(jià)為參照，認(rèn)為研究海域已經(jīng)受到了一定程度擾動(dòng)，因此無擾動(dòng)環(huán)境參照狀態(tài)的物種數(shù)和多樣性指數(shù)取其實(shí)際數(shù)據(jù)最大值的基礎(chǔ)上增加15%，AMBI取最小值；惡劣環(huán)境質(zhì)量參照狀態(tài)AMBI取6.0，物種數(shù)和多樣性指數(shù)參照取0。

AMBI和M-AMBI指數(shù)可通過AZTI中心網(wǎng)站的AMBI 5.0軟件包計(jì)算，截至2019年5月，AZTI的生態(tài)等級(jí)列表中已收錄9 251種底棲生物。本文先將物種名錄經(jīng)由WORMS進(jìn)行物種名校驗(yàn)，然后與AMBI生態(tài)分組目錄的物種進(jìn)行對(duì)照修正異名同種物種、科學(xué)表達(dá)更替的物種、刪除底棲脊椎生物類群；最后利用生態(tài)分組列表進(jìn)行物種的生態(tài)組別鑒定；仍未能進(jìn)行生態(tài)分組的記為未定種(N.A.)。在某些情況下，可以根據(jù)本地的生物研究專家的指示來更改特定物種的EG分組[16]，根據(jù)林和山等在廈門五緣灣的底棲生物研究將目錄中未被分組的華麗角海蛹(Ophelinagrandis)歸為EG I組別[9]。

1.2.4 底棲生物指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外海洋生態(tài)評(píng)價(jià)科學(xué)家的研究確定各指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3，17-18]，與歐洲水框架指令(WFD)中把底棲生物群落分類為5個(gè)生態(tài)質(zhì)量級(jí)別對(duì)應(yīng)，H′、AMBI和M-AMBI指數(shù)與環(huán)境質(zhì)量之間建立的等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。

表1 H′、AMBI和M-AMBI指數(shù)的評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)預(yù)處理用Oracle和Excel完成，用SPSS的雙側(cè)顯著Pearson相關(guān)性分析研究各底棲生物指數(shù)與環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)性。空間分布圖和等值線圖使用ArcMap 10.2和Suffer 13.0繪制，插值方法為克里格插值法。根據(jù)不同指標(biāo)間通過指數(shù)的對(duì)應(yīng)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(表1)為參照進(jìn)行時(shí)空分布差異性和變化程度的比較。適用性評(píng)價(jià)通過分析各底棲生物指數(shù)之間以及與環(huán)境因子之間的相關(guān)性程度進(jìn)行，此外各指數(shù)的自身梯度性、在不同季節(jié)評(píng)價(jià)穩(wěn)定性也是重要的依據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 群落結(jié)構(gòu)特征

2016年春秋兩季大型底棲生物調(diào)查數(shù)據(jù)共鑒定有161種，春季共有93種，其中主要有環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類57種、軟體動(dòng)物18種、節(jié)肢動(dòng)物13種、其他生物5種；在秋季共有88種，其中按門類分有環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類47種、節(jié)肢動(dòng)物16種、軟體動(dòng)物10種、其他生物15種。春秋物種類總數(shù)變化不大，但其中只有20種大型底棲生物在春秋兩季都出現(xiàn)過，物種類別季節(jié)更替指數(shù)為87.6%，物種類別季節(jié)性變更明顯。

用IRI指數(shù)分析灣區(qū)大型底棲生物優(yōu)勢(shì)種，列出IRI>100的物種如表2所示，春季優(yōu)勢(shì)種多為環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類、節(jié)肢動(dòng)物，物種表現(xiàn)為個(gè)體小、數(shù)量多，敏感種和機(jī)會(huì)物種混合。秋季優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)了棘皮動(dòng)物，較春季個(gè)體重量增大數(shù)量減少，敏感種所占比例增加，特別是EG I類物種。

表2 大型底棲生物優(yōu)勢(shì)種的IRI指數(shù)

