張舒怡,李 智,林和山*,黃雅琴,何雪寶,林俊輝,劉 坤,牟劍鋒,王建軍,陸志強(qiáng),徐虹霓

(1.自然資源部第三海洋研究所, 福建 廈門 361005; 2.長江三峽集團(tuán)福建能源投資有限公司,福建 福州 350001;3.集美大學(xué),福建 廈門 361021; 4.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心,湖北 武漢 430075)

興化灣位于福建省沿海中段,為典型的亞熱帶港灣,在頂部有木蘭溪和萩蘆溪等河流注入,灣口朝向東南,出南日島群島經(jīng)水道與臺灣海峽相通[1]。在灣內(nèi)多淺灘和濕地,灣口多島嶼和礁石,為魚類產(chǎn)卵、索餌活動提供了優(yōu)良的條件,是許多海洋經(jīng)濟(jì)魚類、甲殼類和貝類的產(chǎn)卵場,同時也是其幼魚、幼魚苗種索餌生長的重要繁育場所[2]。自2005年以來興化灣海灣生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)退化趨勢,到2008年已處于“中度退化”狀態(tài)[3-4]。在持續(xù)較大的壓力下,海灣生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出惡化趨勢。海灣生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境退化,表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破壞及功能衰退、生物多樣性減少、生物小型化等方面[5]。由于大型底棲動物種類繁多,生活周期長,其生活史的全部或大部分時間生活于水體底部,是海灣生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。同時由于大型底棲動物的行動能力弱,對逆境逃避相對遲緩,群落結(jié)構(gòu)的變化在一定程度上可以反映出某段時間內(nèi)大型底棲動物生存環(huán)境的質(zhì)量狀況,因此常作為環(huán)境質(zhì)量變化的指示生物,反映所處環(huán)境長期、宏觀變化[6-7]。生物優(yōu)勢種具有高度的生態(tài)適應(yīng)性,在群落結(jié)構(gòu)變化研究中至關(guān)重要[8]。大型底棲動物優(yōu)勢種是對群落結(jié)構(gòu)的形成有明顯控制作用的物種,是底棲生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動中主要的消費者和轉(zhuǎn)移者,通過優(yōu)勢種變化的探討,能夠更準(zhǔn)確的反映大型底棲動物所處環(huán)境的變化[9]。

海上風(fēng)電建設(shè)對底棲生物群落產(chǎn)生影響已達(dá)成共識,如在海上風(fēng)電工程施工及疏浚過程中,海床環(huán)境因人工建筑如樁基、鉆孔等發(fā)生改變,原有沉積物和水文特征隨之改變,進(jìn)而影響底棲動物群落及多樣性。對底棲動物的影響主要包括:①在建設(shè)和運營期間改變了底棲生境,主要是底棲沉積物的組成,影響底棲動物群落結(jié)構(gòu)。②海上風(fēng)電工程建設(shè)后,底棲生境硬質(zhì)底質(zhì)增加[10]。目前國內(nèi)海上風(fēng)電工程建設(shè)對大型底棲動物生境影響的研究陸續(xù)有學(xué)者進(jìn)行報道,在海上風(fēng)電工程施工期間,會影響底棲生境的行為如疏浚等導(dǎo)致的底棲動物優(yōu)勢種及群落改變的影響被認(rèn)為是暫時的。在比利時海上風(fēng)電場疏浚活動結(jié)束后兩年,大型底棲動物群落在疏?；顒娱_展前后無顯著差異,其底棲動物質(zhì)量指數(shù)評價結(jié)果基本一致[11]。因此,有學(xué)者提出了大型底棲動物群落可以恢復(fù)或重建的觀點。德國學(xué)者研究顯示,與同等面積的軟質(zhì)沉積物區(qū)域相比,硬質(zhì)基底上底棲動物的生物量是軟質(zhì)沉積物區(qū)域的35倍[12]。海上風(fēng)電工程建設(shè)后,硬質(zhì)基底增多,底棲動物多樣性增加。還有學(xué)者將海上風(fēng)電工程與海洋牧場融合發(fā)展進(jìn)行可行性初探,提出海上風(fēng)電工程海床上的風(fēng)機(jī)樁基會被污損生物及部分大型底棲動物當(dāng)做棲息地,甚至吸引非本地物種定居,產(chǎn)生生物聚集的“礁石效應(yīng)”,對海洋生態(tài)具有重要的影響[13]。因此,只有通過對更多地域的案例進(jìn)行研究才能全面了解其影響。

