王秋璐 楊瀟 許艷 崔曉菁 楊璐 王江濤
摘要:生境狀況評價是科學客觀認知海灣環(huán)境及其棲息生物狀態(tài)并揭示時空演變趨勢的評估方法。建立以壓力源為驅動的核心指標體系,通過中尺度區(qū)域的指標狀況空間量化和長時間序列趨勢比對,給出評估區(qū)域(渤海灣)的指標臨界值并建立定量評價模式,判斷渤海灣生境狀況的時空特征與演變趨勢。結果顯示,渤海灣水質狀況為一般,趨勢為向好變化,且參評因子的變化均為向好趨勢;沉積物生態(tài)風險指標為優(yōu)秀狀況,向好趨勢,2011-2017年重金屬潛在生態(tài)風險危害指數(shù)(RI)和潛在生態(tài)風險系數(shù)(Eir)趨勢均表現(xiàn)為明顯降低;浮游植物、底棲生物的物種多樣性指數(shù)均為一般狀況,從變化趨勢來看,浮游植物為向差趨勢,底棲生物為向好趨勢;近年來鳥類數(shù)量和種類增長的指標評價為良好狀況,向好趨勢;渤海漁業(yè)資源持續(xù)惡化,指標狀況為較差;潮間帶濕地退化率超過60%,棲息地退化嚴重,狀況為惡劣;自然岸線急劇減少且破碎化嚴重,岸線利用呈持續(xù)高強度,指標狀況為一般,變差趨勢。研究表明,指標評估結果客觀反映了渤海灣的生境壓力來源和長期性問題,相較于環(huán)境治理,生態(tài)系統(tǒng)保護與恢復需要持續(xù)關注。
關鍵詞:指標體系;生境評估;時空狀況;壓力影響;渤海灣
中圖分類號:X826? ? ? ? 文獻標志碼:A? ? ? ? 文章編號:1674-3075(2023)06-0019-08
海灣是海洋向陸地延伸的水域,隨著人類活動加劇,海灣生態(tài)系統(tǒng)及其棲息生物也受到了不同程度的影響。自20世紀八九十年代以來,國內外學者開展了海洋生態(tài)狀況評價研究,建立了評估框架和方法,包括美國沿海生態(tài)環(huán)境狀況評估中所使用的沿岸海域狀況綜合評價方法(US Environmental Protection Agency,2012),歐盟建立的生態(tài)狀況評價綜合方法(European Community,2000),國家海洋局發(fā)布的《近岸海洋生態(tài)健康評價指南》《近岸海域海洋生物多樣性評價技術指南》(國家海洋局,2005;2017)。國內學者基于經典評估框架和標準,建立了包括海灣健康評價、風險評價以及海灣環(huán)境承載力等多種評價方法(李純厚等,2013;程嘉熠等,2016)。其中,指標類型主要包括環(huán)境類、生物生態(tài)和人類社會經濟等,具體指標參數(shù)根據(jù)評價目標、研究區(qū)域的狀況和壓力等選?。坏u價條件特別是指標判別閾值往往采用了普適性的標準值,忽視了研究區(qū)域狀況差異和壓力影響來源不同等問題;評估模式指標多以某一特定時間下的特定狀態(tài)結果定量計算,忽視了指標累積效應后顯現(xiàn)的趨勢變化結果。
渤海灣內海水交換能力差,長期以來高強度的填海造地和臨岸開發(fā)活動使得海灣資源環(huán)境承載能力達到上限,富營養(yǎng)化現(xiàn)象突出、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、漁業(yè)資源衰退(王以斌等,2021)。2012年以來,國家加大對渤海綜合治理力度,海洋環(huán)境質量整體有所改善,但海灣生態(tài)環(huán)境改觀不明顯。當前,摸清其狀況、變化趨勢以及問題誘因、解決環(huán)境治理瓶頸已迫在眉睫。本文旨在建立適用于渤海灣生境狀況的評估指標體系,采用的評估方法是基于長時間序列和中尺度區(qū)域數(shù)據(jù),運用數(shù)理分析給出指標臨界值和評估條件,建立定量化的評價模式,客觀評估渤海灣生境狀況,為進一步有效開展渤海灣環(huán)境保護和綜合治理提供科學依據(jù)。
1? ?材料與方法
1.1? ?評估指標體系
本文綜合海灣環(huán)境質量評價、生態(tài)系統(tǒng)退化評估、壓力狀況影響等多種評估模式,選擇環(huán)境質量狀況、生物物種狀況和棲息地狀況三類作為一級指標;基于渤海灣生境現(xiàn)狀、壓力和影響因素,以數(shù)據(jù)易獲取、指示性能高、可操作性強為原則,選擇具體量化指標(圖1)。其中,環(huán)境質量指標反映海灣生態(tài)環(huán)境質量和污染壓力的影響,生物物種類指標反映海灣生態(tài)特征以及物種和群落狀況,棲息地狀況類指標反映人類活動對海灣的干擾影響。
