象山港海洋牧場(chǎng)示范區(qū)大型底棲生物的時(shí)空變化*

陳 晨 焦海峰 王一農(nóng)① 劉 懂 孫 元 劉 迅王 莉 陳啟鵬

(1. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院 寧波 315211; 2. 寧波市海洋與漁業(yè)研究院 寧波 315012)

海洋牧場(chǎng)(Marine Pasture)是指在某一海域內(nèi), 采用一整套規(guī)模化的漁業(yè)設(shè)施和系統(tǒng)化的管理體制,利用自然的海洋生態(tài)環(huán)境, 將人工增殖放流的經(jīng)濟(jì)海洋生物聚集起來, 進(jìn)行有計(jì)劃有目的的海上放養(yǎng)魚蝦貝藻的大型人工漁場(chǎng)(Pickering et al, 1999; 王亞民等, 2011)。象山港在1990年代被定義為國(guó)家級(jí)“大魚池”, 但隨著海洋資源的過度開發(fā)利用與人為污染,很多天然優(yōu)良的海產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)的自然平衡遭到很大的破環(huán), 出現(xiàn)了富營(yíng)養(yǎng)化甚至發(fā)生赤潮現(xiàn)象(翟濱等,2007; 曾相明等, 2011)。為構(gòu)建和諧的增養(yǎng)殖新模式,實(shí)現(xiàn)象山港的環(huán)境管理和水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展,改善象山港水域生態(tài)環(huán)境, 保護(hù)漁業(yè)資源, 寧波市制定了“象山港海洋牧場(chǎng)核心示范區(qū)建設(shè)”項(xiàng)目, 2012年4月建設(shè)1個(gè)人工魚礁群, 形成魚礁3.6×104m3; 移植大型海藻10 ha, 放流各類魚苗2.4×106尾。

大型底棲生物種類多、生活周期長(zhǎng)、生活相對(duì)穩(wěn)定(固著生活或做短距離移動(dòng)), 遷移能力低, 對(duì)環(huán)境變化逃避能力弱, 對(duì)水環(huán)境變化靈敏度高(Officer et al, 1991; 尤仲杰等, 2011a, b), 因此是評(píng)價(jià)海洋牧場(chǎng)建設(shè)對(duì)漁業(yè)資源修復(fù)效果較佳的選擇。本文通過對(duì)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)前(2011年)、建設(shè)中(2012年)、建設(shè)后(2013年)為期3年的大型底棲生物時(shí)空變化的采集調(diào)查, 比較分析海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后大型底棲生物種類組成、數(shù)量分布、群落結(jié)構(gòu)差異, 探討海洋牧場(chǎng)建設(shè)對(duì)象山港內(nèi)生態(tài)環(huán)境的變化, 為海洋牧場(chǎng)建設(shè)的修復(fù)效果評(píng)價(jià)提供較為完整的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查海域與站位分布

象山港海洋牧場(chǎng)示范區(qū)位于白石山—中央山—銅山島北側(cè)、象山港航道以南600m海域, 東北至白石山島山嘴, 西南至中央山北側(cè), 東南到白石山沿岸,西北至象山港主航道南 600m, 海域面積 4.2km2。本文分別在象山港全港海域和海洋牧場(chǎng)示范區(qū)及鄰近區(qū)進(jìn)行了大型底棲生物生態(tài)環(huán)境調(diào)查。

1.2 站位設(shè)置與采樣時(shí)間

設(shè)置圖中S1—S5為海洋牧場(chǎng)示范區(qū)的調(diào)查站位,D1—D6為象山港全港區(qū)的調(diào)查站位, D1—D4為鄰近區(qū)調(diào)查站位, 具體調(diào)查站位分布見(圖 1)。分別于海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)前(2011年 4月、11月), 建設(shè)中(2012年7月), 建設(shè)后(2013年5月、11月)5個(gè)航次進(jìn)行調(diào)查采集。

圖1 象山港海洋牧場(chǎng)示范區(qū)研究區(qū)域和調(diào)查站位Fig.1 Study area and sampling stations in the demonstration area of marine pasture in Xiangshan Bay

