紀(jì)瑩璐，張乃星，王 嵐，張 亮，蒲思潮，孫靜宜

( 1.國家海洋局 北海預(yù)報(bào)中心，山東 青島 266061； 2.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061 )

大型底棲動(dòng)物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中通過底層水和沉積環(huán)境參與水體—沉積物的物質(zhì)循環(huán)，在能流和物流中均占有十分重要的地位[1-2]。絕大多數(shù)大型底棲動(dòng)物的活動(dòng)能力弱，對(duì)海洋環(huán)境污染反應(yīng)較為敏感，通?？勺鳛樯鷳B(tài)系統(tǒng)變化的環(huán)境指示種[3]。其種類組成、空間分布和多樣性水平等受棲息地的環(huán)境因素影響較大，沉積環(huán)境變化和人為干擾都會(huì)引起大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的改變，常被作為重要的海洋生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)內(nèi)容[4]。

小麥島位于膠州灣口外北部，南部瀕臨黃海，為人工陸連島，距岸約150 m。近年來隨著小麥島污水處理廠排污改造、游艇碼頭和小麥島生態(tài)修復(fù)工程開工建設(shè)等一系列開發(fā)活動(dòng)的進(jìn)行，人類對(duì)于小麥島鄰近海域生態(tài)環(huán)境的影響日益加劇，給其海洋生態(tài)環(huán)境帶來了巨大壓力。大型底棲動(dòng)物的生物多樣性、種類組成、群落結(jié)構(gòu)等變化能夠準(zhǔn)確地反映出所處環(huán)境的長期、宏觀變化，對(duì)小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物開展生態(tài)調(diào)查對(duì)了解該海域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況具有重要的意義。筆者利用2018年10月的小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)，分析海域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征和生物多樣性的時(shí)空分布，并利用豐度—生物量比較曲線和生物環(huán)境相關(guān)性分析對(duì)大型底棲動(dòng)物群落和生境質(zhì)量進(jìn)行研究，為小麥島鄰近海域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)及后期綜合開發(fā)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查海域

2018年10月對(duì)小麥島鄰近海域進(jìn)行了大型底棲動(dòng)物調(diào)查，根據(jù)小麥島鄰近海域水動(dòng)力特征、排污口和游艇碼頭位置，在調(diào)查海域設(shè)置了由近岸向遠(yuǎn)海呈輻射狀的兩條斷面，取樣站位見圖1(其中3、4號(hào)站在小麥島入海排污口周圍)。

圖1 小麥島海域大型底棲動(dòng)物取樣站位

1.2 野外采樣和室內(nèi)分析

使用抓斗采泥器采集大型底棲動(dòng)物，采樣面積為0.05 m2，每個(gè)站位取4個(gè)平行樣，合并為1個(gè)樣品。生物樣品現(xiàn)場用孔徑為0.5 mm的網(wǎng)篩分選，留在網(wǎng)篩上的樣品全部收集裝瓶并用等體積10%福爾馬林溶液固定。同時(shí)采集底層海水裝瓶24 h內(nèi)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，并采集一定量的表層沉積物放入-20 ℃低溫冰柜冷凍保存。環(huán)境因子測(cè)定沉積物要素粒度、重金屬(銅、鉛、鋅、鎘、鉻)、表層葉綠素a(0～2 cm)、石油烴，水質(zhì)要素水深、鹽度、水溫、pH、營養(yǎng)鹽(磷酸鹽、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨氮)、化學(xué)需氧量。水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法為：鹽度使用鹽度計(jì)法，pH為電位計(jì)法，磷酸鹽為磷鉬藍(lán)分光光度法，亞硝態(tài)氮為鹽酸萘乙二胺分光光度法，硝態(tài)氮為鋅鎘還原法，氨氮為次溴酸鹽氧化法，化學(xué)需氧量為堿性高錳酸鉀法，石油烴為紫外分光光度法，葉綠素a為熒光計(jì)法。沉積物重金屬采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定，粒度采用激光法測(cè)定。樣品的采集、處理、測(cè)定及數(shù)據(jù)處理等均按照GB/T 12763.6—2007《海洋調(diào)查規(guī)范》[5]和GB 17378.7—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[6]進(jìn)行。濕質(zhì)量使用精度為0.001 g的電子天平稱量，個(gè)體大、數(shù)量多的軟體動(dòng)物的殼和肉分別稱量質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用相對(duì)重要性指數(shù)(IRI)[7]來確定大型底棲動(dòng)物的群落優(yōu)勢(shì)種，該指數(shù)可以兼顧大型底棲動(dòng)物豐度、生物量數(shù)據(jù)和各物種的分布情況[8]，計(jì)算公式為：

