（环境工程专业论文）塘沽潮间带生物资源修复的探讨.pdf

塘沽潮问带生物资源修复的探讨 摘要 人类的各类活动在很大程度上对海洋生物区系产生了冲击，许多生态系统遭 到破坏，严重的地方已出现生物绝灭，水产资源亦日益匮乏。这对海洋渔业、海 洋旅游业，以至人类生存都形成了巨大影响可是人类对物质生活和精神生活的 要求仍在不断提高。这就要求人类必须重视可持续发展，及时修复并合理开发被 破坏的海洋环境。在服从于自然规律和社会需求的情况下，在群落演替理论指导 下，通过物理、化学、生物的技术手段，人为干预遭破坏生态系统的演替过程和 方向，恢复或者重建生态系统的结构和功能，并使其达到憩好的自维持状态 本文在调查分析的基础上，结合理论和实验结果，就如何对典型的淤泥质海 岸进行生物修复作出了相关探讨先期的定性、定量采样，样品处理和分析均按 照国家海洋监测规范进行。基底调查后进行了许多生物修复的室内、外试验，这 里仅对细菌的作用和双齿围沙蚕改造沉积物的能力做了重点介绍，并根据分析结 果提出了具体的修复方法 调查潮间带的生物种类已经明显减少，生物对垂直和水平生态位利用不充 分；营养结构亦不稳定。不同海区的具体结果如下： 驴驹河海区潮问带采集到现存大型底栖动物2 2 种，分属于腔肠动物门、环 节动物门、软体动物门、节肢动物门、腕足动物门、鱼纲等六大类。调查区域的 现存生物量为6 6 1 4 6g 2 ，生物密度为3 5 9 3 8i n d ，j 一。软体动物平均生物量为 6 2 3 4 8g m ，占总生物量的9 4 2 6 * , 6 ，为优势类群，明显高于其他类群大型底 栖动物次级生产力平均值为4 2 0 2g m ( 去灰干重) 部分区域的表层生态位竞 争较激烈。4 个营养级间的实际生态效率僚于1 0 9 6 ，能量流动不合理。 高沙岭潮间带的状况比驴驹河潮间带的差。共采集到现存大型底栖动物1 6 种，分属于环节动物门、软体动物门、节肢动物门和腕足动物门等4 个门类调 查区域的现存生物量为1 1 9 2 4 9 m z ，生物密度为1 9 0 o o i n d l 丑2 软体动物的量仍 然很大，但是所占生物量比例减少到了6 8 8 9 5 。次级生产力的值为1 4 8 0 9 m 2 ( 去 灰干重) ，明显小于驴驹河的生物种类较少，各站点生物量差异较小，空间生 态位的竞争比驴驹河的小。由于较高级别的生物没有采集到，营养级数量少了， 能量流动仍不合理。 为了充分利用生态位，建立合理稳定营养结构，建议从以下方面进行生物修 复：1 泼洒外源细菌或促进土著细菌生长，利用微型食物环增加物质循环和能量 流动的效率，并增加初级生产力；2 移植较大型植物( 如，大米草和浒苔等) 填 补本潮问带空白，去除污染并增加初级生产力，保证物质和能量的供给；3 移植 沙蚕等底栖动物，例如实验表明，双齿围沙蚕摄食效率为0 4 8 m g ( m g d ) ，具有 一定改造自然沉积物的能力，并能促进其他生物生长，可用来改善底质物化性质， 增加生物多样性，提高生态容纳量；4 抑制四角蛤蜊生长，引进其他生态位的贝 类，如毛蚶，蛤仔等；建立浅海人工渔礁及合理放流，在更大的时空范围内维持 生态结构稳定。本次潮间带的调查、分析填补了渤海湾在这方面的资料空白；生 物修复后，可实现生态经济相耦合的良性循环，并可为相似海区的生物修复提 供技术等参考。 关键词：潮间带，生物修复，大型底栖动物，塘沽 d i s c u s s l o n s0 nb i o r e m e d i a t l 0 n f o rt a n g g uin t e r tld a lz o n e a b s t r a c t h u m a na c t i v i t i e sh a v ea f f e c t e dm a r i n ee c o s y s t e ms ob a d l yt h a ts o m em a r i n e e c o l o g i c a lc o m m u n i t i e sa r cd e s t r o y e ds e r i o u s l yi nal a r g ed e g r e e 。a n dl o t so fs p e c i e s o fm a r i n eb i o l o g ya r ee x t i n c t i ta l s om a k e ss o m eo r i g i n a l l yf a m o u sf i s h i n gg r o u n d b p a 2 0 m es h o r to fa q u a t i c 佗s o u r c c g e n e r a l l ys p e a k i n g , t h ed a m a g ea f f e c t e dm a r i n e 丘s h e r y , m a r i n et o u r , a n dh u m a ne x i s t e n c es e r i o u s l y m o r eu l l l u c l 【i l y h u m a nd e m a n d o fh i g hm a t e r i