1.2? ?評估方法
評估方法可分為3種類型:第一種是水質、浮游植物和底棲生物指標,采用格點化計算方法,以格點化為單元,計算長時間序列的指標分布特征和變化趨勢,利用中尺度區(qū)域(渤海)的參數(shù)閾值給出評估臨界值,判斷評估結果;第二種沉積物生態(tài)風險指數(shù)和海岸線綜合利用程度指數(shù),采用評價指數(shù)方法,利用相關數(shù)據(jù)和研究結論計算評價指數(shù),并利用不同時期的指數(shù)結果給出趨勢變化結論;第三種是鳥類、魚類和濕地退化指標,采用比較分析方法,通過短期和長期物種多樣性和濕地面積數(shù)據(jù)比較,建立參數(shù)評估臨界值,給出評估結果。
1.2.1? ?格點化指標計算方法? ?利用ArcGIS10.2的創(chuàng)建漁網模塊,生成0.5°×0.5°規(guī)則格網,再利用統(tǒng)計分析模塊,將研究區(qū)域內站點數(shù)據(jù)轉化為規(guī)則的空間單元數(shù)據(jù)(王秋璐等,2020),然后按年度計算各格網單元內水質環(huán)境指標值(溶解氧、無機氮、活性磷酸鹽平均濃度)以及浮游植物、底棲生物的物種多樣性指數(shù),建立一套完整的數(shù)據(jù)集?;诖藬?shù)據(jù)集,綜合運用統(tǒng)計分析和線性回歸方法,計算指標項平均值、標準差及變化趨勢(線性回歸斜率正負值分別表示趨勢上升或者下降),給出數(shù)據(jù)時空狀況和變化趨勢。
1.2.2? ?指數(shù)類計算方法? ?(1)沉積物生態(tài)風險指數(shù)??梢跃C合反映沉積物中重金屬污染程度及其對水域生態(tài)環(huán)境的影響潛力。通過測定沉積物樣品中的重金屬污染含量,將其與區(qū)域參比值進行比較,消除區(qū)域間的差異影響,反映了多種重金屬污染物的綜合效應(許艷等,2017)。計算公式如下:
式中:Cif 為重金屬i的污染系數(shù),Ci為重金屬i的實測濃度,Bi為重金屬i的評價參比值,Eir為重金屬i的潛在生態(tài)風險系數(shù),Tir為單個重金屬i的毒性響應系數(shù),反映其毒性水平及生物對重金屬污染的敏感程度,重金屬As、Zn、Cd、Pb、Cr、Cu、Hg的毒性響應系數(shù)分別取10、1、30、5、2、5、40;RI為多種重金屬潛在生態(tài)風險危害指數(shù)。
(2)海岸線綜合利用程度指數(shù)。 最早應用于土地、生態(tài)景觀等相關領域,Wu等(2014)將其應用于海岸線的利用程度研究中,利用海岸線類型的特點和受人為影響的強度,賦予不同的人力作用強度指數(shù)。計算公式如下:
式中:ICUD為綜合利用指數(shù),其值越大,表明岸段受人為因素干擾越大,恢復為自然岸線的難度也越大;n為岸線類型數(shù),Ai、Ci分別為第i類岸線受人為干擾強度及其長度百分比,其中自然岸線Ai賦值1,人工岸線賦值2。
1.2.3? ?比較數(shù)據(jù)類計算方法? ?通過歷史時期和近期統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較,給出指標的評估臨界值,繼而進行指標評估判斷。其中,鳥類指標采用其群落多樣性指數(shù),魚類指標采用其種類數(shù),同時參考了魚類優(yōu)勢種種類和平均生物量,棲息地指標采用濕地退化面積。
1.3? ?數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)來源包括2010-2017年國家海洋局海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)和文獻資料中提取的分時期數(shù)據(jù)。具體監(jiān)測數(shù)據(jù)包括溶解氧、無機氮和活性磷酸鹽含量,采樣時間是2010-2017年,每年5、8、10月開展1次,站次為2 012個,其中渤海灣內為476個;浮游植物、底棲生物的種類數(shù)和密度采樣時間是2011-2017年,每年6-8月開展1次,站次為696個,其中渤海灣內站次為129個;沉積物重金屬(Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Hg、As)含量采集時間為2011-2017年,每年8月開展1次,站次為511個,其中渤海灣內站次為102個。