2.2 生物密度和生物量時(shí)空分布

春季平均生物密度為(183±80)ind/m2，高值區(qū)主要集中在南日島北部近岸海域，最大值在XH46站點(diǎn)為425 ind/m2。秋季平均生物密度為(58±45)ind/m2，高值區(qū)在南日島東部和興化內(nèi)灣北側(cè)的海域，XH59站點(diǎn)為最高值180 ind/m2(如圖2)。春季平均生物量為(10.8±7.0)g/m2，最大值位于XH15站點(diǎn)，生物量為28.7 g/m2。秋季平均生物量(8.4±14.3)g/m2，生物量高值區(qū)主要在興化內(nèi)灣西部、北部和南日島東部(圖3)。

2.3 大型底棲生物生態(tài)分組

興化灣海域2016年春秋兩季共鑒定出161種大型底棲生物，可分組的有145種，其中32種通過歸屬原則和已有研究資料可以找到相應(yīng)生態(tài)組別，16種未能確定生態(tài)組別。除了春季調(diào)查站點(diǎn)中的XH36、XH42和XH68站點(diǎn)未分組物種比例分別為27.3%、23.1%，22.2%，按照AMBI指數(shù)計(jì)算原則評(píng)價(jià)結(jié)果需要進(jìn)行謹(jǐn)慎判斷外，其他站點(diǎn)均符合未分組物種比例在20%以下的要求，可以使用AMBI和M-AMBI指數(shù)進(jìn)行分析。春季和秋季各站點(diǎn)H′、AMBI和M-AMBI指數(shù)值如表3所示。

表3 春季和秋季各站點(diǎn)H′、AMBI和M-AMBI指數(shù)值

續(xù)表3

2.4 H′、AMBI和M-AMBI指數(shù)時(shí)空分布

興化灣春季的生物多樣性指數(shù)H′在2.28～3.70之間，均值為(3.19±0.37)；秋季在0～3.88之間，均值為(2.03±1.04)。根據(jù)各底棲生物指數(shù)和環(huán)境狀態(tài)等級(jí)表1對(duì)指數(shù)H′的評(píng)價(jià)顯示，春季39個(gè)站點(diǎn)底棲生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于輕度污染狀態(tài)，10個(gè)站點(diǎn)處于中度污染狀態(tài)。秋季9個(gè)站點(diǎn)為輕度污染，15個(gè)站點(diǎn)為中等污染，15個(gè)站點(diǎn)為重度污染，9個(gè)站點(diǎn)為嚴(yán)重污染，環(huán)境質(zhì)量整體處于中度與重度污染狀態(tài)。由H′指數(shù)空間分布圖(圖4)可知，H′指數(shù)秋季較春季降低明顯，分布趨勢(shì)具有一致性，興化內(nèi)灣中部和北部海域、南日島南部和興化水道附近始終是低值區(qū)；而在局部地區(qū)如興化內(nèi)灣西部三江口和南日水道附近，出現(xiàn)了新的低值區(qū)。

春季的AMBI指數(shù)介于0.75～3.75之間，均值為(1.99±0.66)；秋季介于0.19～7.00之間，均值為(1.53±0.71)。春季AMBI指數(shù)底棲環(huán)境評(píng)價(jià)顯示，3個(gè)站點(diǎn)為無擾動(dòng)狀態(tài)，42個(gè)站點(diǎn)為輕度擾動(dòng)，4個(gè)站點(diǎn)為中度擾動(dòng)，整體處于輕度擾動(dòng)。秋季12個(gè)站點(diǎn)為無擾動(dòng)狀態(tài)，30個(gè)站點(diǎn)為輕度擾動(dòng)，2個(gè)站點(diǎn)為中度擾動(dòng)，4個(gè)站點(diǎn)(未采集到物種)為極端擾動(dòng)，秋季整體處于輕度擾動(dòng)狀態(tài)。其評(píng)價(jià)低值區(qū)主要集中在興化內(nèi)灣南部灣口、南日島南部和興化水道附近，除了少數(shù)因底質(zhì)原因未采集到物種的站點(diǎn)外，AMBI環(huán)境評(píng)價(jià)秋季較春季有所提高。

春季的M-AMBI指數(shù)的范圍為0.45～0.88，均值為(0.69±0.09)；秋季介于0～0.82之間，均值為(0.49±0.20)。春季M-AMBI的底棲環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，為高等的有9個(gè)站點(diǎn)，為優(yōu)良的有36個(gè)站點(diǎn)，為一般的有4個(gè)站點(diǎn)，整體環(huán)境為良好狀態(tài)。秋季評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，高等的有2個(gè)站點(diǎn)，良好的有18個(gè)站點(diǎn)，一般的有20個(gè)站點(diǎn)，較差的有4個(gè)站點(diǎn)，惡劣的有4個(gè)站點(diǎn)，整體環(huán)境為一般狀態(tài)。

