閩東沿岸生態監控區海洋生態健康評價與變化趨勢研究

李益云 樊立靜

摘要：文章以生態系統健康評價（EHA）為工具，利用2004—2013年以來閩東沿岸生態監控區的監測數據及相關文獻資料，對閩東沿岸生態監控區的海洋生態健康狀況進行分析評價，分析影響閩東沿岸生態監控區海洋生態健康的主要因子。結果表明：閩東沿岸生態監控區生態環境健康狀況基本處亞健康狀態，但有進一步惡化的風險，水環境中pH值、氮-磷營養鹽含量呈明顯上升的趨勢;生物質量受到不同程度的污染，貝類體內鉛含量顯著上升;生物環境處于不健康狀態，生物種類數呈減少的趨勢。結合閩東沿岸生態監控區存在的問題提出：（1）加強污染物入海總量控制制度，推行節能減排措施;（2）加強生物質量控制，發展藍色海洋經濟;（3）休漁、生態補償制度相結合，有效利用和保護海洋資源;（4）嚴格控制圍填海工程，保護灘涂濕地;（5）加強海洋環境監測體系建設等建議。

關鍵詞：海洋生態系統;生態系統健康評價; 閩東沿岸;生態監控區 ;亞健康

中圖分類號：P73 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2020）01-0062-07

Abstract：The assessment of marine ecosystem health was studied in this paper，by taking the nearshore of Mindong ecological monitoring area as case study，based on the monitoring data from 2004 to 2013，by using the ecosystem health assessment（EHA）method.The main results clarified： the condition of marine ecosystem health was in sub-health state，which was at stable state.But the poor index of marine biology and biological residual toxicity in Mindong ecological monitoring area showed that the ecosystem also faced a risk of further deterioration.Combined with the problems existing in the ecological monitoring area along the east coast of Fujian province，the following suggestions were put forward： strengthening the total amount control system of pollutants entering the sea，implementing energy conservation and emission reduction measures; strengthening the biological quality control，developing the blue ocean economy; combining the fishing cessation and ecological compensation system，effectively using and protecting the marine resources; strictly controlling the reclamation project，protecting the beach wetland; strengthening the construction of the marine environment monitoring system，etc.

Key words：Marine ecosystem，Ecosystem health assessment，East coast of Fujian province，Ecological monitoring area，Sub-health state

1 概況

閩東沿岸生態監控區地處福建省東北部沿海，范圍包括寧德市所轄的福鼎市、霞浦縣、福安市、蕉城區沿海近岸海域、灘涂，海岸線長878 km，總面積為5 063 km2，覆蓋了三沙灣、福寧灣和沙埕港等主要港灣[1]。該生態監控區是福建省發展海西經濟的重要區域，也是福建省寧德市發展環三都澳經濟的重要腹地，其海洋生態系統健康狀況直接關系到區域可開發利用的空間和未來經濟發展的方向。近年來，我國學者在不同的時期對多個海域的生態健康評價進行了大量研究，形成了一批研究成果[2-4]。閩東沿岸生態監控區自2004年設立以來，已嚴密監控了10余年，對該監控區的生態健康狀況的變化情況目前還鮮有詳細的論述。本研究利用2004—2013年的監測數據及相關文獻資料，依據“河口及海灣生態系統生態環境健康評價方法”[5]，對閩東沿岸生態監控區的海洋生態系統健康狀況進行分析評價。

2 監測站位和評價方法

2.1 監測站位

閩東沿岸生態監控區調查分為淺海海區和潮間帶調查，其中淺海調查共布設30個監測站位，監測項目包括海水水質、海洋生物調查和沉積環境質量調查，調查站位見圖1。

2.2 評價方法

本研究應用《近岸海洋生態健康評價指南》（HY/T 087—2005）的指標體系中的河口與海灣生態健康評價模式，對閩東沿岸生態監控區的生態健康狀況予以評價。采用曼-肯德爾（Mann-Kendall）檢驗法對調查海域環境因子[8-9]和生態健康指數的變化趨勢進行分析。