IRI=(M/%+N/%)×F/%

(1)

式中，M為各物種生物量占總生物量的百分比(%)，N為各物種豐度占總豐度的百分比(%)，F(xiàn)為該種出現(xiàn)的頻率(%)。IRI>1000的種定為優(yōu)勢(shì)種，IRI在100～1000的種為重要種[9]。

用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Pielou均勻度指數(shù)(J′)和Margalef豐富度指數(shù)(d)進(jìn)行多樣性分析。計(jì)算公式為：

d=(S-1)/ log2N

(2)

(3)

J′=H′/log2S

(4)

式中，S為樣品的總種數(shù)，N為樣品的總個(gè)體數(shù)，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)。

使用PRIMER 6軟件繪制豐度—生物量比較曲線圖，并計(jì)算Warwick指數(shù)W，計(jì)算公式為：

屋頂部分，濁漳河兩岸的民居多用懸山頂，山墻面屋頂木構(gòu)架裸露，屋頂敷小青瓦。虹霓河、宑底河由于海拔較高，交通不便，建筑材料短缺，民居屋頂會(huì)使用石板。有部分民居，同一建筑屋頂會(huì)混合鋪砌石板和青瓦，并運(yùn)用石板疊澀出際山墻。立面上的門窗洞口采用石質(zhì)或木質(zhì)過梁，規(guī)模較大的商賈大院，門窗過梁上都有精美的木雕，二層開的券窗上會(huì)有精美的磚雕；山區(qū)民居建筑屋頂多鋪石板，出山墻面不做或略作懸挑。由于山區(qū)溫度較低，建筑立面門窗洞口都比較小，其式樣也較為簡潔，且山墻面和后檐墻面一般都不開門窗。結(jié)合建筑高度及結(jié)構(gòu)類型，依據(jù)墻體及屋頂?shù)慕ㄔ觳牧峡蓪⒚窬诱⒚婕吧綁γ鏆w納為如圖12、13所示的幾種類型。

(5)

式中，Ai和Bi表示曲線中第i種對(duì)應(yīng)的豐度和生物量的累積百分比，S為總種數(shù)。

Bray-Curtis相似性系數(shù)聚類對(duì)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，該分析技術(shù)在生態(tài)學(xué)上的應(yīng)用被證明十分有效，運(yùn)用單因子相似性分析檢驗(yàn)各聚類分組間的差異顯著性，用相似性百分比分析來獲得物種在組內(nèi)相似性和組間差異性的平均貢獻(xiàn)率[10-11]。

采用SPSS 19和CANOCO 5中冗余分析解析大型底棲動(dòng)物與環(huán)境因子的關(guān)系。至少在一個(gè)站位個(gè)數(shù)超過該站位總數(shù)量5%的種類才能參與排序，分析前將除pH外的生物和環(huán)境數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換成log(x+1)形式[12]。大型底棲動(dòng)物變量進(jìn)行去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析，以確定群落屬于單峰型分布或線型分布[13]，結(jié)果表明，所有軸中梯度最大值為3.0～4.0，選用冗余分析方法。

2 結(jié) 果

2.1 大型底棲動(dòng)物種類組成和優(yōu)勢(shì)種

本次調(diào)查共鑒定出大型底棲動(dòng)物80種，其中環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類57種，占71.25%；軟體動(dòng)物3種，占3.75%；節(jié)肢動(dòng)物甲殼類15種，占18.75%；棘皮動(dòng)物2種，占2.50%；紐形、螠蟲、頭索動(dòng)物各1種，各占1.25%。從種類數(shù)來看，多毛類和甲殼類兩大類群占優(yōu)勢(shì)，占總種數(shù)的90.0%。

