符小明,唐建業(yè)、2,吳衛(wèi)強(qiáng),張碩、2

(1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海201306;2.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201306;3.連云港市海洋與漁業(yè)局,江蘇連云港222003)

海州灣生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)

符小明1,唐建業(yè)1、2,吳衛(wèi)強(qiáng)3,張碩1、2

(1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海201306;2.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201306;3.連云港市海洋與漁業(yè)局,江蘇連云港222003)

為評(píng)價(jià)海州灣生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施的效果,在分析2014年春、夏、秋3個(gè)季節(jié)本底調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以 “資源—環(huán)境”作為準(zhǔn)則層,共篩選16項(xiàng)具體的評(píng)價(jià)因子建立生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并用德?tīng)柗品ê挽貦?quán)法組合賦權(quán),通過(guò)效用函數(shù)估算海州灣生態(tài)修復(fù)治理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。結(jié)果表明:通過(guò)投放人工魚(yú)礁,海州灣生態(tài)修復(fù)率達(dá)到30.14%,其中,生物資源平均修復(fù)率為17.96%,海洋環(huán)境平均修復(fù)率為33.15%,生態(tài)修復(fù)治理目標(biāo)綜合值為0.400 2,綜合修復(fù)等級(jí)為中等。研究表明,海州灣生態(tài)修復(fù)工程對(duì)水質(zhì)環(huán)境的改善效果較為明顯,但對(duì)生物資源的恢復(fù)效果還有待進(jìn)一步提高。

海州灣;生態(tài)修復(fù);效果評(píng)估

海洋生態(tài)修復(fù)是指在生態(tài)系統(tǒng)受損的海域依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié),并輔之以必要的人工手段,通過(guò)改善水體環(huán)境、提高水域生產(chǎn)力,逐步實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)的過(guò)程。國(guó)內(nèi)外大量研究表明,科學(xué)實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程能顯著改善水體環(huán)境、提高水域生產(chǎn)力、豐富漁業(yè)資源。目前,中國(guó)海洋生態(tài)修復(fù)主要通過(guò)移植鹽沼草木、培育藻場(chǎng)、投放魚(yú)礁、培植生物礁等形式來(lái)實(shí)現(xiàn),通常在同一海域存在多種修復(fù)形式組合,以達(dá)到最好的效果。如廣東大亞灣、浙江嵊泗海域、江蘇海州灣、山東萊州灣、大連獐子島海域等[1-2]已成為國(guó)內(nèi)海洋生態(tài)修復(fù)的示范區(qū)域。

恢復(fù)近海生態(tài)是中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù),也是實(shí)施生態(tài)紅線(xiàn)制度和推進(jìn)海洋主體功能區(qū)規(guī)劃的工作基礎(chǔ)。目前,中國(guó)海洋生態(tài)修復(fù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有差距,不合理的修復(fù)方式以及沿海地區(qū)對(duì)生態(tài)環(huán)境的持續(xù)性破壞,致使修復(fù)效果并不理想[3]。為總結(jié)海洋生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)、提高海洋生態(tài)修復(fù)管理水平,必須對(duì)海洋生態(tài)修復(fù)效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。目前,在海洋生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)方面,國(guó)際上還未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。日本主要通過(guò)漁業(yè)資源評(píng)估來(lái)實(shí)現(xiàn)修復(fù)效果的評(píng)價(jià)[4-5],而歐美學(xué)者更偏好通過(guò)環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)反映修復(fù)效果[6-7]。中國(guó)在開(kāi)展海洋生態(tài)修復(fù)過(guò)程中,一方面針對(duì)水質(zhì)污染實(shí)施科學(xué)地修復(fù)治理,另一方面也十分注重其在漁業(yè)方面的綜合利用[8-9],因此,通過(guò)環(huán)境和漁業(yè)資源數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法來(lái)評(píng)價(jià)修復(fù)效果較為合適。海州灣曾是中國(guó)傳統(tǒng)的漁場(chǎng),也是重要的生態(tài)修復(fù)區(qū),針對(duì)該海域開(kāi)展生態(tài)修復(fù)工作并進(jìn)行定量評(píng)價(jià),對(duì)后續(xù)生態(tài)修復(fù)措施的改進(jìn)和生態(tài)功能的提升具有重要意義。

