全 文 ：基于不同生物指数的罗源湾生态环境质量状况评价*
吴海燕**摇 陈克亮摇 张摇 平摇 傅世锋摇 侯建平摇 陈庆辉
(国家海洋局第三海洋研究所, 福建厦门 361005)
摘摇 要摇 将国外已经成功应用的两类生态环境质量状况评价指数:严格基于底栖生物敏感度
分类的 AZTI海洋生物指数(AZTI marine biotic index,AMBI)和 BENTIX 指数,以及包含 AM鄄
BI、香农多样性指数(H忆)和物种丰度的复合指数———多因子 AZTI海洋生物指数(multivariate鄄
AMBI,M鄄AMBI)应用于罗源湾,并将这两类指数的评价结果与我国常用的基于群落结构的 H忆
进行相互校准,探讨这些指数在罗源湾的适用性,以期为我国近岸海域生态环境质量状况评
价指数的选择提供一定的参考.结果表明: AMBI 和 BENTIX、M鄄AMBI 和 H忆 的评价结果基本
一致.这 3 类指数在大部分站位的评价结果是一致的(13 / 16),不一致的站位都是 AMBI 和
BENTIX的评价等级(优或良)高于 M鄄AMBI和 H忆 的评价等级(中) .综合考虑物种丰度、个体
丰度以及生物群组组成等信息,M鄄AMBI和 H忆 的评价等级梯度明显(从中到优),评价结果更
为合理.对于富营养化程度较高、沉积物有机富集程度低以及底栖生物组成以敏感种为主的
罗源湾,选择 H忆和 M鄄AMBI指数能够合理地评价生态环境质量状况.
关键词摇 底栖无脊椎动物摇 生态环境质量状况摇 评价摇 生物指数摇 罗源湾
文章编号摇 1001-9332(2013)03-0825-07摇 中图分类号摇 X822摇 文献标识码摇 A
Eco鄄environmental quality assessment of Luoyuan Bay, Fujian Province of East China based
on biotic indices. WU Hai鄄yan, CHEN Ke鄄liang, ZHANG Ping, FU Shi鄄feng, HOU Jian鄄ping,
CHEN Qing鄄hui (Third Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Xiamen 361005,
Fujian, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(3): 825-831.
Abstract: In this paper, two types of eco鄄environmental quality assessment indices that have been
successively applied abroad, i. e. , the AZTI marine biotic index (AMBI) and BENTIX index based
on the ecological sensitivity of benthos and the multivariate鄄AMBI (M鄄AMBI), a multivariate index
integrating AMBI, Shannon Index H忆, and species richness, were applied to assess the eco鄄environ鄄
mental quality of Luoyuan Bay, Fujian Province of East China, and the assessment results were
compared with those by the H忆, an index based on community structure, which is often applied in
China, aimed to test the applicability of these indices to the Bay, and to provide reference in selec鄄
ting the indices for assessing our coastal eco鄄environment quality. Similar assessment results were
obtained by applying AMBI and BENTIX index, and M鄄AMBI and H忆. At most stations (13 of
16), the assessment results by applying AMBI and BENTIX index, M鄄AMBI and H忆 were coinci鄄
dent, respectively; while at the other 3 stations, the assessment grade was high or good based on
AMBI and BENTIX index, but moderate based on M鄄AMBI and H忆. Taking account of the rich鄄
ness, individual abundance, and ecological group composition of the benthos in Luoyuan Bay, the
assessment results based on M鄄AMBI and H忆 could be more reasonable. It was suggested that for the
Luoyuan Bay which has a high level of eutrophication and low organic matter enrichment in sediment
and is dominated by sensitive benthos species, M鄄AMBI and H忆 could be more applicative and ob鄄
jective than AMBI and BENTIX index in assessing its eco鄄environmental quality.
Key words: benthic invertebrate; eco鄄environmental quality status; assessment; biotic index;
Luoyuan Bay of Fujian.
*国家海洋局青年科学基金项目(2012149)和福建省自然科学基金项目(2011J05110)资助.