小麥島周邊海域相對(duì)重要性指數(shù)高于100的物種共17種(表1)，以多毛類為主(10種)，甲殼類4種、紐形動(dòng)物1種、棘皮動(dòng)物1種、頭索動(dòng)物1種。中蚓蟲(Mediomastussp.)(相對(duì)重要性指數(shù)=1219)為優(yōu)勢(shì)種，在所有站位均有出現(xiàn)，占總豐度和生物量的11.7%和0.5%；重要種中，錐稚蟲(Aonidesoxycephala)相對(duì)重要性指數(shù)最高(相對(duì)重要性指數(shù)=764)，其出現(xiàn)頻率為44.4%，占總豐度和生物量的15.2%和2.0%。重要種青島文昌魚(Branchiostomabelcheritsingtauense)僅在3號(hào)站出現(xiàn)，因其豐度和生物量較大，相對(duì)重要性指數(shù)達(dá)到133，具有一定的偶然性。

表1 大型底棲動(dòng)物相對(duì)重要性指數(shù)(相對(duì)重要性指數(shù)>100)

2.2 大型底棲動(dòng)物豐度和生物量

調(diào)查海域大型底棲動(dòng)物平均豐度為474 個(gè)/m2，其中多毛類占優(yōu)勢(shì)，豐度為406個(gè)/m2，占總平均豐度的85.6%；其次是軟體動(dòng)物，豐度為27個(gè)/m2，占總平均豐度的5.7%；甲殼類豐度為7個(gè)/m2，占總平均豐度的1.5%；其他類為34個(gè)/m2，占總平均豐度的7.2%。豐度超過500個(gè)/m2的站位有3個(gè)，分別為3號(hào)站(830個(gè)/m2)、4號(hào)站(820個(gè)/m2)和6號(hào)站(590個(gè)/m2)，3號(hào)站和4號(hào)站出現(xiàn)的錐稚蟲，6號(hào)站出現(xiàn)的中蚓蟲，均對(duì)各站位豐度貢獻(xiàn)量較大。豐度最低的站位為7號(hào)站(180個(gè)/m2)。近岸西部站位比遠(yuǎn)岸東部站位的豐度值稍高(圖2a)。

大型底棲動(dòng)物平均生物量為65.42 g/m2。其中多毛類為8.50 g/m2，占13.0%；甲殼類為34.28 g/m2，占52.4%；棘皮動(dòng)物為12.23 g/m2，占18.7%；其他類為10.41 g/m2，占15.9%。9個(gè)站位中生物量排前三位的分別是4號(hào)站(118.40 g/m2)、9號(hào)站(102.86 g/m2)和6號(hào)站(84.53 g/m2)，生物量最低的是8號(hào)站，為18.15 g/m2。4號(hào)站出現(xiàn)個(gè)體較大的日本褐蝦、9號(hào)站出現(xiàn)大個(gè)體日本倍棘蛇尾、3號(hào)站采集到數(shù)量較多且個(gè)體較大的青島文昌魚是導(dǎo)致這些站位對(duì)應(yīng)門類生物量明顯高于其他站的原因。調(diào)查海域中間站位的大型底棲動(dòng)物生物量偏低(圖2b)。

圖2 調(diào)查站位大型底棲動(dòng)物豐度和生物量的空間分布

2.3 物種多樣性

調(diào)查海域大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)見表2。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)為2.89～4.36，平均值3.65，除3號(hào)站外其余站位均大于3。按照空間分布來看，多樣性指數(shù)的高值區(qū)均位于遠(yuǎn)岸海域6號(hào)站(4.07)和9號(hào)站(4.36)，低值區(qū)位于近岸海域尤其是排污口西北方的3號(hào)站(2.89)。調(diào)查海域種數(shù)較多的站位有4號(hào)站(27種)、6號(hào)站(27種)和9號(hào)站(24種)，7號(hào)站種數(shù)較少(11種)。

表2 調(diào)查站位大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)

2.4 大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)