1 評(píng)價(jià)對(duì)象與方法

1.1 評(píng)價(jià)對(duì)象

1.1.1 海州灣基本情況 海州灣是連云港東北部的開(kāi)敞型海灣,海岸線(xiàn)從嵐山頭到高公島,長(zhǎng)達(dá)87 km,海域面積876.39 km2。沿岸有繡針河、龍王河、臨洪河等18條大型河流匯入,年平均徑流量達(dá)17億m3,為海州灣提供了大量的營(yíng)養(yǎng)鹽。據(jù)調(diào)查,海州灣有浮游植物148種、浮游動(dòng)物50種、底棲生物84種。海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物眾多,包括200多種魚(yú)類(lèi)、30多種蝦類(lèi)、80多種貝類(lèi)、47種軟體動(dòng)物和7種腔腸動(dòng)物[10]。海州灣還有珍貴的鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi)、爬行類(lèi)、兩棲類(lèi)等野生動(dòng)物資源。此外,海州灣的風(fēng)能、潮汐能、太陽(yáng)能等清潔能源儲(chǔ)量豐富,極具開(kāi)發(fā)潛力,天然水深超過(guò)25 m,非常適合發(fā)展港口航運(yùn)業(yè)。

海州灣因具備特殊的生物種群、獨(dú)特的岸線(xiàn)地貌和優(yōu)越的氣候條件,先后建成了海州灣海洋牧場(chǎng)示范區(qū) (2007年)、海州灣海灣生態(tài)與自然遺跡海洋特別保護(hù)區(qū) (2008年)、中國(guó)對(duì)蝦國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū) (2009年)、國(guó)內(nèi)首批也是面積最大的國(guó)家級(jí)海洋公園 (2011年)和國(guó)內(nèi)首批國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū) (2015年)。

1.1.2 海州灣生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀 20世紀(jì)90年代后期,連云港海域的水環(huán)境污染、生物資源衰退等生態(tài)問(wèn)題日漸嚴(yán)重。為了修復(fù)生態(tài)環(huán)境、恢復(fù)生物資源,從2002年起,連云港政府在海州灣漁場(chǎng)中心區(qū)域陸續(xù)投放人工魚(yú)礁,修復(fù)受損的漁場(chǎng)生態(tài)環(huán)境,邁出了海洋經(jīng)濟(jì)從開(kāi)發(fā)利用向生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)變的第一步。2012年起又實(shí)施了連云港港30萬(wàn)t航道生態(tài)修復(fù)以及連島、竹島周邊的海島修復(fù)。自2002年海州灣人工魚(yú)礁生態(tài)修復(fù)方案啟動(dòng)實(shí)施開(kāi)始,到 2015年已累計(jì)完成漁業(yè)生態(tài)修復(fù)水域160.25 km2,航運(yùn)生態(tài)修復(fù)海域面積達(dá)22.5 km2。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的跟蹤調(diào)查,修復(fù)海域生物資源和生態(tài)環(huán)境均有不同程度的恢復(fù)[11]。

海州灣海洋生態(tài)修復(fù)主要采用 “投放魚(yú)礁+生態(tài)養(yǎng)殖+人工放流”模式,人工魚(yú)礁修復(fù)改善的海域面積已超過(guò)海州灣海域總面積的20%[11]。該模式的主要修復(fù)機(jī)制為:(1)投放魚(yú)礁來(lái)改善海底環(huán)境,一方面為海洋生物提供更優(yōu)質(zhì)的棲息地,另一方面也能有效阻止近海拖網(wǎng)對(duì)海底生態(tài)環(huán)境的破壞。(2)通過(guò)生態(tài)養(yǎng)殖調(diào)節(jié)海洋水質(zhì),在生態(tài)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行貝類(lèi)底播增殖和大型藻類(lèi)浮笩養(yǎng)殖,不但降低了海水中營(yíng)養(yǎng)鹽[12]以及重金屬[13]濃度,而且能顯著提高海域生產(chǎn)力,提升經(jīng)濟(jì)效益。(3)通過(guò)人工增殖放流維持生物多樣性,也是對(duì)漁業(yè)資源最直接的補(bǔ)充。自海洋生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施以來(lái),連云港政府每年都向海州灣放流大量中國(guó)對(duì)蝦、梭子蟹、魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)、刺參和鮑魚(yú)等多種海珍品苗種[11]。

