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廉州湾海域生态系统健康评价 摘要 廉州湾位于广西北海市北侧，湾口朝西半开放，呈半圆状，是广西的重要港 口区之一。近年来，随着沿海地区工农业生产的迅速发展和海岸工程的增多及陆 源排污量增大等原因，大量工业污水和生活污水污物直接排放入海，导致廉州湾 海水水质状况日趋恶化，渔业资源遭到破坏，底栖生物多样性急剧减少，海洋生 态环境趋于恶化。 本文结合廉州湾实际情况，在收集廉州湾海域环境质量状况、海洋生物资源 等现状调查数据的基础上，并结合廉州湾沿岸陆源排污等有关资料，通过结构功 能指标评价法，从环境表征、生物群落和社会经济指标三方面选取多个评价因子， 采用层次分析法确定各个评价因子的权重，建立了廉州湾海域生态系统健康综合 指数评价模型，得出了廉州湾海域生态健康程度，对于阐明调查海域生态环境状 况及未来的变化趋势具有重要的意义，并能为改善和保护廉州湾生态环境提供科 学合理的依据。得到的结论如下： ( 1 ) 廉州湾健康评价的指标体系 本文从环境表征因子( 物理化学指标) 、生物群落结构和功能( 生态学指标) 以及廉州湾工业企业污水排放情况和主要河流污染物入海量( 社会经济指标) 三 个方面构建指标体系。 ( 2 ) 生态系统健康状况 根据2 0 0 7 年和2 0 0 9 年的评价结果，廉州湾生态系统2 0 0 7 年处于健康状态。 2 0 0 9 年处于亚健康状态，生态健康呈现下降趋势。 关键词：海洋生态系统：廉州湾；指标体系：健康评价 e c o s y s t e mh e a it ha s s e s s m e n to flia nz h o ub a y a b s t r a c t l i m az h o ub a yi sl o c a t e da tt h en o r t ho fb e ih a lc i t yi ng u m a gx ip r o v i n c e ，t h e b a yi ss e m i c i r c l et ot h ew e s t , i ti so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp o r ti ng u m a gx i p r o v i n c e r e c e n t l y , a st h ef a s td e v e l o p m e n to fi n d u s t r y ，a g r i c u l t u r ei l e a l - t h ec o a s t a l ， i n c r e a s i n ge n g i n e e ro fc o a s t a la n dl o t so fw a s t o dw a t e rf r o mi n d u s t r ya n dd o m e s t i ci s p l u n g e di n t oo c e a n t h ew a s t ew a t e rf r o mt h el a n dl e a dt ot h ed e t e r i o r a t i o no fw a t e r q u a l i t y ，d a m a g eo ff i s h e r yr e s o u r c e ，d e c l i n eo fd i v e r s i t yo fb e n t h i co r g a n i s m s ， e c o s y s t e mo ft h eo c e a ni sb e i n gd e t e r i o m t e d t h i sp a p e rc o m b i n e dt h ea c t u a lc o n d i t i o n so fl i m az h o ub a y , b a s e do nd a t ao f t h ew a t e rq u a l i t yc o n d i t i o n , f i s h e r yr e s o u r c c s a n dp o l l u t i o nf r o mt h ec o a s t a l ，u s e dt h e m e t h o do fi n d i c a t o r so fs t r u c t u r ea n df u n c t i o n , s e l e c te n v i r o n m e n t a lt o k e n , b i o l o g i c a l c o m m u n i t ya st h ee v a l u a t i o nf a c t o r , g e tt h ei n d e xw e i g h tb ya n a l y t i ch i e r a r c h y p r o c e s s ，s e tu