圖3 對(duì)調(diào)查海域站位的聚類分析結(jié)果

群落Ⅰ包括3號(hào)站和4號(hào)站，相似性百分比分析得出2個(gè)站位間平均相似度為43.64%，錐稚蟲為特征種，該群落平均豐度和生物量均較高。群落Ⅱ由遠(yuǎn)岸站位組成，包括5號(hào)站、6號(hào)站和9號(hào)站，站位間平均相似度為37.81%，特征種為中蚓蟲、多絲獨(dú)毛蟲和異足索沙蠶，該群落中出現(xiàn)了個(gè)體較大的棘皮動(dòng)物。群落Ⅲ包括1號(hào)站、2號(hào)站、7號(hào)站和8號(hào)站，各站位間的平均相似度為32.18%，以短鰓偽才女蟲、中蚓蟲和花岡鉤毛蟲為特征種。

2.5 豐度—生物量比較曲線

對(duì)3個(gè)群落繪制豐度—生物量比較曲線(圖4)并計(jì)算Warwick指數(shù)值。本調(diào)查群落Ⅰ豐度和生物量曲線出現(xiàn)交叉，群落Ⅱ和群落Ⅲ生物量曲線始終處于豐度曲線上方。就Warwick指數(shù)而言，3個(gè)群落的Warwick指數(shù)均大于0，其中由遠(yuǎn)岸站位組成的群落Ⅱ數(shù)值最高，為0.421。

圖4 小麥島海域大型底棲動(dòng)物豐度—生物量比較曲線

2.6 環(huán)境因子相關(guān)性分析

大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)一般受棲息環(huán)境的影響。皮爾森相關(guān)性分析結(jié)果顯示，大型底棲動(dòng)物種數(shù)與pH、磷酸鹽、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮和鉻呈顯著正相關(guān)(P<0.01)；大型底棲動(dòng)物生物量與pH、磷酸鹽、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮和鉛呈顯著正相關(guān)(P<0.01)；豐富度指數(shù)與pH、磷酸鹽、硝態(tài)氮和鉻呈顯著正相關(guān)(P<0.01)；Shannon-Wiener多樣性指數(shù)與鉻呈顯著正相關(guān)(P<0.01)；均勻度指數(shù)與水深呈顯著正相關(guān)(P<0.01)；優(yōu)勢(shì)種錐稚蟲豐度與磷酸鹽、亞硝態(tài)氮和粉砂呈顯著正相關(guān)(P<0.01)，與氨氮、礫石、砂和中值粒徑呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。

運(yùn)用CANOCO 5軟件進(jìn)行冗余分析，以了解小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子的關(guān)系(表3)。采用向前引入法逐步篩選出顯著的環(huán)境因子，包括水深、粉砂、鉛、磷酸鹽、鹽度、銅、鉻、化學(xué)需氧量等。冗余分析圖(圖5)中，不同環(huán)境因子箭頭長短可以反映其對(duì)大型底棲動(dòng)物影響顯著程度的大小，箭頭越長影響越大，反之則越小。粉砂、水深、磷酸鹽、銅的箭頭較長，表明這4種環(huán)境因子與小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種相關(guān)程度較大。從環(huán)境因子與冗余分析軸1夾角分析，水深、鹽度、銅、鉻、化學(xué)需氧量與軸1成負(fù)相關(guān)，粉砂、鉛、磷酸鹽與軸1成正相關(guān)。軸1反映了大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種對(duì)環(huán)境因子的需求趨勢(shì)，軸1由左往右大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種對(duì)水深、鹽度、銅、鉻、化學(xué)需氧量的適應(yīng)性逐漸降低，粉砂、鉛、磷酸鹽的適應(yīng)逐漸升高。從環(huán)境因子與冗余分析軸2夾角分析，粉砂、磷酸鹽、銅、鉻與第二排序軸呈正相關(guān)，即軸2由下到上大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種隨著粉砂、磷酸鹽、銅和鉻的增大適應(yīng)性逐漸增強(qiáng)。