2.5 底棲生物指數(shù)與環(huán)境因子間關(guān)系

參照海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 18668—2002)，沉積物中重金屬、有機(jī)碳、石油類、硫化物都達(dá)到國(guó)家一類標(biāo)準(zhǔn)。參照海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 3097—1997)，海水中的重金屬、溶解氧、化學(xué)需氧量、硫化物、石油類均達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。只有無機(jī)氮、活性磷酸鹽在大多數(shù)站點(diǎn)為超標(biāo)狀態(tài)，其春季超過二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的站點(diǎn)比例分別為87%和67%，秋季分別為81%和79%，是興化海域水質(zhì)污染的主要因素。

對(duì)春季3種底棲生物指數(shù)與環(huán)境沉積物、水質(zhì)因子指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，當(dāng)研究全部49個(gè)站點(diǎn)時(shí)，只有H′指數(shù)與沉積物中的有機(jī)碳、鋅顯著正相關(guān)(P<0.05)；M-AMBI指數(shù)和沉積物中的鋅顯著正相關(guān)(P<0.05)；三種指數(shù)與海水中的石油類都有顯著相關(guān)性。當(dāng)對(duì)春季富營(yíng)養(yǎng)化較明顯的興化內(nèi)灣的20個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，有顯著相關(guān)性的指標(biāo)如表4所示。

秋季未采集到生物的4個(gè)站點(diǎn)底質(zhì)呈現(xiàn)為粗砂和巖石與整個(gè)研究區(qū)泥沙底質(zhì)不同，可以認(rèn)為底質(zhì)是其采集不到生物的主要因素，對(duì)其余44個(gè)站點(diǎn)的底棲生物指數(shù)與水質(zhì)環(huán)境因子進(jìn)行相關(guān)性分析，有顯著相關(guān)性的因子如表5所示。

表4 春季興化灣各底棲生物指數(shù)和環(huán)境因子相關(guān)性分析

表5 秋季興化灣各底棲生物指數(shù)和環(huán)境因子相關(guān)性分析

相關(guān)性分析顯示，AMBI和各環(huán)境因子在兩個(gè)季節(jié)均無顯著相關(guān)性，而H′和M-AMBI則在春季的興化內(nèi)灣和秋季的整個(gè)興化灣海域與水質(zhì)的主要超標(biāo)因子無機(jī)氮和活性磷酸鹽有明顯相關(guān)關(guān)系，值得注意的是氮、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)在春季和各生物因子為正相關(guān)關(guān)系，而秋季為負(fù)相關(guān)，這可能因?yàn)榇杭臼莵啛釒ШＳ蛏锟焖俜敝吃鲩L(zhǎng)期，此外氮、磷元素極大地促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)，為生態(tài)系統(tǒng)輸入更多能量，使大型底棲生物獲得充足的食物，間接地促進(jìn)了其生長(zhǎng)繁殖，具體規(guī)律需要更多數(shù)據(jù)進(jìn)行探討。此外，各底棲生物指數(shù)只與水質(zhì)沉積物中的少部分重金屬有顯著相關(guān)性，其原因可能是它們含量都較低，對(duì)大型底棲生物影響程度較小，或整體分布沒有明顯差異[3]。

3 討論

3.1 大型底棲生物數(shù)量特征的時(shí)空變化

興化灣大型底棲生物密度和生物量具有明顯的季節(jié)性變化，春季和秋季生物密度與生物量的空間分布具有相對(duì)一致性。在部分地區(qū)出現(xiàn)差異性季節(jié)變化，如興化內(nèi)灣的西部河口區(qū)域由高值區(qū)變?yōu)榈椭祬^(qū)、興化灣北部漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)海域成為新的高值區(qū)，這可能是受到水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)和陸源入灣河流季節(jié)變化的影響。已有研究證明海岸工程、污染物排放、人工養(yǎng)殖區(qū)等人為干擾因素對(duì)生物密度和生物量的空間分布不均勻性有一定影響[19-20]。