a la n ds p i r i th v i n g 眦s t i l li n c r e a s i n g t h e s ei n s t a n c e sr e q u i r ep e o p l e u r g e n t l yt ot h i n km u c ho fc o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n t , a n dr e m i n dp e o p l et oe x p l o i tt h e o c e a nu n d e rt h en a t u r a lm l c s a n dt h e s ei n s t a n c e sa l s ol e tp e o p l er e m e d i a t et h e d e s t r o y e dm a r i n ee c o s y s t e m i nt i m e a m o n gt h er e m e d i a t i o nm e t h o d s ，b i o r e m e d i a t i o n m e t h o di sr e g a r d e da st h eu l t i m a t em e t h o db e c a u s ei th a so b v i o u se x c e l l e n c et h a n p h y s i c a lm e t h o da n dc h e m i c a lm e t h o d t h r o u g hb i o r e m a d i a t i o n 。t h es t r u c t u r ea n d f u n c t i o no fn e we c o s y s t e mw o u l db er e s t o r e do rr e b u i l t , a n dt h ee c o s y s t e mw o u l d k e e pu pg o o dc o n d i t i o nw i t h o u to u t s i d ef o r c e o nt h eb a s i so fi n v e s t i g a t i o n ，t h e b i o l o g i c a ls t r u c t u r eo ft h ei n t e r t i d a lz o n ew a sd i s c u s s e di n t h i sp a p e rf o rt h ed e f i n i t e o b j e c to fb i o r e m e d i a t i o mf u r t h e r m o r e ，s o m es u g g e s t i o n sf o rb i o r e m e d i a t i o nw e r e a l s om a d eo nt h eb a s i so ft h e o r ya n di n n e re x p e r i m e n t s 1 1 圮g e n e r a li n v e s t i g a t i o n sw e r ec a r r i c do u ti nt h ei n t e r t i d a iz o u eo fl v j u 髓a n d g a o s h a i 小gw h i c hb e l o n gt o t , 蛆n g o ud i s t r i 鸭t i a n j i nc i t y t h e i n v e s t i g a t i o n so fm a c r o b e n t h o s , s u c ha sq u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v es a m p l i n ga n d a n a l y s i s , w e r ec a r r i e do u ta c c o r d i n gt ot h es p e c i f i c a t i o nf o rm a r i n em o n i t o r i n g t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h es p e c i e so ft h ei n v e s t i g a t i o nz o n eh a v ed e c r e a s e do b v i o u s l y , t h e c o m m u n i t ys t r u c t u r ew a si i n p m p e r a n dt h ev e a i c a la n dh o r i z o n t a ln i c h e sw e r en o t u t i l i z e ds u f f i c i e n t l y t h et r o p h i cs t r u c t u r