pt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e lf o re c o s y s t c mo fl i a nz h o ub a y g e tt h eh e a l t hd e g r e eo fe c o s y s t e mo f l i a nz h o ub a y t h i sh a si m p o r t a n tm e a n i n gf o r d e 虬f i b i n gt h ep r e s e n tc o n d i t i o na n dp r e d i c t i n gt h et r e n do ft h ee c o s y s t e mi nl i m a z h o ub a y , a n da l s op m v i d es c i e n t i f i cb a s i sf o ri m p r o v em a d p r o t e c tt h ee c o s y s t e mo f l i m az h o ub a y t h ec o n c l u s i o n sa r c ： ( 1 ) t h eh e a l t he v a l u a t i o ns y s t e mo fl i m az h o ub a y t h i sp a p e rs e tu pt h ee v a l u a t i o ns y s t e mb yt h r e ea s p e c t s ，也e ya r ec n v i r o n m e n t a l t o k e n ( p h y s i c a l m a dc h e m i c a l i n d i c a t o r ) ，s t r u c t u r em a df u n c t i o no fb i o l o g i c a l c o m m u n i t y ( e c o l o g i c a li n d i c a t o r ) ，w a s t ew a t e rf r o mi n d u s t r y ，a g r i c u l t u r ea n dt h e p o l l u t i o nf r o mt h em a i nr i v e r s ( s o c i a le c o n o m i ci n d i c a t o r ) ( 2 ) t h eh e a l t hc o n d i t i o no fe c o l o g i c a ls y s t e m b a s e do nt h ee v a l u a t i o nr e s u l t so f2 0 0 7m a d2 0 0 9 ，t h ec o n d i t i o no fl i a nz h o u b a yb e i n gh e a l t hi n2 0 0 7 ，a n db e i n gs u b - h e a l t hi n2 0 0 9 ，t e n d e n c yo ft h ee c o l o g i c a l h e a l t hi sd c c r e a s i n g k e y w o r d s ：o c e a ne c o s y s t e m ；l i m az h o ub a y ；s y s t e mo f m e a s u r i n g ；e v a l u a t i o no f h e a l t h 廉州湾海域生态系统健康评价 1 前言 1 1 研究目的和意义 2 l 世纪是人类全面认识、开发利用和保护海洋的世纪。从6 0 年代开始，人 类从以捕鱼、海运和盐业为主要海洋产业的时代，进入了现代海洋开发的时代， 逐渐形成了以海洋资源为对象而展开的海洋生态经济活动【1 】。随着沿海人口的增 长和对海洋资源不合理的开发以及开发过度等因素，海洋所承受的压力越来越 大，污染现象开始逐步体现。 廉州湾位于广西北海市北侧，湾口朝西半开放，呈半圆状。口门南起北海市 冠头岭，北至合浦县西场高沙。海湾口门宽1 7 1 a n 。海湾面积1 9 0 km l ，其中滩涂 面积l o o km l ，该湾大部分区域水深较浅，仅在北海市冠头岭至外沙沿岸形成一 条潮流深水槽。流入廉州湾的主要河流有南流江、廉州江、七星江掣钉。其中南 流江是广西沿海最大的入海河流。近年来，随着沿海地区工农业生产的迅速发展， 大量工业、生活污水污物直接排放入海，导致近岸海水水质状况日趋恶化，海洋 生态系统质量明显下降 本文通过对2 0 0 7 年和2 0 0 9 年廉州湾海域海洋水质环境、海洋生物资源、入 海排污口和南流江污染物入海量等调查资料收集，利用指标体系法分析评价廉州 湾海域生态环境健康程度，并针对廉州湾海域生态环境健康现状分析其变化趋 势，在此基础上，结合廉州湾的实际开发利用情况，提出合理开发利用廉州湾海 域的对策、措施，为保障廉州湾海洋经济的可持续发展提供科学依据。