本研究擬通過比較興化灣海上風(fēng)電工程施工前后附近海域大型底棲動物種類組成、生物多樣性、優(yōu)勢種的變化,從優(yōu)勢種演變的角度來剖析興化灣大型底棲動物群落的演變特征,并探討影響其變化的環(huán)境因素,也期望本研究能為處理海上風(fēng)電工程的開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)關(guān)系提供科學(xué)支撐。

1 材料與方法

1.1 站位設(shè)置及樣品采集

本研究分別于2012年5月和10月、2018年4月和10月以及2019年4月和11月在興化灣海上風(fēng)電場一期工程至二期工程附近海域進(jìn)行大型底棲動物調(diào)查。調(diào)查范圍主要介于小麥嶼和目嶼島之間海域,具體站位布設(shè)見圖1,2012年調(diào)查站位9站,2018年8站,2019年8站。其中,2012年興化灣海上風(fēng)電工程尚未開展,可作為大型底棲動物背景資料。2017年海上風(fēng)電場一期工程竣工,2018年二期工程開始進(jìn)行建設(shè),2018年與2019年調(diào)查數(shù)據(jù)可用于探討工程后期大型底棲動物多樣性及優(yōu)勢種演變的外在環(huán)境因素。

圖1 興化灣大型底棲動物采樣站位Fig. 1 Sites distribution for macrobenthos survey in Xinghua Bay

圖2 興化灣大型底棲動物平均棲息密度Fig. 2 Average density of macrobenthos in Xinghua Bay

圖3 興化灣大型底棲動物平均生物量Fig. 3 Average biomass of macrobenthos in Xinghua Bay

調(diào)查采用0.05 m2的抓斗式采泥器,每站各取3個平行樣,每個平行樣采樣2次合計面積為0.1 m2。生物樣品經(jīng)網(wǎng)目孔徑為0.5 mm的過篩器進(jìn)行分選,所獲得的生物樣品使用5%的甲醛溶液固定,帶回實驗室進(jìn)行種類鑒定、個體計數(shù)和稱重。使用感量為0.000 1 g的電子天平進(jìn)行稱重,其中軟體動物帶殼稱重。樣品的現(xiàn)場處理、室內(nèi)分析以及相關(guān)文獻(xiàn)資料的整理均按照《海洋調(diào)查規(guī)范》[14]要求進(jìn)行。物種拉丁文名稱與WoRMS網(wǎng)站(http://www.marinespecies.org/)進(jìn)行比對并統(tǒng)一。

1.2 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計方法

應(yīng)用PRIMER6.0軟件包計算Shannon-Wiever多樣性指數(shù)(H′)、Margalef物種豐富度指數(shù)(d)、Pielou物種均勻度指數(shù)(J′)。3種指數(shù)具體計算公式[15]如下:

(1)

d=(S-1)/log2N

(2)

J′=H′/log2S

(3)

式(1)至(3)中:S為生物樣品中的物種種類的總數(shù),N為總個體數(shù),Pi為第i種的個體數(shù)與總個體數(shù)的比值(ni/N)。物種豐富度計算方法為物種在某個采樣站位的平均密度,如某站位未采集到該種,則不計入計算。

優(yōu)勢種選用相對重要種指數(shù)(index of relative importance,IRI)[16]。

IRI=(N+W)×F

(4)

式(4)中:N為某一種類的個數(shù)占總個數(shù)的百分比(%),W為某一種類的平均生物量占總平均生物量的百分比(%),F為某一種類出現(xiàn)的頻率(%),當(dāng)IRI>1 000為優(yōu)勢種,IRI介于100～1 000為重要種。