近年來(lái),海州灣生態(tài)的相關(guān)研究已有不少報(bào)道,但大部分研究集中在海州灣海洋環(huán)境[14]、海洋生物資源[15]和海洋地形[16]等方面,大多是基于生態(tài)環(huán)境自然狀況,且相對(duì)獨(dú)立,沒(méi)有考慮生態(tài)系統(tǒng)的整體效應(yīng),忽略了生態(tài)修復(fù)工程的因素。海州灣生態(tài)修復(fù)的研究主要集中在修復(fù)技術(shù)手段方面,包括人工魚(yú)礁技術(shù)、生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)在海洋生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用[17],如C3D側(cè)掃技術(shù)用于棲息底質(zhì)變化研究[14],穩(wěn)定同位素技術(shù)用于食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析[11]等。生態(tài)修復(fù)效果主要是考慮生態(tài)修復(fù)前后生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化量,并不僅僅是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)固有的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.1.3 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的獲取 本研究中主要探討了海州灣生態(tài)修復(fù)前后的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化,并通過(guò)資源和環(huán)境方面的特征指標(biāo)予以反映。評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)主要包括環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、生物調(diào)查數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。直接反映環(huán)境生態(tài)狀況的環(huán)境生物數(shù)據(jù)主要來(lái)自上海海洋大學(xué)和江蘇省海洋水產(chǎn)研究所歷年的跟蹤調(diào)查;間接反映生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生效應(yīng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)部分來(lái)自調(diào)研,部分來(lái)自《連云港漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)》、《連云港統(tǒng)計(jì)年鑒 (2015 年)》和 《環(huán)境狀況公報(bào)》。

1.2 評(píng)價(jià)方法

生態(tài)修復(fù)效果是個(gè)較為抽象的概念,目前尚無(wú)統(tǒng)一的定義。本研究中以海州灣生態(tài)修復(fù)前后,各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的加權(quán)變化率Zi作為綜合修復(fù)率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),定義∑Zi為整體修復(fù)率,∑Z環(huán)境為環(huán)境整體修復(fù)率,∑Z資源為資源整體修復(fù)率。設(shè)定無(wú)量綱F作為評(píng)價(jià)生態(tài)修復(fù)治理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的綜合值,并根據(jù)F的值將生態(tài)修復(fù)治理效果劃分為4個(gè)等級(jí)。

1.2.1 指標(biāo)的確定 一個(gè)功能完善的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)該具備解釋、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的功能[18]。海洋生態(tài)修復(fù)效果主要體現(xiàn)在生物資源的恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境的改善。本研究中綜合資源和環(huán)境兩方面因素,以生態(tài)修復(fù)指數(shù)為目標(biāo),資源恢復(fù)水平和環(huán)境改善水平為準(zhǔn)則層,按照指標(biāo)的獨(dú)立性、代表性、數(shù)據(jù)的可獲得性等原則選取了4類(lèi)指標(biāo)的16組評(píng)價(jià)因子,對(duì)評(píng)價(jià)因子的方向加以判斷,并采取合理的量化處理方式,建立直觀(guān)的生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 (表1)。其中,生物多樣性通過(guò)計(jì)算香農(nóng)-威納指數(shù)來(lái)量化,漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)采用計(jì)算漁獲物平均營(yíng)養(yǎng)級(jí)的方法來(lái)量化,營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)和水質(zhì)指標(biāo)直接由檢測(cè)值即可實(shí)現(xiàn)量化。

1.2.2 權(quán)重的確定 權(quán)重的計(jì)算方法可分為主觀(guān)賦值法和客觀(guān)賦值法。主觀(guān)賦值法就是將難以量化的指標(biāo),按照決策者自己設(shè)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行層次等級(jí)劃分,賦予權(quán)重的過(guò)程取決于人的主觀(guān)因素。這樣的計(jì)算方法更傾向于決策者目標(biāo)的需要,缺點(diǎn)是忽略評(píng)價(jià)對(duì)象的自身屬性,評(píng)價(jià)結(jié)果往往不能反映被評(píng)價(jià)對(duì)象的真實(shí)狀況,典型的有德?tīng)柗品?、層次分析法等[19]?？陀^(guān)信息賦值法就是充分利用評(píng)價(jià)對(duì)象自身的信息內(nèi)容,根據(jù)各組數(shù)據(jù)觀(guān)測(cè)結(jié)果的內(nèi)部差異來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)算出權(quán)重值,此類(lèi)評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)更接近真實(shí)值,但由于評(píng)價(jià)過(guò)程常常不能兼顧決策者的需求,而不為項(xiàng)目管理者所青睞,常見(jiàn)的有主成分分析法、信息熵權(quán)法等[20]。

表1 基于資源-環(huán)境框架的海洋生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Assessment indictors of marine ecological restoration effect based on the framework of resources and ecological environment

