天津大神堂浅海活牡蛎礁区生物资源状况调查分析

孙万胜1，温国义2，白明1，李彤1，张萍1，董学鹏1，于洁1

（1.农业部渔业环境及水产品质量监督检验测试中心，天津 300221；

2.国家海洋局北海环境监测中心，山东 青岛266033）

摘要：2013年5月、8月对天津大神堂浅海活牡蛎礁区生物资源现状进行调查监测，利用侧扫声纳系统扫描分析，天然活体牡蛎礁已遭到严重破坏，保存良好的仅为60 hm2。调查结果与近三年比较，浮游植物、大型底栖生物、鱼卵仔稚鱼、游泳动物平均密度有所增加，浮游动物平均密度及鱼类、虾类、蟹类、头足类等游泳动物平均资源量降低较为明显。笔者提出，建立天然牡蛎礁核心保护区，在加强监管，开展集鱼型海洋生物资源养护设施建设的同时，积极开展增殖放流，改善浅海生态环境状况，达到部分修复当地已经消失的活牡蛎礁，提高生物多样性水平，遏制生态系统的退化的目的。

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关键词 ：天津大神堂浅海活牡蛎礁区；现状调查结果；分析与建议

天津大神堂浅海活牡蛎礁位于天津汉沽大神堂以南大、小沙岗及其边缘海域，在该海域形成了以活牡蛎礁为依托的独特生态系统。据调查，牡蛎礁附近海域生活着牡蛎、青蛤、扁玉螺、缢蛏、栉孔扇贝、甲虫螺和毛蚶等种类非常丰富的海洋贝类，是渤海非常宝贵的贝类种质资源库。随着渤海经济的快速发展，天津近岸滩涂区域受到了不同程度的人为干扰，高强度的海岸带开发、海洋捕捞及大量排污使近岸海域海洋生物生存栖息环境受到破坏，生物资源不断减少。为进一步了解天津大神堂浅海活牡蛎礁区生物资源现状，2013年5月、8月，笔者在该区域开展了调查监测，对现存牡蛎礁状况、渔业资源的种类组成、栖息密度及生态分布等进行了分析与研究，旨在为天津大神堂浅海活牡蛎礁独特生态系统保护与修复提供参考。

1研究方法

1.1调查区域

调查区域位于国家海洋局2012年12月21日批复的“天津大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区”区域及周边海域，调查面积约为63 km2。具体监测站位见图1。

1.2调查方法

1.2.1牡蛎礁区海底地形地貌调查采用HD-27单波束水深仪进行水深地形测量。采用英国GeoAcoustics公司双频数字侧扫声纳进行侧扫声纳测量，采用Chesapeake 公司出品的SonarWizMap软件进行侧扫声纳数据处理，绘制地貌图。导航定位系统采用美国 Trimble 公司生产的DSM 212H型信标接收机进行水深地形定位；采用美国 Trimble 公司生产的 SPS361 Dgps 信标接收机进行侧扫声纳定位导航。

1.2.2活体牡蛎礁成活比例调查采用贝类拖网（网口面积150 cm×15 cm，网长270 cm；网目尺寸4 cm）在每站位拖网10 min，平均拖网速度2.5 kn。对天然牡蛎礁样本进行分析。

1.2.3浮游植物调查采用37 cm口径浅水Ⅲ型浮游生物网自海底至表层垂直拖网，样品用5%福尔马林溶液固定保存，采样结束后在实验室内进行镜检分析。

1.2.4浮游动物调查采用50 cm口径浅水Ⅰ型浮游生物网自海底至表层垂直拖网，样品用5%福尔马林溶液固定保存，采样结束后在实验室内进行镜检分析。

1.2.5底栖生物调查采用0.05 m2箱式采泥器采集海底泥样，每站采泥4次，将泥样倒入孔径为0.5 mm套筛中用海水冲洗，挑拣每个调查站位内全部生物个体作为1个定量样品，以5%福尔马林溶液固定，带回实验室进行种类鉴定、计数、称重。

