吳鐘解，陳石泉，蔡澤富，張光星，王道儒，李向民

海南省海洋與漁業(yè)科學院，海南 ?？?570125

新村港位于海南省陵水縣新村鎮(zhèn)的東南部，是典型的瀉湖，面積約21.97 km2，南北長約4 km，東西寬約6 km，港內(nèi)無大河水注入，東、西有南灣半島環(huán)抱，僅西部有一窄口與陵水灣相通，自然環(huán)境條件良好，全年各月平均水溫為25.8～30.0℃，平均鹽度為 30.64～34.44，港灣內(nèi)底質(zhì)類型主要為沙質(zhì)，非常適宜養(yǎng)殖麒麟菜、珍珠貝及經(jīng)濟魚類等，是海南省重要的養(yǎng)殖基地。

20世紀60年代，新村港有成片的紅樹林、海草床及珊瑚分布，僅中國動物志記錄的造礁石珊瑚就有41種［1］，隨著近幾十年海洋工程(修建蝦塘、開挖港池泊位與航道)，海水養(yǎng)殖(漁排、網(wǎng)箱、麒麟菜養(yǎng)殖)，漁業(yè)活動(圍網(wǎng)捕魚、三角網(wǎng)捕魚、耙螺、拖網(wǎng))，非法漁業(yè)活動(炸魚、毒魚和電魚)，廢水污染(餐飲、蝦池污水排放)等人為開發(fā)活動的加劇，紅樹林已所剩不多，珊瑚礁已基本消失，海草發(fā)生嚴重退化。漁排和網(wǎng)箱養(yǎng)殖引起水體中營養(yǎng)鹽增加，海草葉附著藻類大量繁殖，影響海草光合作用，導致網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)海草床退化或海草死亡［2］。通過近年海南省海洋環(huán)境監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，新村港海草及其生物資源依然豐富，海草床面積約4 km2，南部呈海草床分布，北部則呈斑塊狀分布;海草種類有泰萊草(Thalassia hemprichii)、海菖蒲(En halus acoroides)、小喜鹽草(Halophila minor)、喜 鹽 草 (Halophilaovalis)、二 藥藻(Halodule uninervis)和海神草(Cymodocea rotundata)6種，平均密度為201株/米2，平均干重生物量為48.19 g/m2，海草平均蓋度為60%;代表性的大型底棲動物共調(diào)查到24種，其平均生物量為56.41 g/m2，平均密度為20 ind/m2;物種多樣性指數(shù)為1.91，均勻度指數(shù)為0.8［3］。綜上，新村港海草床具有較好的保護與科研價值，因此海南省政府于2007年7月批準建立中國第一個海草特別保護區(qū)——陵水新村港與黎安港海草特別保護區(qū)，其中新村港保護區(qū)面積13.10 km2，主要保護對象是海草床及其海洋生態(tài)環(huán)境。保護區(qū)分2個層次管理，即重點保護區(qū)域與一般保護區(qū)域。但保護區(qū)尚未建立機構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)施等，未能起到應有的保護作用。

海草床生態(tài)系統(tǒng)，是指在近岸淺水區(qū)域沙質(zhì)或泥質(zhì)海底生長的高等植物海草群落，以及其他生物群落與環(huán)境所構(gòu)成的統(tǒng)一自然整體。生態(tài)系統(tǒng)健康評價是目前生態(tài)與環(huán)境領(lǐng)域研究熱點之一，是對生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)特征的一種系統(tǒng)診斷方式［4］。研究方法一般包括指示物種法和指標體系法2類，指示物種法簡便易行，但由于指示物種的篩選標準及其對生態(tài)系統(tǒng)健康指示作用的強弱不明確，難以全面反映生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況;指標體系法根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的特征及其服務功能建立指標體系進行定量評價，是目前區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價的主要方法［5］。

目前，國內(nèi)許多科研工作者對湖泊、流域、濕地、森林及城市等生態(tài)系統(tǒng)進行了生態(tài)系統(tǒng)健康評價［6-11］，也有科研工作者對區(qū)域海洋進行了生態(tài)系統(tǒng)健康評價［12-14］，但海草床生態(tài)系統(tǒng)健康評價方面的研究少有報道。通過對海南島新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)的水環(huán)境、沉積環(huán)境、生物殘毒、棲息地、生物等主要組成指標狀況進行分析，對其健康狀況進行評價，討論了海草床生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的影響因子，為海草床生態(tài)系統(tǒng)的保護與修復提供依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 調(diào)查站位