1.3 樣本采集與處理

海上采樣、室內(nèi)樣本處理等工作按照《GB/T12763.6—2007.海洋調(diào)查規(guī)范》執(zhí)行(中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局, 2007), 所有樣本的采集均使用0.05m2的HNM型抓斗式底質(zhì)采泥器, 每個(gè)站點(diǎn)重復(fù)采樣3次, 所獲生物使用0.5mm孔徑的網(wǎng)篩沖洗后用 5%福爾馬林現(xiàn)場(chǎng)固定, 帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行種類鑒定、計(jì)數(shù)、稱量與分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

優(yōu)勢(shì)度(Y)計(jì)算公式為 Y = ni· fi/ N , 式中N為樣本中的總個(gè)體數(shù); ni為樣本中第i種的個(gè)體數(shù); fi為該種生物在樣本中出現(xiàn)概率。優(yōu)勢(shì)種更替率(R)計(jì)算公式為R=(a+b-2c) / (a+b-c)·100%。a與b分別為相鄰兩個(gè)時(shí)期的優(yōu)勢(shì)種數(shù), c為相鄰兩個(gè)時(shí)期共同的優(yōu)勢(shì)種數(shù)。

采用PRIMER5.0軟件計(jì)算Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H’)、Margalef物種豐富度指數(shù)(d)、Pielou均勻度指數(shù)(J), 使用豐度/生物量比較法(ABC曲線)分析海域底棲生物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性; 利用 PRIMER5.0對(duì)大型底棲生物的密度數(shù)據(jù)進(jìn)行平方根轉(zhuǎn)換, 使用Bray-Curtis相似性等級(jí)聚類(CLUSTER)和非度量多維標(biāo)度(nMDS)方法比較分析各個(gè)站位間群落結(jié)構(gòu)的相似性。海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后和調(diào)查區(qū)域的大型底棲生物群落比較, 用軟件提供的雙因素相似性百分比(ANOSIM)分析, 并運(yùn)用相似性百分比(SIMPER)方法分別分析建設(shè)前后大型底棲生物群落內(nèi)及群落間非相似性的關(guān)鍵貢獻(xiàn)種。

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)大型底棲生物群落進(jìn)行以建設(shè)前后變化和調(diào)查區(qū)域?yàn)橐蜃拥亩嘁蜃臃讲罘治? 在作參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析前, 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)(K-S檢驗(yàn))和方差齊次性檢驗(yàn)(Levene’檢驗(yàn)), 顯著性水平設(shè)置為α=0.05。使用Surfer 11.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成與分布

象山港海洋牧場(chǎng)示范區(qū)共獲得大型底棲動(dòng)物 59種。其中軟體動(dòng)物有25種(42.37%)居首; 其次是多毛類15種(25.42%)、甲殼動(dòng)物9種(15.25%)、棘皮動(dòng)物6種(10.17%), 其他類 4種(6.78%), 包括?？?Anthopleura xanthogrammica)、白海箸(Virgularia gustaviana)、海豆芽(Lingula anatina)、 六絲矛尾 鰕 虎魚(Chaeturichthys hexanema)。

海洋牧場(chǎng)示范區(qū)大型底棲動(dòng)物有 34種, 鄰近區(qū)有33種, 全港區(qū)有35種, 示范區(qū)和鄰近區(qū)共有47種,高于全港區(qū), 不同區(qū)域大型底棲動(dòng)物組成情況見(圖2)。建設(shè)前后調(diào)查表明: 建設(shè)后獲得的種類數(shù)最多, 33種; 其次建設(shè)中29種; 建設(shè)前26種。各航次中軟體動(dòng)物種類數(shù)最多, 是構(gòu)成海洋牧場(chǎng)示范區(qū)大型底棲動(dòng)物的主要類群, 不同區(qū)域大型底棲動(dòng)物建設(shè)前后變化情況見(圖3)。

多因素方差分析結(jié)果表明: 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后大型底棲生物種類數(shù)差異極顯著(F2,36=40.91, P＜0.01),不同區(qū)域間無顯著差異(F2,36=1.85, P=0.172)。

圖2 示范區(qū)(DA)、鄰近區(qū)(AA)和全港區(qū)(EA)大型底棲生物的種類組成Fig.2 Composition of macrobenthic species in the demonstration area, the adjacent area, and the entire bay

圖3 大型底棲生物建設(shè)前后種類數(shù)的變化Fig.3 Variation in species in the demonstration area, the adjacent area, and entire bay before and after the construction of marine pasture