評價指標貢獻率=評價結果/指標權重×100%

3 監測數據分析

3.1 水環境

2004—2013年閩東生態監控區海域海水水質每年共調查2次，調查時間為每年的5月（豐水期）和8月（平水期）。

由圖2可知，5月pH值最低值出現在2004年，最高值出現在2009年;8月pH值最低值出現在2010年，最高值出現在2008年，5月和8月pH值高低值間差值分別為0.25和0.27。5月溶解氧的含量前5年（2004—2008年）波動較大，后5年趨于平穩（2009—2013年），最高值出現在2007年，最低值出現在2005年，差值為3.52 mg/L;8月溶解氧含量較為平穩，最高值在2011年，最低值在2013年，兩者相差1.36 mg/L。近10年來活性磷酸鹽的變化幅度較大，呈波動起伏的狀態，其中5月和8月最低值均出現在2007年，最高值均出現在2009年，5月和8月活性磷酸鹽高低值間差值分別為0.011 mg/L和0.023 mg/L，其中2008—2010年，5月和8月活性磷酸鹽的差值較大，均表現為8月活性磷酸鹽含量高于5月，其中2009年的差異最大，差值達0.011 mg/L。無機氮的變化也呈波動狀態且幅度也較大，基本上表現為5月的含量要高于8月的含量（2005年、2010年和2012年除外），5月的最高值出現在2007年，最低值出現在2005年，8月的最高值出現在2010年，最低值出現在2007年，2007年5月和8月無機氮含量的差值最大，達0.511 mg/L，其次是2011年（0.277 mg/L）。

根據Mann-Kendall檢驗結果（表1）：2004—2013年溶解氧含量處于穩定的狀態，無升高或者降低趨勢;其他指標均呈上升的趨勢，其中5月的pH值升高趨勢比較顯著（P<0.1），8月活性磷酸鹽和無機氮含量表現出十分明顯的上升趨勢（P<0.05）。

3.2 沉積環境

2004—2013年閩東生態監控區海域沉積環境每年調查1次，調查時間為每年的8月（平水期），其中2007年為5月（豐水期），見圖3。

由圖3可知，2004年硫化物的含量較低，2005—2009年含量基本在88×10-6～105×10-6，從2010年開始明顯下降，至2011年含量最低，2011—2013年又出現明顯上升的趨勢;有機碳含量在2004—2007年呈明顯下降的趨勢，此后表現為波動變化。依據Mann-Kendall檢驗結果，2004—2013年閩東生態監控區海域沉積環境中有機碳的含量呈下降趨勢，但未達到顯著水平（Z=-0.89，P>0.1）;硫化物含量也呈下降趨勢，但未達到顯著水平（Z=-0.18，P>0.1）。

3.3 生物殘毒

2007—2013年閩東生態監控區海域生物殘毒每年調查1次，調查時間為每年的8月（平水期）。

由圖4可知，2007—2010年牡蠣體內石油烴含量呈上升的趨勢，2010—2013年則呈下降的趨勢，最高值出現在2010年，最低值出現在2013年，兩者差值為24.1 mg/kg。2007—2013年縊蟶體內石油烴含量呈波動變化，最高值出現在2010年，最低值出現在2007年，兩者差值達51.05 mg/kg。2007—2013年牡蠣體內石油烴含量基本高于縊蟶（2009年和2011年除外），兩者差值最高達30.8 mg/kg（2010年）。牡蠣和縊蟶體內汞含量差異不大且變化趨勢基本一致，最高值均出現在2010年，最低值均出現在2009年。縊蟶體內砷含量均高于牡蠣（2012年除外），牡蠣體內砷含量最高值出現在2013年，最低值出現在2009年，兩者相差2.824 mg/kg;縊蟶體內砷含量最高值出現在2010年，最低值出現在2009年，兩者相差5.137 mg/kg。牡蠣體內鎘含量明顯高于縊蟶，兩者最高值均出現在2012年，差值達1.55 mg/kg，最低值均在2008年，兩者差值為0.305 5 mg/kg，2007—2013年鎘含量均呈波動變化。牡蠣和縊蟶體內鉛含量變化趨勢大體相似，牡蠣體內鉛含量2007—2009年呈上升趨勢，縊蟶體內鉛含量從2007—2010年呈上升趨勢，而后趨于平穩，牡蠣體內鉛含量最高值出現在2013年，最低值出現在2007年和2008年，縊蟶體內鉛含量最高值出現在2010年，最低值出現在2007年，牡蠣體內鉛含量均低于縊蟶，最高差值達0.320 mg/kg（2010年）。由此可見牡蠣對鉛的富集能力要低于縊蟶，而縊蟶對砷的富集能力則略高于牡蠣。