本研究中采用的是主客觀(guān)相結(jié)合的方法,主觀(guān)權(quán)重賦值采取專(zhuān)家打分的形式,即德?tīng)柗品?客觀(guān)權(quán)重賦值方法采取信息熵權(quán)法。最后利用最小信息熵原理,取幾何平均數(shù)的方法[21]將其組合,得到綜合權(quán)重Wj(j=1,2,…,n)。信息熵權(quán)法的計(jì)算步驟[22]如下:

(1)將各因子同度量化,計(jì)算第j項(xiàng)因子下第i個(gè)測(cè)量值的權(quán)重Pij:

(2)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej:

(3)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gj:

(4)計(jì)算權(quán)重W2j:

(5)計(jì)算組合權(quán)重 (W1jW2j)0.5:

專(zhuān)家打分法主要通過(guò)專(zhuān)家問(wèn)卷形式實(shí)現(xiàn),專(zhuān)家們?cè)u(píng)價(jià)每項(xiàng)因子對(duì)生態(tài)修復(fù)效果的影響程度并據(jù)此打分。影響不顯著的,計(jì)1分;影響較低的,計(jì)2 分;影響一般的,計(jì)3分;影響較高的,計(jì)4分;被認(rèn)為是主要影響因素的,計(jì)5分。最后計(jì)算每一項(xiàng)因子的得分之和,與所有因子總分之和的比值,即可得到每一項(xiàng)因子的主觀(guān)權(quán)重W1j。

1.2.3 綜合指數(shù)的計(jì)算 采用效用函數(shù)的計(jì)算方法,即將每個(gè)評(píng)價(jià)因子根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo),按照一定的計(jì)算生成對(duì)評(píng)價(jià)問(wèn)題測(cè)量的一個(gè)量化值,再按照一定的合成模型加權(quán)、求和,計(jì)算出總評(píng)價(jià)值:

其中:單項(xiàng)因子Dj的量化值為Yj=fj(Dj);Wj為權(quán)重;fj為評(píng)價(jià)因子Dj的效用函數(shù);F為綜合評(píng)價(jià)值。在評(píng)價(jià)體系已經(jīng)確定的情況下,效用函數(shù)取決于單項(xiàng)因子的評(píng)價(jià)值和權(quán)重值。

生態(tài)修復(fù)效果可以通過(guò)比較生態(tài)修復(fù)前后能反映各因子變化趨勢(shì)的量值進(jìn)行表征,因此,最終生成的評(píng)價(jià)因子量化值Yj應(yīng)當(dāng)是把生態(tài)修復(fù)前后各因子的觀(guān)測(cè)值,按照指標(biāo)的方向性進(jìn)行變化率計(jì)算。因?yàn)榭紤]變化的整體效果,最后將各項(xiàng)計(jì)算值與整體的變化閾值相比較,生成各項(xiàng)因子最后的評(píng)價(jià)值Yj。如生物多樣性是正向指標(biāo),其修復(fù)率公式為

則單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)值計(jì)算公式為

如營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo),其修復(fù)率為公式為

則單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)值計(jì)算公式為

其中:X1、X2分別為修復(fù)前、修復(fù)后的水平;A、B分別為各項(xiàng)因子修復(fù)率的最大值Zmax和最小值Zmin;A-B為生態(tài)恢復(fù)閾值。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

在權(quán)重計(jì)算過(guò)程中,共發(fā)放問(wèn)卷54份,實(shí)際回收54份,其中向連云港海洋漁業(yè)部門(mén)管理人員發(fā)放14份,占25.93%,向海洋科技專(zhuān)家發(fā)放17 份,占31.48%,向海洋政策研究人員發(fā)放23份, 占42.59%。回收后的問(wèn)卷按照主觀(guān)指標(biāo)計(jì)算方式算出權(quán)重W1。根據(jù)2014年的海洋生物和海洋環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù),以生態(tài)修復(fù)區(qū)內(nèi)的觀(guān)測(cè)結(jié)果為修復(fù)后的觀(guān)測(cè)值,生態(tài)修復(fù)區(qū)外對(duì)照組的觀(guān)測(cè)結(jié)果視為修復(fù)前的觀(guān)測(cè)值。按照式(1)～(4)計(jì)算客觀(guān)權(quán)重W2,按照式 (5)計(jì)算綜合權(quán)重,結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)式(7)～(10)可計(jì)算海州灣生態(tài)修復(fù)對(duì)資源和環(huán)境的修復(fù)率,海州灣生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)單項(xiàng)權(quán)重、修復(fù)率和各因子綜合值結(jié)果見(jiàn)表3。再由公式 (6)計(jì)算出生態(tài)修復(fù)目標(biāo)綜合值F,也可以將各項(xiàng)因子的修復(fù)率加權(quán)求和得到總體修復(fù)率。單項(xiàng)修復(fù)指數(shù)與該項(xiàng)分類(lèi)權(quán)重的比值即為該項(xiàng)的平均貢獻(xiàn)率,平均貢獻(xiàn)率能反映該項(xiàng)在整體中的位置。