2.2 優(yōu)勢(shì)種

海洋牧場(chǎng)示范區(qū)大型底棲生物的優(yōu)勢(shì)種類(Y≥0.02)(表1)共有優(yōu)勢(shì)種13種, 示范區(qū)(13種)＞鄰近區(qū)(12 種)＞全港區(qū)(8 種), 建設(shè)前(9 種)＞建設(shè)后(8 種)＞建設(shè)中(5種), 建設(shè)中優(yōu)勢(shì)種減少。其中海洋牧場(chǎng)建設(shè)前不倒翁蟲(Sternaspis scutata)的優(yōu)勢(shì)度最高, 為0.11, 建設(shè)中的半褶織紋螺(Nassarius semiplicata)的優(yōu)勢(shì)度最高, 為0.19, 建設(shè)后的薄倍棘蛇尾(Amphioplus praestans)的優(yōu)勢(shì)度最高, 為0.17。

建設(shè)前和建設(shè)后共有種為 6種, 建設(shè)中和建設(shè)前、建設(shè)后共有種為 2種, 薄倍棘蛇尾(Amphioplus praestans)、縱肋織紋螺(Nassarius variciferus)在3個(gè)時(shí)期均有出現(xiàn)。建設(shè)前和建設(shè)中種類更替率達(dá)83.3%,建設(shè)中和建設(shè)后種類更替率達(dá)81.8%, 優(yōu)勢(shì)種類更替變化明顯。

2.3 棲息密度和生物量

年平均棲息密度與生物量建設(shè)前后變化情況,示范區(qū)(109.83 ind/m2)＞全港區(qū)(99.43 ind/m2)＞鄰近區(qū)(91.67 ind/m2); 示范區(qū)(28.10 g/m2)＞鄰近區(qū)(21.93 g/m2)＞全港區(qū)(19.92 g/m2)(圖 4)。建設(shè)前(150.83 ind/m2)＞建設(shè)中(78.67 ind/m2)＞建設(shè)后(71.43 ind/m2);建設(shè)中(32.18 g/m2)＞建設(shè)后(23.27 g/m2)＞建設(shè)前(14.50 g/m2)(圖 5)。

多因素方差分析結(jié)果表明: 大型底棲生物棲息密度海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后存在極顯著差異(F2,36=11.23,P＜0.01), 不同區(qū)域間無顯著差異(F2,36=2.25, P=1.20);生物量建設(shè)前后(F2,36=1.81, P=0.178)和不同區(qū)域間(F2,36=1.56, P=0.224)均無顯著差異。

2.4 生物多樣性指數(shù)

象山港調(diào)查區(qū)域大型底棲生物群落生物多樣性指數(shù)在海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后變化情況見圖6。按區(qū)域劃分多樣性指數(shù)H’、豐富度指數(shù)d、均勻度指數(shù)J均為:鄰近區(qū)＞全港區(qū)＞示范區(qū); 按建設(shè)前后劃分: 除均勻度指數(shù)J外, 多樣性指數(shù)H’、豐富度指數(shù)d均表現(xiàn)為:建設(shè)前＞建設(shè)后＞建設(shè)中, 均勻度指數(shù)則表現(xiàn)為建設(shè)中＞建設(shè)后＞建設(shè)前, 建設(shè)后大型底棲生物群落個(gè)體數(shù)量在不同種類中分布趨于均勻。

多因素方差分析結(jié)果表明: 大型底棲生物在海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后多樣性指數(shù)H’ (F2,36=15.67, P＜0.01),豐富度指數(shù) d (F2,36=34.71, P＜0.01), 均勻度指數(shù)J (F2,36=11.66, P＜0.01), 均存在極顯著差異; 不同區(qū)域間, 多樣性指數(shù) H’ (F2,36=1.68, P=0.201), 豐富度指數(shù)d (F2,36=1.77, P=0.185), 均勻度指數(shù)J (F2,36=1.74,P=0.190)均無顯著差異(P＞0.05)。

2.5 群落結(jié)構(gòu)

群落聚類及nMDS排序分析結(jié)果表明, 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后大型底棲生物群落組成存在明顯差異(圖7—圖12)。建設(shè)前, 有6個(gè)站點(diǎn)相似性超過40%, 建設(shè)中, 無站點(diǎn)相似性超過 40%, 建設(shè)后, 有 4個(gè)站點(diǎn)相似性超過40%。示范區(qū)、鄰近區(qū)、全港區(qū)的各個(gè)站點(diǎn)分布均較離散, 說明相似度較低。