新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)的水環(huán)境、沉積環(huán)境、生物殘毒的調(diào)查站位位于新村港南半側(cè)，地理坐標為東經(jīng) 109°57'0″～ 110°2'12″，北緯18°22'27″～18°27'37″，見圖 1。

圖1 新村港海草床分布與調(diào)查站位

1.2 調(diào)查方法

新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境、沉積環(huán)境、生物殘毒等各指標的采樣分析方法均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB 17378.6—2007)進行。海草調(diào)查分析方法按《海洋生物生態(tài)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》進行。

1.3 評價方法

1.3.1 評價指標、權(quán)重及賦值

根據(jù)《近岸海洋生態(tài)健康評價指南》(HY/T 087—2005)海草床生態(tài)系統(tǒng)評價方法，對新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)健康進行評價，海草床生態(tài)系統(tǒng)一級評價指標分類與權(quán)重見表1，二級評價指標與賦值見表2。

表1 海草床生態(tài)系統(tǒng)健康一級評價指標標準

表2 海草床生態(tài)系統(tǒng)二級評價指標與賦值

1.3.2 計算公式

水環(huán)境、沉積物、生物殘毒、生物健康指數(shù)按式(1)計算

式中:Windx為評價指標健康指數(shù);Wq為第q項評價指標賦值;m為評價區(qū)域評價指數(shù)總數(shù)。

海草分布面積減少賦值按式(2)計算

式中:SA為分布面積減少賦值;SA－5為前第5年的分布面積;SA0為評價時的分布面積。

生態(tài)健康指數(shù)按式(3)計算

式中:CEHindx為生態(tài)健康指數(shù);INDXi為第i類指標健康指數(shù);p為評價指標類群數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水環(huán)境評價

對新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境指標(透光率、鹽度年度變化、懸浮物、無機氮、活性磷酸鹽等)進行賦值(表3)，各站鹽度年度變化小于等于3，平均賦值為15;懸浮物含量范圍為2.4～24 mg/L，平均賦值為7;無機氮含量范圍為22～31 μg/L，平均賦值為15;活性磷酸鹽含量為未檢出 ～2 μg/L，平均賦值為 15;透光率為未檢出 ～2%，平均賦值為5。根據(jù)式(1)可知，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境健康評價值為11.4，參照表1，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境為健康狀態(tài)。

表3 海草床生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境評價

2.2 沉積環(huán)境評價

對沉積環(huán)境中硫化物及有機碳指標進行賦值并進行評價(表4)，硫化物含量范圍為53.42～469.27 μg/g，平均賦值為 8;有機碳含量范圍為0.05% ～1.72%，平均賦值為10。根據(jù)式(1)，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)沉積環(huán)境健康評價值為9.0。參照表1，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)沉積環(huán)境為健康狀態(tài)。

表4 海草床生態(tài)系統(tǒng)沉積環(huán)境評價

2.3 生物殘毒評價

對貝類(凸加夫蛤Gafarium tumidum)、魚類(點藍子魚Siganus guttatus)、甲殼類(中國明對蝦Fenneropenaeus penicillatus)等體內(nèi)石油烴、總汞、砷、鎘、鉛等生物殘毒指標進行賦值并進行評價(表5)，石油烴含量為未檢出～9.98 μg/g，平均賦值為10;總汞含量范圍為 0.068 ～0.151 μg/g，平均賦值為5.3;砷含量范圍為0.2 ～ 2.3 μg/g，平均賦值為6.7;鎘含量范圍為未檢出 ～0.02 μg/g，平均賦值為10;鉛含量范圍 1.1 ～3.6 μg/g，平均賦值為 3.7。根據(jù)式(1)可知，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)生物殘毒環(huán)境健康評價值為7.1。參照表1，海草床生物殘毒評價為健康狀態(tài)。

表5 海草床生態(tài)系統(tǒng)生物殘毒狀況評價

2.4 棲息地評價

對新村港海草床沉積物組分含量(表6)和海草分布面積(表7)進行賦值并評價，海草床沉積物主要組分含量年度變化范圍為3% ～15%，平均賦值為11。5年內(nèi)海草床分布面積相對穩(wěn)定，約為4 km2，平均賦值為15。根據(jù)式(2)，結(jié)合沉積物主要組分含量年度變化和5年內(nèi)海草分布面積減少指標，參照表1可知，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)棲息地健康指數(shù)為13.0，可見新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)棲息地的健康狀況為健康。

