浙江岱山島修造船廠附近夏季潮間帶的生物種類組成、數(shù)量分布及生物多樣性研究

應順有，趙威飛，蘇懷棟，陳高富，鄒 健，周 偉，水柏年

（浙江海洋學院水產學院，浙江舟山 316004）

近年來，舟山修造船業(yè)發(fā)展迅速的同時也帶來了環(huán)境問題，由于環(huán)境法規(guī)的不完善和政府有關部門環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法不力，以及企業(yè)環(huán)境環(huán)保和守法意識淡薄，因此舟山快速規(guī)模化發(fā)展[1]的修造船業(yè)帶來了嚴重的環(huán)境污染，導致舟山沿海潮間帶生物資源嚴重衰退，大型底棲動物[2]群落結構破壞，生態(tài)受到較大危害。

本次調查的A1采樣點的東沙古鎮(zhèn)是附近無船舶及其他工業(yè)分布的大型灘涂潮間帶。A2采樣點的浙江海舟修造船有限公司始建于1963年，是一家專業(yè)承接國內外大中型船舶修理和改造的民營企業(yè)。座落于舟山市岱山經濟開發(fā)區(qū)，毗鄰上海洋山、寧波和舟山等國際大港。A3采樣點的舟山海天船舶工程有限公司成立于2006年12月，主營船舶制造，座落于浙江省岱山經濟開發(fā)區(qū)，處中國沿海南北國際深水航線與長江、錢塘江、甬江三江入海交匯處。兩家船舶企業(yè)均會排放污染物，主要包括大氣污染（鍋爐廢氣、焊接煙塵、噴砂和打磨粉塵、油漆廢氣）、油類污染、液體危險貨物污染、生活污水和垃圾污染[3]。

朱四喜等[4]對浙江東極島夏季巖礁潮間帶大型底棲動物的群落格局作了研究，表明近2年由于漁民的過度采捕導致潮間帶物種資源及數(shù)量的減少；宋翔等[5]對岱山島潮間帶大型底棲動物的群落結構研究得出：近年來的生物種類較上世紀已經明顯減少；朱四喜等[6]對舟山群島不同底質潮間帶夏季大型底棲動物的群落結構特征作了研究，發(fā)現(xiàn)泥沙灘潮間帶大型底棲動物群落受到了中度污染或者擾動；蔡如星等[7]作了舟山潮間帶生物的種類組成及分布的生態(tài)學研究，揭示了種類的水平分布與底質、鹽度、海岸開敞程度和海流有關，垂直分布與潮汐和海岸開敞程度有關的特征；章飛軍等[8]也曾對秀山島潮間帶大型底棲動物群落組成及其生物多樣性作過研究，表明人類活動的干擾已對秀山島潮間帶大型底棲動物的群落組成和多樣性造成了較為明顯的影響。然而尚未見針對發(fā)展迅速的船舶修造業(yè)對周邊海洋生態(tài)環(huán)境影響的研究。為此，選擇船舶工業(yè)發(fā)展迅速規(guī)模大的舟山岱山島岱西舟山海天船舶工程有限公司和浙江海舟修造船有限公司，以及東沙古鎮(zhèn)非修造船區(qū)三地的潮間帶作為采樣點，進行實地采樣調查，經過實驗鑒定所采樣本，測定其濕重，計數(shù)各種類動物，以期揭示修造船業(yè)在船舶除銹、電氣焊、熱處理和船體涂層[9]等工序上給生態(tài)環(huán)境造成污染的影響程度，并提出一些修造船業(yè)污染防治的建議，為保護附近生態(tài)環(huán)境，使船舶工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展而執(zhí)行的科學管理提供初淺的決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

器具：小鐵鏟（用于挖掘潮間帶污泥采集生物）、0.25 m2樣方框、雨鞋、水桶和貼有標簽紙的樣品袋用于存放每個采樣點所采集的樣品，電子天平（HENGPING MP1100B型，精度0.01 g），游標卡尺（CB-T，量程=300 mm，最小刻度=0.02 mm），解剖盤、鑷子分別用于實驗室時暫放和夾握樣品，相機用于拍攝樣品外形照片等。