表1 象山港海洋牧場(chǎng)大型底棲生物優(yōu)勢(shì)種的變化Tab.1 Variations of dominant macrobenthic species in the marine pasture in Xiangshan Bay

圖4 大型底棲生物棲息密度Fig.4 Density of macrobenthos in the demonstration area, the adjacent area, and the entire bay

圖5 大型底棲生物生物量Fig.5 Biomass of macrobenthos in the demonstration area, the adjacent area, and the entire bay

雙因素相似性分析(ANOSIM)結(jié)果表明, 大型底棲生物群落建設(shè)前后存在顯著性差異(綜合檢驗(yàn)R=0.215,P=0.004), 區(qū)域間無顯著性差異(R=0.034,P=0.347)。建設(shè)前后兩兩檢驗(yàn)結(jié)果見(表2)。

根據(jù)SIMPER分析結(jié)果見(表3、表4), 建設(shè)前大型底棲生物群落的平均相似性為 17.57%, 其中, 群落最大貢獻(xiàn)者為縱肋織紋螺(26.02%), 其次為薄倍棘蛇尾(15.93%); 建設(shè)中大型底棲生物群落的平均相似性為 7.14%, 最大貢獻(xiàn)者為半褶織紋螺(73.45%), 其次為薄倍棘蛇尾(11.32%), 半褶織紋螺占絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)地位; 建設(shè)后的群落的平均相似性為 11.51%, 最大貢獻(xiàn)者為薄云母蛤(29.97%), 其次為日本鏡蛤(18.88%),軟體動(dòng)物一直在數(shù)量上占據(jù)優(yōu)勢(shì), 并且隨著時(shí)間的推移軟體動(dòng)物所占貢獻(xiàn)種比例逐漸升高。建設(shè)前和建設(shè)中大型底棲生物群落間的平均非相似性為94.89%,薄倍棘蛇尾、半褶織紋螺、縱肋織紋螺、不倒翁蟲為造成群落間差異的重要貢獻(xiàn)物種; 建設(shè)前和建設(shè)后大型底棲生物群落間的平均非相似性為88.74%, 薄倍棘蛇尾、不倒翁蟲、縱肋織紋螺、薄云母蛤、毛蚶、日本鏡蛤、巢沙蠶為造成群落間差異的重要貢獻(xiàn)物種;建設(shè)中和建設(shè)后大型底棲生物群落間的平均非相似性為96.10%, 半褶織紋螺、薄倍棘蛇尾、薄云母蛤、縱肋織紋螺、異足索沙蠶為造成群落間差異的重要貢獻(xiàn)物種。

圖6 大型底棲生物群落生物多樣性指數(shù)Fig.6 Biodiversity indices of macrobenthic communities in demonstration area, the adjacent area, and the entire bay

圖7 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前大型底棲生物群落的nMDS排序Fig.7 The nMDS plots for macrobenthic communities before the construction

圖8 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前大型底棲生物群落樹狀聚類圖Fig.8 The dendrogram for the CLUSTER of macrobenthic communities before the construction

圖9 海洋牧場(chǎng)建設(shè)中大型底棲生物群落的nMDS排序Fig.9 The nMDS plots for macrobenthic communities during the construction

圖10 海洋牧場(chǎng)建設(shè)中大型底棲生物群落樹狀聚類圖Fig.10 The dendrogram for the CLUSTER of macrobenthic communities during the construction

2.6 ABC曲線

圖11 海洋牧場(chǎng)建設(shè)后大型底棲生物群落的nMDS排序Fig.11 The nMDS plots for macrobenthic communities after the construction

圖12 海洋牧場(chǎng)建設(shè)后大型底棲生物群落樹狀聚類圖Fig.12 The dendrogram for the CLUSTER of macrobenthic communities after the construction

表2 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后和區(qū)域間大型底棲生物群落的雙因素相似性分析Tab.2 Results of a two-way analysis of similarity (ANOSIM)of macrobenthos in different area before and after the construction

表3 SIMPER分析結(jié)果: 維持群落內(nèi)相似性的重要物種及其貢獻(xiàn)率Tab.3 Results of SIMPER analysis: Key species and their contributions to the similarities among communities

