北仑河口北岸潮间带大型底栖动物生态特征及潮间带环境质量评价

许铭本，赖俊翔，张荣灿，董德信，姜发军

（广西科学院广西近海海洋环境科学重点实验室，广西 南宁 530007）

北仑河口北岸潮间带大型底栖动物生态特征及潮间带环境质量评价

许铭本，赖俊翔，张荣灿，董德信，姜发军

（广西科学院广西近海海洋环境科学重点实验室，广西 南宁 530007）

调查北仑河口北岸竹山岛沿岸3条潮间带断面大型底栖动物的生态特征，共采集到大型底栖动物63种，其中软体动物29种，甲壳动物18种，多毛类12种，其他类4种。优势种为珠带拟蟹守螺（Cerithidea cingulata）、长腕和尚蟹（Mictyris longicarpus）、智利巢沙蚕（Diopatra chilienis）和艾氏活额寄居蟹（Diogenes penicillatus）。平均生物量为155.06g/m2，平均栖息密度为343.8 ind/m2。香农-维纳多样性指数平均值为2.27，种类均匀度指数平均值为0.48，丰富度指数平均值为3.53。ABC曲线分析结果表明，3条断面的潮间带大型底栖动物均受到了中等程度的扰动。Ⅰ～Ⅲ断面的大型底栖动物污染指数（MPI值）分别为2.61、0.16和-17.08。该海域的潮间带环境受到了一定程度的人为活动干扰。

北仑河口；大型底栖动物；ABC曲线；MPI

北仑河口是中越两国的界河河口，位于广西壮族自治区东兴市与越南海宁省的接壤处［1］。北仑河口国家级自然保护区位于我国大陆海岸线的西南端，由东到西跨越珍珠港湾、江平三岛和北仑河口。保护区主要保护对象为红树林生态系统、滨海过渡带生态系统、海草床生态系统及生物多样性。因入海工农业废水、海水养殖及生活污水大量排放，近岸水体富营养化态势日趋显现，赤潮灾害时有发生，渔业资源正在衰退。此外，海洋工程建筑物和围海造地也不断增多，给该水域带来了越来越大的环境压力［2］。目前，北仑河口的实测资料较为匮乏。在底栖生态环境方面，何祥英等曾对该海域大型底栖动物的多样性进行过报道［3］，但并未分析其受干扰状况。笔者于2011年11月北仑河口竹山海域进行的潮间带大型底栖动物调查，在分析大型底栖动物生态特征的基础上，采用 ABC（丰度-生物量）曲线法及MPI法，评价该海域潮间带大型底栖动物受干扰状况，并探讨干扰的来源，以期为北仑河口海域的生态现状提供基础资料，同时为北仑河口自然保护区的建设与管理提供参考。

1　材料与方法

1.1采样地点

北仑河口是中越两国的界河河口，河口宽约6 km，纵长约11.1 km，水域面积66.5 km2，其中河口潮间滩涂面积 37.4 km2，潮下带和浅海面积29.1 km2［1］。采样地点位于北仑河口北岸，竹山半岛沿岸潮间带滩涂。共布设3条断面，自西向东依次为断面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。断面Ⅰ位于白沙仔村附近，距离竹山港约500 m，断面Ⅱ位于三德村附近，断面Ⅲ位于榕树头村附近（图1）。3条断面的滩面底质均为砂质滩涂。

图1　采样站位图Fig.1　Sampling stations

1.2采样时间和方法

采样时间为2011年11月。断面垂直于海岸线布设，根据滩涂的宽窄程度不同，每条断面布设3～4个站，每个站用25 cm ×25 cm的样方框随机取3个样方，取样深度为30 cm。用孔目为1.0mm 的筛网进行筛洗底栖动物标本。获得生物样品用 5%甲醛溶液固定，带回实验室后进行种类鉴定、个体计数和生物量计算。样品的采集、处理、保存、计数、质量称量等均按GBT12763.6—2007海洋调查规范的海洋生物调查方法进行［4］。

1.3数据处理

采用香农-威纳指数（Shannon-Wiener）（H′）、种类均匀度指数（J）和种类丰富度指数（d）进行生物多样性分析，采用优势度指数（Y）判断优势种。

式中：Pi为测站第i种的丰度与样品丰度的比值，S为测站样品的总种类数，N样品的总个体数，ni为第i 种的个体数，fi是该种在各站中出现的频率。

大型底栖动物污染指数（macrozoobenthos pollution index，MPI）计算公式［5-8］：

其中： k = |Σ（Ai- Bi）| /Σ（Ai- Bi）

式中：MPI为大型底栖动物污染指数；Ai为密度累积百分优势度；Bi为生物量累积百分优势度，即密度优势度大小顺序是第i个种，其密度累积百分优势度为Ai，生物量优势度大小顺序是第i个种，其生物量累积百分优势度为Bi；S为采集到的物种数。当Σ（Ai- Bi）为正值时，k = 1；当Σ（Ai- Bi）为负值时，k = - 1。