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 生态系统健康理论的形成与发展 生态系统健康主要是指生态系统内部秩序整体的一种状况，是近年来环境保 护领域的- f - j 新兴的学科，已被许多领域用于监测或评估生态系统和景观状况与 质量【3 】2 0 世纪4 0 年代，英国学者k p o l d 最早提出了生态系统健康的概念，当时 主要是针对土地提出的，他当时的观念是：对土地健康的研究不仅需要收集土地 1 廉州湾海域生态系统健康评价 在正常状态下的常规的监测数据，而且也需要了解健康的土地如何保持其自身的 有机体嗍，到了5 0 年代末，l e o p o l d 将生态健康的概念升华为景观健康。对于生态 系统的正式研究是从7 0 年代开始的，此后在河流、湖泊和森林生态系统健康评价 等领域取得了一定的进展【5 。 经过相关研究的不断发展，生态系统健康的概念得到了完善，国际生态系统 健康学会将生态系统健康学定义为：“研究生态系统管理的预防性的、诊断性的 和预兆的特征，以及生态系统健康与人类健康之间关系的一门科学【7 】，它的主 要任务是研究包括生态健康评价方法、生态环境健康与人类健康的关系、生态变 化与人类健康的关系以及各种尺度生态系统健康的管理方法【g 】。一些国内学者 则认为：生态系统健康是指物质的循环与能量的流动在生态系统内部未受到损 害，关键是能保存完整生态组分和有机组织，并且长期处于正常状态，具有较高 的稳定性，能够抵御人类活动或者自然灾害对其造成的扰动，系统总体功能能保 持多样性、复杂性、活力和相应的生产率，其发展终极是生态整合性1 9 ，0 1 。 在生态系统健康的概念发展的过程中，有三种概念得到广大学者的普遍认 可：生态系统健康指的是系统内部长期处于正常状态，没有任何病痛反应，系 统能够保持相对稳定，即生态系统的活力和它的自主性与内部组织结构不随时间 而变动，遭遇外界胁迫时能够短时间内恢复到正常状态【1 1 1 5 1 ，健康的生态系 统也就是级别最高的生态系统，它需要满足四个条件【1 0 3 ：物种多样性最大，生境 特化性最强，循环和反馈机制最完善，系统整体最活跃：健康的生态系统需包 括6 个方面【1 7 1 8 】：具有多样性、有活力、自我平衡、没有疾病特征，对外界胁迫 具有恢复力和能够保持系统组分间的平衡等。在这个阶段，与环境相关的杂志也 开始出现，杂志的推广对生态系统健康评价的发展具有极大的促进作用。发展至 今，关于生态系统健康或生态健康( e c o l o g i c a lh e a t h ) 、景观健康、流域健康 ( c a t c h m e n th 刮t h ) 的研究已经成为景观设计，流域管理的重要领域【1 9 】。 由于海洋生态系统的结构和功能很复杂，与其他的生态系统相比，海洋生态 系统的边界和尺度很难确定，海洋生态系统还具有流动性，因而使得海洋生态系 统的研究也就更加困难，到目前为止，普遍认可的健康的海洋生态系统是指在特 定的自然边界范围内，可维系其正常的结构( 现存物种类别、种群大小和组成) 和 功能( 食物网物质和能量流动) 的海洋生态系统【2 川。 一2 - 廉州湾海域生态系统健康评价 1 2 2 海洋生态系统健康的内涵 海洋生态系统健康的内涵可以从2 个方面来解读： 第一，以生态环境自身为核心，主要针对生态系统的组成结构和生态功能来 描述，组成结构是指生物的物种、多样性、丰度的变化等，生态功能是指系统内 部的物质流和能量流的变化等，因而选择的指标主要是包括系统的结构指标和功 能性指标，以了解和掌握生态系统结构与功能的变化，以及生态系统的完整性【2 1 1 。 第二，以生态系统对人类的贡献为评估核心，强调的是海洋生态系统作为一 个整体能够提供给人类的服务，比如调节气候、海洋捕捞、污染物净化、旅游、 娱乐价值等。因而选择的指标是以生态系统对人类的贡献反映其健康状态。 海洋生态系统健康是上述2 个方面的综合，缺一不可，这是因为海洋生态系 统的内部结构和功能是生态系统服务的来源和基础 捌，如果海洋生态系统的组成 结构和功能受到破坏，那么他们对人类所提供的服务也将受到影响，但是，海洋 生态系统的存在是必然要满足人类的一定需求【2 3 1 ，不能以人类的健康和生存为代 价。因而，健康的海洋生态系统，不仅要满足人类需求和目标，又要保持了较好 的海洋生态生态系统的完整性。 1 2 3 影响海洋生态系统健康的因素 影响海洋生态系统健康最主要的因素是人类的不合理开发利用海洋资源，造 成资源破坏，环境污染，主要体现在以下几点： ( 1 ) 围海造地：不合理的围海造地，造成港湾淤积、湿地萎缩等，不仅使滩 涂湿地的自然景观遭到了严重破坏，重要经济鱼、虾、蟹、贝类生息、繁衍场所 消失，许多珍稀濒危野生动植物绝迹，而且大大降低了滩涂湿地调节气候、储水 分洪、抵御风暴潮及护岸保田等能力。 ( 2 ) 污染物排放：工业污水和生活污水直接排海，以及入海河流携带的污染 物如重金属，无机氮、无机磷等，对海水造成不同程度的影响，引发赤潮灾害等 ( 3 ) 过度捕捞：随着人类对渔业资源的需求增加，海洋捕捞产业发展迅速， 过度的捕捞和捕捞方式的落后，生物的系统结构遭受破坏，直接导致了生态服务 功能的降低 ( 4 ) 外来物种入侵：由于外来物种缺少天敌会大量的繁殖，因而会导致生态 _ 3 。 廉州湾海域生态系统健康评价 平衡的破坏，可能会导致其他物种的消失。 1 2 4 海洋生态系统健康的标准 目前比较认可的海洋生态系统健康的标准是肖风劲、欧阳华等对生态系统健 康归纳了7 个特征【2 4 】：生态系统自身对有严重危害的生态系统胁迫综合症有一 定的抵御能力：能从人为的或自然的正常干扰中恢复过来：自我维持能力较 强，即使在没有投入的情况下也能维持生态平衡：周边其他的系统不会受到 它的影响对风险具有一定的自身抵御能力；从经济上可行：其他有机群落 和人类的健康能够得到维持。 1 2 5 海洋生态系统健康的评价方法 目前，针对不同生态系统的区域特征、关键影响因子、评估目的和目标，国 内外已有许多学者开展了大量的研究工作，并制定了相应的评估指标体系。 j o r g e 璐等人【2 5 】通过1 5 年的研究归纳出了8 个层次的生态系统健康评价指标和方 法，不同的生态系统可选用不同层次的评估方法和相应的指标。 对海洋生态系统健康的评价，最常见的方法是指示物种法和指标体系法【拘 指示物种法主要利用海洋动物的健康程度来反映整个生态系统健康，最终反映人 类的健康【2 7 1 ，海洋生态系统健康警示物种常见的有海獭、海牛、海豚、海鸟、海 龟等【2 8 】；指标体系法是将多种不同性质的指标与信息集成在一起，对生态系统 的复杂性充分考虑，评价的结果则能全面地真实地反映了生态系统的健康状况。 目前，对生态系统健康的研究采用指示物种法已经取得了一些进展，但是这种方 法也有不足之处：如筛选指示物种的标准不够明确【2 9 】：h i l t y 和m c r e n l e n d e r ( 2 0 0 0 ) 在研究了目前现有的文献中所提出的筛选标准之后认为，这些标准并不一致1 3 0 ， 针对指示物种法的缺点，指标体系法则认为：( 1 ) 类群的选择应该考虑不同组织 水平的种群：( 2 ) 评价过程中应该考虑到不同的尺度，并对各个层次的信息进行 综合整理在结合物理、化学和生物的方法的基础上，同时也参考了相关的化学、 生理学、生态学、湖沼学、和毒理学手段【3 萄7 是指标体系法最主要的特点。 鉴于海洋生态系统的复杂性，因此本文采用考虑更周全，尺度更随意，指标 更加详尽的指标体系法对廉州湾海域生态系统进行健康评价 一4 一 廉州湾海域生态系统健康评价 1 2 6 海洋生态系统健康的应用研究 自从海洋生态系统健康概念提出之后，就得到了政府管理者和相关研究人员 的关注，此后，在海洋生态系统中的应用研究主要有：在开展b a y o f f u n d y 的健 康评价中，e p s t e i n & r a p p o r t 利用了8 种干扰类型指标，通过海洋流行病学的方 法，判断海洋生态系统健康程度 h i 。s h e r m a n 则应用了评价指标和指示物种相 结合的方法，使用大海洋生态系统理论，对g u l f o f m a i n e 进行健康分析【划，除 此之外，相关的研究还有香港的t o l o 港【3 5 1 、澳大利亚的m o r e t o n 湾【3 刀、亚得 里亚海【3 引、美国的c h e s a p e a k e 湾【3 6 1 等。 与国外相比，我国对于海洋生态系统健康的研究还处于起步阶段。近几年国 家科技部及国家海洋局加强对海洋生态系统健康的研究，组织开展了如典型河 口、海湾生态系统的健康评价模型技术研究( 8 6 3 ) 、海洋生态系统健康评价 ( 9 0 弘一0 2 洲1 ) 等多项研究工作，并取得了显著的研究成果。 另外还有一些针对于海洋生态与人类健康关系的研究。如b r e m n e r 利用模糊 对应分析法评价捕捞等人类活动对海洋生态系统的影响【3 9 1 h e r s h n e r 等人以 c h e s a p e a k e 湾为例进行参数分析，研究足够评价海洋生态系统健康的参数指标。 这些研究成果，进一步补充了海洋生态系统健康内涵，扩大了其的运用领域 1 3 研究内容 ( 1 ) 廉州湾水环境特征 收集近几年廉州湾水环境要素现状调查资料，调查的内容包含p h 、盐度、 透明度、溶解氧、c o d 、无机氮、无机磷、石油类、叶绿素a 、悬浮物、c u 、p b 、 z n 、c d 、h g 共1 5 项，在此基础上分析海水的富营养化程度。 ( 2 ) 廉州湾海洋生物状况 收集近几年廉州湾( 浮游生物、底栖生物) 的状况，并进行生物群落划分和 多样性以及丰度的分析。 ( 3 ) 污染物入海量 收集分析廉州湾最大的入海河流( 南流江) 污染物入海量相关资料以及廉州 湾沿岸工业企业排污口的相关调查资料，确定污染物中的成分和数量，在此基础 上分析污染物入海量的变化对生态环境健康的影响。 _ s ， 廉州湾海域生态系统健康评价 1 4 技术路线 通过对廉州湾污染物入海量、水环境中的污染因子、海洋生物的多样性指数 与丰度进行现场调查与分析的基础上，利用层次分析法对各评价指标的权重赋 值，然后采用指标体系法对海洋生态健康程度进行综合评价；根据评价结果提出 合理保护、管理和开发利用廉州湾海域的建议与对策f 4 1 ，4 2 】，技术路线具体见图 1 - 1 。 l 明确总体目标( 生态类型、特点分析) 现场调查数据收集、整理 现场劫查开发利用现状 廉州湾水环境特征分析 海洋生态系统健康综合评价海洋生态环境变化的影响因素 结论与建议 图1 1 廉州湾海域健康评价技术路线图 一6 一 廉州湾海域生态系统健康评价 2 研究区概况 2 1 自然环境概况 2 1 1 地理位置 2 1 2 气象 本节根据北海市气象局1 9 7 2 - - - 2 0 0 8 年3 7 年气象资料进行统计分析。北海市 气象局位于北海市区，地理坐标东经1 0 9 0 0 4 4 8 ”，北纬2 1 0 2 8 3 9 ”。风速仪距离地 面高度1 2 o m ，具有多年气象观测资料，代表性好。 气温 北海市属亚热带海洋性季风气候，冬无严寒，夏无酷暑。据北海气象台3 7 年气温资料统计： 历年年平均气温：2 2 9 c ； 历年年极端最高气温：3 7 1 ； 历年年极端最低气温：2 ； 历年年最热月为7 月，平均气温2 8 7 ；年最冷月为1 月，平均气温1 4 3 降水 北海市雨量充沛，每年5 9 月为雨季，这几个月的降水量为全年降水量的 7 8 7 ，其中又以8 月份降水量为最多，1 0 月至次年4 月为旱季，降水较少，仅 为全年降水量的2 1 3 。据北海气象台多年实测资料统计： 历年年最大降水量：2 2 11 2 r a m 历年年最小降水量：8 4 9 1 m m ： 历年年平均降水量：1 6 6 3 7 r a m ： 日最大降水量：5 0 9 2 m m ： 一小时最大降水量：11 4 7 m m ： 十分钟最大降水量：3 0 9 m m ： 日降水量 _ 5 0 m m 的降水日数平均每年为8 2 d ，最多1 4 d ，最少3 d 日降水 - 7 。 廉州湾海域生态系统健康评价 量 1 0 0 m m 的降水日数平均每年为2 2 d ，最多4 d ，最少0 d 。 风况 廉州湾海域常风向为n 向，次风向为e s e 向，常风向频率为2 2 1 ；次风 向频率为1 0 8 ；强风向为s e ，实测最大风速2 9 m s 。该地区风向季节变化显著， 北风主要出现在冬季，偏南风主要出现在夏季。各方位最大风速、平均风速、风 向频率见图2 1 。 图2 1 北海气象台风况玫瑰图( 1 9 7 2 2 0 0 8 年) 据统计，风速 _ 1 7 m s ( 8 级以上) 的大风天数，每年最多2 5 d 。最少3 d ，平 均1 1 8 d 。另由2 4 h 逐时风速、风向记录统计，风速三6 级的频率为0 7 ，每年平 均约5 8 7 h ，最多一年达1 0 0 h 。 雾况 廉州湾海域雾主要出现在冬末春初，雾日最多出现在3 月份。据统计：历年 年最多雾日数：2 4 d ：历年年最少雾日数：4 4 ：1 ：历年年平均雾日数：1 3 2 d 。 湿度、蒸发、日照 湿度：多年平均相对湿度为8 1 5 ，年最大平均相对湿度8 7 ，年最小平均 相对湿度7 4 。2 9 月的相对湿度在8 1 - 8 7 之间，1 0 - 1 1 月及1 月在7 4 7 7 之间 蒸发量：多年平均蒸发量为1 7 8 0 7 m m ，月最大蒸发量出现在7 月。其值为 1 8 2 3 m m ：最小蒸发量出现在2 月，其值为8 8 6 m m 。 一8 一 廉州湾海域生态系统健康评价 日照：累年平均日照时数为1 7 6 6 7 h ，日照频率平均为3 9 8 ；月平均日照 时数1 4 7 2 h ，最长日照时数出现在7 月，其值为2 1 5 1 h ：最短日照出现在2 月， 其值为6 3 6 h 。 2 1 3 海洋水文 潮汐 北海验潮站站基本址位于2 1 0 2 9 0 0 n ，1 0 9 0 0 7 0 0 ”e ，该站有超过4 0 年验潮 资料，能代表该海区的潮汐状况。下面将利用该站积累的资料对廉州湾的潮汐特 征进行统计分析 潮汐类型：由验潮资料求得的调和常数计算可知，该海区的潮汐类型为不正 规的全日潮海区该海区的潮波振动主要受北部湾传入的潮波所控制。其主要日 分潮( k l 、o l 、q 1 ) 振幅之和为主要半日分潮( m 2 、s 2 、n 2 ) 振幅之和的3 2 2 倍，由此可见，日分潮在该海区内占主导地位。在半日潮期间，潮汐日不等现象 显著，相邻两高潮或低潮的潮高不等，其差值一般为0 5 m 1 o m ：其涨潮历时及 落潮历时也不等，差值约为1 2 h ，个别可达3 h 以上除此之外，还有月不等、 年不等现象每月的朔望期间，潮位高，潮差大，一个太阳日内出现一次高潮和 一次低潮；而上下弦期间，其潮位低，潮差小，一个太阳日内出现两次高潮和两 次低潮。 