表3 冗余分析結(jié)果

圖5 小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子之間的冗余分析

3 討 論

3.1 與鄰近海域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的對(duì)比

為探明小麥島鄰近海域的大型底棲生物狀況，將本次調(diào)查結(jié)果同歷史資料及鄰近海域進(jìn)行比較(表4)。由于各個(gè)調(diào)查位于青島近海的不同海域，站位數(shù)量和采樣方法不同，調(diào)查時(shí)間相差大，環(huán)境生態(tài)變化較大，導(dǎo)致大型底棲動(dòng)物的種類和數(shù)量存在較大差異。

表4 本次調(diào)查與鄰近海域歷史資料的比較

豐度方面，青島近岸海域的秋季調(diào)查結(jié)果[15-16]與本次調(diào)查平均豐度相近，并高于其他季節(jié)；雖然本次調(diào)查大型底棲動(dòng)物中多毛類在種數(shù)和豐度上均占優(yōu)勢(shì)，但在生物量方面，甲殼動(dòng)物和棘皮動(dòng)物貢獻(xiàn)率超過70%，且在部分站位出現(xiàn)了數(shù)量較多且個(gè)體較大的青島文昌魚，因此本次調(diào)查的生物量較高，僅次于膠州灣[18]。多樣性指數(shù)方面，小麥島鄰近海域的均勻度指數(shù)與以往調(diào)查[14-18]基本持平，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)高于其他海域[14-18]，而豐富度指數(shù)則呈現(xiàn)秋季調(diào)查高于其他季節(jié)[14]的特點(diǎn)。與本研究團(tuán)隊(duì)2011年8月在該海域生態(tài)調(diào)查的研究結(jié)果相比，大型底棲動(dòng)物的種數(shù)、豐度、生物量和豐富度指數(shù)均有上升，除考慮調(diào)查季節(jié)的因素，這種變化也可能與小麥島污水處理廠提升改造有關(guān)。小麥島污水處理廠于2016年完成提升改造工作，升級(jí)改造主要針對(duì)化學(xué)需氧量和氨氮等污染物，改造后污水排放達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，使小麥島鄰近海域水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，但小麥島鄰近海域生態(tài)環(huán)境和生物資源的變化趨勢(shì)仍需開展長期的跟蹤監(jiān)測(cè)。