使用Excel软件进行生物量、丰度计算及丰度-生物量比较曲线（ABC曲线）［9-10］绘制。

2　结　果

2.1种类组成与优势种

采样所得生物样品经分类鉴定共有大型底栖动物63种，分别属于7门42属。均为热带、亚热带物种。其中软体动物最多，达 29种，占总种数的 46.0%；甲壳动物次之，为 18种，占总种数的28.6%；多毛类12种，占总种数19.1%；其他类4种（纽形动物、腕足动物、星虫动物及棘皮动物各1种），占总种数的6.3%。

根据所采到样品中各种类的密度及出现频率的大小，以优势度指数Y≥0.02为判别标准，调查海区大型底栖动物优势种为珠带拟蟹守螺（Cerithidea cingulata）、长腕和尚蟹（Mictyris longicarpus）、智利巢沙蚕（Diopatra chilienis）和艾氏活额寄居蟹（Diogenes penicillatus），优势度指数分别为0.63、0.03、0.03和0.02。珠带拟蟹守螺的优势度非常明显，其余3种优势度较低。

2.2生物量和栖息密度

北仑河口潮间带大型底栖动物平均生物量为155.06g/m2，平均栖息密度为343.8 ind/m2。西面靠近竹山码头的断面Ⅰ生物量和栖息密度均为3条断面中最低，分别为72.34g/m2、220.4 ind/m2；位于中间的断面Ⅱ栖息密度在3条断面中最高，为469.7 ind/m2；东面靠近榕树头的断面Ⅲ的生物量最高，为262.86g/m2。

2.3物种多样性

分别计算 3条断面的香农-维纳多样性指数（H′）、种类均匀度指数（J）和丰富度指数（d），结果见表1。3条断面的香农-维纳多样性指数平均值为2.27，种类均匀度指数平均值为0.48，丰富度指数平均值为3.53。断面Ⅲ的香农-威纳指数和均匀度指数均为最高，断面Ⅱ的丰富度指数最高，断面Ⅰ的香农-威纳指数、种类均匀度指数以及丰富度指数均为3条断面中最低。

表1　大型底栖动物多样性指数Table 1　Diversity indices of the macrobenthic animals

2.4ABC曲线分析结果

Warwick在1986年提出用丰度-生物量比较曲线（ABC曲线）法来监测环境污染对大型底栖动物群落的扰动［5］。该法将丰度（栖息密度）和生物量的K-优势度曲线绘入同一张图中，通过观察两条曲线的位置关系，判断生物群落是否受干扰以及受干扰的程度。对于未受扰动的群落，群落的丰度曲线比生物量曲线平滑，而生物量曲线则显示较强的优势度，绘出的图形是生物量的K-优势度曲线始终位于丰度曲线之上；当群落受到中等程度的污染扰动时，丰度和生物量曲线接近重合，或出现部分交叉；当环境被严重干扰时，底栖群落逐渐由一种或几种个体较小的种类占优势，此时的丰度曲线位于生物量曲线之上［6］。

根据各断面丰度和生物量绘制出ABC曲线（图2）。

图2　潮间带大型底栖动物ABC曲线Fig.2　ABC curves of intertidal macrobenthic animal

3条断面的生物量起点均在丰度之下，表明3条断面的优势种均为个体较小的种类。而后3条断面的生物量曲线均与丰度曲线交叉，上升到丰度曲线之上。其中断面Ⅲ的生物量曲线上升较快，与丰度曲线交叉后一直居于丰度曲线之上。断面Ⅱ的生物量曲线则相对较平缓，在中部才与丰度曲线交叉，交叉后一直位于丰度曲线之上。ABC曲线显示，3条断面的潮间带动物均受到了中等程度的扰动。

