MPI在杭州湾北岸海洋环境质量评价中应用

王　洋，朱文斌，王忠明，张洪亮，朱增军，宋之琦

（1.浙江省海洋水产研究所，农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站，浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江舟山　316021；2.平湖市水产技术推广站，浙江平湖　314200）

MPI在杭州湾北岸海洋环境质量评价中应用

王洋1，朱文斌1，王忠明1，张洪亮1，朱增军1，宋之琦2

（1.浙江省海洋水产研究所，农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站，浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江舟山316021；2.平湖市水产技术推广站，浙江平湖314200）

采用大型底栖动物污染指数对2014年杭州湾北岸海洋功能区大型底栖动物相关参数进行分析，探讨了该区海洋功能区环境质量的现状和变化趋势。结果表明：2014年杭州湾北岸海洋功能区环境质量总体较差，6个站位环境质量均为严重污染，MPI值从小到大依次为hy03、hy01、hy02、PH01、PH06和PH04站位；同时，参考邻近海域的水质状况表明，各功能区的MPI值的季节变动较大，但环境质量均为严重污染，环境质量的季节变化规律不明显。杭州湾属于强潮型河口湾，潮流的冲刷作用使底质处于不稳定状态，加之人类活动对底栖生物的生存环境的破坏逐年加剧，致使其生存空间减少，导致杭州湾北岸海洋功能区环境质量恶化，生态环境承受较大的威胁。

大型底栖动物污染指数；杭州湾北岸；海洋功能区；环境质量

杭州湾位于浙江省东北部，地处长江三角洲经济开发区，呈东西走向的喇叭状，为强潮河口湾。海湾北侧与长江入海口相邻，外连东海，内接钱塘江、甬江和曹娥江，是生态结构最为复杂、受人类干扰最为频繁的区域之一，同时也是河口水与外海水相互交汇剧烈的水域。水文环境受这些径流所形成的江浙沿岸流及台湾暖流的影响，加之湾底特殊的地貌形态特征以及海湾喇叭状结构，使得该海域常出现涌潮现象，营养物质丰富、水质肥沃、饵料生物丰富、水文环境适宜，渔业资源丰富，同时该海域也具备丰富的港口航道、滩涂，这些独特的地理区位优势，使得杭州湾海域成为我国港口开发、海产养殖、海洋能源和海上旅游业最有发展前景的水域之一。目前我国多数入海河口生态系统面临巨大的环境压力，如河口水域的污染，底质环境的恶化等。杭州湾环境质量不仅直接影响着环绕其周边长三角城市带的经济发展，而且由于在生态系统中的重要性及生态环境的敏感和脆弱性，已成为我国海洋环境状况研究的热点区域。

关于杭州湾海域海洋环境质量的研究主要集中在生物［1-5］，放射性物质监测［2-3］及评价等方面，而利用大型底栖生物反映该海域海洋环境质量的研究相对较少。通常在海洋环境监测中，常用底栖动物群落结构来评价环境质量，评价指标及方法主要有：多样性指数［5］、生物完整性指数［4］和丰度生物量比较法［5］等。而蔡立哲等人，通过建立大型底栖动物污染指数（Macrozoobenthos Pollution Index，MPI），利用数字化的丰度生物量比较法评价海洋环境质量。其分析结果反应灵敏，评价结果比种类多样性指数更符合环境的实际状况［6］。本文通过对2014年杭州湾北岸嘉兴市海洋功能区海洋环境监测大型底栖动物的MPI指数的分析，探讨该海域海洋环境质量的现状及其变化趋势，为今后评价海洋环境质量，修复和改善该海域海洋生态环境提供科学依据。

1　材料与方法

图1　杭州湾北岸环境监测调查站位图Fig.1　Marine environmental monitoring stations at the north bank of Hangzhou Bay

1.1数据来源

本次大型底栖动物各项数据资料来源于2014年3个季度杭州湾北岸嘉兴市海洋功能区海洋环境监测大型底栖动物6个站位的调查和监测，得到共18个站位数据，各监测站点分别位于休闲娱乐区，港口航道区，农渔业区（图1）。采用网口宽1.5 m的阿拖网采集样品。阿托网取样每站1次，拖网船速2 kn，拖网时间15 min。所有阿拖网采集的样品（下分别称泥样和网样）均用体积分数5%的中性甲醛溶液固定，带回实验室。大型底栖生物样品的分析、称重、计算及资料整理均按照《海洋监测规范》［7］《海洋调查规范第6部分：海洋生物调查》［8］中的相关规定执行。