海洋生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)等級(jí)值,參考國(guó)內(nèi)學(xué)者在內(nèi)陸河流水域生態(tài)修復(fù)相關(guān)的研究,具體劃分標(biāo)準(zhǔn)[23]為:分值＜0.25時(shí),綜合效果較差;0.25≤分值＜0.50時(shí),綜合效果中等;0.50≤分值≤0.75 時(shí),綜合效果良;分值＞0.75時(shí),綜合效果優(yōu)。本研究中,綜合修復(fù)率為30.14%,生態(tài)修復(fù)目標(biāo)綜合值F=0.4002,整體修復(fù)效果等級(jí)為中等。從表3可見(jiàn):資源平均修復(fù)率 (資源項(xiàng)D1～D6的綜合修復(fù)率之和與資源權(quán)重之比,即∑6i=1Zi/Wb僅為17.96%,明顯低于綜合修復(fù)率30.14%;環(huán)境平均修復(fù)率 (環(huán)境項(xiàng)D7～D16的綜合修復(fù)率之和與環(huán)境權(quán)重之比,即∑16i=7Zi/Wb)為33.15%,高于綜合修復(fù)率。這說(shuō)明生態(tài)修復(fù)作用于環(huán)境效果更明顯,而資源恢復(fù)效果尚不夠明顯。

表2 各項(xiàng)因子綜合權(quán)重計(jì)算值Tab.2 Weight of evolution index using different methods

表3 海洋生態(tài)修復(fù)區(qū)域修復(fù)效果評(píng)價(jià)綜合值Tab.3 The evaluation compositive index in Haizhou Bay ecological restoration area

3 討論

3.1 指標(biāo)權(quán)重

從表3準(zhǔn)則層的權(quán)重結(jié)果分析,環(huán)境因素對(duì)海洋生態(tài)修復(fù)的影響最大 (占80.18%),資源因素對(duì)海洋生態(tài)修復(fù)的影響次之 (占19.82%),這與趙新生等[24]的研究結(jié)果有一定的相似性。說(shuō)明德?tīng)柗品ê挽刂捣ńM合計(jì)算權(quán)重的方法是合理的。環(huán)境因素比資源因素占比率大,主要是環(huán)境方面各項(xiàng)因子在修復(fù)前后均發(fā)生了較明顯的變化,數(shù)據(jù)離散程度較大,導(dǎo)致熵值偏大,影響權(quán)重的大小。

從資源準(zhǔn)則層分析,生物多樣性指標(biāo)的權(quán)重更高,約占90.46%,這主要受游泳生物資源種類(lèi)變動(dòng)的影響,實(shí)施生態(tài)修復(fù)后該資源種類(lèi)和數(shù)量均有所增加,香農(nóng)-威納指數(shù)計(jì)算結(jié)果明顯升高。而漁業(yè)資源變化不大,主要是因?yàn)樾迯?fù)前后漁獲平均營(yíng)養(yǎng)級(jí)未發(fā)生較大的變動(dòng),當(dāng)?shù)氐闹饕?jīng)濟(jì)種類(lèi)組成變化不明顯。從環(huán)境準(zhǔn)則層來(lái)看,海水水質(zhì)指標(biāo)權(quán)重比營(yíng)養(yǎng)鹽略高,這主要受海洋初級(jí)生產(chǎn)力的影響,即葉綠素濃度在實(shí)施生態(tài)修復(fù)后有顯著的升高,除此之外,這些環(huán)境因子的變化還與營(yíng)養(yǎng)鹽、葉綠素a、溶解氧等環(huán)境因子的分布特征有關(guān)[25]。