實驗材料：2011年7月15和8月1日兩個大潮汛日潮水退至最低位時，在岱山岱西鎮(zhèn)海天船舶工程有限公司灘涂潮間帶（A2）、浙江海舟修造船有限公司灘涂潮間帶（A3）和東沙古鎮(zhèn)灘涂潮間帶（A1）采集的黃口荔枝螺Thais luteostoma(Holten)、齒紋蜑螺Nerita yoldi、玉女蜑螺Nerita polita、嫁蟲戚Cellana toreuma、史氏背尖貝 Notoacmea schrenckii、海蟑螂 Ligia exotica(Roux)、日本刺沙蠶 Neanthes japonica、天津厚蟹Helice tridens tientsinensis等生物。

1.2 方法

1.2.1 采樣方法

在舟山岱山縣選取東沙古鎮(zhèn)附近灘涂潮間帶（A1）、岱西鎮(zhèn)主營修船的浙江海舟修造船有限公司附近灘涂潮間帶（A2）和主營造船的舟山海天船舶工程有限公司附近灘涂潮間帶（A3）3個采樣點（圖1）進行采樣。采樣方法依據(jù)《海洋調查規(guī)范》GB/T12763.6-2007中的“海洋生物調查”部分的采樣規(guī)范，在各個站點的高、中、低三個潮帶每隔5 m設置一個采樣樣方，每個潮帶共設3～5個樣方，樣方是500 mm×500 mm的粗鐵絲。采集到的生物樣本保存在樣品袋里，并編號。

圖1 岱山采樣點Fig.1 Daishan sampling points

1.2.2 實驗方法

在實驗室利用資料[10-11]鑒定生物種類，測量生物質量，計數(shù)各種類動物數(shù)量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理方法

利用實測數(shù)據(jù)計算出單位面積生物量[12-13]和各種類生物豐度[14]。計算多樣性指數(shù)（種類多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)），其計算公式（本文對數(shù)底數(shù)取e）:

物種多性指數(shù)（H′，Shannon-Wiener，1949）

其中，S為樣品中的種類總數(shù)，Pi為第i種的個體數(shù)與樣品中的總個數(shù)的比值。

物種均勻度指數(shù)（J，Pielou，1975）

J=H′/log2S[16]

其中，S為樣品中的種類總數(shù)，H′為種類多樣性指數(shù)。

物種豐富度指數(shù)（D，Margalef，1968）

D=（S-1）//log2N[17]

其中，N為樣品中所有種類的總個體數(shù)，S為樣品中的種類總數(shù)。

利用excel計算軟件在電腦上由數(shù)理統(tǒng)計方法進行數(shù)據(jù)的處理和分析，得到物種多樣性指數(shù)、物種均勻度指數(shù)和物種豐富度指數(shù)等相關數(shù)據(jù)，并制圖。

2 結果與分析

2.1 種類組成與分布

2.1.1 岱山東沙古鎮(zhèn)灘涂潮間帶（A1）采樣結果與分析

由表1分析可得，A1站位潮間帶生物數(shù)量最多、種類最豐富，隸屬9綱、16目、20科[18-21]。個體數(shù)最多的是雙殼綱的光滑河籃蛤Potamocorbula laevis，為85個，占總個體數(shù)的35.6%，生物量為8.60 g/m2，且均以中潮帶多；其次是腹足綱的泥螺Bullacta exarata，共36個，占總個數(shù)的15.1%，生物量1.21 g/m2，分布于高潮帶和中潮帶，以中潮帶較多；雙殼綱的彩虹明櫻蛤Moerella iridescens，數(shù)量為32個，占總個數(shù)的13.4%，生物量為3.11 g/m2，3個潮帶均有分布，其中高潮帶分布最多，共有20個；分布數(shù)目最少的是雙殼綱的江戶明櫻蛤 Moerella jedoensis（生物量 0.05 g/m2）、無齒蛤 Anodontia edentula（生物量 0.04 g/m2），腹足綱的單齒螺 Monodonta labio（生物量 0.34 g/m2），多毛綱的日本刺沙蠶（生物量 0.10 g/m2），以及甲殼綱的日本鼓蝦Alphues juponicus（生物量 0.09 g/m2），數(shù)量均為 1 個。

表1 A1站位潮間帶生物種類組成與分布Tab.1 A1 position intertidal composition and distribution of species