ew a sa l s ou n s t a b l e , 也en t i ot op r o d u c t i o no f e a c h 仃o p m cl e v e lw a sl e s st h a nt h en a t u r a lv a l u e 1 h er e s u l t so fd i f f e r e n ti n t e r t i d a l g o n ew e r ea sf o l l o w s ： a b o u t2 2n v i n gs p e c i e so fm a c r o b e n t h o sw e r eo b t a i n e di nl v j u h ei n t e r t i d a l g o n e , w h i c hb e l o n gt oc o e l e n t e r a t a , a n n e l i d a , m o l l u s c a , a a h r o p o d a b r a c h i o p o d a , a n dp i s c e sr e s p e c t i v e l y t h ee x i s t i n gb i o m a s so fm a c r o b e n t h o sw a s6 6 1 4 6 9 m 。 b i o l o g i c a ld e n s i t yw a s3 5 9 3 8 i n d m m o h u s c aw a st h ed o m i n a n tm a c r o b e n 也o s , i t s b i o m a s sw a s9 4 2 6 o ft h et o t a lb i o m a s s t h em e a ns e c o n d a r yp r o d u c t i o nw a s 4 2 0 2 9 m z ( a f d w ) t h ec o m p e t i t i o no ft h es u r f a c en i c h e si ns o m ep l a c e sw a s i n t e n s e l y t h ee c o l o g i c a le f f i c i e n c i e sa m o n gt h e4e x i s t i n gt r o p h i cl e v e l sw e r el e s s t h a n1 0 ，s 0t h ee n e r g yf l o w e di m p r o p e d y t h ei n t e r t i d a lz o n es i t u a t i o no fg a o s h a id q gi sw o r s et h a nt h a to fl v j i j 枣 a b o u t1 6s p e c i e sm a c r o b e n t h o sw e r eo b t a i n e dh e r e 。w h i c hb c l o n gt oa n n e l i d a , m o l l u s c a , a r t h r o p o d a , a n db r a c h i o p o d a t h ee x i s t i n gb i o m a s so fm a c r o b e n t h o sw a s 1 1 9 2 4 咖，b i o l o g i c a ld e n s i t yw a s1 9 0 0 0 i n d m 2 m o l h s c ab i o m a s sw a s6 8 8 9 0 f t h et o t a lb i o m a s s s oi t sd o m i n a n e er e d u c e d t h es e c o n d a r yp r o d u c t i o nw a s1 4 8 0 9 m z 、聊，a n d i t w a s l e s s t h a n t h a t o f i v 兀瑁匣o b v i o u s l y t h e t r o p h i c l e v e l d e c r e a s e d , a n dt h ee n e r g ys t mf l o w e di m p r o p e r l y i no r d e rt ot a k i n gt i l ua d v a n t a g eo fn i c h ea n dr e s t o r i n gs t a b l et r o p h i cs t r u c t u r e t h ef o l l o w i n gs u 路c a t i o n ss h o u l db et h i n km u c hf o rb i o r e m e d i a t i o n ：1 p u t t i n gi n e x o t i cb a c t e r i ao ri n c r e a s i