Warwick在1986年提出了ABC曲線法[17],即生物量比較法,在ABC曲線圖中的X軸是依據(jù)物種豐度或生物量重要性相對種進(jìn)行排序,Y軸為豐度或生物量優(yōu)勢度的累積百分比。通過比較豐度和生物量來分析大型底棲動物群落受干擾影響,評估群落穩(wěn)定性。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成及變化

2.1.1 物種數(shù)

興化灣2012年共鑒定大型底棲動物147種(表1),其中環(huán)節(jié)動物多毛類物種數(shù)77種(52.38%),節(jié)肢動物32種(21.77%)。2018年共鑒定大型底棲動物121種,環(huán)節(jié)動物多毛類物種數(shù)53種(43.80%),軟體動物25種(20.66%),節(jié)肢動物27種(22.31%)。2019年共鑒定大型底棲動物126種,環(huán)節(jié)動物多毛類物種數(shù)51種(40.48%),軟體動物和節(jié)肢動物均為29種(各占23.02%)?？偽锓N數(shù)年度變化為2012年>2019年>2018年,均以環(huán)節(jié)動物物種數(shù)最高。春秋兩季物種數(shù)年度變化均為2012年>2018年>2019年,物種數(shù)年度差異主要受環(huán)節(jié)動物物種數(shù)差異的影響。

表1 興化灣大型底棲動物物種組成及百分比Tab. 1 Species composition and percentage of macrobenthos in Xinghua Bay

2.1.2 密度與生物量

興化灣大型底棲動物平均棲息密度年度變化為2018年(376 ind/m2)>2012年(317 ind/m2)>2019年(241 ind/m2),2012年棲息密度以節(jié)肢動物占優(yōu)勢,主要受秋季節(jié)肢動物棲息密度的影響。2018年以軟體動物占優(yōu)勢,主要受春季軟體動物棲息密度的影響。2019年以環(huán)節(jié)動物占優(yōu)勢,兩季均以環(huán)節(jié)動物棲息密度最高。

其中,春季生物棲息密度變化為2018年(459 ind/m2)>2019年(261 ind/m2)>2012年(187 ind/m2)。2012年和2019年以環(huán)節(jié)動物占優(yōu)勢,2012年主要受多毛類絲鰓稚齒蟲(Prionospiomalmgreni)棲息密度的影響,2019年主要受雙鰓內(nèi)卷齒蠶(Aglaophamusdibranchis)棲息密度的影響。2018年以軟體動物占優(yōu)勢且遠(yuǎn)高于其他類別,主要受小海螂(Leptomyasp.)棲息密度的影響。

秋季生物棲息密度變化為2012年(448 ind/m2)>2018年(293 ind/m2)>2019年(221 ind/m2),2012年以節(jié)肢動物占優(yōu)勢且遠(yuǎn)高于其他生物類別,主要受夏威夷亮鉤蝦(Photishawaiensis)、長側(cè)板亮鉤蝦(Photissp.)以及盲沙鉤蝦(Byblistyphlotes)等端足類棲息密度的影響。2018年和2019年以環(huán)節(jié)動物棲息密度占優(yōu)勢,主要受雙鰓內(nèi)卷齒蠶和齒吻沙蠶(Nephtyssp.)棲息密度的影響。

大型底棲動物生物量變化為2018年(45.64 g/m2)>2019年(26.83 g/m2)>2012年(18.72 g/m2),2012年生物量以軟體動物占優(yōu)勢,主要受秋季軟體動物生物量的影響。2018年和2019年以棘皮動物占優(yōu)勢,春秋兩季的棘皮動物生物量均占優(yōu)勢。

其中,春季生物量變化為2018年(45.03 g/m2)>2019年(30.94 g/m2)>2012年(15.12 g/m2),2012年以節(jié)肢動物占優(yōu)勢,主要受模糊新短眼蟹(Neoxenophthalmusobscurus)生物量的影響。2018年和2019年均以棘皮動物占優(yōu)勢,主要受棘刺錨參(Protankyrabidentata)生物量的影響。