3個潮帶分布的生物種類數(shù)由多到少依次為中潮帶（18種）、高潮帶（11種）、低潮帶(7種)，所占種類數(shù)的百分比例依次為78.26%、47.83%、30.43%。采樣所得動物共239個，包括低潮帶33個、中潮帶113個，高潮帶93個。中潮帶在生物種類和數(shù)量上均為最多，低潮帶在生物種類和數(shù)量上均最少。

2.1.2 浙江海舟修造船有限公司灘涂潮間帶（A2）采樣結果與分析

由表2分析可得，A2站位潮間帶采集的生物種類共8種，隸屬4綱、4目、7科。其中以甲殼綱的四齒大額蟹Metopograpsus quadridentatus（生物量4.57 g/m2）和腹足綱的節(jié)織紋螺Nassarius heapticus（生物量1.02 g/m2）個體數(shù)最多，均為8個，占總個數(shù)的25%；其次是甲殼綱的天津厚蟹（生物量0.85 g/m2），有6個，占總個數(shù)的18.75%；最少的是甲殼綱的日本鼓蝦（生物量0.08 g/m2）、口蝦蛄Oratosquilla oratoria（生物量0.32 g/m2）和腹足綱的小結節(jié)濱螺 Nodilittorina exigua（生物量 0.15 g/m2），均為 1 個，占總個數(shù)的 3.13%。高、低、中3個潮帶分布的生物種類數(shù)由多到少依次為6種、3種、2種，所占比例分別為75%、37.50%、25%。共采集到生物32個，包括低潮帶7個，中潮帶4個，高潮帶21個。高潮帶在生物種類和生物量上均占絕對優(yōu)勢，中潮帶在生物種類數(shù)和生物量上均為最少。

表2 A2站位潮間帶種類組成與分布Tab.2 A2 position intertidal species composition and distribution

2.1.3 舟山海天船舶工程有限公司沿岸灘涂潮間帶（A3）采樣結果與分析

由表3分析可得，A3站位潮間帶采集到的生物種類共13種，隸屬4綱，6目，11科。其中粗糙濱螺Littorinopsis scabra個體數(shù)（生物量2.24 g/m2）最多，為22個，占總個數(shù)的25.29%，分布于高潮帶和低潮帶；其次是軟甲綱的屠氏招潮蟹Gelasimus dussumieri（生物量1.05 g/m2）12個和腹足綱的單齒螺（生物量 1.91 g/m2）11個，占總個數(shù)的 13.79%和 12.64%；最少的是腹足綱的齒紋蜑螺（生物量 6.50 g/m2），數(shù)量僅1個，占總個數(shù)的1.15%，分布于低潮帶。3個潮帶生物種類數(shù)由多到少依次為低潮帶（7種）、高潮帶（7種）、中潮帶（6種），占生物種類數(shù)的 53.85%、53.85%、46.15%。共采集到生物 87個，包括高潮帶52個，中潮帶21個，低潮帶14個。高潮帶在生物種類和數(shù)量上均最多，低潮帶在種類和數(shù)量上均最少。

表3 A3站位潮間帶種類組成與分布Tab.3 A3 position intertidal species composition and distribution

2.2 生物量與豐度

由表1～3 可得，3 個站位潮間帶的生物量從大到小排序為 A1（51.27 g/m2）＞A3（45.36 g/m2）＞A2（8.48 g/m2），東沙古鎮(zhèn)附近潮間帶的生物量幾乎達到2家船舶公司附近潮間帶的生物量總和。

3個采樣站位的潮間帶大型底棲動物在豐度數(shù)值上差距較大，3個采樣站位采集的動物豐度由大到小排序是 A1（63.73 ind/m2）＞A3（23.19 ind/m2）＞A2（8.54 ind/m2），A1 站位潮間帶的動物豐度遠超過 A2、A3 站位潮間帶豐度的總和。