n gn a t i v eb a c t e r i at oi n c r e a s ep r i m a r yp r o d u c t i o na n dt o a c c e l e r a t em a t e r i a lc y c l ea n de n e r g yf l o w 2 t r a n s p l a n t i n gm a c l op l a n t , s u c ha s s p a r t i n aa n g l i c aa n de n t e r o m o r p h a ，t oi n c r e a s eb i o l o g i c a ld i v e 娼i t ya n d i tt ow i p eo f f s o m ep o h u f i o n i t 锄a l s op r o v i d em o r ep r i m a r yp r o d u c t i o n 3 t r a n s p l a n t i n g c l a m w o r ma n do t h e rm a c r o b e n t h o s f o re x a m p l e ，t h ee x p e r i m e n t ss h o w e dt h a tt h e f e e d i n gr a t eo f p e r i n e r e o sa i b u h i t e n # i sw a s0 4 8 m g ( m g d ) ，s oi th a d d e f i n i t ea b i l i t y t oa l t e rt h en a t u r a ls e d i m e n t b e c a u s ei tc o u l da l s oa c o e l e r a t eo t h e rs p e c i e sg r o w t h , s o i tw a sak i n do fg o o ds p e c i e st oi m p r o v es e d i m e n tq u a l i t ya n dt oi n c r e a s ec a 唧i n g c a p a c i t y 4 r e s t r a i n i n gt h eg r o w t ho fm a c 挣av e n e r i f o r m i sa n dt r a n s p l a n t i n go t h e r m o l l u s e aw h i c hh a dd i f f e r e n tn i c h e a n dt h ea r t i f i c i a lf i s h e r yr e e fs h o u l db eb u i l tf o r am o r es p a t i o t e m p o r a le c o l o g i c a ls t a b i l i z a t i o n i nt h ef u t u r e ，ag o o de c o l o g i c a lc y c l e s h o u l db er e b u i l ta n di ts h o u l da l s ob r i n gh u g eb e n e f i t k e y w o r d s ：i r r t o r t i d a iz o r l o b i o r e m e d j a t i o r l g a c r o b e n t h o s ，t a n g g u 塘沽潮问带生物资源修复的探讨 0 引言 0 1 关于生物修复 人类谋求发展的同时对生存环境产生了巨大冲击。就海洋而言，由于盲目开 发、建设和污染加剧，许多海域的生态系统遭到破坏，严重的地方已经有许多生 物灭绝，水产资源亦日益匮乏这对海洋渔业、滨海旅游业，以至人类生存形成 了巨大影响。再有，人们对物质生活和精神生活要求的水准是无止境的，这就必 然要不断向自然索取这些危机已使人们意识到环境保护的重要性，进行可持续 发展的同时也加强了环境治理的力度( 蒋铁民等，2 0 0 0 ；林肇信等，1 9 9 9 ) 环境治理的途径很多。从生态学角度，在服从于自然规律和社会需求的情况 下，在群落演替理论指导下，通过物理、化学、生物的技术手段，人为干预遭破 坏生态系统的演替过程和方向，恢复或者重建生态系统的结构和功能，并使其达 到良好的自维持状态由于物理和化学方法在一定程度上存在投资大，耗时和有 副作用的缺点，生物技术被认为是解决环境问题的根本途径( 杨京平等，2 0 0 2 ) 0 1 1 生物修复技术简介 关于利用生物技术修复生态系统的用词并不统一。常用的如，生物修复 ( b i o r e m e d i a t i o n ) 和生态恢复( e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n ) 。 由于选取角度的不同，关于“生态恢复”的定义很多。