H'、AMBI和M-AMBI指数在黄河口及邻近海域底栖生境健康评价中的适宜性研究

From a dataset of macrobenthos obtained from 18 cruises from 2004 to 2013 in the Huanghe(Yellow River)Estuary and its adjacent areas,the composition and characteristics of macrobenthos were analyzed,and the applicability of the Shannon-Wiener Index(H′),AZTI's Marine Biotic Index(AMBI) and multivariate AMBI(MAMBI) for assessing benthic habitat quality was compared.The results showed a total of 203 macrobenthos in the study area.The macrobenthos were dominated by polychaetes,followed by mollusks and crustaceans.The macrobenthic ecological groups were dominated by EGI,EGII and EGIII,which respectively accounted for 31.5%,36.0% and 21.2% of the total.There were significant differences between the evaluation results of the three indices.The ecological quality status(EQS) levels given by the AMBI were greater than those given by the H′ and M-AMBI.The AMBI could not reflect the differences between 11 sites but the H′ and M-AMBI could do.Moreover,the three indices responded well to the variations in salinity(S) and dissolved oxygen(DO) in the waters.The H′ and MAMBI also responded sensitively to the differences in physical parameters,such as water depth and sediment texture.The correlation between M-AMBI and environmental pressure gradient data was the strongest.The MAMBI could effectively distinguish degraded conditions from undegraded but the H′ and AMBI could not.Therefore,the M-AMBI reflected benthic habitat health well in the study areas.However,the objectivity of evaluation results of M-AMBI needs further verification by physical,chemical and biological methods.The thresholds also need further discussion.     

基于AMBI和M-AMBI法的底栖生态环境质量评价——以厦门五缘湾海域为例

于2011-2013年5月和10月在厦门五缘湾海域设置7个站位进行大型底栖动物调查,并结合2005年的历史数据,运用AMBI和M-AMBI指数法评价该海域海底生态环境质量的时空变化状况。2011-2013年共鉴定大型底栖动物9门106科193种,多毛类(83种)、甲壳类(53种)和软体动物(25种)是该海域的主要优势类群,平均总密度和湿质量生物量分别为(518±292)ind/m2和(54.8±88.9)g/m2。多毛类的短鳃树蛰虫(Pista brevibranchia)为该海域的绝对优势种,其平均密度可达(170±179)ind/m2,其他优势种还有似蛰虫(Amaeana trilobata)、西方似蛰虫(Amaeana occidentalis)、丝鳃稚齿虫(Prionospio malmgreni)、梳鳃虫(Terebellides stroemii)、独毛虫属一种(Tharyxsp.)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、长指马尔他钩虾(Melita longidactyla)和伍氏蝼蛄虾(Austinogebia wuhsienweni)等。评价结果显示,该海域底栖生态系统受轻度干扰,生态环境质量介于一般—优良之间,与2005年的调查相比,2011-2013年该海域的生态环境质量有所好转,这可能与五缘湾及周边海域近年来进行的海堤开口改造、海洋环境整治,以及海湾纳潮量及水交换能力的改善有关。     