2.3 群落特征分析

由表4可得，A2站位、A3站位和A1站位的大型底棲動物在多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)上存在差異。3個站位高潮帶的生物多樣性指數(shù)從大到小排序為H′A1（1.87）＞H′A2（1.57）＞H′A3（1.56）。中潮帶由大到小排序為H′A1（1.99）＞H′A3（1.72）＞H′A2（0.69）。低潮帶由大到小排序為H′A1（1.88）＞H′A3（1.76）＞H′A2（0.80）。3個站位潮間帶物種多樣性指數(shù)由大到小次序為H′A1（2.24）=H′A3（2.24）＞H′A2（1.81）。

表4 3個站位的J、D、H指數(shù)Tab.4 3 positions of J,D,H′index

物種均勻度指數(shù)差異不明顯，3個站位潮間帶物種均勻度指數(shù)由大到小排序為JA2（0.87）=JA3（0.87）＞JA1（0.71）；低潮帶均勻度指數(shù)由大到小排序為JA3（0.90）＞JA1（0.86）＞JA2（0.73）；中潮帶均勻度指數(shù)從大到小排序為JA2（1.00）＞JA3（0.89）＞JA1（0.72）；高潮帶生物均勻度指數(shù)由大到小排序是JA2（0.88）＞JA3（0.87）＞JA1（0.78）。因此，中、高、低3個潮帶的均勻度指數(shù)，A2、A3站位也都超過A1站位，表明船舶工業(yè)影響下的潮間帶生物雖然多樣性低，但由于生物量較少，也顯得更均勻。

物種豐富度指數(shù)差別顯著，3個站位高潮帶的豐富度指數(shù)由大到小排序為DA1（2.21）＞DA2（1.64）＞DA3（1.28）；而中潮帶的豐富度指數(shù)由大到小排序為DA1（3.17）＞DA3（1.97）＞DA2（0.91）；低潮帶的豐富度指數(shù)由大到小排序為DA1（2.29）＞DA3（2.12）＞DA2（1.12）。3個站位潮間帶的豐富度指數(shù)從大到小排序為DA1（4.02）＞DA3（2.69）＞DA2（2.02）。4組比較數(shù)據(jù)兩兩之間差異顯著，但A1站位潮間帶和每個潮帶的豐富度指數(shù)都遠超過A2、A3站位，表明東沙古鎮(zhèn)附近的站位潮間帶的物種遠比2家船舶公司的2個站位潮間帶豐富。

2.4 生物多樣性分析

2次采樣共采集到33種大型底棲動物，A2站位采集到8種，A3站位13種，A1站位23種；3個采樣站位共采集到358個個體，即A2站位32個，A3站位87個，A1站位239個。這表明東沙古鎮(zhèn)附近潮間帶無論在生物種類還是數(shù)量上都占絕對優(yōu)勢。經過計算主要得出5種比較指標值，包括物種多樣性指數(shù)（H′）、物種豐富度指數(shù)（D）、物種均勻度度指數(shù)（J）、生物量和豐度。A1站位的潮間帶的物種多樣性指數(shù)（H′）在中、高、低潮帶及整個潮間帶上都超過其他2家修造船公司附近的潮間帶，表明其物種多樣性現(xiàn)狀遠好于A2、A3站位。A1站位潮間帶在物種豐富度指數(shù)上也遠超過A2、A3站位潮間帶，顯示其潮間帶生物種類遠比A2、A3站位潮間帶生物種類豐富。A1站位物種均勻度指數(shù)要比另外2個站位低，表明其潮間帶生物分布沒有其他2個潮間帶分布均勻。A1站位的底棲動物豐度和生物量超過或接近A2、A3兩個站位總和，表明A1站位大型底棲動物在數(shù)量和質量均超過或接近A2、A3站位潮間帶總和。

3 討論與建議

本次調查結果表明3個采樣點在生物組成及數(shù)量分布上存在較大差異，A1采樣點生物隸屬16目，20科，23屬，為最豐富；其次，A3采樣點生物隸屬6目，11科，13屬；A2采樣點生物隸屬4目，7科，8屬，為最少。數(shù)量上，A1采樣點生物共239個；A3采樣點生物共87個；A2采樣點生物共32個。A1采樣點是附近沒有船舶修造及其他工業(yè)分布的灘涂潮間帶，泥沙深厚，潮間帶寬闊連綿數(shù)百米，營養(yǎng)物質在3個潮間帶里最豐富；A2采樣點是修造船廠影響下的潮間帶，泥沙較淺，灘涂面相對較窄，潮上帶泥沙中含有固體掩埋物，如纜繩；A3采樣點是造船廠影響下的潮間帶，灘涂面較A1小，但比A2稍寬闊。3個采樣點的潮間帶生物組成及分布應與這些潮間帶環(huán)境狀況存在相關性。