**通讯作者. E鄄mail: haiyan072@ sina. com
2012鄄07鄄27 收稿,2012鄄12鄄29 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 3 月摇 第 24 卷摇 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Mar. 2013,24(3): 825-831
摇 摇 底栖无脊椎动物生活在水体和沉积物的交界
处,活动范围小,寿命相对较长,不可避免地会对受
到的偶发或长期人为扰动产生响应,因此,通常被认
为是水生生态系统有力的指示物种[1-2] . 2000 年欧
盟颁布了“水框架指令冶(The European Water Frame鄄
work Directive, WFD).该法令要求各成员国的近岸
海域生态环境质量评价必须建立在生物评价的基础
上,而且生物评价必须包含底栖生物 (2000 / 60 /
EC) [3],这极大促进了基于底栖生物指数法的海洋
生态环境质量评价的研究和发展[4] . 目前建立的底
栖生物指数很多,主要建立于北美和欧洲,可以分为
4 类[5-6]:1)严格基于底栖生物敏感度分类的指数.
这类指标包括 AZTI海洋生物指数(AZTI marine bi鄄
otic index,AMBI) [7]、BENTIX 指数[8]和 BO2A 指数
( bentic opportunnistic annelida amphipod index ) [9]
等;2)严格基于营养级群落分类的指数. 这类指数
主要是 ITI( infaunal trophic index) [10-11];3)严格基
于多样性的指数. 主要为香农多样性指数(H忆);4)
综合了其他指数的复合指数. 该类指数主要为多因
子 AZTI 海洋生物指数 (multivariate鄄AMBI,M鄄AM鄄
BI) [12] .该指数综合了 AMBI、H忆 和物种丰度,并通
过因子分析和判别分析计算指数值.
大多学者认为应该重视研究现有方法的适用
性,而不是不断建立新的方法[12] . AMBI 和 BENTIX
都是基于底栖生物敏感度分类的原理建立起来
的[13],目前在欧盟国家得到了广泛的应用. M鄄AMBI
作为复合指数,被认为更能够反映人为环境压
力[14] .但是由于这些指数都是基于特定的地理区域
建立的,在建立该指数区域以外的其他地区的应用
研究还比较少.
本研究将 AMBI、BENTIX 和 M鄄AMBI 3 个生物
指数在罗源湾进行了应用,并与我国常用的香农多
样性指数(H忆 )进行了比较,以验证这 3 个评价指数
在罗源湾的适用性,为我国近岸海域生态环境质量
评价指数的选择提供一定的参考.
1摇 研究区域和研究方法
1郾 1摇 研究区概况
罗源湾位于福建省东北部(26毅19忆—26毅31忆N,
119毅34忆—119毅 50忆 E,图 1 ),海域总面积 216. 44
km2,滩涂面积 78. 18 km2,水深主要在 10 ~ 30 m,底
层盐度 25 ~ 35.罗源湾湾口宽 950 m,四面环山,是
一个典型的口小腹大的半封闭性海湾. 罗源湾周边
仅有几条溪河汇入,径流对湾内海水影响较小,湾内
图 1摇 罗源湾 2009 年采样点分布
Fig. 1摇 Sampling sites of Luoyuan Bay in 2009.
水体交换主要靠潮汐来完成. 罗源湾陆源污染物的
主要来源是城镇生活污水、港口运输、农田污染与工
业废水[15] .
本研究中用于罗源湾生态环境质量评价的数据
来源于 2009 年的生态调查,其中水质监测 3、5、8 和
11 月各一次,沉积物监测在 8 月进行一次,底栖生
物调查 5 月和 11 月各一次. 底栖生物采样面积
0郾 05 m2,每个站取 4 ~ 5 个重复样.用于建立底栖生
物评价指数参考基准值的数据来源于 2005—2010
年的监测数据.