3.2 大型底棲動(dòng)物多樣性分析

多樣性指數(shù)不僅可以描述群落的多樣性特征，也常用于評(píng)價(jià)調(diào)查海域環(huán)境質(zhì)量污染程度。一般來說，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)<1，表示重污染；Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為1～2，表示重中度污染；Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2～3，表示輕中度污染；Shannon-Wiener多樣性指數(shù)>3，表示輕度污染至無污染[19]。小麥島鄰近海域Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值大于3，表示呈輕度污染至無污染，底棲生態(tài)環(huán)境整體呈良性狀態(tài)。僅3號(hào)站Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2～3，顯示其底棲生態(tài)環(huán)境呈輕中度污染，3號(hào)站物種數(shù)較少但出現(xiàn)了數(shù)量較多的錐稚蟲(豐度為350 個(gè)/m2，占該站位總豐度的42.2%)，導(dǎo)致其Shannon-Wiener多樣性指數(shù)較低，均勻度指數(shù)也是調(diào)查站位中最低的。位于排污口附近的4號(hào)站多樣性指數(shù)和物種數(shù)高于3號(hào)站的可能與調(diào)查海域的水動(dòng)力條件有關(guān)。小麥島排污口位于3、4號(hào)站偏東方向，屬管道深海排放。青島近岸海域半日潮流占主，全日潮流次之，且半日潮流表現(xiàn)為一種逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的近乎直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)[20]。根據(jù)小麥島海洋站海浪觀測(cè)資料分析，小麥島排污口鄰近海域以涌浪為主，海域以東南向?yàn)槌＠讼颍瑬|南東向?yàn)榇纬＠讼?，鄰近海域?qiáng)浪向和次強(qiáng)浪向產(chǎn)生的近岸流主要是沿岸流，沿岸流的方向大體上為自東向西的方向，其余流主要呈現(xiàn)西北向，且由表及底余流減小。其中，中層和底層余流較弱且流向平穩(wěn)，以西北向和北向流為主[21]。結(jié)合海流特征分析，受強(qiáng)南風(fēng)影響時(shí)，排污口的污水在半日潮作用下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，且其位于底層，受余流作用污水由排污口向西北方流動(dòng)后沿自東向西的沿岸流離開。3號(hào)站位于排污口西北方，4號(hào)站位于西南方，因此3號(hào)站受排污影響較大，多樣性指數(shù)比4號(hào)站偏低。雖然4號(hào)站多樣性指數(shù)較高，但受污水排放的影響，該站位均勻度指數(shù)較其他遠(yuǎn)離排污口的站位低。與3號(hào)站相反，6、9號(hào)站采集的物種數(shù)較多，樣品中大型底棲動(dòng)物各物種數(shù)目分布均勻，無明顯優(yōu)勢(shì)種存在，站位多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均較高。冷宇等[22]發(fā)現(xiàn)，秋季養(yǎng)馬島大型底棲動(dòng)物物種多樣性指數(shù)平均為2.13，均勻度指數(shù)平均為0.51；韓志杰等[23]對(duì)夏季昌黎生態(tài)監(jiān)控區(qū)大型底棲動(dòng)物群落的研究發(fā)現(xiàn)，其多樣性指數(shù)平均為1.84，均勻度指數(shù)平均為0.79；楊梅等[18]指出，秋季膠州灣潮下帶大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)平均為2.86，均勻度指數(shù)平均為0.77。本研究結(jié)果顯示，調(diào)查海域大型底棲動(dòng)物群落的平均多樣性指數(shù)為3.65，平均均勻度指數(shù)為0.862，均明顯高于以上研究海域。其中，養(yǎng)馬島大型底棲動(dòng)物生態(tài)調(diào)查的大部分站位均被浮筏養(yǎng)殖所覆蓋且有堤壩分布，阻斷了潮流通過，水交換能力差，養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)的殘餌和有機(jī)碎屑無法正常通過水交換稀釋擴(kuò)散，日積月累加劇了底質(zhì)環(huán)境的惡化，多毛類和可附著于養(yǎng)殖網(wǎng)籠上的鉤蝦類頻繁出現(xiàn)，造成該海域生物多樣性水平低[22]。昌黎生態(tài)監(jiān)控區(qū)位于灤河—大蒲河口淺海海域，調(diào)查季節(jié)為夏季豐水期，淡水河流的注入使河口附近海域鹽度較低；此外，夏季時(shí)河口附近近海養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，養(yǎng)殖區(qū)有機(jī)污染物在微生物的分解下產(chǎn)生大量硫化物，使海域沉積環(huán)境惡化，已有研究顯示，鹽度和硫化物均會(huì)影響大型底棲動(dòng)物的生長繁殖，造成其種類數(shù)和豐度下降，多樣性指數(shù)降低[23]；膠州灣為半封閉海灣，20世紀(jì)90年代海岸帶圍填海開發(fā)使海灣面積減少，灣內(nèi)水體自凈能力降低，同時(shí)陸源污水的大量排放和海水養(yǎng)殖餌料的過量投放使海水富營養(yǎng)化，海洋災(zāi)害頻發(fā)，雖然近年來膠州灣生態(tài)環(huán)境逐步好轉(zhuǎn)，但人工養(yǎng)殖造成了菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)等一些優(yōu)勢(shì)種大量繁殖[18]，底棲生物群落結(jié)構(gòu)趨向簡單，多樣性指數(shù)降低，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′年平均值仍低于3.00，相較于青島近岸開放性海域的小麥島數(shù)值偏低。