黄河口及其邻近水域底栖动物生态特点

河口及其邻近水域是海水和淡水的交汇区，环境因子变化很大，其底栖动物的种类组成及数量分布受海水温、盐度剧烈变化和沉积物颗粒组成及其沉积速率的影响很大。底栖动物数量的季节变化不仅反映其本身繁殖、生长、死亡的规律，也受某些经济鱼、虾类捕食和人类采捕等因素所制约。 黄河是世界上平均含沙量最高的河流，每年输送近12亿吨泥沙至河口区，其中约有三分之二沉积于三角洲。洪汛期入海泥沙的较细部分在潮流和余流作用下，向东北可输送至河北省南部沿岸，向南可达小清河口一带。(张义丰、李凤新，1983)黄河口属于弱潮多沙、摆动频繁的堆积型陆相河口，平均每年造陆23.6k㎡，海岸线平均每年推进0.185km,最大年份可达1.8km(张义丰，1983)。 黄河口区水文条件复杂，冬季结冰，夏季高温期较长，加之随径流输入的营养盐类极为丰富，适于动、植物繁殖生长。所以，黄河口及其邻近水域是许多经济鱼、虾类特别是对虾、毛虾、带鱼和小黄鱼的重要产卵、育幼和索饵场所，它们多以底栖动物为食。因此，调查研究这一水域底栖动物的种类组成、数量分布及变化程点，对海洋生物(渔业)资源的合理开发利用和增、养殖等都有很大意义。山东省海岸带和海涂资源综合调查中，自1984年4月至11月逐月对黄河口及其邻近水域进行8个航次底栖生物调查，北起套尔河口南至小清河口水域共设44个观测取样站(图1)，用海底表层取样器进行定量取样。根据定量资料，对底栖动物的种类组成、数量分布及季节变化等特点进行比较分析，现将研究结果报告如下。     

黄河口及其邻近海域大型底栖动物的初步研究 (一)生物量

1985年5-6月对黄河口及其邻近海域的27个站进行了大型底栖动物的首航定量调查。调查海域平均生物量为35.28g/m~2,平均密度为557inds/m~2。棘皮动物占总生物量的47.2％,软体动物占34.2％,多毛类和甲壳类分别占7.5％和6.2％。莱州湾的生物量为调查海域平均生物量的3.5倍。河口输入的营养盐在与高密度低营养盐海水混合过程中,逐渐下沉在莱州湾北部,这是控制该海域高生产力的主要因素。     

基于多种生物指数的中国渤海莱州湾海域底栖生境健康评价

As an important part of the Bohai economic rim, the Laizhou Bay has been stressed by serious eco-environmental problems in recent years. In this study, the Shannon-Wiener index(H′), AZTI's marine biotic index(AMBI) and the multivariate AMBI(M-AMBI) were used to assess the ecological quality status(EQS) of the Laizhou Bay according to macrobenthos data collected annually in August 2011–2014. The results showed that the overall benthic habitat quality in the Laizhou Bay was assessed as "Good". However, 25% of the samples were classified as"Moderate", "Bad" or "Poor" status under degraded conditions. Ecological group Ⅲ(EGⅢ) species which had a certain tolerance to environmental disturbances had a higher proportion in each station, and most of them had appeared the pollution indicator species Capitella capitata. This indicated that the benthic habitat in the Laizhou Bay had been disturbed and polluted to some extent. The comparison of the three indices evaluation result and the RDA analysis showed that the H′ and M-AMBI were more suitable when the relative abundance of the single species was high and the macrobenthic community was significantly imbalanced; when the relative abundance of opportunistic species(EGIV and EGV) was high, the AMBI and M-AMBI could reflected the EQS objectively; in an undisturbed and polluted environment, all the three indices could indicate the benthic habitats quality. In summary, the better correlation between the three indices and environmental factors showed that they were well responsive to the tendency of the benthic habitats quality in the Laizhou Bay.     

黄河口邻近海域底栖动物粒径谱研究

首次建立了黄河口邻近海域4个站位底栖动物生物量粒径谱和标准化生物量粒径谱。生物量粒径谱模式为三峰模式,3峰分别由海洋线虫,其他小型底栖动物类群和大型底栖动物形成。研究站位标准化粒径谱斜率变化范围为-0.859至-0.664,截距为15.035至16.331,与东、黄海和南黄海研究结果一致,可有效地指示营养输入状况和总生物量。同时,需要指出的是截距对总生物量的指示作用需注意粒级选择的一致性。利用粒径谱方法计算了底栖动物次级生产力,结果显示,研究站位平均次级生产力为6.717 g.DW.m-2a-1,大型底栖动物次级生产力为4.509 g.DW.m-2a-1,小型底栖动物次级生产力为2.208 g.DW.m-2a-1。粒径谱方法计算结果与其他次级生产力计算方法基本一致。与其他方法相比,该方法更加简便,可避免因对生物特性的把握不准而引起的计算误差。     