如，j o r d a n ( 1 9 9 5 ) ， c a i r n s ( 1 9 9 5 ) ，e g a n ( 1 9 9 6 ) 的定义。较有代表性的是美国生态学会给予的定 义：生态恢复就是人们有目的地把一个地方改建成定义明确的、固有的、历史上 的生态系统的过程，这一过程的目的是竭力仿效那种特定生态系统的结构、功能、 生物多样性及其变迁过程( 杨京平等，2 0 0 2 ) 。 关于“生物修复”的定义也不少。较有代表性的有，生物修复一般指生物( 特 别是微生物) 催化降解有机污染物，从而去除或消除环境污染的_ 个受控或自发 进行的过程( m a d s e nel ，1 9 9 1 ) 。也有人认为，广义的生物修复还包括植物修 复和动物修复，也就是说，生物修复是指利用细菌、真菌、水生藻类、陆生植物 等的代谢活性降解减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在土壤中的结合 态，通过改变污染物的化学或物理特性而影响它们在环境中的迁移、转化和降解 塘沽潮问带生物资源修复的探讨 速率( h a r r o wm ，2 0 0 0 ；w h i t e l e yas ，2 0 0 0 ；罗义，2 0 0 3 ) 由各个定义可以看出，不同名词的定义或者说法本质上是一致的，只是出发 点和强调点不同而已本文为了突出生物在修复中的作用，采用“生物修复”一 词进行论述，并且取其广义。 作为一种新兴的环境技术，生物修复主要用于土壤，地下水和海洋的污染治 理，对系统的结构、功能、生物多样性和持续性进行全面的恢复并主要以原位生 物修复为主。生物修复技术与传统的物理、化学修复方法相比，具有投入低、治 理效果好以及基本不产生副作用等优点，近年来在国内外引起广泛的关注( 夏文 香等，2 0 0 3 ；h a r r o wm ，2 0 0 0 ；w h i t e l e yas ，2 0 0 0 ) 0 1 2 生物修复的主要内容 生态系统的修复是研究系统退化的原因、退化生态系统的修复和重建技术和 方法、生态学过程与机理的科学。此学科是新兴的，也是多学科交叉的，内容丰 富，并且随着新学科、新技术的产生会日益丰富。目前的研究内容主要涉及两个 方面：( 1 ) 利用具有特殊生理生化功能的植物或特异性微生物修复受污染的土壤 或水体；( 2 ) 合理设计和应用生物处理或生物循环过程，阻断或减少污染源向环 境的直接排放( 王庆仁等，2 0 0 1 ；喻龙等，2 0 0 2 ) 进行生物修复， 首先需要了 解研究海区的生物群落结构、营养结构等情况，这样才能有的放矢地进行修复； 而且生态修复的关键也离不开系统功能的恢复和合理结构的构建( 杨京平等， 2 0 0 2 ；孙儒泳等，2 0 0 0 ) 本文将具体从生物结构的角度来进行相关论述 有的学者把群落结构分为物理结构和生物结构两方面。群落的物理结构是指 群落的外貌。群落的生物结构是指构成群落的物种组成和相对多度、多样性、演 替和群落中间相互作用。而且，群落的生物结构部分取决于物理结构。进行群落 结构讨论时，需要关注群落的空间格局( 包括垂直分层现象和水平格局) 和群落 的时间格局( 包括季节相和昼夜相) ( 孙儒泳，2 0 0 1 ；m a n u e lcm ，1 9 9 9 ) 。 建立合理的生态系统结构，有利于提高系统的功能。生态结构是否合理体现 在生物群体与环境资源组合之间的相互适应，充分发挥资源的优势，并保护资源 的持续利用。生态位主要指在自然生态学中一个种群在时间、空间上的位置及其 相关种群之间的功能关系。根据生态位理论，要避免引进生态位相同的物种，尽 可能使各物种的生态位错开，使各物种在群落中具有各自的生态位，避免种群之 2 塘沽潮闻带生物资源修复的探讨 间的直接竞争，保证群落的稳定( 孙儒泳等，2 0 0 0 ；孙儒泳2 0 0 1 ；沈国英等， 1 9 9 6 ) 另一个角度上，营养结构也是必须关注的方面食物网是由食物链错综交叉 而形成的复杂的网状结构各种生物之间通过食物网联系在一起，并且因生物栖 息地的不同，形成独特的食物网结构。能量通过食物网转化为各营养层次生物生 产力，形成生态系统生物资源产量，并对生态系统的动态产生影响。因此，食物 网是海洋生态系统营养动力学研究的重要内容，也可为研究生物演替和资源补充 机制提供理论依据。营养级结构模型属于简化的食物网模型，它不仅能够清楚的 反映能量在食物网中的流动，同时还能反映出食物网的特征及生态系统容纳量。 要建立营养级结构模型首先应了解调查区的生态情况，而食物网是其中关键部 分。 早在本世纪初食物网的复杂性已被人们认识。随着对食物网的了解，许多学 者提出了简化食物网的观点( 沈国英等，1 9 9 6 ；s t e e l ej ，1 9 7 4 ) 将生态位相 似的种类划为一类，可以简化食物网并且有助于研究群落营养结构和相对稳定 性。有去除实验表明，新群落的物种组成变化明显，但是营养结构却与原来的区 别不大( 沈国英等，1 9 9 6 ) 我国学者对近海主要生物资源种类的摄食习性和饵 料组成做了较多的工作，但有关海洋食物网及营养结构的研究则相当少邓景耀、 杨纪明等报道过食物关系和能量流动的一些情况( 杨纪明，1 9 9 8 ；苏纪兰等， 2 0 0 2 ) ；国家自然科学基金重大项目渤海生态系统动力学与生物资源持续利用 将我国对食物网的研究提高到一个新的层次，但目前工作仍属于基础性研究，工 作量大，实验难度大，传统的技术无法满足实验中遇到的一些难题，需要新的方 法给予支持( 苏纪兰等，2 0 0 2 ) 。 