涉及的各監(jiān)測指標樣品采集、分析方法(包括采樣工作和實驗室分析)均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》第3、4、5、7部分所規(guī)定的方法和標準執(zhí)行,數(shù)據(jù)處理和分析質量控制按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》第2部分所規(guī)定的方法和標準執(zhí)行。2017年遙感影像數(shù)據(jù)進行幾何校正處理之后,采用波段組合方法,均選擇近紅外、紅光和綠光波段組合,分別進行RGB假彩色合成。最后,將處理好的影像輸出至GIS系統(tǒng)內進行目視的人機交互,解譯岸線類型、長度和濕地面積,其中濱海濕地分類、范圍和面積計算等依據(jù)《濱海濕地生態(tài)監(jiān)測技術規(guī)程》。
收集渤海灣棲息地、海岸線、鳥類和魚類等指標的文獻資料和不同時期的統(tǒng)計數(shù)據(jù),具體包括:
(1)鳥類群落多樣性指數(shù):1992年和1993年3-5月及7-10月(李湘濤等,1996),2006-2010年春季(Yang,et al,2011),2017年3-11月(柴子文等,2020)。
(2)魚類種數(shù)和優(yōu)勢種平均生物量:1983年5月(任勝民,1993),2004年5月(李顯森等,2008),2012-2014年(李忠義等,2017),2017年8月(胥延釗,2021)。
(3)棲息地退化面積:第二次全國濕地資源調查資料(2009-2013年),1985-2010年(吳文挺等,2016),1980-2017年(魏帆,2018)。
(4)海岸線類型和長度:1986-2016年(張蕾等,2020);2000年、2005年、2010年 (吳春生等,2015)。
在確定評估臨界值時,要考慮到渤海灣各項指標受到人類活動累積后的影響,歷史時期應盡可能前置到不受或者更輕微受到人類活動的干擾期。考慮到鳥類和魚類生物活動范圍較廣,小尺度區(qū)域的數(shù)據(jù)有可能難于獲取和不具有典型性,故數(shù)據(jù)收集范圍擴大渤海灣外海,優(yōu)勢種魚類根據(jù)歷史時期的漁獲物統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定。本次渤海灣研究區(qū)域北起河北省唐山市樂亭縣,南到山東省黃河口,海域邊界線為南北兩端灣口連線。進行格網單元數(shù)量統(tǒng)計時,被研究區(qū)域邊界切割的格網單元統(tǒng)計在內。
2? ?結果與分析
2.1? ?環(huán)境質量時空狀況
2.1.1? ?水質? ?格網計算結果表明,2017年渤海灣溶解氧平均濃度為8.6 mg/L,2010-2017年溶解氧平均濃度大于8.0 mg/L的單元占全部格網的84%,且變化趨勢為增加;2017年磷酸鹽平均濃度為0.024 mg/L,2010-2017年平均濃度在0.020~0.025 mg/L的格網單元占全部統(tǒng)計格網的70%,8年間比例波動變化小幅下降;2017年無機氮平均濃度為0.31 mg/L,2010-2017年平均濃度在0.30~0.45 mg/L格網單元占全部統(tǒng)計格網的68%,8年間比例明顯下降,無機氮與活性磷酸鹽平均濃度均呈現(xiàn)近岸高、離岸越遠濃度降低的分布特征(圖2)。