潮汐特征值：根据北海验潮站1 9 9 6 2 0 0 4 年验潮资料统计，该海区平均海平 面0 3 8 m ( 黄海基面起，下同) ，最高高潮位为3 3 9 m ，最低低潮位为2 1 2 m ，平 均高潮位为1 6 8 m ，平均低潮位为0 8 2 m 。多年平均潮差为2 4 6 m ，最大潮差为 5 3 6 m ，详见表2 1 和图2 2 。 表2 1北海站各月多年平均潮差和最大潮差及平均海面( 1 9 9 6 2 0 0 4 年) 月份 l23456789l o1 11 2 全年 平均 潮差 2 5 42 2 l2 1 72 3 62 5 72 6 62 5 72 3 4 2 3 9 2 4 6 2 5 5 2 4 72 4 6 ( m ) 最大 潮差 5 3 04 5 84 7 54 4 94 9 l 5 1 34 2 44 9 34 6 64 7 44 8 55 3 65 3 6 ( m ) 平均 海面 0 2 90 2 70 3 0o 3 20 3 60 4 l 0 4 l0 4 l0 3 90 5 10 4 7 o 3 80 3 8 ( m ) 9 一 廉卅湾海域生态系统健康评价 图2 - 2 北海站潮汐特征值与黄海基面起算的高程关系( 19 9 6 - 2 0 0 4 年) 该海区具有潮差大的特点。北海站各月多年平均潮差在2 1 7 2 6 6 m 之间， 各季节潮差夏季大，春季小。当地平均海面比黄海基面高0 3 8 m 。各月平均海面 的变化范围在0 2 5 - 0 4 9 m 之间，最高平均海面出现在1 0 月份，最低平均海面 出现在2 月份。各季节平均海面秋季最高，冬季最低。一般涨潮历时比落潮历时 长，平均涨潮历时为1 0 h 3 0 m i n ，落潮历时为9 h 4 7 m i n ，相差4 3 r a i n 。 潮流 廉州湾天然深槽的潮流具有往复流的性质，并有潮差大的特点。潮水初涨时， 水流自东南向西北，绕过北海半岛进入廉州湾，涨潮时大部分水流顺深槽由西南 向东北径直冲向廉州湾项汇聚；落潮时湾顶集聚的水流紧逼南部海岸，绕地角向 西南方向退去。无论是涨潮还是落潮，大部分水流都集中在深槽中，实测平均流 速一般在2 0 - - 5 0 m s 之间，落潮流速大于涨潮流速，其差值可达1 0 m s 最大 落潮流速超过1 0 m s 。 余流 北部湾的余流为逆时针方向的环流，即沿雷州半岛西岸北上，在湾的北部余 流向西，然后沿越南沿岸南下，流出海湾。冬半年和夏半年的环流主轴流速为 0 1 8 m s - - 0 1 9 m s 波浪 由北海地角测波站( 1 0 9 0 0 5 e ，2 1 0 2 9 q q ，测波浮筒处水深5 4 0 m ) 7 年资料 一】0 一 廉州湾海域生态系统健康评价 统计可知，廉州湾海域其常浪向n n e 向，频率1 8 9 ；次浪向w s w 向，频率 1 1 9 ；强浪向n 及偏n ，实测最大波高h 1 分别为2 0 m ( n ) 、1 5 m ( 删) 、 1 4 m ( n n e ) ：次强浪向s w 向为1 3 m 。各向最大波高、平均波高和风浪率见图 2 3 和图2 - 4 。 一年中各向h m o _ b 3 污水排放情况( 0 2 ) 。 c 层评价指标权重值依次为：c 3 富营养化指数( 0 3 8 ) c 4 悬浮物( o 3 ) c 1 透明度( 0 2 ) c 2 盐度( 0 1 2 ) ；c 7 底栖生物( 0 4 ) c 5 浮游植物( 0 2 ) = c 6 浮游动物( 0 2 ) = c 8 叶绿素a ( 0 2 ) ；c 9 排污口污水排放( 0 5 ) = ( 2 1 0 主要河流污 染物入海量( 0 5 ) d 层评价指标权重值依次为：d 1 浮游植物多样性指数( 0 6 ) = d 3 浮游动物 多样性指数( 0 6 ) = d 5 底栖生物多样性指数( 0 6 ) d 2 浮游植物丰度( 0 4 ) - - 1 ) 4 浮游动物丰度( o 4 ) = d 6 底栖生物丰度( 0 4 ) 在污水未达标排放的情况下，b 层评价指标权重值依次为：b 2 生物群落结构 与功能指标体系( 0 4 5 ) b 1 环境表征指标体系( o 3 0 ) b 3 污水排放情况( 0 2 5 ) 。 c 层评价指标权重值依次为：c 3 富营养化指数( 0 3 8 ) c 4 悬浮物( 0 3 ) c 1 透明度( 0 2 ) c 2 盐度( 0 1 2 ) ；c 7 底栖生物( 0 4 ) c 5 浮游植物( 0 2 ) 一c 6 浮游动物( 0 2 ) = c 8 叶绿素a ( 0 2 ) ；c 9 排污口污水排放( 0 7 ) ： c 1 0 主要河流污 染物入海量( 0 3 ) d 层指标的权重值保持不变。 3 2 数据来源 为更好地分析调查海域生态环境状况，本文收集了国家海洋局北海中心站 2 0 0 7 年和2 0 0 9 年在廉州湾海域所做的两次海洋环境现场调查资料以及2 0 0 7 年 和2 0 0 9 年入海排污1 3 和江河入海污染物总量监测数据。 3 2 1 廉州湾海域环境质量现场调查 ( 1 ) 监测站位 _ 3 1 。 