o 2 潮间带的生物修复 潮间带是受海洋生态系统和陆地生态系统影响的生态交错带，理化因子变化 剧烈，是地球上受人类干扰最为敏感的生态区域之一，也成为研究海洋生态系统 时应该特别关注的区域之一。渤海是一个近乎封闭的海，海水交换能力差。由于 各种污染和过度开发，渤海近海的生物资源群落结构向低质化发展，食物网的营 养级下降，食物链缩短，结构趋于不合理。潮问带的状况也成为人们担忧的一个 问题。 3 塘沽潮间带生物资源修复的探讨 认识到潮间带的重要性，许多国家已经加强了对潮间带的研究。从2 0 0 3 年 开始对塘沽海域的潮问带进行了生物修复方面的研究。塘沽的广大滩涂属于典型 的淤泥质潮间带，在渤海近岸有一定的代表性，研究后可以为相类似海岸带提供 生物资源修复的合适技术及参考数据。本次研究的具体内容是：在受损潮间带( 潮 下带) ，采用生物生态学修复技术，种植植被、建立生物垫层、增殖潍涂贝类、 多毛类等，增加生物多样性和生物量，并有效调控水质和底质，使受损潮间带( 潮 下带) 得到修复。进而影响浅海生物资源的恢复。最终建立最佳的生态一经济效 益模式，实现海岸带生态、生物、经济相耦合的良性循环。 由于此项工程浩大，涉及面很多，本文侧重于该潮间带大型底栖动物的调查 和分析。通过对该海域生物的群落结构和营养结构的分析为生物修复打下坚实的 基础，为制订合理的生物修复方法提供强有力的帮助。文章在提出生物修复建议 的基础上，还对一些生物修复方法的试验情况进行报道。加之，自从8 0 年代初 进行了天津市海岸带和海涂资源综合调查后，没有对天津海域潮问带进行过系统 的综合调查，反映天津海岸滩涂情况的数据很少( 徐利淼，1 9 9 6 ) ，更没有见到 关于生物群落结构和营养结构的报道。本研究可以填补这方面的资料空白，为后 来的调查( 如2 0 0 5 年的天津海岸带调查计划) 提供帮助；生物修复的成功技术 还可以用于其他相似潮问带；对合理开发利用海洋生物资源、保护海洋环境有重 大理论意义和经济价值。 4 塘沽潮甸带生物资源修复的探讨 l 塘沽潮问带大型底栖动物调查 1 1 调查设计及样品处理 1 1 1 调查设计 经过对塘沽有关海涂的多次现场勘查，综合各方面因素，最终将调查地点 选在天津市塘沽区驴驹河海域的潮问带地区，选取约2 0 k i n 海区作为生物修复示 范区在该示范区内选择了四个断面，每个断面上选取四个点，共1 6 个站点( 如 图1 - 1 ) 进行了针对潮问带的生物、化学等各方面的调查该调查于2 0 0 3 年6 月中旬进行( 即第一次调查) 。但是，由于天津市重新进行海区的功能规划，该 海区被政府收回。第二次调查选定临近的高沙岭海区( 示范区面积和第一次相 当) 继续进行生物修复的课题研究。第二次调查于2 0 0 4 年4 月中旬进行本次 同样设置4 个断面，每个断面设置5 个站点，调查的站点分布如图卜2 所示 图中实心标志的站点没有取样。这2 次调查地点的相对位置见附录，各个站点 的经纬度参见表1 - 1 和表1 - 2 天津 。、 图1 - 1 驴驹河调查站位分布情况 f i g u r e1 - 1 i n v e s t i g a t i o ns i t e so fm a c r o b c n t h o si nl v j v h ei n t e r t i d a lz o n e 本章节部分内容发表于海洋湖沼通报，2 0 0 5 年：另有部分内容发表于浙江海洋 学院学报，2 0 0 5 年。 5 灭 聿 、 图1 2 高沙岭调查站位分布情况 f i g u r e1 - 2 i n v e s t i g a t i o ns i t e so fm a e r o b e n t h o si ng a o s h a l i n gi n t e r t i d a lz o n e 表1 - 1 驴驹河潮间带调查站位 t a b l e 卜1i n v e s t i g a t i o ns i t e si nl v j u h ei n t e r t i d a lz o n e 站号 1 一ll 一2 l 一31 42 一l2 22 3 2 4 n 3 8 。5 l 5 4 。5 l 4 7 5 l 3 8 。5 l 3 1 。5 2 2 1 - 5 2 1 2 “5 2 0 4 。5 2 ” e 1 1 7 。 3 8 1 4 。3 8 2 7 。3 8 4 0 。3 8 5 4 。3 8 3 8 3 8 5 1 。3 9 0 4 - 3 9 7 1 7 。 站号 3 - 13 23 - 33 44 一l4 24 - 34 - 4 n 3 8 。 5 2 4 7 - 5 2 3 9 ”5 2 3 l 一5 2 7 2 2 - 5 3 2 4 5 3 1 6 5 3 0 7 * 5 2 6 9 e l l 7 。3 9 0 2 。3 9 1 6 。