秋季生物量變化為2018年(46.25 g/m2)>2019年(22.71 g/m2)>2012年(22.31 g/m2),2012年以軟體動物占優(yōu)勢,主要受棒錐螺(Turritellabacillum)生物量的影響。2018年和2019年以棘皮動物占優(yōu)勢,主要受棘刺錨參生物量的影響。

2.2 優(yōu)勢種變化

根據(jù)種類重要種指數(shù)公式計算出各物種的IRI值(表2),興化灣大型底棲動物優(yōu)勢種主要為環(huán)節(jié)動物多毛類絲鰓稚齒蟲、雙鰓內(nèi)卷齒蠶;軟體動物小海螂、棱角貝(Gadiladominguensis);節(jié)肢動物模糊新短眼蟹以及棘皮動物棘刺錨參等。其中,2012年優(yōu)勢種以模糊新短眼蟹和絲鰓稚齒蟲為主,重要種均以環(huán)節(jié)動物多毛類為主;2018年優(yōu)勢種以小海螂和棘刺錨參為主,重要種以環(huán)節(jié)動物以及軟體動物為主;2019年優(yōu)勢種以雙鰓內(nèi)卷齒蠶、棱角貝、模糊新短眼蟹和洼顎倍棘蛇尾[Amphioplus(Lymanella)depressus]為主,重要種主要以環(huán)節(jié)動物多毛類、節(jié)肢動物、棘皮動物以及其他動物苔蘚蟲為主。

優(yōu)勢種年度變化明顯,興化灣大型底棲動物2012年的優(yōu)勢種種類在2018年的相對重要種指數(shù)降低,2018年的優(yōu)勢種種類在2019年的相對重要種指數(shù)降低,兩個年度優(yōu)勢種種類及重要種變化較大。興化灣的優(yōu)勢種及重要種種類為底棲動物環(huán)節(jié)動物多毛類、軟體動物雙殼類以及節(jié)肢動物端足類等為主,以出現(xiàn)頻率和相對重要種指數(shù)較高的優(yōu)勢種絲鰓稚齒蟲、雙鰓內(nèi)卷齒蠶、小海螂、棱角貝、模糊新短眼蟹、棘刺錨參和洼顎倍棘蛇尾為主進(jìn)行年度變化分析(表3)。

表3 興化灣優(yōu)勢種密度和生物量變化Tab. 3 Density and biomass of dominant species in Xinghua Bay

雙鰓內(nèi)卷齒蠶棲息密度和生物量在2019年春季達(dá)最高值,棲息密度和生物量均呈現(xiàn)增長趨勢,主要分布在海上風(fēng)電一期工程和二期工程外圍海域。在2012年主要分布在海上風(fēng)電一期工程海域附近,在2018年和2019年分布在海上風(fēng)電一期工程外圍海域。

絲鰓稚齒蟲棲息密度和生物量在2012年秋季達(dá)最高值,棲息密度和生物量呈現(xiàn)降低趨勢,棲息密度年度變化較大,較高值主要分布在海上風(fēng)電一期工程海域。環(huán)節(jié)動物多毛類優(yōu)勢種在2012年由優(yōu)勢度較高的絲鰓稚齒蟲演變?yōu)?019年雙鰓內(nèi)卷齒蠶。軟體動物優(yōu)勢種小海螂和棱角貝在2012年均未采集到,在2012年由優(yōu)勢度較高的鳥喙小脆蛤和棒錐螺在2018年優(yōu)勢度降低,優(yōu)勢種演變?yōu)樾『ｒ?在2019年棱角貝的優(yōu)勢度增加成為優(yōu)勢種。模糊新短眼蟹棲息密度和生物量變化呈波動趨勢,在調(diào)查海域2012年、2018年和2019年的優(yōu)勢度均較高,除模糊新短眼蟹外,該海域2012年優(yōu)勢度較高的節(jié)肢動物端足類相比2018年和2019年多。棘刺錨參棲息密度和生物量在2018年秋季達(dá)最高值,主要在海上風(fēng)電工程外圍海域分布(圖4、表4、圖5)。

