北大港湿地保护区底栖生物群落调查

尚东维，王庆泉，黄小霞，黄佳欣，李家鑫，孙金辉

(1天津农垦渤海农业集团有限公司，天津市水产原良种场，天津 301800；2天津农学院 水产学院,天津 300384)

天津北大港湿地自然保护区位于天津市东南部，距渤海湾6 km，地理坐标为北纬38°36′-38°57′，东经117°11′-117°37′。保护区包括北大港水库、沙井子水库及西侧区域、钱圈水库、独流减河下游、李二湾及李二湾东侧沿海滩涂、李二湾南侧区域。主要由海涂、河流、沼泽和荒草地组成。保护区吸引了本地鸟类和迁徙鸟类常驻于此或经过此地过冬与觅食。

近年来，天津海岸带区域经济发展迅速，污染物排放量及污染海域面积持续增加，特别是2004年以来，天津港和临港工业区进行了大规模的海洋工程建设[1]。大型底栖生物由于其长期生活在水体的底部，水体环境的变化(包括底质的结构、水体颗粒物的大小、水体中有机质的含量)以及水体的稳定性对底栖动物群落结构都会产生一定的影响，同时兼具迁移能力差、随季节波动不明显、生命周期相对较长等优点，成为重要的人类干扰的反应指标，被广泛应用于河口和海岸带生态系统对人类干扰的环境响应评价[2]。大型底栖生物是水生态系统中重要的生态类群[3-5]，在水生态系统的物质循环和能量流动中起着重要作用，同时在水质监测和评价中也发挥着重要作用。通过对北大港湿地保护区大型底栖动物群落结构组成分析，结合各点周边的水生态环境，分析其水质状况，为湿地保护提供基础数据。

1 站点确定及采样方法

1.1 站点确定

根据保护区不同水域水体的面积、形态特征、水生生物的生态分布等特点设置了20个有代表性的采样点。具体监测样点如图1。

大港湿地保护区20个采样点的地理方位、水体形态、底质情况等信息如表1所示。20个采样点水质包含盐碱水和海水两种类型，盐度随着季节发生变化，秋季盐度较春季有变小的趋势，这可能受到温度、气候、水流动状况等因素的影响。具体样点方位及特征如表1所示。

1.2 采样方法

用面积为1/20 m2的改良的彼得生采泥器采样，将采集上泥样全部倒入塑料盆内，经40目(筛孔0.42 mm)分样筛筛洗，将肉眼看得见的动物连同所余杂物全部装入塑料袋中，并同时放进标签(注明：编号、采样点、时间等)，扎紧袋口后带回室内分检(如从采样到分检超过2 h，则在袋中加入适量固定液)。因时间关系不能立即进行分检工作的，应将样品放入冰箱(0 ℃)，或把塑料袋口打开，置于通风、凉爽处，以防止样品中底栖动物在环境改变后的突然死亡与昆虫的迅速羽化，造成数量上的损失。

图1 大港湿地保护区地形及监测样点的布设

采样点位置坐标监测站点底质情况1#N 38°49.216' E117°22.522'河道泥沙底,芦苇地2#N 38°47.165' E 117°25.980'万亩鱼塘淤泥底质,摇蚊幼虫3#N 38°47.596' E 117°26.573'万亩鱼塘(虾池)淤泥底质,摇蚊幼虫4#N 38°47.448' E 117°26.962'万亩鱼塘淤泥底质5#N 38°45.379' E 117°26.129'北大港水库泥沙底质,底栖优势种:贝类6#N 38°45.785' E 117°24.509'北大港水库沙石底质,底栖优势种:贝类7#N 38°47.031' E 117°20.619'北大港水库泥沙底质,底栖优势种:贝类、摇蚊幼虫8#N 38°48.321' E 117°19.300'北大港水库泥沙底质,底栖优势种:贝类9#N 38°45.236' E117°31.327'鱼塘泥沙底质,底栖息优势种:贝类、螃蟹10#N 38°45.450' E 117°33.256'池塘泥沙底质,底栖优势种:草、虾苗11#N 38°45.985' E 117°33.827'防潮闸泥沙底质,底栖优势种:贝类12#N 38°45.314' E 117°34.430'采油田淤泥底质,底栖优势种:贝类13#N 38°45.794' E 117°32.696'独流减河黏性黄土底质,底栖优势种:贝类14#N 38°45.775' E 117°31.200'独流减河黏性黄土底质,底栖优势种:贝类15#N 38°37.017' E 117°36.144'潮间带沙石底质16#N 38°36.987' E 117°35.294'潮间带沙质底,底栖优势种:贝类17#N 38°37.234' E 117°31.893'北排水河泥沙底质,底栖优势种:螃蟹、玉螺18#N 38°37.139' E 117°32.468'北排水河淤泥底质,底栖优势种:沙蚕19#N 38°39.296' E 117°32.176'子牙河(闸口)淤泥底质,底栖优势种:沙蚕20#N 38°39.309' E 117°32.179'子牙河(鱼塘)泥沙底质,底栖优势种:沙蚕

