人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復(fù)效果評估指標(biāo)體系與實(shí)例應(yīng)用

許玉甫+李怡群+張海鵬+高文斌+王慎知+胡保存+劉思江

摘要：本文從生態(tài)修復(fù)效果含義出發(fā)，構(gòu)建了以水環(huán)境、沉積物環(huán)境、生物環(huán)境和漁業(yè)資源為評價(jià)指標(biāo)的人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復(fù)效果評估指標(biāo)體系，并以秦皇島魚（藻）礁示范區(qū)為實(shí)例進(jìn)行分析，實(shí)例分析結(jié)果顯示魚礁示范區(qū)生態(tài)修復(fù)效果綜合評價(jià)指數(shù)（REE indx）5月和9月分別為75.5和71.5，判定結(jié)果分別為修復(fù)效果明顯和有修復(fù)效果。研究結(jié)果表明，建立的人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復(fù)效果評估指標(biāo)體系具有較強(qiáng)的可操作性，可以為人工魚（藻）礁生態(tài)修復(fù)效果評估提供參考。

關(guān)鍵詞：人工魚（藻）礁；生態(tài)效果；評價(jià)指標(biāo)；評價(jià)體系

人工魚礁是放置于海底以影響海洋生物資源的物理、生物或社會(huì)經(jīng)濟(jì)過程的人工設(shè)施[1] 。人工魚礁投放到海域中，能改變魚礁周圍海域非生物環(huán)境的流、光、音、底質(zhì)等因子，引起生物環(huán)境的變化[2]，人工魚礁產(chǎn)生的餌料效應(yīng)、流場效應(yīng)、庇護(hù)所效應(yīng)、環(huán)境變化效應(yīng)、陰影效應(yīng)和音響效應(yīng)等能誘集魚群，使礁區(qū)周圍海域的生物量增加[3]，因此人工魚礁的投放對于生態(tài)環(huán)境修復(fù)及保護(hù)漁業(yè)資源具有重要意義。為了有效、科學(xué)地評價(jià)魚礁建設(shè)的生態(tài)效果，本研究建立了一套人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復(fù)效果評估指標(biāo)體系，并以秦皇島魚（藻）礁示范區(qū)為實(shí)例進(jìn)行分析，可以為魚（藻）礁生態(tài)效果評價(jià)提供技術(shù)支持。

1研究方法

1.1德爾菲法

德爾菲法（Delphi法）是美國的蘭德（Rand）公司于1964年創(chuàng)立的，屬于專家集合法。憑借專家的經(jīng)驗(yàn)判斷和理論思維對事物進(jìn)行分析決策或提出結(jié)論。專家預(yù)測精確度可以采用均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)合起來分析，均數(shù)表示專家意見的集中程度，標(biāo)準(zhǔn)差表示預(yù)測意見的離散程度。具有匿名性和多輪反饋性等特點(diǎn)[4-6]。主要用于評價(jià)指標(biāo)的篩選和權(quán)重的確定。

1.2調(diào)查研究法

包括各種生態(tài)環(huán)境及漁業(yè)資源等資料的收取，海上布點(diǎn)調(diào)查、監(jiān)測，現(xiàn)場調(diào)研等。主要用于生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的現(xiàn)場監(jiān)測。

2人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復(fù)效果評估指標(biāo)體系

2.1效果評價(jià)指標(biāo)分類與權(quán)重

評價(jià)指標(biāo)的篩選和權(quán)重的確定是修復(fù)效果評價(jià)指標(biāo)體系及方法的基礎(chǔ)，為了使評價(jià)指標(biāo)和權(quán)重更有科學(xué)性，用德爾菲法進(jìn)行研究。通過多輪的專家調(diào)查問卷，最終篩選出水環(huán)境、沉積物環(huán)境、生物環(huán)境和漁業(yè)資源4個(gè)評價(jià)指標(biāo)及各指標(biāo)下的評價(jià)因子，并確定了各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，見表1。

2.2各評價(jià)指標(biāo)賦值及評價(jià)方法

通過示范區(qū)與對照區(qū)各評價(jià)指標(biāo)值的差異情況反映各指標(biāo)的修復(fù)效果，對比數(shù)據(jù)利用SPSS19.0軟件進(jìn)行差異性分析。

2.2.1水環(huán)境

2.2.1.1評價(jià)指標(biāo)及賦值

2.2.3生物環(huán)境

2.2.3.1評價(jià)指標(biāo)及賦值

生態(tài)環(huán)境修復(fù)效果生物環(huán)境評價(jià)指標(biāo)、要求及賦值見表4。

生物環(huán)境每項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的賦值按式（3）計(jì)算：

Bindx=∑n1Bqn（3）

式中：Bindx—生物環(huán)境修復(fù)效果評價(jià)指數(shù)；Bq—第q項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)賦值；n—評價(jià)指標(biāo)總數(shù)