表4 興化灣底棲生物多樣性、豐富度和均勻度指數(shù)年度變化Tab. 4 Annual change in Shannon index (H′), Margalef diversity index (d) and Pielou index (J′)

圖4 優(yōu)勢種棲息密度平面分布Fig. 4 Horizontal distribution of dominant species density紅色框為一期風(fēng)機(jī)位置,綠色框為二期風(fēng)機(jī)位置。

圖5 優(yōu)勢種生物量平面分布Fig. 5 Horizontal distribution of dominant species biomass

2.3 物種多樣性指數(shù)

H′常被作為來表示生物群落和個體數(shù)量的數(shù)值。H′數(shù)值越大,海洋水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量越好[18]。當(dāng)H′<1.0時,水質(zhì)為重度污染;當(dāng)H′介于1.0～<2.0時,水質(zhì)為中度污染;當(dāng)H′介于2.0～3.0時,水質(zhì)為輕度污染;當(dāng)H′>3.0時,水質(zhì)為清潔。興化灣大型底棲動物H′數(shù)值在2012年(3.46)、2018年(3.61)和2019年(3.87)均高于3.0。其中,2012年二期工程附近海域以及2018年一期工程附近海域部分調(diào)查站位H′數(shù)值介于2.0～3.0之間,水質(zhì)環(huán)境處于輕度污染。從H′數(shù)值看,興化灣海域大型底棲動物物種多樣性較高,興化灣海域水質(zhì)環(huán)境處于良好狀況,以2019年水質(zhì)環(huán)境最佳。

2.4 豐富度指數(shù)

d常被用來反映物種多樣性的高低,從而反應(yīng)出生態(tài)環(huán)境污染程度和水質(zhì)程度。當(dāng)d數(shù)值越大,海水水質(zhì)環(huán)境越好[19]。當(dāng)d<1.0時,水質(zhì)為重度污染;當(dāng)d介于1.0～<2.0時,水質(zhì)為中度污染;當(dāng)d介于2.0～3.0時,水質(zhì)為輕度污染;當(dāng)d>3.0時,水質(zhì)為清潔。興化灣大型底棲動物d數(shù)值在2012年(3.25)、2018年(3.50)和2019年(3.95)均高于3.0。其中,2012年一期工程附近海域部分調(diào)查站位d數(shù)值介于1.0～3.0之間,水質(zhì)環(huán)境處于中度污染和輕度污染之間;2018年二期工程附近海域、2019年一期工程附近海域部分調(diào)查站位d數(shù)值介于2.0～3.0之間,水質(zhì)環(huán)境為輕度污染。從d數(shù)值來看,2019年興化灣海域物種豐富度指數(shù)高于2012年和2018年,水質(zhì)環(huán)境最佳。

2.5 均勻度指數(shù)

J′可用于評價水質(zhì)污染程度,當(dāng)J′<0.3時,水質(zhì)為重度污染;當(dāng)J′介于0.3～0.5時,水質(zhì)為中度污染;當(dāng)J′>0.5時,水質(zhì)為清潔[20]。興化灣大型底棲動物J′數(shù)值在2012年(0.85)、2018年(0.84)和2019年(0.87)均高于0.5。其中,2018年一期工程附近海域調(diào)查站位J′數(shù)值介于0.3～0.5之間,水質(zhì)環(huán)境為中度污染。從J′數(shù)值來看,2012年和2019年水質(zhì)環(huán)境良好。

2.6 群落穩(wěn)定性分析

ABC曲線能夠反映生物穩(wěn)定性,當(dāng)曲線表現(xiàn)為平均生物量完全在豐度上方時,且無交叉時,生物生存環(huán)境很少或未受到擾動;當(dāng)曲線相對位置接近時,表明環(huán)境受到輕微擾動;當(dāng)曲線出現(xiàn)交叉或者重疊,且平均生物量曲線占優(yōu)勢時,表明環(huán)境受到中度擾動;當(dāng)豐度曲線位于平均生物量曲線上方時,環(huán)境受到強(qiáng)烈擾動[21]。