A1采樣點的底棲動物多樣性優(yōu)于A2采樣點和A3采樣點。根據(jù)調查分析，這與船舶修造過程中，有的工序會產生污染物進入水體污染水域環(huán)境有關，例如：噴砂除銹會帶來粉塵污染[18]，最終沉降到沿岸潮間帶，船體拆解帶來的鐵銹、脫落油漆、油污水等最終被雨水沖刷入海進入沿岸潮間帶海域，直接危害附近海域大型底棲動物的生存和生態(tài)環(huán)境，噴砂、打磨和焊接會帶來大量污染懸浮顆粒沉降入海等導致附近海域嚴重污染。然而，舟山修造船廠自備的防污染器材相對不足，現(xiàn)有條件還無法適應應對船舶污染水域環(huán)境風險的要求[3]。

采樣點A2和A3相距較近，且均為船廠影響地點，但研究結果表明兩地的生物量和多樣性指數(shù)卻相差較大。據(jù)查閱，海天船舶工程有限公司即造船廠污染物多為一些船舶建造過程中產生的可回收固態(tài)污染物，如廢鋼料、用剩的電焊條、生活垃圾等。而海舟修造船有限公司即修造船廠，除了造船污染，還包括修船污染，一類是船舶進廠修理前自帶的污染物如油艙存留燃油、機艙及其處所的殘余油類物質、船舶生活垃圾、壓載水等，另一類污染是船舶修理過程中產生的污染物，如油漆過程中撒落的油漆、船體外殼打砂時撒落的礦砂，機械設備拆裝時產生的污油、拆解電氣設備時殘留的化學物質、清洗機械設備時使用的化學溶劑以及船殼或隔板切換時產生的一些廢鋼材等[19-20]。此外，A3采樣點的海天船舶工程有限公司成立于2006年，而A2采樣點的海舟修造船有限公司成立于1963年，這也應與調查結果中A2和A3的生物量和多樣性指數(shù)相差較大反而A1與A3相近有關。

岱山島船舶修造工藝影響下的灘涂潮間帶大型底棲動物群落受到一定程度的影響，與朱四喜等[6]對舟山群島不同底質潮間帶夏季大型底棲動物的群落結構特征作的研究，發(fā)現(xiàn)泥沙灘潮間帶大型底棲動物群落受到了中度污染或者擾動有一定聯(lián)系。章飛軍等[8]也曾對秀山島潮間帶大型底棲動物群落組成及其生物多樣性作過研究，結果表明人類活動的干擾已經對秀山島潮間帶大型底棲動物的群落組成和多樣性造成了較為明顯的影響。本次的采樣地點岱山島同秀山島均位于長江入?？冢遍g帶底質均屬灘涂。秀山島潮間帶的研究結果亦在一定程度上反映了岱山島潮間帶大型底棲動物的群落組成。

浙江舟山群島新區(qū)建設[21]，大力可持續(xù)健康發(fā)展船舶工業(yè)這一海洋經濟支柱產業(yè)，必然面臨生態(tài)環(huán)境保護的嚴峻挑戰(zhàn)，如何在又好又快大力發(fā)展船舶工業(yè)的同時，做好對海洋生態(tài)環(huán)境的保護，避免重陷先污染后治理的怪圈，是舟山市政府必須重視的嚴峻命題。為此，建議舟山市委市政府在規(guī)劃和布局海洋船舶修造業(yè)、臨港化工業(yè)、臨港水產品精深加工業(yè)等臨港工業(yè)時，重視海洋科研論證優(yōu)先原則，應當基于海洋生態(tài)環(huán)境對臨港工業(yè)產生的污染物環(huán)境容量與自凈能力，進行科學論證，以作出科學合理的決策；企業(yè)提高環(huán)境環(huán)保意識，實現(xiàn)常態(tài)化自覺自我檢測和污染物處理達標排放，政府環(huán)保單位和部門依據(jù)《水污染防治法》和《防治拆船污染環(huán)境管理條例》[22]等法規(guī)依據(jù)嚴格執(zhí)行常態(tài)化執(zhí)法監(jiān)督管理，并務必到位；大力支持船舶科研機構與部門研發(fā)改進可能待造成污染的工藝或技術，以及大力支持有關科研院所、海洋環(huán)保監(jiān)測職能單位或部門研發(fā)改進修造船污染物處理技術，降低污染物處理成本?？傊?，科學論證、合理規(guī)劃規(guī)劃和布局修造船等臨港工業(yè)，科學保護海洋生態(tài)環(huán)境，使船舶工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展才是舟山船舶工業(yè)發(fā)展的必由之路。