2.5MPI分析结果

ABC曲线法只给出了3种状态：未受干扰、受中度干扰和受严重干扰。从ABC曲线上判断3条断面均为受中度干扰，但无法进一步区分受干扰的轻重次序。2003年蔡立哲［7］参考ABC法，建立了评价海洋环境质量的大型底栖动物污染指数（macrozoobenthos pollution index，MPI），将ABC法数字化，反应更灵敏。根据蔡立哲的研究结果［7-8］，MPI污染程度界定为：当MPI ＞ 4时，为严重污染；MPI = 4～0，为中度污染；MPI = - 6～0时，为轻度污染；MPI＜ -6时，为清洁。MPI越小，沉积环境越清洁，反之，污染越严重。龙华、周燕以及董贯仓等人先后运用MPI分别研究了乐清湾、杭州湾以及黄河三角洲3个地方的潮间带环境质量［9-11］，证实该方法在评价大型底栖动物海洋环境质量方面具有较高的可操作性。

使用蔡立哲给出的公式，计算断面Ⅰ～Ⅲ的MPI值，分别为2.61、0.16和-17.08。根据MPI值判断，断面Ⅰ和断面Ⅱ的潮间带环境质量为中度污染，断面Ⅲ的潮间带环境质量为清洁。

3　讨　论

研究发现该海域的大型底栖动物种类相对较少，而生物量和密度相对较高。共采集到大型底栖动物63种，平均生物量为155.0 6g/m2，平均栖息密度为 343.8 ind/m2。种类数低于何祥英等［3］2010年7月在该海域附近的调查结果（106种），但生物量和密度却高于该研究结果。种类数较少的原因可能是本研究采样区域正位于北仑河入海口，咸淡水频繁交换，盐度等理化因子变化较剧烈，因此适宜生存的种类相对较少。河口区生物种类数相对较少，而生物量常常较高。同时，本研究采样断面位于红树林内或附近，一般而言，红树林附近的底栖动物生物量和栖息密度较高。如根据吴启泉等和梁超愉等［12～13］的研究结果显示，大亚湾红树林区平均生物量为219.7g/m2，平均栖息密度281 ind/m2，雷州半岛红树林滩涂底栖动物平均生物量为 223.25g/m2，平均栖息密度为210.97 ind/m2。而附近湛江湾非红树林区的底栖动物的平均生物量为17.60g/m2，平均栖息密度为14.33 ind/m2，明显低于红树林区［14］。

ABC曲线分析结果表明，3条断面均受到了中等程度的干扰。用蔡立哲提出的MPI计算方法和判断标准，3条断面的 MPI值分别为 2.61、0.16和-17.08，断面Ⅰ和断面Ⅱ的潮间带环境质量为中度污染，断面Ⅲ的潮间带环境质量为清洁。根据MPI值的大小，判断潮间带环境质量的优劣顺序为：断面Ⅲ最优，断面Ⅱ次之，断面Ⅰ最差。从各断面底栖生物的种类数、生物量、栖息密度以及各多样性指数来看，也是断面Ⅰ的值最低。可见，MPI法比ABC法更直观地反映出海域的受干扰程度。但是MPI法也有一定的局限性，龙华等的研究指出，MPI值的计算，虽然考虑到了密度、生物量和种类数 3个参数，但计算中却没有反映出群落内耐污和敏感种类的特征，所以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［7］。在本研究中，用MPI法判断断面Ⅲ为清洁海域，但实际上在该断面出现了有机污染的生物指示种——小头虫，因此笔者认为断面Ⅲ应修正为轻度污染。

根据ABC和MPI分析结果，该海域的潮间带环境受到了一定程度的干扰。笔者认为干扰主要来自于附近渔民的过度采捕以及放养鸭子等人为活动。该海域虽然位于北仑河口国家级自然保护区内，但在管理上仍处于开放状态，渔民可以自由地在滩涂上采挖文蛤、方格星虫和缢蛏等海产品。彭欣等［16］的研究认为，过度采捕是使乐清湾潮间带大型底栖动物群落受到干扰且向次生型群落转化的主要原因之一。本研究发现该海域的优势种为一些个体较小，经济价值不高的种类，这可能是因为个体较大、经济价值较高的种类已被采捕。附近村民在滩涂放养的鸭子，也是干扰的主要来源之一，鸭子以潮间带动物为食，过度的放养会使某些种类的潮间带动物数量锐减甚至消失。为了更好的保护北仑河口国家级自然保护区内的生物多样性，应进一步对采捕和放养鸭子等人为活动进行约束。另外，赖俊翔等［16］的研究发现，该海域的水质已受到一定程度的油污染，已接近亚健康的标准阈值，且呈现富营养化。因此要加强水环境的保护，防止水环境质量进一步下降。

4　结　论

北仑河口国家级自然保护区调查中共采集到大型底栖动物63种，平均生物量为155.06g/m2，平均栖息密度为343.8 ind/m2。3条断面的香农-维纳多样性指数平均值为2.27，种类均匀度指数平均值为0.48，丰富度指数平均值为3.53，3条断面MPI值分别为 2.61、0.16和-17.08。ABC曲线与 MPI分析结果表明，该区域环境受到了中等程度的干扰，主要来自于附近渔民的过度采捕以及放养鸭子等人为活动。此次研究结果揭示生态环境受到了一定程度的破坏，但由于调查区域小以及调查的要素少，未能全面反映保护区的生态现状。对保护区进行全面的调查，在全面了解的基础上制定出相应的保护措施显得较为迫切和必要。

［1］陈波，邱绍芳.北仑河口河道冲蚀的动力背景［J］.广西科学，1999，6（4）：317-320.