3.3 環(huán)境對(duì)大型底棲動(dòng)物群落的影響

Warwick[24]提出，豐度—生物量比較曲線可以用來監(jiān)測(cè)環(huán)境污染造成的大型底棲動(dòng)物群落擾動(dòng)。在穩(wěn)定的海洋環(huán)境中，大型底棲動(dòng)物群落的生物量為1個(gè)或多個(gè)大型種占優(yōu)勢(shì)，且每個(gè)種多于1個(gè)個(gè)體，整條生物量曲線位于豐度曲線上方；當(dāng)群落受到擾動(dòng)時(shí)，大個(gè)體的競爭優(yōu)勢(shì)種消失，隨機(jī)的小個(gè)體種在數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)，中度污染時(shí)，生物量和豐度曲線或相互交叉或重疊在一起，嚴(yán)重污染時(shí)，整條豐度曲線位于生物量曲線上方。小麥島鄰近海域豐度—生物量比較曲線結(jié)果顯示，群落Ⅰ生物量和豐度曲線相互交叉，生物量曲線起點(diǎn)位于豐度曲線起點(diǎn)之下，說明組成該群落的大型底棲動(dòng)物中可能出現(xiàn)了某種個(gè)體較小的機(jī)會(huì)種，且此物種的數(shù)量較多，沉積環(huán)境可能出現(xiàn)中度污染。該群落中的3號(hào)站的多樣性指數(shù)為2.89，顯示底棲生態(tài)環(huán)境輕中度污染，多樣性指數(shù)和豐度—生物量比較曲線評(píng)價(jià)結(jié)果一致。群落Ⅰ以個(gè)體小的多毛類為主，海稚蟲科物種數(shù)量較多，因此該群落豐度起始累積優(yōu)勢(shì)度與生物量累積優(yōu)勢(shì)度在圖上表現(xiàn)為兩條曲線交叉，而多樣性指數(shù)值的大小取決于物種數(shù)多少和分配均勻度，3號(hào)站雖然種類較多但小個(gè)體種錐稚蟲優(yōu)勢(shì)度較大，故多樣性指數(shù)偏低。此外，群落Ⅰ包含的兩個(gè)站位位于小麥島污水處理廠入海排污口附近，通常污水排海會(huì)對(duì)其周邊海域的水體和沉積環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響，導(dǎo)致大型底棲動(dòng)物群落遭受一定程度的破壞。結(jié)合調(diào)查海域的水動(dòng)力情況進(jìn)行分析，海底管道排放的污水受余流作用由排污口向西北方流動(dòng)后沿自東向西的沿岸流離開，3號(hào)站位于排污口的西北方，受排污的影響較大，存在底棲生態(tài)環(huán)境受污染的可能，因此需加強(qiáng)對(duì)小麥島污染源的治理力度，嚴(yán)格控制并定時(shí)監(jiān)測(cè)污水排放情況，促進(jìn)小麥島鄰近海域水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境的改善。

相關(guān)性分析和冗余分析結(jié)果顯示，水深、磷酸鹽、無機(jī)氮、銅、鉻和粉砂含量是影響小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物群落的環(huán)境因子組合。水深會(huì)影響水體透明度進(jìn)而影響水中的光照度，動(dòng)物的生長需要一定程度的光照，尤其是底棲動(dòng)物多毛類，光照度不足會(huì)影響其生長發(fā)育，但水深較淺的近岸海域由于人為擾動(dòng)大，底棲動(dòng)物的多樣性也偏低，本調(diào)查中站位水深9.5～24 m，隨著水深的增加均勻度指數(shù)增大。營養(yǎng)鹽是底棲生物生長的營養(yǎng)因子，隨著水體中營養(yǎng)鹽物質(zhì)的增加出現(xiàn)富營養(yǎng)化，大型底棲動(dòng)物多樣性會(huì)相應(yīng)降低，調(diào)查海域磷酸鹽和無機(jī)氮含量均符合海水一類水質(zhì)要求，對(duì)底棲動(dòng)物的負(fù)面作用較小，介于存在小麥島陸源污水排放，控制營養(yǎng)鹽的過量輸入對(duì)維持小麥島鄰近海域生態(tài)平衡十分必要。通常高含量重金屬對(duì)底棲生物具有毒性致死效應(yīng)，小麥島鄰近海域沉積物中重金屬含量均符合沉積物第一類質(zhì)量要求，海域重金屬含量屬微量，不構(gòu)成急性毒害作用。已有研究顯示，微量的銅、鋅、鉻對(duì)青島文昌魚無毒害作用，可以作為營養(yǎng)元素，對(duì)其生長具有一定的促進(jìn)作用[25]。楊麗等[26]指出，由于各類底棲動(dòng)物對(duì)重金屬的富集程度及其對(duì)重金屬的耐受能力不同，底棲動(dòng)物受重金屬影響的效果有差別。目前尚未有微量重金屬元素對(duì)大型底棲動(dòng)物尤其是環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類影響的研究，不確定微量或痕量重金屬在大型底棲動(dòng)物生長過程中是否有正向促進(jìn)作用。因此在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)底棲動(dòng)物體內(nèi)的重金屬含量，深入了解重金屬對(duì)各種類底棲動(dòng)物的影響十分必要。