廉州湾海域生态系统健康评价 2 0 0 7 年丰水期和2 0 0 9 年丰水期的两次调查都在廉州湾海域布设监测断面4 个，共1 6 个监测站位，其中水质监测站位是1 6 个，沉积物调查站位1 0 个，海 洋生物调查站位1 2 个。详见调查站位图3 3 和表3 _ 4 。 表3 4 现场调查站位及调查内容 站地理位置 号东经北纬 监测项目 l l l0 8 0 5 7 7 2 0 e2 1 0 3 4 1 8 6 f n 水质、底栖生物、浮游植物、浮游动物 l 210 8 。5 9 5 8 ”e2 l 。3 5 2 5 n 水质、底栖生物、浮游植物、浮游动物 l 3l0 9 。0 2 3 3 ”e2 l 。3 6 1 9 呵 水质、浮游植物、浮游动物、底栖生物 l 410 8 。5 8 0 0 ”e2 1 。3 2 4 7 n 水质 1 510 9 。0 0 。0 0 ”e2 1 。3 2 9 0 0 n 水质、浮游植物、浮游动物、底栖生物 l 610 9 。0 2 5 2 ”e2 l 。3 4 5 9 n 水质 l 71 0 9 。0 4 2 3 ”e2 1 0 3 5 2 5 n 水质、底栖生物、浮游植物、浮游动物 l 81 0 8 0 5 9 5 3 ”e2 l 。3 0 2 0 。n 水质、浮游植物、浮游动物、底栖生物 1 9l0 8 。5 7 3 3 0 。e2 1 。3 2 1 2 0 f n 水质 l 1 010 9 。0 3 0 3 ”e2 l 。3 l 5 6 n 水质、浮游植物、浮游动物、底栖生物 l l l10 9 0 0 4 2 5 0 e2 1 0 3 1 5 8 0 - n 水质、底栖生物、浮游植物、浮游动物 l 1 21 0 9 0 0 1 1 l ”e2 1 0 2 7 4 2 ”n 水质、浮游植物、浮游动物、底栖生物 l 1 31 0 9 0 0 9 1 3 5 ”e2 1 0 3 l 2 0 n 水质、浮游植物、浮游动物、底栖生物 l 1 41 0 9 。0 4 15 ”e2 l 。2 9 3 5 f n水质 l 1 51 0 9 。0 6 l8 ”e2 1 。3 0 2 0 n水质、底栖生物、浮游植物、浮游动物 l 1 610 9 0 0 8 0 5 ”e 2 1 0 3 1 2 0 n水质、底栖生物、浮游植物、浮游动物 一3 2 廉州湾海域生态系统健康评价 ( 2 ) 监测项目 图3 - 3 廉州湾海域调查站位 水质调查内容包括p h 、盐度、透明度、溶解氧、c o d 、无机氮、无机磷、 石油类、叶绿素a 、悬浮物、c u 、p b 、z n 、c d 、h g 。 海洋生物的调查也是与水质同步，调查包括：浮游植物、浮游动物、底栖生 物。 水质各项监测因子的采集和分析均按照海洋监测规范( g b1 7 3 7 8 2 0 0 7 ) 进行，见表3 5 。浮游植物用3 7 c m 口径的浅水型浮游生物网由底层至表层垂 直拖网一次，带回实验室进行镜检分析、种类鉴定和数量统计。全部样品采集及 一3 3 廉州湾海域生态系统健康评价 处理均按照海洋调查规范规定执行。 表3 5 调查分析方法 序号调查项目分析方法分析仪器检测标准( 方法) 1盐度盐度计法s 嘘2 盐度计 2 p h电位计法p h s - 3 c 型精密p h 计 g b l 7 3 7 8 4 - 2 0 0 7 3溶解氧碘量法 滴定管 4 化学需氧量碱性高锰酸钾法 5无机磷磷钼蓝比色法 6亚硝酸盐 萘乙二胺比色法依实验室资质认定程 7硝酸盐 镉柱还原法 t 1 9 0 分光光度计 序合法化分析方法 水 8氨 次溴酸盐氧化法 9汞 原子荧光法 y x g - 1 0 l l a 原于芡光海水中汞的测定 质 1 0锌 1 1 铜 t 9 8 6 原子吸收分光光 1 2铅 原子分光光度法 度计 g b1 7 3 7 8 4 2 0 0 7 1 3 镉 1 4 油类紫外分光光度法t 1 9 0 紫外分光光度计 1 5 悬浮物重量法b s 2 1 0 s 电子天平 1 6 叶绿素a分光光度法2 1 0 0 分光光度计 g b l 7 3 7 8 7 2 0 0 7 ( 3 ) 水质环境监测结果 2 0 0 7 年和2 0 0 9 年丰水期水质监测的结果统计见表3 6 。 表3 6水质监测结果统计表 嘉n 竺竺 2 0 0 7 年2 0 0 9 年 项目 7 9 l 8 1 97 9 1 - 8 1 9 p h 范围 8 1 08 1 1 范围1 5 6 9 9 3 0 1 3 51 5 8 2 3 3 0 5 1 6 盐度 平均值 2 6 9 0 02 7 8 3 2 透明度 范围3 0 4 22 5 3 3 ( m ) 平均值 3 52 7 d o 范围 5 7 6 7 6 85 8 8 7 6 8 ( r a g l ) 平均值 6 6 86 6 l c o d 范围 0 6 7 - 1 7 80 2 8 1 6 6 ( r a g l ) 平均值1 1 6 o 8 2 p 0 4 p 范围 4 3 - 18 94 3 18 9 ( h g l ) 平均值 9 2暑8 5 无机氮范围 3 