［2］陈敏，蓝东兆，任建业，等.2008年广西北仑河口海域水质状况评价［J］.海洋湖沼通报，2012（1）：110-115.

［3］何祥英，苏搏，许廷波，等.北仑河口红树林湿地大型底栖动物多样性的初步研究［J］.湿地科学与管理，2012，8（2）：44-48.

［4］张玉生，杨清良，陈瑞祥，等.GB/T 12763.6-2007海洋调查规范 第6部分：海洋生物调查［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［5］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.

［6］蔡立哲，马丽，高阳，等.海洋底栖动物多样性指数污染程度评价标准的分析［J］.厦门大学学报（自然科学版），2002，41（5）：641-647.

［7］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.

［8］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.

［9］WarwickR M.A new method for detecting pollution effects on marine macrobenthic communities［J］.Mar Bio1，1986，92：557-562.

［10］田胜艳，于子山，刘晓收，等.丰度/生物量比较曲线法监测大型底栖动物受扰动的研究［J］.海洋通报，2006，25（1）：92-96.

［11］董贯仓，李秀启，刘 峰，等.黄河三角洲潮间带底栖动物群落结构分析及环境质量评价［J］.海洋环境科学，2012，31（3）：370-374.

［12］吴启泉，郑凤武，鲁琳，等.大亚湾红树林区底相大型动物的群落［J］.台湾海峡，1992，11（2）：161-166.

［13］梁超愉，张汉华，颉晓勇，等.雷州半岛红树林滩涂底栖生物多样性的初步研究［J］.海洋科学，2005，29（2）：18-25.

［14］周伟男，孙省利，李荣冠，等.湛江湾大型底栖动物的群落结构和多样性特征［J］.广东海洋大学学报，2013，33（1）：1-8.

［15］彭欣，谢起浪，陈少波，等.乐清湾潮间带大型底栖动物群落分布格局及其对人类活动的响应［J］.生态学报，2011，31（4）：954-963.

［16］赖俊翔，许铭本，姜发军，等.北仑河口近岸海域生态健康分析与评价［J］.广西科学，2014，21（1）：77-89.

（责任编辑：陈庄）

Ecological Characteristics of Macrobenthic Animals and Environmental Quality on the North Shore Intertidal Zone of Beilun Estuary

XU Ming-ben，LAI Jun-xiang，DONG De-xin，ZHANG Rong-can，JIANG Fa-jun
（Guangxi Key Laboratory of Marine Environmental Science，Guangxi Academy of Sciences，Nanning 530007，China）

In order to understand the current situation of the intertidal macrobenthic animals in Beilun estuary，the survey was carried out in November 2011.Three intertidal sections were set，each contained 3 quadrats in random.63 species were collected altogether，including 29 species of molluscs，18 of crustaceans，12 of polychaetes，and 4 of others.The dominant species were Cerithidea cingulata，Mictyris longicarpus，Diopatra chilienis and Diogenes penicillatus.The average total biomass and average total density of macrobenthic animals were 155.06g/m2and 343.8 ind/m2.The average value of Shannon-Wiener index（H'）was 2.27，0.48 of evenness index（J）and 3.53 of species richness index（d）.The results of the ABC analysis showed that all of the 3 intertidal sections were disturbed modestly.MPI of the Ⅰ- Ⅲsections were 2.61，0.16 and -17.08，respectively.Intertidal environmental quality of the study area was affected in a certain degree.The study suggested that the human activities such as overfishing and herding ducks were the main disturbing factors.

Beilun Estuary，macrobenthic animals，ABC curve，MPI

Q178.53

A

1673-9159（2015）01-0057-05

2014-11-07

广西自然科学基金（重大项目）（2012GXNSFEA053001），广西科技攻关项目（桂科攻1355007-12）

许铭本（1983-），男，工程师，主要从事海洋环境生态研究。E-mail：xmben0771 @126.com

姜发军（1976-），男，博士，主要从事海洋环境生态研究。E-mail：hunanjfj@126.com