黄河口水下三角洲及其邻近水域小型底栖动物的初步研究

本文是于1986年7—8月对黄河口水下三角洲及其邻近海域的调查结果。小型动物的平均密度为789.2±292.7个/10cm~2。自由生活的海洋线虫是数量最多的类群,占66.5％,平均密度为526.8±261.7个/10cm~2;桡足类和介形类的百分比组成和平均密度分别为16.9％和4.7％,131.0±73.1个/10cm~2和20.0±27.8个/10cm~2,与世界上同类水域小型动物数量的比较结果十分相近。小型动物类群组成随着远离水下三角洲水深的增大和沉积环境的改变,线虫优势减弱,而桡足类显著增加。根据小型动物类群组成的变化,大型动物的密度,生物量和平均每站种数,对研究海域进行的分区与自然分区基本相一致,即(1)黄河口水下三角洲,(2)莱州湾,(3)渤海中部,(4)渤海湾东南部。联系沉积环境对小型底栖动物的划分进行了讨论。     

黄河口及其邻近海域大型底栖动物的初步研究——(二)生物与沉积环境的关系

1985年5—6月对黄河口及其邻近海域的27个站进行了大型底栖动物的首航次定量调查。分别对18种环境因子和68个优势种和习见种所做的聚类分析显示了黄河口水下三角洲与邻近海域的某些差异,并联系沉积环境将所研究海域划分为四个区:黄河口水下三角洲、莱州湾、渤海中部和渤海湾东部。对大型底栖动物与沉积速率的关系也做了初步探讨。     

洞头列岛及邻近海域大型底栖动物群落结构的研究

为了解洞头列岛及邻近海域大型底栖动物的群落结构特征,于2015年4月在该海域布设35个站位进行大型底栖动物调查采样,并获取相关环境资料,分析了该海域大型底栖动物的群落结构及其与环境因子的关系。共鉴定出大型底栖动物122种,其中多毛类57种,甲壳动物34种,软体动物19种,棘皮动物5种,其它类动物7种。各调查站位大型底栖动物物种数目在1~22种之间,瓯江口附近站位物种数较少。大型底栖动物平均生物量为3.35 g/m²,平均栖息密度为321个/m²。多毛类具有种数上的优势,软体动物具有生物量和密度上的优势。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数的平均值分别为1.29、2.45和0.66。通过聚类分析和多维尺度排序分析将该海域大型底栖动物划分为3个群落:异蚓虫-薄云母蛤-绒毛细足蟹-不倒翁虫群落(群落Ⅰ),薄云母蛤-异蚓虫-双鳃内卷齿蚕-不倒翁虫群落(群落Ⅱ)和其他群落(群落Ⅲ)。典范对应分析表明,影响大型底栖动物群落的主要环境因子有底层海水的温度、盐度、活性磷酸盐、活性硅酸盐、溶解性无机氮、化学需氧量以及表层沉积物中的总有机碳等。ABC曲线分析结果表明,大型底栖动物群落受到了一定程度的扰动,但基本稳定。与历史资料相比,大型底栖动物的栖息密度和生物量均无明显变化,种类组成由以多毛类和软体动物为主转变为以多毛类和甲壳动物为主,且个体较大的棒锥螺大量死亡。     