表6 沉積物主要組分含量年度變化

表7 海草床生態(tài)系統(tǒng)棲息地評價

2.5 生物評價

對海草平均蓋度、平均生物量、平均密度及底棲平均生物量進行賦值并評價(表8)，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)5 a海草平均蓋度減少了20%，賦值10;5 a海草平均生物量減少了2%，賦值50;5 a海草平均密度減少了5%，賦值50;5 a內(nèi)海草底棲動物平均生物量減少了55%，賦值10。根據(jù)式(1)可見，海草床整體生物健康指數(shù)為30.0，參照表1可知，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)生物指標的健康狀況為亞健康。

表8 海草床生態(tài)系統(tǒng)生物指標評價

2.6 海草床生態(tài)系統(tǒng)健康評價

新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評價指標賦值見表9，根據(jù)式(3)，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)健康指數(shù)評價賦值為70.5。參照表1可知，目前新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)健康狀況為亞健康。

表9 海草床生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評價

3 討論

新村港的養(yǎng)殖開發(fā)基本處于無序狀態(tài)，目前，新村港口門內(nèi)北側(cè)約500 m2的海域分布有較大規(guī)模的網(wǎng)箱養(yǎng)殖，網(wǎng)箱有443個，年均產(chǎn)量900 t。網(wǎng)箱減弱了潮水的流動，降低港內(nèi)的水交換能力，同時養(yǎng)殖產(chǎn)生高濃度營養(yǎng)鹽使附生藻類大量繁殖對海草生長產(chǎn)生巨大威脅［15］，是導致網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)海草床退化的原因之一［2］。麒麟菜養(yǎng)殖面積約1 500畝，年產(chǎn)量1 500 t，麒麟菜吊養(yǎng)在海草床上面，擠占了海草的向上生長空間，遮擋太陽光線。在可利用光能減少的情況下，可導致海草對水體中營養(yǎng)物質(zhì)攝取能力下降，同時大量的麒麟菜會掠奪水中營養(yǎng)物質(zhì)及碳源，海草對營養(yǎng)物質(zhì)及碳的利用進一步受到限制。總而言之，海草所能利用的光能大幅度減少，光合作用能力下降、生產(chǎn)力水平隨之降低［15］;同時麒麟菜養(yǎng)殖過程中需要人為清除海草，導致海草及其環(huán)境生物減少。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖是嚴重影響海草床生態(tài)系統(tǒng)生物指標的主要原因之一。

新村港是國家一級漁港，新村漁港碼頭總長650 m、寬10 m，護岸總長850 m、寬20 m，港池停泊區(qū)、航道疏浚量約80.2×104m3，按設(shè)計建好可接納1 000艘漁船停泊。航道、港口疏浚施工過程中導致海水中懸浮物增加，粘附海草葉表面，影響海草光合作用等［16］。此外，新村漁港周邊有6個加油站，研究表明，石油對海草的主要致毒作用是使海草吸收原油的親水基，亞致死量的碳氫化合物進入海草體內(nèi)，導致海草對其他因子的承受能力減弱［17］，并與減弱的光照一起作用，影響海草生長［18］。1991年的“Haven”號油輪在該海域沉沒，導致該灣的大洋集傘藻立刻大面積死亡［19］，因此港口建設(shè)及含油污水的排放也是海草影響因素之一。

目前港內(nèi)有上百戶人長期居住漁排，生活、養(yǎng)殖廢水直接排放和剩余餌料、排泄物直接沉降，對海草及環(huán)境影響非常大。已有研究表明，海灣接納了人類活動產(chǎn)生的大量營養(yǎng)鹽，嚴重影響了海草生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能［2，20-22］。當?shù)鼐用裨诤２萆L區(qū)域頻繁開展耙螺、捕魚，甚至采取炸魚、毒魚、電魚等非法漁業(yè)活動，直接導致海草床底棲生物急劇減少，破壞海草生長及分布［23-24］。因此過度及非法的漁業(yè)活動也是嚴重影響海草床生態(tài)系統(tǒng)生物指標的主要因素之一。