1郾 2摇 指数计算
1郾 2郾 1 AMBI 和 BENTIX 指数 摇 按照底栖生物对不
断提高的环境压力等级的敏感度把软基底质的大型
底栖生物群落按序分成 5 个群组[4]:Group 玉:物种
对有机物的富集非常敏感,出现在无污染状态下
(初始状态);Group 域:物种对有机物的富集不敏
感,在轻微变化过程中,物种密度一直较低(从初始
状态向轻微失衡过渡);Group 芋:物种能耐受过量
的有机物质的富集(轻微失衡状态);Group 郁:第二
级机会种 (从轻微失衡到显著失衡状态过渡);
Group 吁:第一级机会种(显著失衡状态).根据表 1
中的公式计算 AMBI值和 BENTIX值. AMBI具体的
表 1摇 底栖生物指数计算公式
Table 1摇 Calculation formulas of benthic biotic indices
生物指数
Biotic index
公式
Algorithms[4]
建立区域
Developed area[5]
AMBI [(0伊% G玉) +(1. 5伊% G域) +(3
伊%G芋)+(4. 5伊%G郁)+(6伊% G
吁)] / 100
北海、南部地中海
BENTIX (6伊%GS+2伊%GT) / 100
其中:GS= G玉+ G域,GT = G芋+
G郁+G吁
东部地中海
H忆
-移
n
i = 1
P i·lg2P i
-
628 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
计算过程由 WFD提供的免费软件(http: / / www. az鄄
ti. es v. 4)完成. 对于不包含在物种清单中的物种,
采用清单中收录的同类群的物种代替[2,16] .
1郾 2郾 2 M鄄AMBI指数 摇 M鄄AMBI 是包含底栖无脊椎
动物 AMBI、香农多样性指数(H忆)以及物种丰度的
复合指数. M鄄AMBI 指数的应用首先要确定 AMBI、
H忆 以及物种丰度的参考基准值. M鄄AMBI 指数的计
算采用 WFD 提供的免费软件 ( http: / / www. azti.
esv. 4)完成.
1郾 3摇 评价标准的确定
1郾 3郾 1 参考基准值的确定摇 底栖无脊椎动物 AMBI、
H忆 和物种丰度的参考基准值以及评价标准边界值
的确定参考文献[14]的方法:根据已有的数据建立
数据序列,采用 SPSS 16. 0 进行分析,去除数据序列
的异常值,H忆 和物种丰度取数据序列的第 90%位值
为等级优的参考基准值,AMBI 取数据序列的第
10%位值为等级优参考基准值. M鄄AMBI 评价标准
边界值确定方法:根据建立的 AMBI、H忆 和物种丰度
参考基准值,计算研究区 2005—2010 年的 M鄄AMBI
序列值,计算数据序列的平均值和标准偏差,等级优
和良的边界值为平均值和标准偏差的和,再以此边
界值除以 4 依次确定其他等级之间的边界值.
本研究中确定的罗源湾底栖生物 AMBI、H忆 和
物种丰度的等级优的参考基准值分别为 0. 64、4. 5
和 46,以此计算得到的 M鄄AMBI优鄄良鄄中鄄差鄄劣之间
的边界值为 0. 88-0. 66-0. 44-0. 22,该边界值与地
中海区域的亚得里亚海相同,高于其他的区域[14] .
1郾 3郾 2 评价标准摇 WFD建议生态环境质量状况等级
划分为 5 个等级,因此,本研究中所有的评价指数最
终都将生态环境质量状况划分为 5 个等级:优、良、
中、差和劣.优代表没有受到污染,良代表受到轻度
污染,中代表受到中等程度污染,差代表受到严重污
染,劣代表受到极其严重污染(表 2).
1郾 4摇 相互校准
将基于底栖生物敏感度分类的指数(AMBI 和
BENTIX)、复合指数(M鄄AMBI)与我国应用广泛的
H忆 的评价结果进行相互校准.如果 3 类指数的评价
结果都在良及以上,或者中等及以下,则认为评价的
结果一致.
1郾 5摇 相关性分析
生物指数(AMBI、BENTIX、M鄄AMBI 和 H忆)和物
理化学要素(底层溶解氧、沉积物总有机碳、重金属
和有机污染物)之间的相关分析用于验证生物指数
对人为环境压力的响应[18] . 相关显著性采用 Pear鄄
son相关性分析,由 SPSS 16. 0 软件完成.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 非生物要素质量状况
罗源湾 2009 年的基本物理要素状况见表 3.其
中底层溶解氧和盐度为 3、5、8 和 11 月 4 个航次的
平均值.调查的 9 个站位水深较浅,溶解氧状况良
好,底层盐度较高. 由于港湾较为封闭,调查站位沉
积物类型以泥质为主.