数据主要采用MPI法对大型底栖动物数据进行分析：

式中：MPI为大型底栖动物污染指数；Ai为大小顺序为第i种的密度累积百分优势度；Bi为大小顺序为第i个种的生物量累积百分优势度；S为采集到的物种数。并且，当Σ（Ai-Bi）为正值时，k=1；当Σ （Ai-Bi）为负值时，k=1。由于分别对密度和生物量进行排序，故Ai与Bi为并不一定是指同一物种的密度和生物量。当MPI＞4时，为严重污染；MPI=0～4，为中度污染；MPI=-6～0时，为轻度污染；MPI＜-6时，为清洁［10］。

2　结果与分析

2.1海洋功能区底栖动物和MPI评价

2014年春季杭州湾北岸嘉兴市海洋功能区海洋环境监测大型底栖动物6个站位底栖生物优势种有安氏白虾、中国朽叶蛤2种；夏季及秋季，安氏白虾均为杭州湾北岸嘉兴市海洋功能区海洋环境监测大型底栖动物6个站位底栖生物的优势种（表1）。功能区生物种类数最多的站位为秋季的hy02站位，为11种，MPI法评价的环境质量为严重污染。

表1　2014年各海洋功能区监测站位大型底栖动物、MPI、环境质量及其赋值Tab.1　Macrobenthos，MPI，environmental quality and its valuation of marine function area in 2014

2.2海洋功能区环境质量变化

2014年，杭州湾北岸嘉兴市海洋功能区海洋环境监测各站位MPI值之和如图2所示，以PH04站位最高，其次为PH06、PH01、hy02、hy01、hy03站位环境状况均为严重污染。因此，杭州湾生态监控区6个站位环境质量从好到差依次为hy03、hy01、hy02、PH01、PH06和PH04。

图2　功能区各站位环境质量比较Fig.2　Comparison of environmental quality in different marine function zones

春季各监测站位中以PH06站位的MPI值最大，其次依次为PH01、hy02、hy01、hy03，最后为PH04站位；夏季PH04站位的MPI值在各监测站位中最大，达到921.25，hy03站位次之，往后依次为hy02、PH06、hy01、PH01站位；秋季杭州湾北岸海洋功能区6个监测站位环境质量从好到差依次为hy02、hy01、hy03、PH01、PH06、PH04。

如图3所示，各季节各功能区海洋环境监测站位均为严重污染，各功能区的MPI值的季节变动较大。春季，农渔业区的环境质量最差，港口航道区和休闲娱乐区次之；夏季，仍以农渔业区污染最为严重，港口航道区次之，休闲娱乐区污染程度相对较轻；秋季，港口航道区海洋环境质量最差，其次为农渔业区，环境质量相对最好的是休闲娱乐区。2014年杭州湾北岸各海洋功能区MPI值的变化各异（图3）。休闲娱乐区的MPI值呈现出先下降后上升的趋势，MPI值在港口航道区则呈现出随季节变化上升的趋势，农渔业区MPI值呈现出与港口航道区相反的趋势，出现随季节变化而下降的趋势，但各个功能区海洋环境质量均为严重污染。因此，2014年杭州湾北岸海洋功能区环境质量季节变化规律不明显。

图3　各功能区环境质量季节变化Fig.3　Seasonal change of environmental quality in each site of marine function zones

3　讨论

2014年，杭州湾北岸海洋环境监测全部站位均出现严重污染。与该区域的历史调查结果［9］相比，调查区域的生物栖息环境质量状况不容乐观，生物群落结构状况较差，生物多样性下降。影响杭州湾底栖动物分布的原因众多，杭州湾为强潮型河口湾［10］，受不同的水团共同作用，水动力作用强，岸滩冲淤变化剧烈，底质沉积较粗，潮流的冲刷作用使底质处于不稳定状态，是造成杭州湾底栖动物资源贫乏的自然影响因素。与此同时，杭州湾北岸地区由杭嘉湖平原和长江三角洲组成，人口密集、工业发达，大型企业林立，乡镇企业众多，嘉兴重化工区基地、秦山核电厂、金山石化等大型企业及乡镇企业等大小排污口较多，导致杭州湾北岸海洋功能区生态环境承受较大的威胁，环境质量恶化。周边城市的发展对土地的需求日益扩大，导致杭州湾围填海活动频繁［11］，改变了底栖生物的自然栖息环境，侵占了底栖生物的生存空间，也是导致杭州湾北岸海洋功能区环境质量较差的重要原因。

各功能区的MPI值的季节变动较大，休闲娱乐区的MPI值春季＜秋季，即春季休闲娱乐区的环境质量较秋季较好，港口航道区的环境质量亦呈现出春季好于秋季。相应的，本研究调查海域水体主要受无机氮和活性磷酸盐的污染，水质类别为劣四类，水体均呈富营养化状态，呈现出春季较秋季差的趋势。这种现象可能是由于生物对环境的变化具有一定适应性，生物指数方法不如化学指标法灵敏所造成的。

MPI评价法无需时空对照样品，仅需考虑密度、生物量和种类数3个参数，是一种将图形数字化的生态评价方法。该方法易于将海洋环境数据进行数字化管理，较其它方法具有计算简便、易于掌握。但是这种同时值得注意的是，MPI法在计算中没有反映出群落内耐污和敏感种类的特征，对于群落构成的关键生态信息的判断上会出现一定的偏差［12］，在使用过程中还需结合生物、生态知识进行分析。

［1］徐兆礼，戴国梁，陈亚瞿.杭州湾北岸嘉兴电厂附近潮间带底栖动物［J］.海洋环境科学，1994，13（4）:50-55.