[1]費正皓.淺談造船業(yè)規(guī)?；l(fā)展對環(huán)境的影響[J].林區(qū)教學,2009(12):138-139.

[2]馬 駿,付榮恕.大型底棲動物生態(tài)學研究進展[J].山東農業(yè)科學,2010(2):78-81.

[3]馬金勇,馬甲益.修造船廠防污染管理[J].中國海事,2010(6):56-57.

[4]朱四喜,鄭盼男.浙江東極島夏季巖礁潮間帶大型底棲動物的群落結構[J].安徽農業(yè)科學,2010,38(26):14 470-14 473.

[5]宋 翔,朱四喜,楊紅麗,等.浙江岱山島潮間帶大型底棲動物的群落結構[J].浙江海洋學院學報:自然科學版,2009,28(2):214-218.

[6]朱四喜,周 唯,章飛軍.舟山群島不同底質潮間帶夏季大型底棲動物的群落結構特征[J].海洋學研究,2010,28(3):23-33.

[7]蔡如星,鄭 鋒,王彝豪,等.舟山潮間帶生態(tài)學研究[J].東海海洋,1990,8(1):51-60.

[8]章飛軍,丁宏印,邱樹萍,等.浙江秀山島潮間帶大型底棲動物群落組成及其生物多樣性[J].浙江海洋學院學報:自然科學版,2010,29(1):9-14.

[9]童昭波,宋 兵.寧波海納成功研制環(huán)保型船體涂層[J].寧波通訊,2010(2):14.

[10]張素萍.中國海洋貝類圖鑒[M].北京:海洋出版社,2008:13-363.

[11]楊德漸,王永良.中國北部海洋無脊椎動物[M].北京:高等教育出版社,1996:193-257.

[12]蔡如星,陳永壽,王復振.浙江南部沿岸（巖相）潮間帶生態(tài)初步研究[J].海洋通報,1983,2(1):51-61.

[13]王一農,張永普,於 宏.浙江洞頭潮間帶軟體動物的生態(tài)調查[J].浙江海洋學院學報:自然科學版,1994,13(3):179-182.

[14]紀 紅,葉屬峰,劉 星,等.南麂列島海洋自然保護區(qū)浮游動物豐度和生物量的時空分布[J].海洋通報,2007,26(1):55-60.

[15]SHANNON C E,WEAVER W.The Mathematical Theory of Communication[M].Urbana,Illinois:University of Illinois Press,1949:117.

[16]PIELOU E C.Ecological Diversity[M].New York:John Wiley,1975:16-51.

[17]廖一波,曾江寧,陳全震,等.嵊泗海島不同底質潮間帶春秋季大型底棲動物的群落格局[J].動物學報,2007,53(6):1 000-1 010.

[18]袁江峰,張昌永,徐慧錦.噴砂除銹施工過程中粉塵預防及其防護措施[J].能源技術與管理,2010(2):119-120.

[19]王海濱.中船龍穴船舶修造企業(yè)防污監(jiān)管探析[J].珠江水運,2010(7):54-55.

[20]劉凌峰.加快建立修船廠船體涂裝作業(yè)監(jiān)管機制[J].中國水運,2011(1):48-49.

[21]吳曉東.搶抓舟山群島新區(qū)建設機遇,打造現(xiàn)代海洋產業(yè)基地[J].今日浙江,2011(7):38-39.

[22]徐豐收,彭宏愷,梁俊杰.修造船廠和拆解單位防污染存在的問題及對策[C].內河海事:中國航海科技優(yōu)秀論文集,2010:205-210.