表4 SIMPER分析結(jié)果: 維持群落內(nèi)非相似性的重要物種及其貢獻(xiàn)率Tab.4 Results of SIMPER analysis: Key species and their contributions to the dissimilarities among communities

豐度/生物量比較曲線(ABC曲線), 從中可以看出, 建設(shè)前豐度曲線始終位于生物量曲線之上(圖13),說明大型底棲生物群落結(jié)構(gòu)在建設(shè)前未受到明顯的擾動(dòng); 建設(shè)中大型底棲生物豐度與生物量曲線出現(xiàn)了明顯的交叉現(xiàn)象(圖14), 表明建設(shè)中大型底棲生物收到了強(qiáng)烈的干擾, 人工魚礁投放后會(huì)對(duì)其周圍海域產(chǎn)生影響, 建設(shè)后未出現(xiàn)明顯的擾動(dòng)(圖 15), 表明隨著時(shí)間的推移, 海洋牧場(chǎng)建設(shè)過程中帶來的擾動(dòng)逐漸減小, 并圍繞魚礁逐漸形成新的人工生態(tài)系統(tǒng)。

圖13 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前大型底棲生物豐度/生物量比較曲線Fig.13 ABC plots of macrobenthos before the construction of marine pasture in Xiangshan Bay

圖14 海洋牧場(chǎng)建設(shè)中大型底棲生物豐度/生物量比較曲線Fig.14 ABC plots of macrobenthos during the construction of marine pasture in Xiangshan Bay

圖15 海洋牧場(chǎng)建設(shè)后大型底棲生物豐度/生物量比較曲線Fig.15 ABC plots of macrobenthos after the construction of marine pasture in Xiangshan Bay

3 討論

3.1 海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后大型底棲生物種類和群落變化

通過對(duì)象山港海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)前(2011年)、建設(shè)中(2012年)、建設(shè)后(2013年)連續(xù)3年大型底棲生物調(diào)查結(jié)果分析可知: (1) 種類數(shù)隨著海洋牧場(chǎng)的建設(shè)完善而增加, 建設(shè)過程中優(yōu)勢(shì)種的更替率均＞80%, 表明建設(shè)后主要組成種類發(fā)生了顯著變化,同時(shí)多樣性指數(shù)建設(shè)前后呈現(xiàn)顯著差異, 均勻度指數(shù)建設(shè)后高于建設(shè)前, 說明象山港海洋牧場(chǎng)建設(shè)使底棲生態(tài)環(huán)境發(fā)生較大變化, 有利于大型底棲生物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性, 與斯廣杰等(2010)結(jié)論一致。(2)海洋牧場(chǎng)建設(shè)過程中, 平均棲息密度隨著海洋牧場(chǎng)建設(shè)而降低, 平均生物量在建設(shè)中呈現(xiàn)最高, 建設(shè)后其次, 建設(shè)前最低, 生物數(shù)量變化受到示范區(qū)建設(shè)影響明顯。其中, 示范區(qū)的棲息密度和生物量在建設(shè)中、建設(shè)后一直高于鄰近區(qū)和全港區(qū), 表明海洋牧場(chǎng)建設(shè)有利于示范區(qū)生物數(shù)量增長(zhǎng)。(3) 群落聚類分析表明, 建設(shè)前, 有 6個(gè)站點(diǎn)相似性超過 40%, 建設(shè)中無站點(diǎn)相似性超過40%, 建設(shè)后, 有4個(gè)站點(diǎn)相似性超過40%; 同時(shí)根據(jù)SIMPER分析結(jié)果, 建設(shè)前后生物群落平均相似性為建設(shè)前(17.57%)＞建設(shè)后(11.51%)＞建設(shè)中(7.14%), 建設(shè)中半褶織紋螺貢獻(xiàn)率達(dá) 73.45%,占絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)地位, 使群落數(shù)量組成單一。以上結(jié)論相符, 都表明建設(shè)中各個(gè)站點(diǎn)群落相似度最低, 這與人工投礁過程中海底部受到影響有關(guān), 改變了示范區(qū)部分的生態(tài)環(huán)境, 不同的生境棲息著不同結(jié)構(gòu)的底棲生物群落, 導(dǎo)致建設(shè)中的各個(gè)站點(diǎn)群落結(jié)構(gòu)存在著差異, 群落相似度低(顧曉英等, 2010; Giulioet al, 1994)。