摇 摇 沉积物调查的 7 个站位总有机碳( total organic
carbon, TOC)和重金属含量都比较低. 对照我国海
洋沉积物标准,重金属和有机污染物质量状况较好,
没有超标现象.而对照美国 EPA 的沉积物标准[19],
部分站位的 As 和所有站位的总 DDT 含量超过了
ERL值,可能存在一定的生态风险,其中 02 站位的
总 DDT超过了 ERM值,生态风险则更大[20] .
2郾 2摇 底栖无脊椎动物的分布特征
表 5 列出了各站位底栖无脊椎动物的基本状
况.总体上,春季和秋季在优势种、物种种类、生物量
等方面差异较大. 春季优势种(指个体数占总个体
数量 10%以上的物种)为似蜇虫(Amaeana triloba鄄
ta),秋季的优势种则不明显. 除 05 站位外,春季的
物种丰度、H忆 以及个体丰度均高于秋季.其中,春季
以 13 站位状况最好,秋季以 05 站位最好.群落组成
上,除春季 02 站位外,其他站位都以敏感种为主
(G玉和 G域).
表 2摇 各指数的评价标准值
Table 2摇 Evaluation criterion for each index
生物指数
Biotic index
优
High
良
Good
中
Moderate
差
Poor
劣
Bad
文献
References
AMBI 0 ~ 1. 2 1. 2 ~ 3. 3 3. 3 ~ 4. 3 4. 3 ~ 5. 5 >5. 5 [9]
BENTIX(泥质 Mud) 6 ~ 4 4 ~ 3 3. 0 ~ 2. 5 2. 5 ~ 2 0 [1]
摇 摇 摇 (砂质 Sand) 6 ~ 4. 5 4. 5 ~ 3. 5 3. 5 ~ 2. 5 2. 5 ~ 2 0 [1]
H忆 逸4 4 ~ 3 3 ~ 2 2 ~ 1 <1 [9,17]
M鄄AMBI 逸0. 88 0. 88 ~ 0. 66 0. 66 ~ 0. 44 0. 44 ~ 0. 22 <0. 22 -
7283 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 吴海燕等: 基于不同生物指数的罗源湾生态环境质量状况评价摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 罗源湾基本物理要素特征
Table 3摇 Basic physical characteristics of Luoyuan Bay
站位
Station
水深
Water
depth
(m)
沉积物类型
Sediment type
盐度
Salinity
底层溶解氧
Bottom dissolved
oxygen
(mg·L-1)
01 6. 5 泥 28. 86 7. 28
02 6郾 0 泥 29. 50 7. 58
05 8. 5 泥砂 29. 63 7. 74
09 9. 5 泥 29. 67 7. 58
11 - 泥 26. 75 7. 54
13 43郾 0 泥 30. 14 7. 18
15 15郾 0 泥 29. 75 7. 51
01 75郾 0 砂 30. 17 7. 30
02 60郾 0 泥岩石 30. 34 7. 35
2郾 3摇 生态环境质量状况评价
AMBI和 BENTIX在其建立区域以外地区的应
用最大的挑战在于,由于不同地理区域物种上的天
然差异造成的未包含在物种清单中的物种的群组划
分问题[21] .罗源湾 2009 年春季和秋季 16 个样本调
查得到的底栖无脊椎动物总的物种数为 195 种,其
中包含在 AMBI 物种清单中的物种数有 110 种
(56郾 4% ), 经 过 调 整 替 代 后 上 升 到 163 种
(83郾 6% ).这个比例总体上达到了应用 AMBI 评价
的要求(>80% ) [16] .
由图 2 可见,AMBI 的评价结果中,各站位的春
季、秋季以及年平均评价结果都在等级良以上,评价
结果较好. 8 个站位(16 站位除外)中,4 个站位(01、
02、09 和 17)春季的评价结果好于秋季,其他 4 个站
位则是秋季较好.