當(dāng) 5≤indx<10，生物環(huán)境修復(fù)產(chǎn)生負(fù)面影響；當(dāng)Bindx=10，生物環(huán)境修復(fù)效果不明顯；當(dāng)10

2.2.4漁業(yè)資源

2.2.4.1評價(jià)指標(biāo)及賦值

生態(tài)環(huán)境修復(fù)效果漁業(yè)資源評價(jià)指標(biāo)、要求及賦值見表5。

漁業(yè)資源每項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的賦值按式（4）計(jì)算：

FRindx=∑n1FRqn（4）

式中：FRindx—漁業(yè)資源修復(fù)效果評價(jià)指數(shù)；FRq— 第q項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)賦值；n — 評價(jià)指標(biāo)總數(shù)

當(dāng) 10≤FRindx<15，漁業(yè)資源修復(fù)產(chǎn)生負(fù)面影響；當(dāng)FRindx=15，漁業(yè)資源修復(fù)效果不明顯；當(dāng)15

2.3生態(tài)修復(fù)效果綜合評價(jià)及評價(jià)方法

生態(tài)修復(fù)效果綜合評價(jià)指數(shù)按式（5）計(jì)算：

FEEindx=∑P1INDXi（5）

式中：REEindx—生態(tài)修復(fù)效果綜合評價(jià)指數(shù)；INDXi—第i類修復(fù)效果評價(jià)指數(shù)；P—評價(jià)指標(biāo)類群數(shù)。

當(dāng)REEindx<50時(shí)，表明產(chǎn)生負(fù)面效果；當(dāng)REEindx=50時(shí)，修復(fù)效果不明顯；當(dāng)5075時(shí)，表明修復(fù)效果明顯。

3示范研究

以秦皇島人工魚（藻）礁示范區(qū)為例，進(jìn)行案例分析。秦皇島人工魚（藻）礁示范區(qū)建設(shè)始于2010年，截止2012年5月累計(jì)投放魚礁15 000空方，構(gòu)建魚礁示范區(qū)133 hm2。本文以2012年示范區(qū)與對照區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)效果評估。

3.1現(xiàn)場調(diào)查

3.1.1調(diào)查站位及航次

進(jìn)行春、秋兩個(gè)航次調(diào)查，共設(shè)置調(diào)查站位8個(gè)，其中魚礁示范區(qū)內(nèi)4個(gè)，礁區(qū)外對照區(qū)4個(gè)，見圖1。

3.1.2監(jiān)測內(nèi)容及方法

主要監(jiān)測項(xiàng)目有水環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)、沉積物監(jiān)測指標(biāo)、生物環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)和漁業(yè)資源監(jiān)測指標(biāo)。

水環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目主要有生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、活性磷酸鹽（PO43--P）、硝酸鹽氮（NO3--N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）、氨氮（NH3-N）；沉積物環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目主要有有機(jī)碳含量、硫化物含量；生物環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目主要有浮游動(dòng)物、浮游植物、底棲生物和葉綠素a；漁業(yè)資源監(jiān)測項(xiàng)目主要有游泳動(dòng)物和魚卵、仔稚魚。

水質(zhì)因子、沉積物、浮游生物、底棲生物、葉綠素a、魚卵、仔稚魚的采樣、保存與分析按 《海洋監(jiān)測規(guī)范》[7]和 《海洋調(diào)查規(guī)范》[8]的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。由于礁區(qū)內(nèi)不能進(jìn)行拖網(wǎng)作業(yè)，游泳動(dòng)物定性調(diào)查采用地籠網(wǎng)與流刺網(wǎng)結(jié)合調(diào)查的方式；定量調(diào)查以每小時(shí)每公頃流刺網(wǎng)面積的漁獲量（kg/hm2·h或ind/hm2·h）計(jì)算。流刺網(wǎng)為三重流刺網(wǎng)，每片網(wǎng)長度為30 m，網(wǎng)高1.4 m，下網(wǎng)條數(shù)為5條；地籠網(wǎng)每組長7 m，共10組；下網(wǎng)時(shí)間均為24 h。