受扰动海域大型底栖动物群落特征及基于AMBI和M-AMBI指数的生态健康评价：以山东烟台辛安河口为例

To understand the ecological status and macrobenthic assemblages of the Xin'an River Estuary and its adjacent waters, a survey was conducted for environmental variables and macrobenthic assemblage structure in September 2012(Yantai, China). Several methods are adopted in the data analysis process: dominance index,diversity indices, cluster analysis, non-metric multi-dimentional scaling ordination, AMBI and M-AMBI. The dissolved inorganic nitrogen and soluble reactive phosphorus of six out of eight sampling stations were in a good condition with low concentration. The average value of DO((2.89±0.60) mg/L) and p H(4.28±0.43) indicated that the research area faced with the risk of ocean acidification and underlying hypoxia. A total of 62 species were identified, of which the dominant species group was polychaetes. The average abundance and biomass was577.50 ind./m2 and 6.01 g/m2, respectively. Compared with historical data, the macrobenthic assemblage structure at waters around the Xin'an River Estuary was in a relatively stable status from 2009 to 2012.Contaminant indicator species Capitella capitata appeared at Sta. Y1, indicating the animals here suffered from hypoxia and acidification. AMBI and M-AMBI results showed that most sampling stations were slightly disturbed,which were coincided with the abiotic measurement on evaluating the health conditions. Macrobenthic communities suffered pressures from ocean acidification and hypoxia at the research waters, particularly those at Stas Y1, Y2 and Y5, which displays negative results in benthic health evaluation.     

Submarine groundwater discharge and benthic biogeochemical zonation in the Huanghe River Estuary

Submarine groundwater discharge(SGD) has received increasing attention by studies on coastal areas; however,its effects on biogeochemical zonation have not been investigated to date. The Huanghe River Estuary(HRE) is a world class river estuary with high turbidity, and heavy human regulation. This study investigated how SGD is related to the benthic biogeochemistry of the HRE. Based on the distribution of several parameters(e.g., salinity,temperature, dissolved oxygen(DO) levels, p H, radium iso...     

黄河口海域调水调沙期间大型底栖生物群落特性研究

黄河口海域大型底栖生物群落结构受到包括自然和人为在内的诸多因子的影响,本次研究以2011年调水调沙活动对该海域大型底栖生物群落结构的影响研究为主,分析其短期内群落结构的变化。调水调沙前、中、后期均采用同样的站位取样,分别为1～18号站位,按照距离黄河入海口的距离分为4个梯级,为5、10、20和40km。研究结果显示：调水调沙前、中、后期分别渔获大型底栖生物73,72和85种,重要种的数量分别为13,1和16种;所有种类可以统计为4个门类,为环节动物、软体动物、节肢动物和棘皮动物,其中,环节动物和软体动物占比重最大,而1982年其他学者对莱州湾大型底栖生物的研究显示,棘皮动物和环节动物占比重最大,这表明近30年该海域大型底栖生物的群落结构产生较大变化;BOPA指数显示,前期各站位水质较高,中期和后期分别有2,3个站位受到中等程度污染;ABC曲线分析说明,调水调沙中、后期,大型底栖生物群落受扰动较大;群落聚类分析和冗余分析（RDA）表明,大型底栖生物群落结构与环境因子关系密切,其中,调水调沙中期有机物对群落结构的影响最大,而后期的较大影响因子为水深。环境因子并不是单一作用于生物群落,而是几个环境因子共同作用,包括有机物、硫化物、重金属Hg和As等;不同环境因子造成群落结构变动的原因较多,其一可能是海水透明度的下降造成大型底栖生物的生长和繁殖受阻。本次研究重点表明,人类多元活动从短期和长期看对大型底栖生物的群落结构变动影响均较大,调水调沙活动对黄河口海域大型底栖生物的栖息地作用明显,改变其水温、盐度、群落扰动等。因此,应当加强对该海域入海陆源污染物的控制,加强对海洋生态平衡的保护。     