BENTIX的评价等级比 AMBI的评价等级更高,
除 02 站位春季的评价等级为良以外,其他情况的评
价等级都为优.除 02 和 17 站位秋季评价结果好于
春季外,其他站位春季和秋季的指标值相差甚小.
与 AMBI和 BENTIX的评价结果相比,M鄄AMBI
的评价结果的等级梯度较为明显. 春季 13 站位、秋
季 05 站位和年平均的评价等级为优,春季 16 站位
和秋季 01、11 站位的评价结果为中等,其他情况的
评价等级都为良.从季节比较来看,8 个站位中,5 个
站位(01、11、13、15 和 17)春季的评价结果要好于
秋季.这与 AMBI的评价结果有一定的差别.
表 4摇 罗源湾 2009 年沉积物质量状况
Table 4摇 Sediment quality status of Luoyuan Bay in 2009
站位
Station
总有机碳
TOC
(% )
Cu
(伊10-6)
Pb
(伊10-6)
Cd
(伊10-6)
Hg
(伊10-6)
As
(伊10-6)
总 HCHs
Total HCHs
(伊10-9)
总 DDT
Total DDT
(伊10-9)
总 PCBs
Total PCBs
(伊10-9)
01 0. 84 22. 2 32. 7 0. 0827 0. 049 7. 23 0. 158 17. 1* 0. 854
02 1. 17 22. 4 30. 3 0. 0731 0. 052 10郾 00* 0. 120 159郾 0* 0. 581
05 0. 72 21. 1 29. 1 0. 0704 0. 040 6. 93 0. 214 16. 6* 0. 110
09 0. 76 19. 8 28. 8 0. 0713 0. 019 9. 24* 0. 172 7. 2* 1郾 190
11 0. 85 24郾 0 33. 6 0. 0784 0. 066 12. 50* 0. 279 9. 0* 0. 678
13 1. 26 14. 6 23. 7 0. 0728 0. 031 7. 37 0. 291 23. 6* 0. 104
15 0. 85 24. 1 29. 8 0. 0774 0. 033 10. 90* 0. 213 11. 5* 0. 798
*超过了 ERL值 Exceeded the ERL value. HCHs:六六六 Hexachlorocyclohexanes; PCB:多氯联苯 Polychlorinated biphenyl.
表 5摇 罗源湾 2009 年底栖无脊椎动物基本状况
Table 5摇 Basic status of benthic macroinvertebrate of Luoyuan Bay in 2009
站位
Station
春季(5 月) Spring (May)
物种丰度
Species
richness
H忆 个体丰度
Individual
Abundance
(ind·m-2)
GI鄄GII鄄GIII鄄GIV鄄GV组成
GI鄄GII鄄GIII鄄GIV鄄GV
composition (% )
秋季(11 月) Autumn (November)
物种丰度
Species
richness
H忆 个体丰度
Individual
Abundance
(ind·m鄄2)
GI鄄GII鄄GIII鄄GIV鄄GV组成
GI鄄GII鄄GIII鄄GIV鄄GV
composition (% )
01 32 3. 41 1064 62. 9-8. 4-3. 4-25. 3-0 9 2. 39 92 73. 9-0-13-13-0
02 25 3. 9 416 33. 7-10. 2-23. 5-32. 7-0 32 4. 51 410 54. 1-12. 2-8. 1-25. 7-0
05 36 4. 17 409 53. 1-16. 2-10. 6-20. 2-0 57 5. 35 670 40. 7-30. 1-8. 9-20. 3-0
09 36 4. 78 309 17. 8-58. 4-8. 9-14. 9-0 27 4. 57 148 50-34. 6-15. 4-0-0
11 35 4. 57 376 47. 2-19. 1-29. 2-4. 5-0 5 2. 25 75 44-28-18. 7-9. 3-0
13 62 3. 43 2119 64. 3-12. 9-10. 2-12. 7-0 21 4. 02 191 51. 6-22. 3-21. 7-4. 5-0
15 26 3. 59 582 77. 9-13. 9-5. 7-2. 4-0 15 3. 83 100 33. 3-53. 3-0-13. 3-0
16 11 2. 33 1440 28. 4-49. 3-1. 5-20. 9-0 - - - -
17 27 4. 15 1050 54. 7-19. 8-18. 6-5. 8-1. 2 11 3. 42 77 50-50-0-0-0
G: 组 Group.