結合渤海區(qū)域8年間水質參數(shù)含量和變化趨勢,溶解氧平均濃度為8.0~9.5 mg/L,上升格網數(shù)明顯高于下降格網數(shù);磷酸鹽平均濃度在0.014~0.025 mg/L,上升格網單元數(shù)明顯多于下降單元數(shù),但渤海灣內尤其是近岸海域為下降趨勢;無機氮平均濃度在0.20~0.35 mg/L,下降格網單元數(shù)明顯多于上升單元數(shù),尤其在近岸格網單元內基本為下降趨勢,但在渤海灣南部出現(xiàn)了上升單元。綜上比對分析,渤海灣的溶解氧含量與渤海整體水平相當,且8年間呈現(xiàn)上升趨勢;渤海灣的磷酸鹽和無機氮含量均高于渤海營養(yǎng)鹽平均含量,但8年間變化趨勢呈現(xiàn)明顯下降?;谝陨戏治鼋Y果,建立水質指標評價標準及評價等級的臨界值(表1),水質指標評估結果為狀況一般,趨勢向好;其中無機氮和活性磷酸鹽狀況均為一般,溶解氧狀況為優(yōu)秀,3項參數(shù)趨勢均為向好。
2.1.2? ?沉積物生態(tài)風險? ?渤海灣內重金屬的潛在生態(tài)風險系數(shù)(Eir)和生態(tài)風險危害指數(shù)(RI)參考潛在生態(tài)風險指數(shù)法(Hakanson,1980;周笑白等,2015)對污染程度的劃分標準(表2),給出風險危害程度。渤海灣2011-2017年Eir和RI結果顯示(圖3),2017年渤海灣各類重金屬Eir值均低于30,均為低生態(tài)危害等級,從高到低的潛在生態(tài)風險依次為Cd>Hg>As、Pb、Cu>Cr>Zn。
2011-2017年各類重金屬的Eir均值及變化趨勢顯示,Cd明顯高于其他重金屬,2011-2013年的Eir高于50,為中等生態(tài)危害程度,2014年及以后明顯降低;Hg次之,2012年出現(xiàn)了峰值高于40,為中等生態(tài)危害程度,隨后明顯下降,2013-2017年均不超過20;其他重金屬2011-2017年的Eir值均較低,其無明顯波動趨勢,均為低生態(tài)危害。長期以來渤海灣受到陸源污染影響十分嚴重,沿岸工業(yè)和養(yǎng)殖活動排放的污水攜帶了大量含重金屬的廢水,通過沉降富集在沉積物內,從而產生毒性,且Hg和Cd具有較強的生物累積性。2012年以后,國家加大了對污水達標排放的監(jiān)管和治理,重金屬Cd的主要來源是養(yǎng)殖廢水,與此下降趨勢相一致。RI指數(shù)結果顯示,2012年達到了峰值150,為中等生態(tài)風險,隨后明顯下降,2017年低于50,屬于輕微生態(tài)風險。綜合Eir和RI結果以及重金屬生態(tài)風險評估條件,渤海灣沉積物重金屬生態(tài)風險指標評估結果為優(yōu)秀。
2.2? ?物種多樣性時空變化
2.2.1? ?浮游植物? ?格網計算結果表明,2017年渤海灣浮游植物物種多樣性指數(shù)為2.2,2011-2017年物種多樣性指數(shù)在2.0~3.0的格網單元占全部格網的70%以上(圖4)。渤海內浮游植物物種多樣性指數(shù)平均值在1.8~2.5。從變化趨勢看,在渤海灣內呈現(xiàn)北部下降南部上升;結合標準差可見,灣內東北部標準差高于0.6。評估結果表明,渤海灣浮游植物物種多樣性指數(shù)偏低,海灣東北部呈下降趨勢,南部為上升。
2.2.2? ?底棲生物? ?2017年渤海灣底棲生物物種多樣性指數(shù)在2.0~3.0,且在2011-2017年多樣性指數(shù)基本均高于2.0,平均值約為3.0,灣內底棲生物指標值偏低于整個渤海。趨勢分析表明,在渤海灣內多樣性指數(shù)除南部灣底呈下降趨勢,其他均為上升。
2.2.3? ?鳥類? ?2017年渤海灣濕地水鳥群落的多樣性指數(shù)為1.089~2.546,均勻度指數(shù)為0.309~0.681??傮w上,9月水鳥群落的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)都相對較小,春季指數(shù)顯著高于秋季。1993年渤海灣濕地鳥類群落多樣性指數(shù)是1.933~3.090,春秋季無明顯差異(李湘濤等,1996)。結合Yang等(2011)研究結果發(fā)現(xiàn),自20世紀90年代以后,渤海灣濕地水鳥群落出現(xiàn)先降低后增加的趨勢。