3.2 評(píng)價(jià)目標(biāo)綜合值

從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出,環(huán)境因子中初級(jí)生產(chǎn)力D12綜合修復(fù)率單項(xiàng)值21.56%,這說(shuō)明初級(jí)生產(chǎn)力高于整體水平,修復(fù)效果理想。水體中總的氮鹽(硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽)指標(biāo)經(jīng)修復(fù)也有效降低。但水體中硅酸鹽和活性磷酸鹽指標(biāo)恢復(fù)效果不佳,其中硅酸鹽(D7)和活性磷酸鹽(D8)在修復(fù)區(qū)域綜合修復(fù)率分別為-0.04%和-0.43%,說(shuō)明被調(diào)查海域這兩項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽在修復(fù)后出現(xiàn)了略有升高(向負(fù)方向移動(dòng))的現(xiàn)象,可能是因?yàn)楹５渍系K物增加了海流的擾動(dòng),使沉積物中的硅、磷元素釋放到海水中,從而導(dǎo)致測(cè)量值略偏高[26]。

從生物因子評(píng)價(jià)綜合值可知:游泳生物多樣性＞浮游生物多樣性＞底棲生物多樣性,說(shuō)明生態(tài)修復(fù)對(duì)游泳生物多樣性的改變效果相對(duì)更明顯,但因修復(fù)區(qū)域部分底棲優(yōu)勢(shì)種類(lèi)占比更大,導(dǎo)致物種均勻度較差。而在主要漁獲物營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)組成的綜合值中,甲殼類(lèi)平均營(yíng)養(yǎng)級(jí)＞魚(yú)類(lèi)平均營(yíng)養(yǎng)級(jí)＞頭足類(lèi)營(yíng)養(yǎng)級(jí),這主要是由于在魚(yú)礁區(qū)捕獲的頭足類(lèi)中,營(yíng)養(yǎng)級(jí)較低的長(zhǎng)蛸漁獲量有所增加,導(dǎo)致頭足類(lèi)平均營(yíng)養(yǎng)級(jí)降低,而在魚(yú)礁區(qū)的甲殼類(lèi)漁獲中,營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高的口蝦蛄則優(yōu)勢(shì)更明顯。綜合分析發(fā)現(xiàn),依托人工魚(yú)礁等方式的生態(tài)修復(fù)工程,在工程核心區(qū)由于聚集效應(yīng)導(dǎo)致生物多樣性降低,在核心區(qū)周邊一定范圍內(nèi),生物多樣性會(huì)明顯增加,這也可能是由于核心區(qū)的漁獲比較難獲取所致。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本次評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)自海州灣人工魚(yú)礁生態(tài)修復(fù)區(qū)域2014年5月、8月、10月的調(diào)查結(jié)果,時(shí)空范圍雖不大,但也會(huì)造成一定的偶然性。因此,在評(píng)價(jià)過(guò)程中通過(guò)主客觀(guān)相結(jié)合的方法以減少主觀(guān)因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果造成的干擾。本評(píng)價(jià)結(jié)果與李飛等[27]的研究結(jié)果具有一定的相似性,均反映出海州灣生態(tài)海洋環(huán)境修復(fù)效果略?xún)?yōu)于生物資源恢復(fù)水平,且整體處于中等偏上水平。本研究中采用基于調(diào)查數(shù)據(jù)建立 “資源-環(huán)境”模型評(píng)估得到的評(píng)價(jià)結(jié)果,與實(shí)地走訪(fǎng)調(diào)查結(jié)果基本吻合,因此,建議可推廣到更大的時(shí)空范圍應(yīng)用。

本研究中的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,生態(tài)修復(fù)區(qū)域水質(zhì)環(huán)境明顯優(yōu)于未修復(fù)海域,說(shuō)明生態(tài)修復(fù)工程改善了海域的物理、化學(xué)、生物環(huán)境特征,也能有效地限制人類(lèi)的海上開(kāi)發(fā)活動(dòng),起到生境保護(hù)的作用。生態(tài)修復(fù)區(qū)域生物多樣性也明顯提高,主要原因是:一方面,投放人工魚(yú)礁提高了空間異質(zhì)性,改善了棲息地環(huán)境,使生物量增加、種類(lèi)增多;另一方面,海洋生態(tài)修復(fù)有效阻止了底拖網(wǎng)等不合理的捕撈作業(yè)方式,也有利于生物資源恢復(fù)。而漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)組成在修復(fù)前后變化不大,說(shuō)明生態(tài)修復(fù)工程對(duì)當(dāng)?shù)刂饕暮Ｋ?jīng)濟(jì)種類(lèi)影響效果尚未顯現(xiàn),這也可能與魚(yú)礁區(qū)捕撈方式的局限性有關(guān)。