3 9 2 8 - 3 9 4 1 - 3 9 3 6 - 3 9 4 9 4 0 o l 4 0 7 1 4 一 表1 - 2 高沙岭潮间带调查站位 t a b l el 一2i n v e s t i g a t i o ns i t e si ng a o s h a l i n gi n t e r t i d a lz o n e 站号 1 - il 一2l 31 42 12 - 22 - 3 2 4 2 5 n 3 8 5 0 2 l 。5 0 1 3 ”5 0 0 5 4 9 5 7 4 9 3 2 ”4 9 2 4 。4 9 1 6 ”4 9 0 8 ”4 9 o o ” e 1 1 7 。3 7 0 8 。3 7 3 0 ”3 7 5 3 。3 8 1 5 。3 6 3 6 ”3 6 5 9 。3 7 2 1 - 3 7 4 3 。3 8 0 5 。 站号 3 一i3 - 23 - 33 - 44 - 14 - 2 4 3 4 - 44 - 5 n 3 8 。4 8 7 4 3 4 8 7 3 5 ”4 8 2 7 ”4 8 1 9 ”4 7 5 7 ”4 7 4 8 “4 7 4 0 ”4 7 3 2 ”4 7 2 3 ” e l l 7 。3 6 0 5 ”3 6 7 2 8 。3 6 5 0 ”3 7 1 3 。3 5 3 5 ”3 5 5 8 。3 6 2 l 。3 6 4 3 ”3 7 0 5 ” 所调查的两个海区的气候、水文等状况相似。该地区气候属于温带季风型 气候，具有明显的温带半湿润季风气候特点，四季分明。年平均气温1 2 5 0 ， 1 月份平均气温- 3 9 c ，7 月份平均气温2 6 1 。属于典型的粉砂、淤泥质海 岸，岸线平直，潮滩宽阔平坦。海滩平均宽度约3 5 0 0 m ，离岸边约1 8 0 m 范围内 6 塘沽潮问带生物资源修复的探t , - t 覆盖有较厚的松软淤泥；潍涂坡度较小，坡降为i 0 6 - 1 0 7 。该海区是不规则 半日潮区域，潮水每天两涨两落，涨潮流速大于落潮流速。 1 1 - 2 样品采集、处理 调查区域确定后，参照海洋监测规范( 国家质量技术监督局，1 9 9 8 ) 中潮 问带生物生态调查的相关内容进行定性和定量调查及分析处理下面仅列出生 物样品采集和处理的主要步骤和注意事项。 1 1 2 1 样品采集 滩涂定量取样用2 5 x 2 5 x 3 0 c m 定量采样器，根据实际情况分析，确定每个站 点取4 个样方，若采样器底层仍有生物则继续深挖至采不到生物为止。岩岸用 2 5 x 2 5 c m 定量框，每站取2 个样方岩岸调查的站点未在图中标出。对于某些 栖息密度很低的生物，或者营穴居、跑动很快的种类，采用5 x 5 m 大面积计数， 并采集部分个体，求平均个体重，再换算成单位面积的数和量 为全面反映各个断面的生物组成和分布，在定量取样的同时，尽可能将各 站附近出现的动物、植物种类收集齐全，以作分析时参考。但是一定注意，定 性样品和定量样品务必分装，切勿混淆。 大型底栖动物一般指经过网目l m m 的筛网筛选得到的海洋底栖动物，采样 筛选时选用网目l m m 的过筛器。 1 1 2 2 样品预处理 将采集的定量和定性样品冲洗干净后分别装入瓶中，或者自封塑料袋中 时间紧迫时，只拣出主要和特殊样品，把余渣另外装瓶( 袋) ，回实验室在解剖 镜下继续挑拣。所采集鲜活样品根据要求及时固定，对于一些受刺激易收缩和 自切的生物，宜先用水合氯醛或乌来糖少许进行麻醉后再行固定；某些多毛类 可先用淡水麻醉，然后用镊子轻夹头部使吻伸出，再加固定液。 1 1 2 3 样品整理、鉴定 。 所采集样品及时运回学校实验室作进一步处理。首先对样品进行核对、分 离、登记样品分析须按照站点进行，必要时按照样方分离，以免其他样品标 本混入。若有余渣，要将其中生物拣出归入。经过初步鉴定后，以种为单位分 装，并及时加入固定液。主要以5 中性甲醛溶液进行固定，多毛类等用7 5 7 塘沽潮问带生物资源修复的探讨 乙醇固定 定量样品标本固定3 天后进行称重。称重时，先用吸水纸吸干体表固定液 软体动物和甲壳动物保留外壳称重，经济种类和重要种类分别称量壳和肉重。 同时要计数生物个体数。然后，计算相关指数，进行种类鉴定 1 2 驴驹河海区调查结果分析 1 2 1 群落结构分析 1 2 1 1 群落的生物种类和站点分布 调查范围内主要生物种类及其站点分布如表卜3 所示表中“一”表示未发 现该物种，。+ ”表示存在该物种另外采集到多种生物的壳，如扁玉螺、薄荚 蛏、大沽全海笋、黑龙江河篮蛤、毛蚶、日本镜蛤、梯螺、文蛤、细长竹蛏、 蟹守螺、牡蛎、藤壶等。这里重要介绍各生物的站点分布情况，具体生物量情 况参见后文 上世纪年代天津潮间带生物调查共获标本9 5 种啦d ，其调查范围大于 本次的范围，未见其他年代报道。其中，主要栖息着四角蛤蜊、毛蚶、彩虹明 樱蛤、纵肋织纹螺、光滑狭口螺、黑龙江河篮蛤、海豆芽、长吻沙蚕、异足索 沙蚕，角沙蚕，三疣梭子蟹、日本大眼蟹，豆形拳蟹、黄海葵等二十多种动物。 