從ABC曲線圖可以看出(圖6),2012年興化灣大型底棲動物生存環(huán)境受到輕微擾動,但群落相對穩(wěn)定。2018年春季興化灣大型底棲動物生存環(huán)境受到中等擾動;秋季生存環(huán)境較少受到擾動。2019年大型底棲動物生存環(huán)境受到輕微擾動。

圖6 興化灣大型底棲動物豐度/生物量比較曲線Fig. 6 ABC plots of macrobenthos community in Xinghua Bay

3 討論

3.1 大型底棲動物年際變化

從1984年至今,興化灣大型底棲動物陸續(xù)有科研工作者進(jìn)行調(diào)查報道[20,22-24],其總物種數(shù)根據(jù)不同年份調(diào)查航次和站位的差異存在較大差異。如表5和圖7,從物種數(shù)占比來看,興化灣大型底棲動物物種組成以環(huán)節(jié)動物多毛類的占比最高,均超過35%。從1984—2019年各年份大型底棲動物平均個體重量先逐年減小后增高,在2012年(0.03 g)和2016年(0.06 g)最低。

表5 興化灣大型底棲動物歷年數(shù)據(jù)以及優(yōu)勢種類Tab. 5 Historical data and dominant species of macrobenthos in Xinghua Bay

圖7 不同時間興化灣大型底棲動物物種數(shù)占比Fig. 7 Percentage species composition of macrobenthos in Xinghua Bay in different years

興化灣大型底棲動物優(yōu)勢種大部分以環(huán)節(jié)動物多毛類為主,優(yōu)勢種類別年際變化差異較小,物種類別逐漸減少。其中,環(huán)節(jié)動物多毛類特磯沙蠶和雙鰓內(nèi)卷齒蠶在1984—1985年調(diào)查中優(yōu)勢度最高,在整個興化灣中均有分布。在2000—2006年雙鰓內(nèi)卷齒蠶依舊占優(yōu)勢,模糊新短眼蟹和光滑倍棘蛇尾優(yōu)勢度逐漸增加,在興化灣內(nèi)均有分布。在2012年優(yōu)勢種種類減少,僅有絲鰓稚齒蟲和模糊新短眼蟹。2013—2014年優(yōu)勢種種類變化較大,優(yōu)勢種均為環(huán)節(jié)動物多毛類。2018年優(yōu)勢種為軟體動物小海螂和棘皮動物棘刺錨參。在2019年優(yōu)勢種種類增多,為雙鰓內(nèi)卷齒蠶、棱角貝、模糊新短眼蟹和洼顎倍棘蛇尾。從1984—2019年優(yōu)勢種變化來看,興化灣海域優(yōu)勢種主要為環(huán)節(jié)動物多毛類,且分布較廣,在2013—2018年優(yōu)勢種變化較大,出現(xiàn)優(yōu)勢種類減少的情況。

隨著興化灣周邊社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,自2005年以來,生態(tài)系統(tǒng)退化趨勢明顯,到2008年生態(tài)系統(tǒng)處于“中度退化”狀態(tài),興化灣生態(tài)系統(tǒng)承受的壓力較大且有逐漸增加的趨勢[3]。在2016—2018年海上風(fēng)電場一期、二期工程逐漸投入建設(shè)及運營初期,前人調(diào)查就已發(fā)現(xiàn)底棲動物種類、棲息密度和生物量呈下降趨勢[25]。這與本研究討論結(jié)果相一致,興化灣大型底棲動物出現(xiàn)個體趨于小型化現(xiàn)象,環(huán)節(jié)動物多毛類等小型種類所占比例逐年增高,優(yōu)勢種種類變化在1984—2012年調(diào)查中相對穩(wěn)定,均為興化灣內(nèi)廣分布種。2016年底棲動物量和2018年優(yōu)勢種種類出現(xiàn)較大變動,這可能是由于風(fēng)電場建設(shè)過程中,大型底棲動物的生境由軟底質(zhì)向硬底質(zhì)轉(zhuǎn)變,并且底質(zhì)的變化對應(yīng)的調(diào)查方式也存在變化,因此會引起大型底棲動物群落變化[26-27]。2019年部分廣分布優(yōu)勢種優(yōu)勢地位恢復(fù),部分耐污染能力較強(qiáng)的物種如環(huán)節(jié)動物多毛類等優(yōu)勢度較高,抗干擾能力較強(qiáng),底棲動物群落處于自我恢復(fù)過程[28]。