底質(zhì)類型是影響近岸大型底棲動(dòng)物分布的重要環(huán)境因子[27-28]。通常，沉積物有機(jī)質(zhì)含量與粒徑大小呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，黏土和粉砂含量較高的沉積物比表面積較大，有利于吸附有機(jī)質(zhì)，豐富的有機(jī)質(zhì)可為大型底棲動(dòng)物提供食物來源，使大型底棲動(dòng)物尤其是多毛類豐度增加[29]，而混合型沉積環(huán)境的多樣性一般高于勻質(zhì)的環(huán)境。本調(diào)查中，豐度超過500 個(gè)/m2的3號(hào)、4號(hào)、6號(hào)站底質(zhì)類型均為砂質(zhì)粉砂，其中粉砂含量超過60%。由于青島近海沉積環(huán)境差異較大，呈斑塊狀分布，在整個(gè)海域形成了不同的小生境，因此青島近海大型底棲動(dòng)物種類組成、豐度和生物量也呈現(xiàn)鑲嵌狀的分布格局，并且不同的小生境棲息著不同結(jié)構(gòu)的大型底棲動(dòng)物群落，導(dǎo)致不同群落之間的相似性均較低[15]。在其他海域也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，梁淼等[30]對(duì)曹妃甸近岸海域大型底棲動(dòng)物的群落特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，調(diào)查海域大型底棲動(dòng)物群落具明顯地域性特征，造成曹妃甸海域大型底棲動(dòng)物群落相似性低的原因可能與沉積環(huán)境有關(guān)。本調(diào)查中，群落Ⅰ組成站位沉積物中粉砂含量較高，群落Ⅱ沉積物中砂含量較高，而群落Ⅲ站位沉積物中值粒徑最大，出現(xiàn)礫石組分，群落之間相似性僅為15%～25%。此外，生境的復(fù)雜性是決定底棲動(dòng)物多樣性的關(guān)鍵因子，一般來說空間異質(zhì)性程度高，小生境更加多樣化，能允許更多的物種共存，從而具有更高的物種多樣性[22]。調(diào)查海域大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)高于其他海域可能與青島近海沉積環(huán)境多樣、空間異質(zhì)性程度高有關(guān)。

綜上所述，底質(zhì)中粉砂含量是影響小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物種類組成、群落結(jié)構(gòu)和多樣性的主要環(huán)境因子，小麥島污水排放對(duì)鄰近海域底棲生態(tài)環(huán)境已造成輕中度污染，需持續(xù)關(guān)注。

4 結(jié) 語

本次調(diào)查共鑒定出80種大型底棲動(dòng)物，其中環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類種類數(shù)最多，節(jié)肢動(dòng)物甲殼類種類數(shù)次之。從豐度來看，優(yōu)勢(shì)類群仍為多毛類，其次為軟體動(dòng)物，再次為甲殼類。從生物量看，甲殼類的優(yōu)勢(shì)地位明顯，其次是棘皮動(dòng)物。調(diào)查海域可分為3個(gè)站組，各站組的優(yōu)勢(shì)種有所不同，站組間相似度較低。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和豐度—生物量比較曲線對(duì)調(diào)查海域的評(píng)價(jià)基本一致，鄰近排污口的站位的底棲生態(tài)環(huán)境呈輕中度污染，其他海域大型底棲動(dòng)物群落受擾動(dòng)程度較低，生態(tài)環(huán)境較好。底質(zhì)中粉砂含量是影響小麥島鄰近海域大型底棲動(dòng)物種類組成、群落結(jié)構(gòu)和多樣性的主要環(huán)境因子。