分拣与泥沙、腐屑等混合在一起的小型动物如水丝蚓，昆虫幼虫等则需在室内进行仔细的分样过程。将洗净的样品置于白瓷盘中，加入清水，利用尖嘴镊子、胶头滴管、放大镜等工具进行工作，挑选出的各种动物分别放入已装好固定液的广口瓶中，直到采样点采集到的标本全部检完为止。在广口瓶外贴上标签，最后将瓶盖拧紧保存。

2 分析方法

物种多样性能表征生物群落和生态系统结构的复杂性，体现群落的结构类型和组织水平，发展阶段稳定程度和生境差异，具有重要的生态学意义。分析生物群落的多样性一般从两方面来考虑：一是群落中物种的丰富性，二是群落中物种的异质性，不同的多样性指数所强调的物种丰富性和异质性的程度不同。

本研究采用的丰富度指数Margalef′s index，它综合了样品中种类数目和丰度的信息，表示一定动物丰度中的物种数，计算公式为：

d=(s-1)/lnN

式中：s：样本底栖动物种类数，N：样本中底栖动物的总个数。

香农一威纳指数(Shannon一Wiener)是最常用的多样性指数，它借用了信息论的不定性测量方法来预测群落中下一个采集到的样本属于哪一种，因此，群落的多样性越高，采集的不定性就越大，它综合了群落的丰富性和均匀性两方面的影响，计算方法如下：

式中：ni：第i类物种的个数，N：样本中底栖动物的总个数。

本次分析还使用了Goodnight 修正指数，Goodnight 修正指数：

GBI=(N/Ni)

式中：N：样品中底栖动物个体总数，Ni：样品中寡毛类个体总数。

这3种指数计算方法可以有效的推测物种多样性及检测区域的生物指数与水质情况。根据以上数据对比国家标准可以得出生物指数与水质等级标准[6]。

表2 生物指数与水质等级标准

3 数据处理

根据上文的香农一威纳指数Shannon一Wiener和丰富度指数Margalef′s index的计算方法，计算出20个站点的指数对水质情况做一个初步判定。如表3、表4。

表3 多样性指数

表4 多样性指数分析

4 结果分析

根据表4计算得出的丰富度指数Margalef′s index，香农一威纳指数Shannon-Wiener，Goodnight修正指数，生物学污染指数Biology Pollution index，BPI对比相对指数表总结出大港湿地监测的20个站点中，5#、8#、13#、14#、16#、18#、19#、20#这6个站点的生物指数为清洁，1#、2#、3#、6#、7#、10#、17#这6个站点的生物指标为轻度污染。北大港湿地保护区水生生物底栖动物的区系组成是以典型的中国广泛分布的适应性强耐有机污染的种类为主体[7]。物种多样性不高，优势种类构成现存量的主要成分其中1#、2#、3#、6#、7#为水库区域其底质中含有大量有机质，水体出现少量的富营养状况，其中2#出现了少量的中华圆田螺。10#、17#，位于河流下游，上游大量养殖区的养殖水对这两个站点的生物指数有一定影响，故使这两个站点的生物多样性较小。4#、9#、11#、12#、这4个站点的生物指标为中度污染，其中4#、11#、12#这三个站点的寡毛类较多，出现了重要的指示生物霍普斯水丝蚓，表明生态系统受到不同程度污染，需要加强管理。其中15#由于处在潮间带，由于多次采样时，处于高潮期，未采到生物样本导致生物指标无法计算，所以忽略不计。

5 结论

本次调查研究分析了大型底栖生物种类的组成、优势种、丰度、生物量和多样性等群落特征及其随季节和海域的变化规律旨在为天津大港湿地保护区大型底栖生物生态研究以及人类干扰活动对该区域大型底栖生物的影响提供基础资料[8]，与王潜，高金强[9]等人的研究得出的结果相似，且总体水质略有好转。旨在为该区域自然保护与管理提供科学依据。