1 4 7 53 0 7 4 2 5 o g l ) 平均值 1 3 81 3 6 8 石油类范围 5 7 4 5 46 3 5 2 6 ( u g l ) 平均值 1 9 92 3 4 悬浮物范围 1 1 2 - 2 3 61 2 3 2 5 8 ( r a g l ) 平均值 1 7 61 8 2 9 3 4 廉州湾海域生态系统健康评价 总汞范围0 o l3 0 0 3 9 0 0 1 o 0 4 ( p g l ) 平均值0 0 2 5 o 0 2 铅范围0 8 一i 2 0 9 1 4 ( g l ) 平均值 o 9 1 2 铜范围0 8 一i 2 1 3 1 9 ( p g l ) 平均值 0 91 5 锌范围1 7 6 , 4 4 52 2 3 0 5 6 ( r i g l ) 平均值 2 6 02 7 1 9 镉范围 0 1 0 2 0 1 o 3 ( p g l ) 平均值 o 1 50 1 8 ( 4 ) 叶绿素a 调查结果 调查海区叶绿素a 含量的测定值统计结果见表3 7 。 表3 7 调查站位叶绿素a 含量 叶绿素a 2 0 0 7 年2 0 0 9 年 范围1 5 2 51 2 2 5 平均值1 9 1 7 ( 5 ) 浮游植物调查结果 浮游植物是海洋初级生产力的代表，在海洋生态网络系统中占有重要的地 位 种、属组成特征 2 0 0 7 年的调查，在调查海区共采集到浮游植物6 0 种，其中硅藻的种类最多， 占总种类说的9 5 ：2 0 0 9 年的调查中在调查海区共采到浮游植物4 7 种，其中硅 藻门( b a c i l l a r i o p h y t a ) 1 9 属“种，占9 3 6 。甲藻门( p y r r i o p h y t a ) 3 种，占 6 4 。硅藻中主要的属为脚毛藻属、根管藻属、菱形藻、辐轩藻等。 一 个体数量及其分布 2 0 0 7 年的调查中浮游植物个体数量变化于0 3 2 x 1 0 7 个m 3 6 3 5 x 1 0 7 个，m 3 ， 均值2 2 6 x 1 0 7 个m 3 ，2 0 0 9 年的调查中浮游植物个体数量变化于0 0 5 8 x 1 0 7 个 m 3 。8 1 x 1 0 7 个m 3 ，均值1 0 3 7 x 1 0 7 个m 3 ，两次调查，浮游植物的个体数量在平 面分布都不均匀 一3 s 一 廉州湾海域生态系统健康评价 ( 6 ) 浮游动物调查结果 种类组成及分布 2 0 0 7 年的调查中，在调查海区共检出浮游动物1 5 类，9 0 种，以桡足类最多， 其次为毛颚类和腔肠动物，在2 0 0 9 年的调查中，共检出浮游动物1 4 类7 0 种， 其中桡足类最多，有1 8 种，腔肠动物其次，有1 3 种、第三为毛颚类有1 0 种、 其他依次为等足类7 种、多毛类4 种、枝角类3 种、磷虾类3 种、樱虾类3 种等。 浮游动物密度分布 2 0 0 7 年的调查中，调查海区浮游动物的密度分布范围为3 1 6 个m 3 5 4 6 个 m 3 ，平均为4 1 0 个m 3 ，在2 0 0 9 年的调查中，浮游动物的密度分布范围为8 4 个 m 3 4 7 5 个m 3 ，平均为2 3 8 个m 3 。 ( 7 ) 底栖生物调查结果 种类组成 2 0 0 7 年的调查中共获得底栖生物3 2 种，隶属于软体动物门、脊索动物门、 环节动物门、节肢动物门、棘皮动物门、星虫动物。其中环节动物最多，软体动 物次之，2 0 0 9 年的调查中共获得底栖生物2 5 种，也是隶属于软体动物门、脊索 动物门、环节动物门、节肢动物门、棘皮动物门、星虫动物。以环节动物最多， 软体动物次之，底栖生物在各站的种类分布较为均匀。 密度分布 2 0 0 7 年的调查中，底栖生物在各站的密度较为均匀，变化于2 3 0 个m l - 4 0 0 个m 2 ，平均值为1 2 3 个m 2 ，2 0 0 9 年的调查中底栖生物在各站的密度分布差异较 大，变化于l o 个m 2 。3 9 0 个m 2 ，平均值为1 2 3 个m 2 生物量分布 2 0 0 7 年的调查中，底栖生物在各站的生物量分布较为均匀，变化于 8 6 3 9 m 2 1 8 3 6 9 m 2 ，平均值为1 0 3 6 9 m 2 ，2 0 0 9 年的调查中，调查海区底栖生物 生物量各站分布不均匀，变化于0 1 9 m 2 2 2 8 2 9 m 2 ，平均值为5 8 7 2 5 9 m 2 。 3 2 2 排污口和江河入海污染物总量监测 北海市廉州湾海域共有捧污口7 个，到2 0 0 9 年禁排2 个，继续在排的排污 一3 6 - 廉州湾海域生态系统健康评价 口总共有5 个，其中重点排污口两个，分别为金银鹰纸业有限公司排污口和北海 市红坎污水处理厂排污口，一般排污口三个，为高德镇入海水闸、海城水产公司 排污口和海城水产冷冻厂排污口，由于海城水产冷冻厂排污口的排放量很少，而 且季节性断排，因此，本论文仅对金银鹰纸业有限公司排污口、北海市红坎污水 处理厂排污口、高德镇入海水闸、海城水产公司排污口共4 个排污口进行分析。 廉州