4.2 建議

(1)生態(tài)修復(fù)應(yīng)重視生物資源恢復(fù)。海州灣人工增殖放流是促進(jìn)海州灣生物資源恢復(fù)的最佳途徑,從評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看,目前資源恢復(fù)還處在初期階段。一方面,放流的密度和種類(lèi)還可以繼續(xù)增加,另一方面,放流的苗種質(zhì)量和規(guī)格需要提升。此外,應(yīng)制定更科學(xué)的放流和苗種保護(hù)政策,以提高海州灣生物增殖放流水平,同時(shí)還應(yīng)考慮生態(tài)養(yǎng)殖的無(wú)害化,盡量減少養(yǎng)殖種類(lèi)對(duì)其他生物種類(lèi)的競(jìng)爭(zhēng)壓力,以進(jìn)一步改善生物多樣性,提高生態(tài)系統(tǒng)的成熟度和穩(wěn)定性。

(2)評(píng)估監(jiān)測(cè)應(yīng)不斷完善調(diào)查內(nèi)容。在環(huán)境和資源的跟蹤調(diào)查方面,建議擴(kuò)大環(huán)境調(diào)查范圍和內(nèi)容,豐富生物資源調(diào)查方法。隨著海洋環(huán)境不斷的變化,常規(guī)監(jiān)測(cè)調(diào)查內(nèi)容數(shù)目可以有所增加。通過(guò)合理設(shè)置對(duì)照區(qū)域來(lái)獲取用于評(píng)價(jià)修復(fù)效果的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。此外,生物資源的采集可適當(dāng)采用多種網(wǎng)具類(lèi)型 (如地籠、定置刺網(wǎng)、張網(wǎng)等)增加漁獲機(jī)會(huì),進(jìn)一步提高生物資源數(shù)據(jù)獲取的可靠性。

(3)評(píng)價(jià)內(nèi)容可優(yōu)先考慮環(huán)境因素的變化。通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果可知,海洋生態(tài)修復(fù)工程對(duì)環(huán)境要素的變化影響更為明顯。因此,在以后的海洋生態(tài)修復(fù)實(shí)踐或者修復(fù)效果評(píng)價(jià)中,可優(yōu)先考慮環(huán)境因素的變化,例如水質(zhì)環(huán)境的變化。

[1] 陳驍,趙新生,李妍.江蘇海州灣海島與岸線(xiàn)資源修復(fù)及整治途徑研究[J].海洋開(kāi)發(fā)與管理,2015(12):53-56.

[2] 田濤,陳勇,陳辰,等.獐子島海洋牧場(chǎng)海域人工魚(yú)礁區(qū)投礁前的生態(tài)環(huán)境調(diào)查與評(píng)估[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2014,29(1): 75-81.

[3] 張毅敏,陳晶,楊陽(yáng),等.我國(guó)海洋污染現(xiàn)狀、生態(tài)修復(fù)技術(shù)及展望[J].科學(xué),2014,66(3):48-51.

[4] 劉卓,楊紀(jì)明.日本海洋牧場(chǎng)(Marine Ranching)研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息,1995,10(5):14-18.

[5] 馬軍英,楊紀(jì)明.日本的海洋牧場(chǎng)研究[J].海洋科學(xué),1995,18 (3):21-24.

[6] Coen L D,Luckenbach M W.Developing success criteria and goals for evaluating oyster reef restoration:ecological function or resource exploitation?[J].Ecological Engineering,2000,15(3-4):323-343.

[7] 于沛民,張秀梅.日本美國(guó)人工魚(yú)礁建設(shè)對(duì)我國(guó)的啟示[J].漁業(yè)現(xiàn)代化,2006(2):6-7,20.

[8] 陳勇,楊軍,田濤,等.獐子島海洋牧場(chǎng)人工魚(yú)礁區(qū)魚(yú)類(lèi)資源養(yǎng)護(hù)效果的初步研究[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2014,29(2):183-187.

[9] 秦傳新,陳丕茂,賈曉平.人工魚(yú)礁構(gòu)建對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響——以深圳楊梅坑人工魚(yú)礁區(qū)為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(8):2160-2166.

[10] 朱孔文,孫滿(mǎn)昌,張碩,等.海州灣海洋牧場(chǎng)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2011.

[11] 連云港市海洋與漁業(yè)局.江蘇省海州灣海洋生物資源與生態(tài)環(huán)境修復(fù)區(qū)規(guī)劃(2016-2020)[R].連云港市:連云港市海洋與漁業(yè)局,2015.

[12] 楊柳.海州灣人工魚(yú)礁區(qū)浮游生物變動(dòng)分析[D].上海:上海海洋大學(xué),2011.

[13] 鄧?yán)蚱?蘇營(yíng)營(yíng),蘇華,等.大型海藻吸附水體中重金屬離子的機(jī)理及影響因素[J].海洋科學(xué),2008,32(8):91-96.