1.2.6鱼卵、仔稚鱼调查采用浅水Ⅰ型浮游生物网（网口面积0.2 m2，网长145 cm），由海底至海面垂直拖网取样，用5%福尔马林溶液固定样品，在实验室进行种类鉴定、计数、称重和分析。

1.2.7游泳动物调查采用单拖网（网口水平宽度8 m）拖取渔获物，每站拖网时间1 h，平均拖网速度2.5 kn。在实验室对样品的种类组成、生物量、资源密度等进行统计学分析，计算公式为：

D=Cqaa=1.8521000L·V·T

式中D为渔业资源密度（kg/km2），C为平均每小时拖网渔获量（kg/网·h），a为每小时网具取样面积(km2/网·h)，q为网具捕获率，取值范围按表1执行。L为调查船网口水平宽度（8 m），V为调查船平均拖曳速度（2.5 kn），T为调查船拖曳时数(1 h)。

1.3评价方法

根据各站所获样品的生物密度，分别对样品的多样性指数、均匀度、丰度、优势度等进行统计学评价分析，计算公式为：

1.3.1香农─韦弗（Shannon－Weaver）多样性指数

式H′=-∑ni=1PiLog2Pi中：H—种类多样性指数；

n—样品中的种类总数；

Pi—第i种的个体数（ni）与总个体数（N）的比值（n1N或wiW）。

生物多样性指数评价指标见表2。

1.3.2均匀度（Pielou指数）

J=H′Hmax

式中：J—表示均匀度；

H′—种类多样性指数值；

Hmax—为log2S，表示多样性指数的最大值，S为样品中总种类数。

1.3.3丰度（Margalef计算公式）

d=S-1log2N

式中：d—表示丰度；

S—样品中的种类总数；

N—样品中的生物个体数。

1.3.4优势度

Y=fi×Pi ；Y＞0.02时，定为优势种

式中：Pi---第i种个体数量在总个体数量中的比例(ni/N)

ni—i物种的密度(cells/L)

N—总密度(cells/L)

fi—第i种的出现频率。

2调查结果

2.1天然牡蛎礁现状调查结果

2013年10月与国家海洋局北海环境监测中心技术人员协作，利用侧扫声纳系统、单波束水深测量系统和高精度卫星导航系统对调查区域进行了海底地形地貌调查。本次调查侧扫声纳高频与低频扫宽量程均为200 m；航速保持在 4～5 kn左右， 测量过程中海底声学图像资料清晰，调查可以清楚地探测到古牡蛎礁体裸露情况，清楚地探测出海底地貌、海底障碍物（定制网）以及海底拖网刮痕情况等。

天津大神堂浅海牡蛎礁区位于北纬39°07′17.00″～39°10′15.00″；东经117°55′42.00″～118°00′00.00″。该区域水深较浅，介于0.5～4.5 m之间，海底地形总体上呈北高南低的趋势，等深线呈东西向展布，总体地形较为平缓。

本次调查测区总面积为5 918 hm2，调查发现牡蛎礁体保存比较好区域（即人类活动相对较少的区域）约79 hm2，位于1号牡蛎礁群北侧，占测区范围的1.3%；发现牡蛎礁体被破坏严重区域面积约1 177 hm2，位于2号牡蛎礁群西北侧和东南侧，占测区范围的20%。天然牡蛎礁分布见图2。

本次对活体牡蛎礁存活情况进行了取样调查，根据取样分析，活牡蛎礁所占比例平均为31?9%。活牡蛎礁所占比例最高值38.5%，出现在M02站位，最低为24.9%，出现在M05。活牡蛎礁分布不均匀，密度最大值为25.5 kg/网·10 min，出现在M03站位，最小值为1.8 kg/网·10 min，出现在M06站位。活牡蛎礁密度分布见图3。