與歷史數(shù)據(jù)相比較, 象山港大型底棲生物在種類數(shù)、棲息密度、生物量、多樣性指數(shù)均發(fā)生了較大的變化(顧曉英等, 2010; 廖一波等, 2011, 2014), 由于歷史數(shù)據(jù)的調(diào)查時(shí)間和站位不同, 不能直接比較,但仍能得出: 種類數(shù)、棲息密度、生物量呈現(xiàn)減少的趨勢(shì), 這可能與后期象山港沿岸圍塘養(yǎng)殖面積不斷擴(kuò)大和海水養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展有關(guān), 使底棲生物的棲息地范圍變小, 大型底棲生物種類數(shù)量日益減少(王金輝等, 2006; 尤仲杰等, 2011a, b; 周偉男等,2013)。但是海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)后種類數(shù)、生物量、多樣性指數(shù)均高于建設(shè)前, 并且海洋牧場(chǎng)示范區(qū)及其鄰近區(qū)的種類數(shù)、棲息密度、生物量均高于全港區(qū)(表 5), 說明海洋牧場(chǎng)建設(shè)有利于示范區(qū)大型底棲生物改善, 這和其他關(guān)于海洋牧場(chǎng)中人工魚礁建設(shè)改善生物生態(tài)效果的研究結(jié)果相似, 海洋牧場(chǎng)的建設(shè)對(duì)生態(tài)的修復(fù)是有益的(Ambroseet al, 1990; 張虎等,2008; 程飛等, 2014)。

表5 象山港大型底棲生物時(shí)空變化Tab.5 Spatial and temporal changes of macrobenthos in Xiangshan Bay

3.2 海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)效果評(píng)價(jià)

海洋牧場(chǎng)是一項(xiàng)改善和修復(fù)海洋生態(tài)環(huán)境, 增值和保護(hù)漁業(yè)資源的公益性事業(yè), 影響到的海洋生物包括底棲生物、浮游植物、浮游動(dòng)物, 但是建設(shè)以后能否產(chǎn)生顯著效益, 關(guān)鍵在于海洋牧場(chǎng)建設(shè)是否合理、完善(陶峰等, 2009)。寧波市政府于2008年就曾在白石山海域投放 230個(gè)水泥魚礁體(共 5000m3)以作為前期試驗(yàn)(寧波市海洋與漁業(yè)局, 2009)。廖一波等(2014)于2010年(4季)對(duì)2008年投礁的象山港人工魚礁及其鄰近海域進(jìn)行大型底棲生物調(diào)查, 研究發(fā)現(xiàn)人工魚礁區(qū)的大型底棲生物平均密度、生物量、多樣性指數(shù)均顯著高于全港區(qū), 說明人工魚礁的投放為大型底棲生物提供良好的棲息環(huán)境。江志兵等(2012)于2010年(4季)對(duì)2008年投礁的象山港人工魚礁及其鄰近海域網(wǎng)采浮游植物結(jié)果表明, 人工魚礁投放對(duì)網(wǎng)采浮游植物群落無顯著影響, 但顯著高于2006—2007年和2006—2009年(尤仲杰等, 2011a, b),可見人工魚礁投放后白石山及其鄰近海域浮游植物豐度較投放前有明顯升高, 且隨時(shí)間積累, 人工魚礁對(duì)其影響越趨顯著。

本次調(diào)查的海洋牧場(chǎng)核心示范區(qū), 是在之前人工魚礁投放的基礎(chǔ)上, 完善了海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)。陳海峰等(2013年)、陳濤等(2013)在和本文相同的(2012年 4月投礁)投礁海域于 2011年 7(建設(shè)前)月2012年7月(建設(shè)中)在象山港人工魚礁海域進(jìn)行網(wǎng)采浮游植物和浮游動(dòng)物調(diào)查, 其中浮游植物投礁后生態(tài)指數(shù)和豐度魚礁區(qū)都略高對(duì)照區(qū), 浮游動(dòng)物投礁后, 生物量、豐度等魚礁區(qū)與對(duì)照區(qū)相比也相對(duì)較高,魚礁區(qū)及其附近海域環(huán)境較對(duì)照區(qū)的更適合浮游生物群落生長(zhǎng)與繁殖。結(jié)合本次歷時(shí)3年的調(diào)查, 建設(shè)后海洋牧場(chǎng)示范區(qū)的大型底棲生物平均密度、生物量均顯著高于全港區(qū), 多樣性指數(shù)在建設(shè)前示范區(qū)的和鄰近區(qū)和全港區(qū)相差很大, 建設(shè)后差距變小了, 這都說明象山港海洋牧場(chǎng)已經(jīng)開始發(fā)揮其良好的作用。通過總結(jié)象山港多年調(diào)查得到的大型底棲生物、浮游植物、浮游動(dòng)物等文章都表明象山港的海洋牧場(chǎng)建設(shè)合理,并且隨著進(jìn)一步的完善, 生態(tài)修復(fù)效果更加明顯。