[14] 張進(jìn),沈蔚,韓軍,等.成像聲吶在人工魚(yú)礁建設(shè)中的應(yīng)用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(8):370-372.

[15] 孫習(xí)武,張碩,趙裕青,等.海州灣人工魚(yú)礁海域魚(yú)類(lèi)和大型無(wú)脊椎動(dòng)物群落組成及結(jié)構(gòu)特征[J].上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2010,19(4):505-513.

[16] 陳曉英,張杰,馬毅.近40年來(lái)海州灣海岸線(xiàn)時(shí)空變化分析[J].海洋科學(xué)進(jìn)展,2014,32(3):324-334.

[17] 張明亮.連云港海州灣人工魚(yú)礁建設(shè)淺論[J].海洋開(kāi)發(fā)與管理,2008,25(5):123-126.

[18] 王雨晴,宋戈.城市土地利用綜合效益評(píng)價(jià)與案例研究[J].地理科學(xué),2006,26(6):743-748.

[19] 梁湘波.海洋功能分區(qū)方法及其應(yīng)用研究[D].天津:天津師范大學(xué),2005.

[20] 杜利楠,欒維新,孫戰(zhàn)秀,等.中國(guó)沿海省區(qū)海洋科技競(jìng)爭(zhēng)力動(dòng)態(tài)演變測(cè)度[J].中國(guó)科技論壇,2015(8):99-105.

[21] 吳開(kāi)亞,金菊良.區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)的熵組合權(quán)重屬性識(shí)別模型[J].地理科學(xué),2008,28(6):754-758.

[22] 趙麗,朱永明,付梅臣,等.主成分分析法和熵值法在農(nóng)村居民點(diǎn)集約利用評(píng)價(jià)中的比較[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2012,28 (7):235-242.

[23] 高強(qiáng),唐清華,孟慶強(qiáng).感潮河湖水系連通水環(huán)境改善效果評(píng)價(jià)[J].人民長(zhǎng)江,2015(15):38-40,50.

[24] 趙新生,孫偉富,任廣波,等.海州灣海洋牧場(chǎng)生態(tài)健康評(píng)價(jià)[J].激光生物學(xué)報(bào),2014,23(6):626-632.

[25] 龍愛(ài)民,陳紹勇,周偉華,等.南海北部秋季營(yíng)養(yǎng)鹽、溶解氧、pH值和葉綠素a分布特征及相互關(guān)系[J].海洋通報(bào),2006, 25(5):9-16.

[26] 高春梅,朱珠,王功芹,等.海州灣海洋牧場(chǎng)海域表層沉積物磷的形態(tài)與環(huán)境意義[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2015,35(11): 3437-3444.

[27] 李飛,徐敏.海州灣保護(hù)區(qū)海洋環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2014,23(5):659-667.

Evaluation of ecological restoration performance in Haizhou Bay,Lianyungang

FU Xiao-ming1,TANG Jian-ye1,2,WU Wei-qiang3,ZHANG Shuo1,2

(1.College of Marine Sciences,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2.Key Laboratory of Sustainable Exploitation of Oceanic Fisheries Resources,Ministry of Education,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;3.Lianyungang Marine and Fishery Bureau,Lianyungang 222003,China)

A set of ecological restoration effect evaluation system was established based on“resource-environment”with 16 concrete evaluation factors and evaluation method by the marine environment ecological survey in spring, summer and autumn of 2014 and the performance of ecological restoration and governance of Haizhou Bay ecological restoration project was assessed using Delphi method and entropy weight method combination empowerment.Results showed that the conditions of the ecological restoration areas were found to be improved by 30.14%,with mean repair rate of 17.96%in biological resources and 33.15%in marine environment improvement.There was comprehensive evolution value of 0.400 2 in ecological restoration in the Haizhou Bay,up to the moderate level.The findings indicated that environmental remediation was obvious,but marine biological resources recovery needed to be further improved in Haizhou Bay areas.

Haizhou Bay;ecological restoration;performance evaluation

S953.1

A

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.01.016

2095-1388(2017)01-0093-06

2016-04-25

國(guó)家公益性行業(yè) (農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng) (201303047);海州灣海洋牧場(chǎng)示范項(xiàng)目 (D-8006-12-0018,D8006-15-8014)

符小明 (1990—),男,碩士研究生。E-mail:m130302632@st.shou.edu.cn

張碩 (1976—),男,博士,副教授。E-mail:s-zhang@shou.edu.cn