2.2浮游植物现状调查结果

在调查海域监测到浮游植物共34种，分属硅藻门、甲藻门，其中硅藻门30种，占总数的88?24%；甲藻门4种，占总数的11.76%。主要优势种为虹彩圆筛藻、格式圆筛藻、具槽直链藻、浮动弯角藻、丹麦细柱藻、劳氏角毛藻等。

浮游植物密度变化范围(0.871～2 377.1)×104 cells/m3，平均密度为405.178 ×104 cells/m3。

浮游植物多样性指数变化范围为0.93～2?63，平均为1.69；丰度变化范围为0.18～0.57，平均值为0.36；均匀度变化范围为0.28～0.84，平均值为0.60。

2.3浮游动物现状调查结果

在调查海域监测到浮游动物共16种，其中毛颚类1种，占种类组成的6.25%；桡足类4种，占种类组成的25.00%；幼虫类8种，占种类组成的50.00%；水母类2种，占种类组成的12.50%，糠虾类1种，占种类组成的6.25%。主要优势种为无节幼虫、强壮箭虫、长尾类幼虫、双壳类幼虫等。

浮游动物密度变化范围1.52～19.60 ind/m3，密度平均值6.3 ind/m3；生物量变化范围0?01～51.25 mg/m3，生物量平均值7.2 mg/m3。

浮游动物多样性指数变化范围为0.00～2?322，平均为1.54；丰度变化范围为0.00～1?916，平均值为1.10；均匀度变化范围为0.685～1.00，平均值为0.93。

2.4底栖生物现状调查结果

在调查海域监测到大型底栖生物共32种，其中软体动物门腹足纲和瓣鳃纲12种，占种类组成的37.50%；节肢动物门甲壳纲10种，占种类组成的31.25%；环节动物门多毛纲4种，占种类组成的12.50%；棘皮动物门蛇尾纲2种，占种类组成的6.25%；脊索动物门硬骨鱼纲各4种，分别占种类组成的12.50%。主要优势种为凸壳肌蛤。

大型底栖生物密度和生物量平均值分别为199.69 ind/m2和91.23 g/m2。

底栖生物多样性指数变化范围为0.271～2?322，平均为1.28；丰度变化范围为0.221～0?861，平均值为0.68；均匀度变化范围为0.23～0.87，平均值为0.48。

2.5鱼卵、仔稚鱼现状调查结果

在调查海域捕获鱼卵、仔稚鱼9种，其中仔稚鱼4种，鱼卵5种。5种鱼卵隶属3科5属，其中鲱科2种，鳀科2种，鱼衔科1种；4种仔稚鱼隶属于2科4属；其中鰕虎鱼科3种，鲻科1种。

鱼卵密度范围为0～10.7粒/m3，平均值为1.79粒/m3，仔稚鱼密度范围为0～7尾/m3，平均值为4.7尾/m3。

2.6游泳动物现状调查结果

在调查海域监测到游泳动物27种，其中鱼类15种，占55.6%；甲壳类10种，占37.0%；头足类2种，占7.4%。主要优势种为口虾蛄；重要种和常见种主要为焦氏舌鳎、日本蟳、六丝钝尾鰕虎鱼、斑鰶、火枪乌贼等。

游泳动物多样性指数变动范围为0.784～2?065，平均值为1.65；丰富度变动范围为0.692～1.350，平均值为1.13；均匀度变动范围为0?206～0.558，平均值为0.45。调查海区均匀度、多样性指数均变化不大，总体呈现较低水平。