3.2調(diào)查結(jié)果

3.2.1水環(huán)境

4結(jié)論與討論

人工魚（藻）礁建設(shè)對漁業(yè)資源修復(fù)效果明顯。漁業(yè)資源修復(fù)效果評價(jià)指（FRindx）5月和9月分別為27和21，評價(jià)結(jié)果分別為修復(fù)效果明顯和有修復(fù)效果。示范區(qū)游泳動(dòng)物的生物量和密度明顯高于對照區(qū)，以5月為例，生物量和密度分別為對照區(qū)的3.32倍和5.13倍，這說明人工魚礁的建設(shè)對游泳生物產(chǎn)生了明顯的聚集效果，尤其是日本蟳、黑鮶和六線魚等巖礁性游泳生物的聚集效果更為明顯，分析其原因有：魚礁上附著生物不僅能改善海底環(huán)境，而且還可為魚類提供豐富的餌料；人工漁礁還可限制底拖網(wǎng)的作業(yè)，保護(hù)海底環(huán)境免遭底拖網(wǎng)作業(yè)的破壞，為魚類提供很好的庇護(hù)場所。5月礁區(qū)內(nèi)魚卵、仔稚魚種數(shù)和密度均高于對照區(qū)，且差異性顯著，分析其原因魚礁可以為魚卵提供有效的附著基；魚礁區(qū)餌料豐富，環(huán)境安靜，不僅能供給幼魚提供食物，有利于幼魚生長，而且可讓幼魚更快速地躲避各種敵害。渤海魚類的產(chǎn)卵期主要在春、夏兩季，9月調(diào)查的時(shí)候雖然有魚卵仔稚魚存在，但分布范圍及密度很小，很難捕獲，因此9月調(diào)查示范區(qū)與對照區(qū)均未捕獲魚卵、仔稚魚，直接導(dǎo)致魚卵、仔稚魚評價(jià)指標(biāo)無差異。

人工魚（藻）礁建設(shè)對水環(huán)境有一定修復(fù)效果。水環(huán)境修復(fù)效果評價(jià)指數(shù)（Windx）5月和9月分別為22.5，評價(jià)結(jié)果均為有修復(fù)效果。調(diào)查結(jié)果顯示，各水環(huán)境評價(jià)指標(biāo)示范區(qū)均好于對照區(qū)，磷酸鹽、硝酸鹽氮和硝酸氮三項(xiàng)指標(biāo)差異顯著，說明大型藻類的移植的對水環(huán)境的調(diào)節(jié)主要體現(xiàn)在對N、P的吸收上，這與毛玉澤“大型藻類生物濾器可以有效地吸收、利用養(yǎng)殖環(huán)境中多余的營養(yǎng)物質(zhì)”[9]研究結(jié)論類似。生化需氧量、化學(xué)需氧量和氨氮指標(biāo)差異性不顯著，可能與魚礁投放時(shí)間較短，魚礁改善水質(zhì)的作用尚未完全顯現(xiàn)有關(guān)。

人工魚（藻）礁建設(shè)對對生物環(huán)境修復(fù)效果明顯。生物環(huán)境修復(fù)效果評價(jià)指數(shù)（Bindx）5月和9月分別為16和18，評價(jià)結(jié)果均為有修復(fù)效果明顯。人工魚（藻）礁建設(shè)對葉綠素a和底棲生物影響較浮游動(dòng)植物明顯。礁區(qū)內(nèi)人工礁區(qū)葉綠素a含量高于對照區(qū)，說明人工魚礁區(qū)初級生產(chǎn)力高于對照區(qū)，分析其原因可能是因?yàn)槿斯そ竻^(qū)上升流給表層帶來大量營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)。礁區(qū)內(nèi)底棲生物種類及生物量明顯高于對照區(qū)，說明人工魚礁改變了底棲生物的生態(tài)環(huán)境，使底棲生物群落結(jié)構(gòu)受到影響，這種影響是有益的。

人工魚（藻）礁建設(shè)對沉積環(huán)境修復(fù)效果不明顯。沉積環(huán)境修復(fù)效果評價(jià)指數(shù)（Sindx）5月和9月均為10，評價(jià)結(jié)果均為修復(fù)效果不明顯。有機(jī)碳和硫化物濃度示范區(qū)低于對照區(qū)，但差異不明顯，可能是因?yàn)槌练e物修復(fù)時(shí)間較長，而示范區(qū)規(guī)模較小、建設(shè)時(shí)間較短。

本評估體系具有方便、簡潔，易于操作；擴(kuò)展性好的特點(diǎn)。不僅可應(yīng)用于同一時(shí)期不同區(qū)域的效果對比，而且可應(yīng)用于不同時(shí)期同一區(qū)域或不同時(shí)期不同區(qū)域之間的效果評估。目前，國內(nèi)對于人工魚（藻）礁區(qū)生態(tài)修復(fù)效果評價(jià)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)的篩選、權(quán)重的確定和分級的標(biāo)準(zhǔn)也具有一定的主觀性，這會(huì)造成評價(jià)的結(jié)果具有一定的局限性，因此需要在未來的研究中對評價(jià)指標(biāo)、權(quán)重及分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善。

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（收稿日期：2016-12-09）