人工鱼（藻）礁区生态修复效果评估指标体系与实例应用
2017-02-21许玉甫李怡群张海鹏高文斌王慎知
许玉甫+李怡群+张海鹏+高文斌+王慎知+胡保存+刘思江
摘要：本文从生态修复效果含义出发，构建了以水环境、沉积物环境、生物环境和渔业资源为评价指标的人工鱼（藻）礁区生态修复效果评估指标体系，并以秦皇岛鱼（藻）礁示范区为实例进行分析，实例分析结果显示鱼礁示范区生态修复效果综合评价指数（REE indx）5月和9月分别为75.5和71.5，判定结果分别为修复效果明显和有修复效果。研究结果表明，建立的人工鱼（藻）礁区生态修复效果评估指标体系具有较强的可操作性，可以为人工鱼（藻）礁生态修复效果评估提供参考。
关键词：人工鱼（藻）礁；生态效果；评价指标；评价体系
人工鱼礁是放置于海底以影响海洋生物资源的物理、生物或社会经济过程的人工设施[1] 。人工鱼礁投放到海域中，能改变鱼礁周围海域非生物环境的流、光、音、底质等因子，引起生物环境的变化[2]，人工鱼礁产生的饵料效应、流场效应、庇护所效应、环境变化效应、阴影效应和音响效应等能诱集鱼群，使礁区周围海域的生物量增加[3]，因此人工鱼礁的投放对于生态环境修复及保护渔业资源具有重要意义。为了有效、科学地评价鱼礁建设的生态效果，本研究建立了一套人工鱼（藻）礁区生态修复效果评估指标体系，并以秦皇岛鱼（藻）礁示范区为实例进行分析，可以为鱼（藻）礁生态效果评价提供技术支持。
1研究方法
1.1德尔菲法
德尔菲法（Delphi法）是美国的兰德（Rand）公司于1964年创立的，属于专家集合法。凭借专家的经验判断和理论思维对事物进行分析决策或提出结论。专家预测精确度可以采用均数与标准差结合起来分析，均数表示专家意见的集中程度，标准差表示预测意见的离散程度。具有匿名性和多轮反馈性等特点[4-6]。主要用于评价指标的筛选和权重的确定。
1.2调查研究法
包括各种生态环境及渔业资源等资料的收取，海上布点调查、监测，现场调研等。主要用于生态环境数据的现场监测。
2人工鱼（藻）礁区生态修复效果评估指标体系
2.1效果评价指标分类与权重
评价指标的筛选和权重的确定是修复效果评价指标体系及方法的基础，为了使评价指标和权重更有科学性，用德尔菲法进行研究。通过多轮的专家调查问卷，最终筛选出水环境、沉积物环境、生物环境和渔业资源4个评价指标及各指标下的评价因子，并确定了各评价指标的权重，见表1。
2.2各评价指标赋值及评价方法
通过示范区与对照区各评价指标值的差异情况反映各指标的修复效果，对比数据利用SPSS19.0软件进行差异性分析。
2.2.1水环境
2.2.1.1评价指标及赋值
2.2.3生物环境
2.2.3.1评价指标及赋值
生态环境修复效果生物环境评价指标、要求及赋值见表4。
生物环境每项评价指标的赋值按式（3）计算：
Bindx=∑n1Bqn（3）
式中：Bindx—生物环境修复效果评价指数；Bq—第q项评价指标赋值；n—评价指标总数
当 5≤indx<10，生物环境修复产生负面影响；当Bindx=10，生物环境修复效果不明显；当10 2.2.4渔业资源 2.2.4.1评价指标及赋值 生态环境修复效果渔业资源评价指标、要求及赋值见表5。 渔业资源每项评价指标的赋值按式（4）计算： FRindx=∑n1FRqn（4） 式中：FRindx—渔业资源修复效果评价指数；FRq— 第q项评价指标赋值；n — 评价指标总数 当 10≤FRindx<15，渔业资源修复产生负面影响；当FRindx=15，渔业资源修复效果不明显；当15 2.3生态修复效果综合评价及评价方法 生态修复效果综合评价指数按式（5）计算： FEEindx=∑P1INDXi（5） 式中：REEindx—生态修复效果综合评价指数；INDXi—第i类修复效果评价指数；P—评价指标类群数。 当REEindx<50时，表明产生负面效果；当REEindx=50时，修复效果不明显；当50 3示范研究 以秦皇岛人工鱼（藻）礁示范区为例，进行案例分析。秦皇岛人工鱼（藻）礁示范区建设始于2010年，截止2012年5月累计投放鱼礁15 000空方，构建鱼礁示范区133 hm2。本文以2012年示范区与对照区的调查数据，进行生态修复效果评估。 3.1现场调查 3.1.1调查站位及航次 进行春、秋两个航次调查，共设置调查站位8个，其中鱼礁示范区内4个，礁区外对照区4个，见图1。 3.1.2监测内容及方法 主要监测项目有水环境监测指标、沉积物监测指标、生物环境监测指标和渔业资源监测指标。 