游泳动物平均生物密度为2 136.2 ind/h·网（19 678.11 g/h·网）；现存平均资源量为1 617.59 kg/km2。

3讨论和建议

3.1小结

调查结果与近三年（2010-2012年）渤海湾天津海区鱼虾贝产卵场监测结果比较，浮游植物平均密度略有增加，增加了9.697 9×104 cells/m3；浮游动物平均密度降低68.22 ind/m3，平均生物量降低120.86 mg/m3，降低幅度较大；大型底栖生物平均密度增加68.098 ind/m2，平均生物量增加38.494 g/m3；鱼卵平均密度增加0.823粒/m3，仔稚鱼平均密度增加0.428尾/m3；游泳动物平均生物密度增加385.046 ind/h·网，平均资源量降低187.972 kg/km2。比较结果显示：鱼卵、仔稚鱼、游泳动物生物密度有所增加，可能与近年来不断加大的增殖放流力度有关。游泳动物生物密度增加，生物量下降，说明了鱼类、虾类、蟹类及头足类等重要的游泳生物平均个体减小了，这与海洋环境的破坏及基础性生物饵料的匮乏有关。

海洋生物多样性是海洋生物资源和生态系丰富程度的重要标志。调查结果显示，该海域浮游植物、浮游动物、大型底栖生物、游泳动物的生物多样性指数分别为：1.69、1.54、1.28、1.65，根据生物多样性指数评价标准，调查海域生境质量等级为“差”，说明该海域生态环境质量状况已严重制约了海洋生物多样性水平的提高。

天津大神堂浅海活牡蛎礁是全国唯一保存下来的现代纯天然泥质活体牡蛎礁。据报导，礁体资源在20世纪70年代礁群面积约为35 km2，2011年中国地质调查局天津地质调查中心在该区域进行了调查，调查结果为：牡蛎礁共有两个分散的礁体群组成（礁体群编号为1和2），两个礁群呈东北——西南方向分布，礁群区总面积约为4.75 km2（475 hm2）。与此比较，本次测量结果表明，1号和2号礁群破坏严重，已被渔民利用拖网刮平和布设了大量的定制网具。仅在1号礁群北侧发现两个小礁体，保存良好，面积约60 hm2。在其他区域，2号礁群及其西北、东南侧破坏严重。根据本次现场取样分析，现存的天然牡蛎礁中存在大量的死亡牡蛎贝壳，活体牡蛎礁平均仅占31.9%。可见，天津大神堂浅海活牡蛎礁生态系统退化程度是非常严重的。

3.2天津大神堂浅海活牡蛎礁区生态系统保护与修复的几点建议

在大神堂浅海活牡蛎礁分布最为集中区域设立呈东北-西南方向（与当地海底沙岗方向一致）的核心保护区，在核心区周围设立航标灯塔，建设监控平台，安装监控系统，禁止船舶进入和一切捕捞活动。在加强监督管理的同时，开展公众宣传，普及生态保护知识，建立环境与资源监测常态机制。

在核心区的外围设定一定规模的生态修复区，在修复区投放构型合理的箱型人工鱼礁礁体，构建生物功能群，发挥功能群组成及其主要种类在食物关系、营养层次转化中的重要功能作用，提升生态区的生物多样性水平。

根据大神堂浅海活牡蛎礁生态系统特征，投放牡蛎礁礁体，合理确定牡蛎礁礁体的捆扎工艺、规格和数量，建设牡蛎礁群，提高牡蛎幼体的附着成活率，养护活牡蛎礁生态区的密鳞牡蛎、长牡蛎、脉红螺、青蛤等贝类资源。

综合考虑大神堂浅海牡蛎礁区海流、潮汐的水动力学特点和海洋生物功能群的时空分布格局，优化牡蛎礁和人工鱼礁的单体组合方式，确定生态鱼礁区的布局方式，构建生态复合型鱼礁群，实现生物附着和栖息环境功能改善的最大化。

在开展集鱼型海洋生物资源养护设施建设的同时，积极开展毛蚶、青蛤、扇贝的底播和鱼、虾、蟹等资源的增殖放流，改善浅海生态环境状况，达到部分修复当地已经消失的活牡蛎礁，提高生物多样性水平，遏制生态系统的退化，促进海洋经济的可持续发展。

（收稿日期：2014-06-20）