［2］张进龙.杭州湾上海石化沿岸潮间带生态环境分析［J］.海洋湖沼通报，2008（1）:74-79.

［3］沈晓盛，陈亚瞿，陈琼.杭州湾北岸奉贤水域大肠菌群和异养细菌的生态分布［J］.海洋环境科学，2006，25（1）:20-23.

［4］王云龙，袁琪，沈新强.长江口及邻近海域夏季浮游植物分布现状与变化趋势［J］.海洋环境科学，2008，27（2）:169-172.

［5］谢旭，俞存根，周青松，等.杭州湾海域春、秋季鱼类种类组成和数量分布［J］.海洋与湖沼，2013，44（3）:656-663.

［6］许彩燕，李志恩，刘星，等.秦山核电站邻近海域海水中的放射性状况评价［J］.环境化学，2013，32（3）:518-519.

［7］刘鸿诗，胡晓燕，陈彬，等.秦山核电基地外围环境放射性水平20年监测结果［J］.原子能科学技术，2013，47（10）:1 906-1 915.

［8］徐梦佳，朱晓霞，赵彦伟，等.基于底栖动物完整性指数（B-IBI）的白洋淀湿地健康评价［J］.农业环境科学学报，2012，31 （9）:1 808-1 814.

［9］罗民波，沈新强，王云龙，等.运用ABC曲线评价工程条件下杭州湾周围海域环境变迁［J］.农业环境科学学报，2007（增刊）: 710-714.

［10］蔡立哲.大型底栖动物污染指数（MPI）［J］.环境科学学报，2003，23（5）:625-629.

［11］国家海洋环境监测中心.GB 17378-2007海洋监测规范［S］.北京:中国标准出版社，2008.

［12］国家海洋标准计量中心.GB/T 12763-2007海洋调查规范［S］.北京:中国标准出版社，2008.

［13］嘉兴市海洋与渔业局.2006年嘉兴市海洋环境公报［EB/OL］.http://sdinfo.coi.gov.cn/hygb/dfhygb/2006/jiaxing/index.html

［14］中国海湾志编纂委员会.中国海湾志:第五分册［M］.北京:海洋出版社，1993.

［15］周燕，龙华，余骏.应用大型底栖动物污染指数评价杭州湾潮间带环境质量［J］.海洋环境科学，2009，28（5）:473-477.

［16］龙华，余骏，周燕.大型底栖动物污染指数在乐清湾潮间带环境质量评价中的应用［J］.海洋学研究，2008，26（4）:97-104.

Assessment on Marine Environmental Quality North Bank of Hangzhou Bay by MPI

WANG Yang，ZHU Wen-bin，WANG Zhong-ming，et al
（Marine Fisheries Research Institute of Zhejiang Province，Scientific Observing and Experimental Station of Fishery Resources for Key Fishing Grounds，Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Sustainable Utilization of technology Research for Fishery Resource of Zhejiang Province，Zhoushan 316021，China）

Macrozoobenthos Pollution Index（MPI）was in this paper used to assess the environmental quality of the zone.Based on the marine environmental monitoring macrofaunal data at the north bank of Hangzhou Bay function zone in 2014，6 sections respectively were set in different function zones.Generally，the result showed that the environmental quality in the study area was poor.All the 6 sections were polluted seriously，the MPI value followed in descending order was hy03，hy01，hy02，PH01，PH06 and PH04.Seasonal change of environmental quality in each section of marine function areas was large.Compared with the water quality changes of sea area adjacent to the function zones，the seasonal change law was insignificant.The strong tidal current action in Hangzhou Bay，as well as the sea reclamation projects was serious year by year caused the decline of ecological environmental quality andliving space in this zone.While，it was also becoming more of an environmental risk in different function areas.

macrozoobenthos pollution index；north bank of Hangzhou bay；marine function zones；environmental quality

X82

A

1008-830X（2015）02-0132-04

2014-11-20

浙江省渔业资源本底调查（浙财农［2014］277号）

王洋（1988-），女，河北张家口人，研究方向：渔业资源与生物学.E-mail:liuliqu_love@163.com

宋之琦.E-mail:ft332006@163.com