2.2.4? ?魚類? ?2017年春夏季拖網調查結果顯示,渤海灣發(fā)現(xiàn)魚類44種,相對生物量為55.27 kg/h。魚類豐度排序前4位從高到低分別是鳀、矛尾蝦虎魚、赤鼻棱鳀、黃鯽。2004年春季拖網調查發(fā)現(xiàn)魚類30種,平均每網漁獲量為1.54 kg/h,漁獲以中上層魚類和底層魚類為主,占到65.4%,優(yōu)勢種為黃鯽、小黃魚。從20世紀80年代以來,渤海魚類物種數(shù)由1982年的71種下降至2013年最低值29種,2014年恢復又至33種,2017 年進一步恢復至44種。80年代渤海漁業(yè)資源優(yōu)勢種有黃鯽、鳀,但2017年優(yōu)勢種僅有矛尾蝦虎魚和中國毛蝦。惡劣的海洋環(huán)境條件以及過度捕撈無疑是渤海魚類種類和優(yōu)勢種組成變化的重要原因(李忠義等,2017)。
基于以上分析,建立物種多樣性評價標準,給出評價臨界值和綜合評價結果見表3。物種多樣性評估有別于水質和沉積環(huán)境評估,更具有積累效應和綜合性,趨勢狀態(tài)應作為更重要的判別因素考慮。浮游植物、底棲生物和鳥類指標是綜合評價指標,其臨界值參考了《近岸海域海洋生物多樣性評價技術指南》(國家海洋局,2017),對指標評價等級和臨界值做適當調整。在評估魚類時,考慮魚類結構性指標不好給出臨界值,故指標體系中僅用了種類數(shù),并參考了渤海漁業(yè)資源的優(yōu)勢種群變化以及魚類組成結構變化。
2.3? ?棲息地狀況
2.3.1? ?棲息地退化面積? ?基于2009-2013年濕地調查數(shù)據(jù)和2017年遙感影像數(shù)據(jù)棲息地面積的計算結果見圖5。2017年渤海灣內自然濕地為39.9萬hm2,主要包括潮間帶濕地和淺海濕地。其中,潮間帶濕地占比約為35%。1986-2016年由于水資源短缺及建設用地侵占等原因,天津沿海濕地面積銳減并呈成萎縮態(tài)勢,生態(tài)功能逐步退化,累計退化面積近5萬hm2;其中,2005-2015年濕地面積減幅最大,僅存的自然濕地已成點狀分布。有研究表明,渤海灣1985-2010年因圍墾減少的沿海濕地面積為8.9萬hm2,且退化濕地基本位于潮間帶(吳文挺等,2016)。據(jù)此判斷,渤海灣退化的潮間帶濕地超過近60%,一般認為濱海濕地退化超過 30%即判別為嚴重退化(張曉龍等,2014)。因此,本指標評估狀況結果為惡劣。
2.3.2? ?岸線綜合利用指數(shù)? ?渤海灣岸線分類和分布如圖5所示。按照自然岸線和人工岸線分類,分別賦予人類干擾強度指數(shù),計算得到渤海灣海岸線綜合利用指數(shù)為179。參考張蕾等(2020)的研究數(shù)據(jù),1986-2016年渤海自然岸線占比從57.32%連續(xù)下降到16.58%,海岸線利用指數(shù)從142上升至184。據(jù)此判斷評估渤海灣岸線綜合利用強度為渤海平均水平,趨勢為上升,因此本指標評估狀況為一般,趨勢為變差。人工岸線變化反映人類活動的劇烈程度,2000年以來,伴隨著沿海地區(qū)城市化和工業(yè)化發(fā)展,高強度圍填海引起的岸線硬質化加劇,導致自然生境條件惡化并影響生物時空分布及生態(tài)功能。
3? ?討論
3.1? ?減少陸源污染物可降低渤海灣赤潮發(fā)生頻次
海灣中無機氮和磷酸鹽含量的時空分布往往與陸源徑流輸入密切相關(王以斌等,2021)。渤海灣是海河水系的主要入海區(qū)域,據(jù)《天津市海洋環(huán)境質量公報》(天津市海洋局,2012;2018),2017年潮白新河、薊運河和永定新河主要入海污染物總氮和總磷的超標站次為76.6%和87.2%,相較于2011年的88.9%和100%出現(xiàn)下降,污染物總量也較2011年明顯降低。本研究發(fā)現(xiàn),渤海灣無機氮和磷酸鹽含量尤其在近岸單元出現(xiàn)降低趨勢,這與陸源入海污染物的輸入減少具有一定的相關性。渤海灣天津海域是赤潮多發(fā)區(qū),2017年共發(fā)生6次,2010-2017年赤潮頻次呈現(xiàn)增高趨勢(天津市海洋局, 2013;2018)。雖然水體中氮、磷含量都有所下降,但隨著水溫升高以及渤海灣水交換能力變弱,在某一時段適宜赤潮藻種突發(fā)并形成災害的可能性依然較高;此外,本文中浮游植物物種多樣性指數(shù)年均值偏低,多樣性指數(shù)與優(yōu)勢物種的種類、密度為負相關關系,這也進一步表征了渤海灣生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。
3.2? ?氣候變化和人類活動是渤海灣生境影響因素