828 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
图 2摇 AMBI、BENTIX和 M鄄AMBI对各站位的评价结果
Fig. 2摇 Evaluation results of AMBI, BENTIX and M鄄AMBI for
each station.
1)5 月 May; 2)11 月 Novebmer;3)平均值 Average. H:优 High; G:良
Ciood; M:中等 Moderate; P:差 Poor; B:劣 Bad. 下同 The same be鄄
low.
2郾 4摇 相互校准
严格基于底栖生物敏感度分类的 AMBI 和
BENTIX指数在所有站位两个季节的评价结果基本
相同,都为优或良.相关性分析(表 6)表明,两个指
数的相关性显著,这主要是由于两者建立的基本原
理相同,只是计算时各群组的分配系数不同,罗源湾
的敏感种比例较高,所以两者的评价结果接近 .
表 6摇 各指数的相关性分析
Table 6摇 Correlation analysis between each index
生物指数
Biotic index
BENTIX M鄄AMBI H忆 S
AMBI -0. 780* -0. 150 0. 065 0. 078
BENTIX - 0. 096 -0. 140* -0. 280
M鄄AMBI - - 0. 910** 0. 890**
*P<0. 05; **P<0. 01. 下同 The same below.
BENTIX指数与 H忆 显著负相关,可能是由于某些站
位有优势度较高的物种(个体数量占站位总个体数
量的一半以上),使得多样性指数较低,但这些优势
种主要是敏感种,使得 BENTIX值反而较高[1] .
复合指数 M鄄AMBI与 H忆 的评价结果基本相同.
两者评价结果一致主要在于物种组成都以敏感种为
主,M鄄AMBI的指数值主要取决于 H忆.相关性分析表
明,M鄄AMBI和 H忆的相关性极显著,同时 M鄄AMBI 与
物种丰度的相关性也极显著(P<0郾 01).这主要是由
于 M鄄AMBI 指数是 H忆 和物种丰度的复合指数,但
M鄄AMBI指数的计算中,H忆 的比重较高[6],因此相
关系数略高.
总体上,这 3 类指数的评价结果大部分是一致
的,仅在春季 16 站位、秋季 01 和 11 站位不一致.不
一致的情况都是 AMBI和 BENTIX 的评价等级较高
(优或良),而 M鄄AMBI和 H忆 的评价等级为中等.
这几个不一致的站位虽然敏感种比例较高,但
是物种丰度较低( <12),其中秋季 01 和 11 站位的
个体丰度也比较低.综合这些信息来看,M鄄AMBI 和
H忆 的评价结果更为合理.
2郾 5摇 相关性分析
相关性分析采用各指数春季和秋季的平均值进
行.结果表明,AMBI、BENTIX 与总 DDTs 显著相关,
M鄄AMBI、H忆与重金属 Cd 极显著相关;与其他因子
的相关性则不显著(表 7).