夏季黄河入海径流对黄河口及附近海域环流影响的数值研究

基于区域海洋模式ROMS,建立了一个三维非线性斜压浅海模式,考虑了包括径流、风场、海面热交换以及黄渤海环流等因素,研究了夏季8月份黄河入海径流量对黄河口及附近海域环流结构的影响。数值实验较好地佐证了黄河冲淡水的"北偏"现象,并很好的体现了冲淡水对河口附近海域环流结构的影响。数值研究表明:黄河入海径流量对河口附近海域环流结构有显著影响,径流越大冲淡水向北-西北方向偏转越明显,同时流轴中心余流流速也显著增大;莱州湾顺时针环流受黄河入海径流影响显著,径流量越大越不利于该环流的发育和维持,而径流量越小环流越稳定;径流量越大导致河口附近海域表层余流加大,余流垂向梯度得到加强,底部补偿流增强,河口垂向环流越明显。     

黄河口邻近海域浮游幼虫群落结构季节变化

基于2019−2020年4个季节的6个航次海上生态调查,研究黄河口邻近海域的浮游幼虫群落结构及其与环境因子的关系,旨在为海域生物多样性保护与重要生物资源养护提供科学基础。结果显示：在黄河口邻近海域,共鉴定出浮游幼虫16类,阶段性浮游幼虫是主要组成类群。浮游幼虫月均丰度以11月最高、1月最低。浮游幼虫香农−威纳多样性指数（H'）夏季（6−8月）高和秋冬季（11月至翌年1月）低。双壳类幼虫和无节幼虫是海区各季节的优势种及浮游幼虫总丰度的主要贡献者,腹足类幼虫、多毛类幼虫以及耳状幼虫、桡足幼虫等是季节性出现的优势种。春−夏间优势种组成更替率高。相对高丰度浮游幼虫主要分布于黄河口入海口附近、小清河口及莱州湾中部。基于浮游幼虫类群丰度组成的聚类分析,可将调查月和站位各分为3个不同的聚类组。月聚类组分别为春季（4月）、夏秋季（6−11月）和冬季（1月）,春季、冬季聚类组的代表类群是无节幼虫,夏秋季聚类组的代表类群是双壳幼虫。3个站位聚类组的组成站位的地理分布交错,代表类群都为双壳类幼虫和无节幼虫。多元方差（MANOVA）和相似性分析（ANOSIM）检验显示,海区内浮游幼虫的多样性指数、丰度、群聚结构等都表现为月间差异显著（p<0.05）,站位间差异不显著（p>0.05）。生物−环境逐步多重回归分析表明,影响浮游幼虫群聚结构的最佳环境因子组合为水温和浮游动物丰度。     

Sediment transport off the Huanghe (Yellow River) delta and in the adjacent Bohai Sea in winter and seasonal comparison

Based on the data on the current velocity, water temperature, salinity, turbidity and concentration of suspended sediment collected in November 2006 along three survey transects at three time-series, ship-based stations off the Huanghe (Yellow River) delta, and at twenty-four grid survey stations in the adjacent Bohai Sea, sediment transport off the Huanghe delta and in the adjacent Bohai Sea under winter regime were studied and compared with those from the summer season.     

黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构及多样性的年间变化

为了解黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼的群落结构动态,分别于2014年、2015年、2017年和2018年的6月利用大型浮游生物网对黄河口及邻近海域进行4个航次的表层水平拖网调查。根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,运用生物多样性指数、聚类分析和皮尔逊相关性矩阵分析等方法对该海域鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行了综合研究。结果表明,4年调查共采获鱼卵3 829粒,仔稚鱼234尾,隶属于7目14科15属。鱼卵的主要优势种为鳀（Engraulis japonicus）和短吻红舌鳎（Cynoglossus joyeri）,仔稚鱼的主要优势种为斑鰶（Konosirus punctatus）和虾虎鱼科未定种Gobiidae sp.。生物多样性各指数均以2015年最高,2018年最低。利用R语言对鱼卵、仔稚鱼年间种类组成相似性进行聚类,将4个调查年份划分为3组,各分组之间主要的分歧种均为鳀。生物多样性各指数与环境因子之间皮尔逊相关性分析表明,盐度与鱼卵、仔稚鱼生物多样性的关系较为密切。分析认为,黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落分布和多样性的年间变化特征体现了鱼类对环境变异的响应。