由此可見，海水養(yǎng)殖、廢水排放、海洋工程、漁業(yè)活動等均是造成海草及其底棲生物發(fā)生退化的主要原因，也導致了海水水質(zhì)環(huán)境存在一定的生態(tài)壓力。

水環(huán)境、沉積環(huán)境、生物殘毒、棲息地、生物等5類評價指標中的任何一個指標的相對變化均會對海草床生態(tài)系統(tǒng)健康狀況造成影響。由評價標準的賦值可見，生物指標影響較大，其次是水環(huán)境和棲息地指標。通過分析2004—2009年海南島新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)的水環(huán)境、沉積環(huán)境、生物殘毒、棲息地、生物等5類評價指標的調(diào)查數(shù)據(jù)，根據(jù)近岸海洋生態(tài)健康評價指南(HY/T 087—2005)的評價標準可以得出，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)健康狀況處于亞健康狀態(tài)。其中生物評價指標的健康狀況為亞健康;水質(zhì)、沉積環(huán)境、生物殘毒狀況和棲息地等4個評價指標的健康狀況為健康;但水環(huán)境健康指數(shù)接近亞健康臨界值。海草床生態(tài)系統(tǒng)由海草群落及其他生物群落與環(huán)境構(gòu)成，海水和底質(zhì)是海草床生態(tài)系統(tǒng)的載體，為海草及其他生物群落提供生長環(huán)境;海草作為組成海草生態(tài)系統(tǒng)的基本框架，為海草床生物提供了良好的棲息環(huán)境，對水質(zhì)和底質(zhì)起到凈化作用。海草群落、海草床生物群落和環(huán)境之間相互構(gòu)成統(tǒng)一的自然整體。隨著海水養(yǎng)殖、廢水排放、海洋工程、漁業(yè)活動等人類活動的影響，新村港海草水質(zhì)質(zhì)量下降，海草及其底棲生物退化，尤其是后者，必然對海草生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響;可見，床生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況主要是受生物指標影響，其次是水環(huán)境指標。

4 結(jié)論與建議

對海南島新村港海草生態(tài)系統(tǒng)進行健康評價的結(jié)果表明，隨著海水養(yǎng)殖、廢水排放、海洋工程、漁業(yè)活動等人類活動的影響，新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)已由健康向亞健康轉(zhuǎn)變;生物評價指標為亞健康狀態(tài)，說明生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的改變，人為破壞、資源的不合理利用等生態(tài)壓力超出生態(tài)系統(tǒng)的承載能力，但生態(tài)系統(tǒng)主要服務功能尚能正常發(fā)揮;水質(zhì)、沉積環(huán)境、生物殘毒狀況、棲息地評價指標為健康狀態(tài)，但水質(zhì)環(huán)境瀕臨亞健康邊緣，說明水質(zhì)環(huán)境存在一定程度的生態(tài)壓力。

為了保護和恢復新村港海草床生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能，科學、合理利用海洋資源，促進海洋經(jīng)濟與社會的持續(xù)發(fā)展，防止海草床生態(tài)系統(tǒng)可能由亞健康向不健康趨勢發(fā)展，建議已經(jīng)批準建立的海洋特別保護區(qū)所在地的縣級以上人民政府應當加強對海洋特別保護區(qū)的管理，建立管理機構(gòu);組織建設(shè)海洋特別保護區(qū)管護、監(jiān)測、科研、旅游及宣傳教育設(shè)施;貫徹落實國家及地方有關(guān)海洋生態(tài)保護和資源開發(fā)利用的法律法規(guī)與方針政策;整治潮汐通道，促進水體交換;科學合理規(guī)劃瀉湖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);控制養(yǎng)殖規(guī)模、推廣生態(tài)養(yǎng)殖;建立海洋公園，發(fā)展生態(tài)旅游;開發(fā)海洋牧場，實施科學捕撈;禁止污水處理未達標排放;加強當?shù)鼐用窈Ｑ蟓h(huán)保宣傳教育工作;嚴禁炸魚、毒魚、電魚等非法漁業(yè)活動。這樣不僅能夠針對性保護并促進海草和海草底棲生物生長繁殖，提高生物環(huán)境質(zhì)量，而且能有效改善水質(zhì)、沉積環(huán)境、生物殘毒狀況、棲息地等環(huán)境狀況，恢復退化的海草床生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮其服務功能。

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