本次調(diào)查興化灣大型底棲動(dòng)物物種數(shù)161種，平均生物量9.61 g/m2，平均密度121 ind/m2，年均個(gè)體重量0.08 g，多毛類占比55.6%。在興化灣已有研究中，1984—1985年調(diào)查鑒定物種數(shù)314種，平均密度 162 ind/m2，平均生物量36.60 g/m2，年均個(gè)體重量0.23 g，多毛類占比34.7%[10]；2005—2006年鑒定物種數(shù)197 種；2013—2014年調(diào)查鑒定種數(shù)132種，平均密度312 ind/m2，平均生物量39.42 g/m2，年均個(gè)體重量0.13 g，多毛類占比43.9%[12]；從各個(gè)時(shí)期調(diào)查結(jié)果可以看出，大型底棲生物種類數(shù)、生物量有整體降低趨勢(shì)，生物個(gè)體趨于小型化，多毛類占比不斷增高，可能是因?yàn)榕d化灣多年來進(jìn)行的圍填海開發(fā)、海洋養(yǎng)殖等活動(dòng)對(duì)研究海域底棲生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)加劇，程建新等對(duì)興化灣的研究也表明其生態(tài)系統(tǒng)承受的壓力有增加趨勢(shì)[21]。與同年寧德海域[22]、羅源灣[23]底棲生物研究相比，平均生物量舟山近岸海域(3.92 g/m2)<興化灣(9.61 g/m2)<羅源灣(23.8 g/m2)<寧德東部海域(51.84g/m2)；平均生物密度寧德東部(83 ind/m2)<興化灣(121 ind/m2)<羅源灣(224 ind/m2)。

3.2 不同生物指數(shù)比較分析

從各底棲生物指數(shù)的時(shí)空分布圖來看，不同的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)梯度界限與自興化灣西部經(jīng)過壁頭角南側(cè)向東南灣口的潮流涌道、出灣水道和河口區(qū)等地理界限吻合度較高。在大型底棲生物敏感種比例較高，生物種類豐度和生物密度季節(jié)性變化明顯的興化灣海域，各指數(shù)在生物密度和種類數(shù)較多的春季評(píng)價(jià)結(jié)果較一致，M-AMBI和H′有34/49的點(diǎn)結(jié)果一致，AMBI和H′有39/49的點(diǎn)結(jié)果一致；在密度和種類數(shù)較低的秋季各指數(shù)間出現(xiàn)明顯差異，但M-AMBI和H′的整體梯度較為一致，其規(guī)律和底棲生物各指數(shù)之間的相關(guān)性分析(表6)結(jié)果契合。評(píng)價(jià)結(jié)果整體均值春季M-AMBI>AMBI>H′，秋季AMBI> M-AMBI>H′，整體狀態(tài)春季高于秋季。

表6 各底棲生物指數(shù)的相關(guān)性分析

從3個(gè)指數(shù)的季節(jié)變化特征來看，H′指數(shù)的季節(jié)變化最大，從春季的整體輕微污染狀態(tài)變?yōu)榍锛镜慕?0%的中度污染。M-AMBI指數(shù)評(píng)價(jià)有一定幅度的降低，AMBI指數(shù)評(píng)價(jià)季節(jié)變化不明顯，整體表現(xiàn)出的環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)反而有所提高。M-AMBI和H′指數(shù)在不同季節(jié)的分布梯度性具有較高的一致性，相關(guān)系數(shù)分別為0.90和0.82，季節(jié)變化規(guī)律也較為相似，如在興化內(nèi)灣西部三江口附近和南日水道附近，春季評(píng)價(jià)狀態(tài)為良好，秋季表現(xiàn)為明顯的低值區(qū)。對(duì)AMBI和H′指數(shù)評(píng)價(jià)差別較大的興化內(nèi)灣西部三江口海域、江陰島東部海域和南日水道海域的生物群落特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)秋季隨著生物密度的大幅下降，H′指數(shù)由3.19下降為2.03，而AMBI指數(shù)因?yàn)槿郝浣Y(jié)構(gòu)改變后敏感種所占比例升高，由1.99變?yōu)?.53，其評(píng)價(jià)反而有所提高，這主要是因?yàn)锳MBI主要依據(jù)群落分類的比例來計(jì)算，與群落數(shù)量結(jié)構(gòu)關(guān)系較小。而且值得注意的是秋季有12個(gè)站點(diǎn)的生物種類數(shù)為1～3種，這可能會(huì)導(dǎo)致AMBI指數(shù)的敏感程度降低[16]。