水环境监测项目主要有生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、活性磷酸盐（PO43--P）、硝酸盐氮（NO3--N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、氨氮（NH3-N）；沉积物环境监测项目主要有有机碳含量、硫化物含量；生物环境监测项目主要有浮游动物、浮游植物、底栖生物和叶绿素a；渔业资源监测項目主要有游泳动物和鱼卵、仔稚鱼。 水质因子、沉积物、浮游生物、底栖生物、叶绿素a、鱼卵、仔稚鱼的采样、保存与分析按 《海洋监测规范》[7]和 《海洋调查规范》[8]的有关规定进行。由于礁区内不能进行拖网作业，游泳动物定性调查采用地笼网与流刺网结合调查的方式；定量调查以每小时每公顷流刺网面积的渔获量（kg/hm2·h或ind/hm2·h）计算。流刺网为三重流刺网，每片网长度为30 m，网高1.4 m，下网条数为5条；地笼网每组长7 m，共10组；下网时间均为24 h。
3.2调查结果
3.2.1水环境
4结论与讨论
人工鱼（藻）礁建设对渔业资源修复效果明显。渔业资源修复效果评价指（FRindx）5月和9月分别为27和21，评价结果分别为修复效果明显和有修复效果。示范区游泳动物的生物量和密度明显高于对照区，以5月为例，生物量和密度分别为对照区的3.32倍和5.13倍，这说明人工鱼礁的建设对游泳生物产生了明显的聚集效果，尤其是日本蟳、黑鮶和六线鱼等岩礁性游泳生物的聚集效果更为明显，分析其原因有：鱼礁上附着生物不仅能改善海底环境，而且还可为鱼类提供丰富的饵料；人工渔礁还可限制底拖网的作业，保护海底环境免遭底拖网作业的破坏，为鱼类提供很好的庇护场所。5月礁区内鱼卵、仔稚鱼种数和密度均高于对照区，且差异性显著，分析其原因鱼礁可以为鱼卵提供有效的附着基；鱼礁区饵料丰富，环境安静，不仅能供给幼鱼提供食物，有利于幼鱼生长，而且可让幼鱼更快速地躲避各种敌害。渤海鱼类的产卵期主要在春、夏两季，9月调查的时候虽然有鱼卵仔稚鱼存在，但分布范围及密度很小，很难捕获，因此9月调查示范区与对照区均未捕获鱼卵、仔稚鱼，直接导致鱼卵、仔稚鱼评价指标无差异。
人工鱼（藻）礁建设对水环境有一定修复效果。水環境修复效果评价指数（Windx）5月和9月分别为22.5，评价结果均为有修复效果。调查结果显示，各水环境评价指标示范区均好于对照区，磷酸盐、硝酸盐氮和硝酸氮三项指标差异显著，说明大型藻类的移植的对水环境的调节主要体现在对N、P的吸收上，这与毛玉泽“大型藻类生物滤器可以有效地吸收、利用养殖环境中多余的营养物质”[9]研究结论类似。生化需氧量、化学需氧量和氨氮指标差异性不显著，可能与鱼礁投放时间较短，鱼礁改善水质的作用尚未完全显现有关。
人工鱼（藻）礁建设对对生物环境修复效果明显。生物环境修复效果评价指数（Bindx）5月和9月分别为16和18，评价结果均为有修复效果明显。人工鱼（藻）礁建设对叶绿素a和底栖生物影响较浮游动植物明显。礁区内人工礁区叶绿素a含量高于对照区，说明人工鱼礁区初级生产力高于对照区，分析其原因可能是因为人工礁区上升流给表层带来大量营养物质有关。礁区内底栖生物种类及生物量明显高于对照区，说明人工鱼礁改变了底栖生物的生态环境，使底栖生物群落结构受到影响，这种影响是有益的。
人工鱼（藻）礁建设对沉积环境修复效果不明显。沉积环境修复效果评价指数（Sindx）5月和9月均为10，评价结果均为修复效果不明显。有机碳和硫化物浓度示范区低于对照区，但差异不明显，可能是因为沉积物修复时间较长，而示范区规模较小、建设时间较短。
本评估体系具有方便、简洁，易于操作；扩展性好的特点。不仅可应用于同一时期不同区域的效果对比，而且可应用于不同时期同一区域或不同时期不同区域之间的效果评估。目前，国内对于人工鱼（藻）礁区生态修复效果评价还没有统一的标准，指标的筛选、权重的确定和分级的标准也具有一定的主观性，这会造成评价的结果具有一定的局限性，因此需要在未来的研究中对评价指标、权重及分级标准进一步完善。
参考文献：
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[8] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 12763—2007 海洋调查规范[S].北京：中国标准出版社，2008
[9] 毛玉泽，杨红生，王如才.大型藻类在综合海水养殖系统中的生物修复作用[J].中国水产科学，2005（02）：225-231
（收稿日期：2016-12-09）