本文采用魚類種類的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為評估指標,發(fā)現(xiàn)過度捕撈是漁業(yè)資源衰退的直接原因。渤海灣乃至整個渤海漁業(yè)資源衰退嚴重,其中最為重要的表現(xiàn)是結構發(fā)生明顯變化,除小型甲殼類和食草性魚類生物量有所上升外,頂級捕食魚類、底棲魚類生物量都大幅度降低,有些種群甚至接近消失狀態(tài)(李忠義等,2017;孫萬勝等,2022)。由于氣候變化和人類活動干擾,鳥類棲息地喪失和退化使得其數(shù)量減少、多樣性水平下降(Piersma et al,2016)。渤海灣濕地是水鳥覓食和候鳥停歇的關鍵區(qū)域,通過自然保護地、國際國內重要濕地建設,實施生態(tài)修復工程等,使鳥類棲息地得到保護恢復,鳥類數(shù)量呈現(xiàn)增加趨勢,但也應注意到保護區(qū)為點狀分布,區(qū)域內監(jiān)測的數(shù)量和種類較高,還不能代表渤海灣整體棲息狀況的提升。本文棲息地退化和岸線利用指標評估分別是惡劣和一般變差,這與鳥類評估結果出現(xiàn)反差;分析認為渤海灣自然狀態(tài)的棲息生境被大量占用,良好狀況的棲息地僅為局部,渤海灣生境受人類干擾的壓力影響仍不可忽視,棲息生境整體狀況未得到根本改善。
3.3? ?指標體系評估模式可反映渤海灣生境特征
利用格網數(shù)據(jù)代替點位數(shù)據(jù),可以更加顯示長時間序列下指標的變化趨勢。2017年《中國海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報》表明渤海水質狀況總體改善;本文渤海灣水質指標評估結果反映溶解氧、磷酸鹽和無機氮因子均表現(xiàn)為向好趨勢,此二者結論基本一致。利用中尺度區(qū)域的數(shù)理分析方法給定了水質、浮游植物和底棲生物指標臨界值,使得評價結果更具客觀性和差異性。中國近海底棲生物物種多樣性指數(shù)為北部海域高、南部低,這與近海底質沉積環(huán)境有關,渤海表層沉積物以粒級較細的軟泥和砂質泥為主,孕育了豐富的底棲生物資源;浮游植物的生長因受溫度影響,其物種多樣性在中國近海表現(xiàn)為北低南高。在充分考慮了物種多樣性分布特征后,本文建立了中尺度區(qū)域的指標評估臨界值,物種多樣性指標評估結果顯示均為一般狀況。
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(責任編輯? ?萬月華)
Habitat Assessment of Bohai Bay Based on Indicator System Method
WANG Qiu‐lu, YANG Xiao, XU Yan, CUI Xiao‐jing, YANG Lu, WANG Jiang‐tao
(National Marine Data and Information Service, Tianjin? ?300171, P.R. China)
Abstract:Habitat assessment of Bohai Bay is a good way to understand the status, scientifically and objectively, of the gulf environment, and to reveal spatio-temporal trends and biodiversity of the bay. In this study, we established a quantitative habitat evaluation system for Bohai Bay and assessed the spatiotemporal characteristics and trends of environmental conditions. The indicator system for habitat evaluation of Bohai Bay was constructed based on the rules of source driven environmental pressure and indicators were selected from aspects