3.3 海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)對(duì)群落穩(wěn)定性的影響

大型底棲生物生活相對(duì)穩(wěn)定, 對(duì)海洋環(huán)境變化靈敏(Reshet al, 1995), Warwick(1986)提出豐度/生物量比較曲線(ABC曲線)可以就由干擾造成的大型底棲生物群落變化做出靈敏的反應(yīng)(Craeymeersch, 1991;Daueret al, 1993; 李寶泉等, 2007)。象山港海洋牧場(chǎng)示范區(qū)調(diào)查站位的數(shù)據(jù)作出的 ABC曲線, 在建設(shè)前不交叉、不重疊、不翻轉(zhuǎn), 建設(shè)中豐度與生物量曲線出現(xiàn)明顯交叉, 建設(shè)后又呈現(xiàn)不交叉、不重疊、不翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。同時(shí)海洋牧場(chǎng)建設(shè)前后大型底棲生物的種類數(shù)、棲息密度、多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、群落結(jié)構(gòu)均有顯著性差異或極顯著差異, 說明海洋牧場(chǎng)建設(shè)影響大, 建設(shè)前后群落發(fā)生了較大的變化, 豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)均是建設(shè)前＞建設(shè)后＞建設(shè)中, 在建設(shè)中出現(xiàn)最低值, 建設(shè)后又增加。上述結(jié)果均表明該區(qū)域在建設(shè)前大型底棲生物群落處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài), 海洋牧場(chǎng)建設(shè)過程中改變了大型底棲生物的生態(tài)環(huán)境, 使得大型底棲生物群落出現(xiàn)一定的擾動(dòng), 但是在建設(shè)后擾動(dòng)消失, 同時(shí)種類及生物量建設(shè)后均高于建設(shè)前, 說明群落系統(tǒng)擁有自我恢復(fù)能力, 在人工魚礁投放、大型藻類移植、魚苗放流結(jié)束后一段時(shí)間, 建設(shè)示范區(qū)的大型底棲生物資源會(huì)有所增加, 并恢復(fù)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài), 從而達(dá)到改善底棲生物環(huán)境的效果, 這與相關(guān)研究的結(jié)果相似(張虎等, 2008; 斯廣杰等, 2010)。分析出現(xiàn)波動(dòng)的原因, (1) 在海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)過程中, 魚礁的投放等的一些活動(dòng)破壞了原海域水環(huán)境和底質(zhì)環(huán)境的生態(tài)平衡, 干擾了大型底棲生物的繁殖和生存, 使靠近魚礁的示范區(qū)的生物多樣性降低, 但是建設(shè)后, 因人工魚礁的投放使得原本的粉砂質(zhì)粘土的底質(zhì)擁有了礁巖性質(zhì)的生境, 會(huì)吸引和誘集礁巖性質(zhì)的底棲生物在此棲息、產(chǎn)卵和庇護(hù), 使得底棲生物的種類不斷增加, 并且隨著時(shí)間的推移, 形成了新的人工生態(tài)系統(tǒng)(Rhoads, 1970; 秦傳新等, 2011; 孫習(xí)武等, 2011)。(2) 海洋牧場(chǎng)建設(shè)后, 示范區(qū)的上層水面養(yǎng)殖大型海藻, 增加浮力的浮標(biāo)布滿了整個(gè)水面,直接影響了船只的行走、人為的捕撈, 形成了保護(hù)區(qū)域, 使得底棲生物受到人為捕撈的影響大大降低, 與建設(shè)前該區(qū)域和建設(shè)后其他區(qū)域產(chǎn)生差異, 但目前還沒有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道證明這一猜測(cè), 還有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。

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