3.2 大型底棲動物生存環(huán)境變化

在適宜生存的清潔或良好的底棲環(huán)境中,生物的種類非常多樣,由于競爭關(guān)系,生物以有限的數(shù)量存在且相互制約維持生態(tài)系統(tǒng)平衡,當(dāng)?shù)讞h(huán)境惡化或受到擾動后,不能適應(yīng)的敏感生物就會死亡或者逃離,能夠適應(yīng)的耐污種類生存并發(fā)展。當(dāng)競爭生物減少,生存下來的少量種類數(shù)量就會大大增加。因此,清潔海域中底棲動物種類多,每種生物的個體數(shù)量少,而污染海域中底棲動物種類少,每種生物的個體數(shù)量多。故而多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)可被作為反映海域水質(zhì)和沉積物環(huán)境污染程度[29]。

興化灣大型底棲動物Shannon-Wiever多樣性指數(shù)H′、Margalef物種豐富度指數(shù)d和Pielou物種均勻度指數(shù)J′ 3種指數(shù)均顯示2019年興化灣海域水質(zhì)環(huán)境優(yōu)于2012年和2018年,處于輕度污染和清潔水質(zhì)之間。2012年和2018年水質(zhì)環(huán)境介于輕度污染和中度污染之間。這與已報道的研究相一致[23]。福清興化灣海上風(fēng)電廠一期項目建設(shè)前(2016年)后(2019年),其周邊海域的水質(zhì)各指標(biāo)要素、沉積物質(zhì)量影響均較小,大型底棲動物在2016年水質(zhì)環(huán)境介于中度污染與輕度污染之間。2019年水質(zhì)環(huán)境介于輕度污染與清潔之間。ABC曲線分析顯示,2012年和2019年大型底棲動物生存環(huán)境受到輕微擾動;2018年春季大型底棲動物生存環(huán)境受到中度擾動,秋季生存環(huán)境較少受到擾動。綜合分析,在海上風(fēng)電工程建設(shè)前后,興化灣大型底棲動物生存環(huán)境受到一定程度的擾動,其底棲生境在2019年逐漸開始恢復(fù)。

4 結(jié)論與展望

本研究對興化灣從1985—2019年大型底棲動物物種數(shù)、棲息密度、生物量以及優(yōu)勢種變化進(jìn)行討論,比較興化灣近30多年大型底棲動物的變化,并著重探討2012年、2018年以及2019年3個時間尺度興化灣大型底棲動物在海上風(fēng)電工程建設(shè)前后的生物多樣性和優(yōu)勢種變化,本研究表明興化灣大型底棲動物個體整體趨于小型化,在海上風(fēng)電工程建設(shè)后短時間內(nèi),通過ABC曲線分析2012年、2018年、2019年春秋兩季群落穩(wěn)定性,其結(jié)果表明,2012—2019年興化灣大型底棲動物的生物生存環(huán)境受到一定程度的擾動。從1984—2019年優(yōu)勢種變化來看,出現(xiàn)優(yōu)勢種類減少的情況,但興化灣海域優(yōu)勢種主要為環(huán)節(jié)動物多毛類,且分布較廣,其抗干擾能力強(qiáng)的多毛類優(yōu)勢地位恢復(fù)較快,因此,興化灣大型底棲動物在應(yīng)對海上風(fēng)電建設(shè)前后的環(huán)境變化具有自我恢復(fù)的一個過程。

但本研究僅從大型底棲動物數(shù)據(jù)角度出發(fā)進(jìn)行探討,未將風(fēng)電工程的電磁場、噪聲等因素考慮在內(nèi)。要更深入探討海上風(fēng)電工程對大型底棲動物乃至生態(tài)系統(tǒng)的影響,還需進(jìn)行長期跟蹤調(diào)查。