of environmental quality, biodiversity and habitat conditions. Critical values of the indicators were quantified spatially at the mesoscale (region) and temporarily as long-term trends. We aimed to provide scientific evidence for the effective preservation and comprehensive environmental management of Bohai Bay. The water quality of Bohai Bay was generally fair, but trending upward with all evaluation indicators improving. The ecological risk index of sediment was excellent and trending upward. The potential ecological risk factor (Eir) and risk hazard index (RI) of heavy metals presented a clearly declining trend from 2011 to 2017. The species diversity of phytoplankton and benthos were generally fair, and phytoplankton diversity trended downward, while benthos diversity trended upward. The number and species richness of birds increased in recent years, but the fishery resources of Bohai Sea continued to deteriorate and the status and trend of each fish indicator were poor. The degradation extent of intertidal wetlands exceeded 60%, habitat degradation was serious, and the status of each indicator was poor. The natural coastline was sharply reduced and seriously fragmented, and coastline development intensified continuously, with an indicator status of fair. The evaluation results objectively reflect sources of habitat pressure and identify long-term problems in Bohai Bay. Clearly, protection and restoration of this large ecosystem is an arduous, long-term effort and will require perseverance.
Key words:indicators system; habtitat assessment; spatio-temporal condition; pressure effect; Bohai Bay
收稿日期:2022-07-17? ? ? 修回日期:2023-03-26
基金項目:國家重點研發(fā)計劃(2017YFA0603200)。
作者簡介:王秋璐,1982年生,女,高級工程師,主要從事海洋生態(tài)環(huán)境評價研究。E-mail:87675694@qq.com
通信作者:王江濤,1979年生,男,研究員,主要從事海洋空間分析研究。E-mail:jiangtao-nmdis@hotmail.com