比较两次调查结果，底栖动物的种类组成变化很明显虽然四角蛤蜊量仍占优 势，但是原来生物量较大的种类，如光滑狭口螺、黑龙江河篮蛤、光滑河篮蛤、 毛蚶等经济种类并没有采集到，优势种的数目明显减少，结构变得单一 1 2 1 2 调查海涂的群落结构 这里根据实际情况重点分析了群落的空间格局，包括生物分布带划分，垂 直分层现象和水平格局 8 甲 ii 4 - i l ii-4 - iiiii + i i i 4 - _ +i 4 -+ i4 -iiiliiiiiiiiiii 4 -4 - i 4 - + ii l ii+iii+i- i iiii4 - li iiii iii 呻 i4 - 4 - i4 - iiii i+ ii 4 - i i i4 - i+4 - 4 - iiil 甲 i 4 - ii4 -iiii l i ii 4 - +ii+4 -j+ iii + iii ii4 -i + + ii +i iii i l4 - i - iiiiii ii+iii4 -i + ii i4 - i 4 - iii+- d -i4 -iill+ii i i + 4 -l+i4 -+ilii ii + ii+ii4 -4 -iil n ii 4 - 4 -+iii+i4 -iil iliiiiii+i+iii1 薹 妻 萎 量 鲁 菩 薹 莲 蔓 垂 薹 毒董 ，墨 簪 耋 童 ，_ g l 尝 黑 芒 焉 鲁 鲁 蔷 星 是 专 盘 8 譬 芝 喜苦 乱 = 旦 l 蔷 吝 s 营善 q 蛩 o) 屯 蓉 薹 誉逵薹 垦 董 荟 i 善 蔷 萋 芒毫( ， 飞 毛 鲁 童 鼍 善 萝 是 董 葛 塞砉羹 1 专 薯 逵萋 童 蔫 ：萋 磊 s q 瓢 蟹馨 晷 馨 馨 瓢 旺i 坚瓢 潮 墙蚩 捌 f 聿f l 皋【懒 球j 2 0 (钛轻 眢哑 馨 馨 料 瓢 裙盛黼 懈止 叁叁 l | 鲁【 建 赡 1 一霉 繇 援妪 舔 繇 扭 龄椒 嚼 斗 。以1 6 个站点为对象，以每站点不同生物的生物量为变量，聚类分 析结果如图1 - 5 。 聚类分析图显示了各个站点生物群落相似性情况。本次调查区域中，大多 数( 有1 0 个站点，见图1 - 5 ) 站点有相似的生物群落，另外6 个站点形成了3 组不同的相似情况。站点1 - 3 的生物群落和其他站点的差异较大海洋全面调查 的工作量很大，要多次重复进行调查和观测是有困难的，因而进行全面调查后， 可以选择一些具有代表性的断面和站点重复观测( 侍茂崇等，2 0 0 0 ) 这次聚类 分析还可以为重复调查的站点布设提供依据，以减少劳动强度，节约劳动力 r 堪0 t l 謦# d 摹t i 一嚣摹c 1 船善哆 e d 一扣 n 图1 - 5 聚类分析树形图 f i g u r e1 5t h er e s u l t o fh i e r a r c h i c a lc l u s t e ra n a l y s i s 调查区域底质的沙粒情况( 粒径，比例等) 是不同的，但是较大面积内是 一致的，个别位置的沙粒情况、干露情况和污染类型有些差别。将聚类分析和底 质情况相联系，调查结果支持了空间异质性学说。该学说认为，物理环境越复杂 多样，即异质性越高，则其生物区系越复杂( 孙儒泳，1 9 9 2 ) 4 l j l，毒i，蠢l聿t l蠢5， ，；ti，j 巴一 $ ；f，z 2 j 2 t 2 ，；4 4 j 3o新卜扣扣弘卜卜和扣和扣弘扣h和卜 塘沽潮同带生物资源修复的探讨 - 1 2 2 营养结构分析 1 2 2 1 生物重要类群组成 在本次调查中定量采获的潮间带大型底栖动物分属于腔肠动物门、腕足动物 门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门、鱼纲等六大门类大型底栖动物现 存生物量为6 6 1 4 6g m z ，生物密度为3 5 9 3 8i n d m 2 各类群在总生物量中所占 比例见表l _ 5 表1 - 5 潮问带备主要生物类群的生物量 1 a b l e1 - 5t h eb i o m a s so f t h em a i nm a c r ob e n t h o s 血l t h e i r 灯t i d a lz o n e 调查海区软体动物平均生物量为6 2 3 4 8g r e ，占总生物量的9 4 2 6 ，为优 势类群各种软体动物占总量的比重差异较大其中栖息量最大的是四角蛤蜊 ( m a c t r av e n e r i f o r m i s ) ；还有托氏昌螺( v m b o r i u mt h o m a s l ，以及较少的彩虹 明樱蛤( m o r e l l ai r i d e s c e n s ) 、纵肋织纹螺( n a s s a i n u sv a r i c i f o r a ) 、红带织 纹螺( n a s s a r u s s u c c i n c t u s ) 等。四角蛤蜊和托氏昌螺的生物量占有很大的比重， 在潮间带底栖动物中成为优势种，也是目前主要的采捕对象。彩虹明樱蛤以前是 经济种类，但是现在的生物量很小，难有大的价值。 腕足类动物的生物种类非常少，只有海豆芽( l i n g u l a a n a t i n e ) 但是其平 均生物量为3 1 1 7 9 m 2 ，占总生物量的4 7 1 ，在各类