3.3 各底棲生物指數(shù)在興化灣環(huán)境評(píng)價(jià)的適用性

由于底棲生物指數(shù)的原理和側(cè)重點(diǎn)不同，研究區(qū)的生境特點(diǎn)有所差異，利用不同評(píng)價(jià)指數(shù)對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，產(chǎn)生評(píng)價(jià)結(jié)果不盡相同，需要根據(jù)底棲生物指數(shù)之間的相關(guān)性和底棲生物指數(shù)與環(huán)境因子的聯(lián)系強(qiáng)弱來確定各個(gè)指數(shù)的適用性。生物多樣性指數(shù)是我國(guó)目前應(yīng)用較為廣泛、計(jì)算簡(jiǎn)單快捷的一種底棲生物指數(shù)，但對(duì)于自然變化和人為擾動(dòng)區(qū)分能力差，在受亞熱帶季風(fēng)氣候影響、生物種類和數(shù)量變化明顯的興化灣，其在秋季的評(píng)價(jià)結(jié)果明顯偏低。AMBI已經(jīng)被應(yīng)用于不同國(guó)家的多個(gè)海域，取得了一定的成果，對(duì)于有機(jī)物富集較為敏感，但也暴露了其一些局限性：1)當(dāng)生物物種和數(shù)量較少時(shí)，很小的生物差別就可能造成其群落組成比例的較大差異[3，16]；2)生物分組目錄的可信度，同一底棲生物在不同地區(qū)表現(xiàn)出的環(huán)境響應(yīng)可能會(huì)有差別[9]，但在美國(guó)、新西蘭等地已經(jīng)有學(xué)者結(jié)合本地專家研究，對(duì)分組目錄進(jìn)行了重新分級(jí)，提高了其評(píng)價(jià)精度和地區(qū)適用度。AMBI有其獨(dú)特的性質(zhì)，但仍需通過大量的底棲生物研究去完善，目前較適合作為復(fù)合評(píng)價(jià)指數(shù)的子項(xiàng)因子。從各個(gè)指數(shù)相關(guān)性來看，M-AMBI、H′指數(shù)、底棲生物群落數(shù)量特征相互聯(lián)系較為密切(表5)。M-AMBI、H′指數(shù)能夠較好地反映海洋環(huán)境中氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)化因子的影響，這與蔡文倩等[8]在長(zhǎng)江口的研究相似，在長(zhǎng)江口的相關(guān)環(huán)境因子梯度性更明顯，與底棲生物指數(shù)的相關(guān)性更好?？臻g分布上來看能夠體現(xiàn)出臨岸工業(yè)港區(qū)、人類養(yǎng)殖活動(dòng)、陸源排放和水文地形的影響，多因素作用錯(cuò)綜復(fù)雜，具體影響差異有待進(jìn)一步研究。從不同季節(jié)穩(wěn)定性來看，復(fù)合評(píng)價(jià)M-AMBI相較于H′在不同季節(jié)對(duì)底棲環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)更為穩(wěn)定、全面，評(píng)價(jià)結(jié)果梯度性更好，是興化灣底棲環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的優(yōu)選指數(shù)。

4 結(jié)論

1)興化灣春秋兩季共鑒定出161種大型底棲生物，敏感種所占比例較高，物種類別春秋更替明顯。相較興化灣歷史調(diào)查研究，生物種類數(shù)和生物量明顯降低，群落中小個(gè)體多毛類比例不斷增加，底棲環(huán)境擾動(dòng)增大。

2)3種底棲生物指數(shù)在興化灣整體評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，春季M-AMBI>AMBI>H′，秋季AMBI> M-AMBI>H′。大型底棲生物數(shù)量和生物指數(shù)的時(shí)空分布，受到灣區(qū)地貌、養(yǎng)殖活動(dòng)和陸源徑流輸入的影響。

3)綜合來看，M-AMBI是評(píng)價(jià)梯度性、不同季節(jié)穩(wěn)定性等興化灣底棲環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的優(yōu)選指數(shù)。利用M-AMBI對(duì)2016年興化灣底棲環(huán)境評(píng)價(jià)顯示春季為良好狀態(tài)，秋季為一般狀態(tài)。