底栖生物敏感度是依据底栖生物对人为压力,
尤其是有机物富集的敏感程度而划分的[1, 5] . 理论
上,TOC 的含量与 AMBI 和 BENTIX 应有明显的相
关性[22] .本研究中,TOC含量与各个指标都没有显
表 7摇 生物指数与环境要素的相关性分析
Table 7摇 Correlation analysis between biotic indices and environment elements
生物指数
Biotic
index
溶解氧
DO
总有机碳
TOC
Cu Pb Cd Hg As 总六六六
Total HCH
(7)
总 DDTs
Total DDTs
(7)
总 PCBs
Total PCBs
(7)
AMBI 0. 22 0. 16 0. 13 0. 17 0. 33 0. 45 0. 05 -0. 51 0. 77* -0. 12
BENTIX -0. 29 -0. 38 -0. 06 -0. 23 0. 13 -0. 62 0. 03 0. 34 -0. 77* 0. 31
M鄄AMBI 0. 54 -0. 12 -0. 46 -0. 60 -0. 88** -0. 49 -0. 39 -0. 26 -0. 16 -0. 54
H忆 0. 70 -0. 18 -0. 19 -0. 38 -0. 93** -0. 50 -0. 16 -0. 20 0. 17 -0. 13
9283 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 吴海燕等: 基于不同生物指数的罗源湾生态环境质量状况评价摇 摇 摇 摇 摇 摇
著的相关性,可能与数据量较少有关[23],也可能是
因为所有站位有机碳含量都很低,没有明显的差异
所致. As 和总 DDTs 是两个潜在的生态风险因子
(表 4).本研究中 AMBI和 BENTIX与总 DDTs显著
相关,能够反映 DDTs 的生态风险,而 As 与所有的
指标都不相关. Carvalho等[20]研究表明,AMBI 比 H忆
以及物种丰度等其他结构性指标更能反映沉积物的
有机污染状况,但是不能反映重金属的污染,与本文
的研究结果相似. 沉积物中 Cd 的浓度很低,但与
M鄄AMBI和 H忆 指数都极显著相关,可能与各站位 Cd
含量呈明显的梯度有关.
3摇 讨摇 摇 论
由于海洋生态系统本身的复杂性以及人为环境
压力的影响,不同的评价指数在同一区域通常给出
不同的评价结果[2],使得海洋生态环境质量评价的
客观性在很大程度上依赖于生物指数的选择[24] .不
同指数评价结果的不一致会导致利益相关者和环境
保护者之间的争论[25] . 因此,对特定区域进行生态
环境质量评价时,需要对可以选择的生物指数进行
适用性评估,并进行相互校验.校验的目的不仅是为
了选择最合适的指数,也是为了保证不同指数评价
结果的可比性和可靠性[23] .
由于底栖生物的复杂性和区域的差异性,采用
单因子指数评价所有的生态系统是不现实的[24],甚
至在某些地区没有指数是可以单独使用进行评价
的[25] .本研究中,应用区域(罗源湾)生境与指数建
立区域生境之间存在明显的差异,因而单因子指数
AMBI和 BENTIX评价结果不完全合理. 研究表明,
AMBI更适合有机物和营养物富集的区域[2],而罗
源湾沉积物中 TOC 的含量总体都很低. BENTIX 指
数建立于东地中海区域,为贫营养区域[26-27] . 而
2009 年罗源湾同期的水质监测中无机氮和活性磷
酸盐的平均浓度分别为 0. 50 和 0. 043 mg·L-1,已
经接近或达到四类水水质标准,已经富营养化.
AMBI、H忆 和物种丰度的复合指数 M鄄AMBI 已
经被应用于不同的水体类型(近岸海域、河口以及
泻湖),大部分的应用结果都表明 M鄄AMBI 指标比
单因子指数(AMBI、BENTIX 以及 H忆 等)更能够反
映环境的实际情况[21],这与本研究的结论是一致
的.但是 M鄄AMBI指数的应用首先要建立参考基准
值,当历史数据或古生物学数据缺失的时候,参考基
准值以及评价标准边界值的确定是一个难题[2] . 如
何在缺乏详细的历史数据的情况下,探索我国近岸
海域类型专属参考基准值的建立方法是今后值得研
究的方向之一.
综上,AMBI 和 BENTIX 的评价结果一致,但罗
源湾的生境与两者建立区域的生境存在一定的差
异,其评价结果不尽合理;H忆与 M鄄AMBI的评价结果
一致,并且基本合理,说明对于富营养化程度较高、
沉积物有机富集程度低,以及底栖无脊椎动物组成
以敏感种为主的罗源湾,选择这两个指数能够合理
地评价生态环境质量状况.
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作者简介 摇 吴海燕,女,1983 年生,博士,助理研究员. 主要
从事海洋环境管理与评价、海岛生态调查与修复研究,发表
论文 8 篇. E鄄mail: haiyan072@ sina. com
责任编辑摇 肖摇 红
1383 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 吴海燕等: 基于不同生物指数的罗源湾生态环境质量状况评价摇 摇 摇 摇 摇 摇