采用Mann-Kendall趨勢檢測（表2），牡蠣和縊蟶體內生物殘毒含量均呈上升趨勢（牡蠣體內石油烴含量除外），其中牡蠣和縊蟶體內鉛的含量呈顯著上升的趨勢（Z>1.64，P<0.05），牡蠣體內鎘和砷的含量也呈明顯上升的趨勢（Z>1.28，P<0.1）。

3.4 生物

2004—2013年閩東生態監控區海域生物（包括浮游植物、浮游動物、魚卵仔稚魚、大型底棲生物）調查與水質同步。

浮游植物種類數最低值出現在2005年，最高值出現在2008年;浮游動物種類數最高值出現在2007年，最低值出現在2013年;淺海底棲生物種類數最高值出現在2004年，最低值出現在2012年（圖5）。依據Mann-Kendall檢驗結果，2004—2013年閩東生態監控區海域浮游植物種類數呈上升趨勢，但未達到顯著水平（Z=0.09，P>0.1）;浮游動物種類數明顯呈下降趨勢（Z=-2.15，P<0.05）;淺海底棲生物種類數則呈十分明顯的下降趨勢（Z=-2.42，P<0.01）。

4.1 水環境

2007—2013年閩東沿岸生態監控區全年水環境均處于健康狀態。其中2007年和2008年健康指數較高，2010年和2013年健康指數略低，Mann-Kendall檢驗呈下降趨勢，但未達到顯著水平（Z=-1.20，P>0.1）。總體上4個評價指標中WpH的貢獻率最高，W無機氮的貢獻率最低，W溶解氧的貢獻率也高于W活性磷酸鹽（圖6）。

由表3和圖7可知，2007—2013年閩東沿岸生態監控區全年沉積環境均處于健康狀態，且健康指數均較高。其中2008年、2010年、2011年和2013年健康指數達到評價最高值，Mann-Kendall檢驗呈上升趨勢，但未達到顯著水平（Z=0.15，P>0.1）。總體上兩個評價指標中S有機碳的貢獻率較高。

4.3 生物殘毒

2007—2009年和2013年生物殘毒指數均大于或等于7，環境未受到污染;2010—2012年生物殘毒指數在4和7之間，表明生物體環境受到了輕微污染（表3和圖8）。Mann-Kendall檢驗呈下降趨勢，但未達到顯著水平（Z=-1.05，P>0.1）。5個評價指標中BRHg的貢獻率最高，順序依次為BRHg>BRCd>BR石油類>BRAs>BRPb。

4.4 生物

由表3和圖9可知，2007—2013年生物健康指數均小于20，生物處于不健康狀態。Mann-Kendall檢驗呈上升趨勢，但未達到顯著水平（Z=0.60，P>0.1）。6個評價指標中B浮游動物密度的貢獻率較高，由高到低依次為B浮游動物密度、B底棲動物密度、B底棲動物生物量、B浮游動物生物量、B浮游植物密度、B魚卵及仔魚密度。

4.5 生態健康評價

2007—2013年（Windx+ Sindx+ BRindx+ Bindx ）之和的Mann-Kendall檢驗結果Z值為0，該值未表現出上升或下降的趨勢，呈基本穩定狀態。各評價指標的貢獻率由大到小依次為Sindx、Windx、BRindx、Bindx，依據《近岸海洋生態健康評價指南》中河口與海灣生態健康評價模式的計算方法和指標權重計算，總體上2007—2013年的CEHindx均<75，表明生態系統處于亞健康或者不健康狀態。結合歷年《中國海洋環境質量公報》[10]公布的結果來看，2004—2013年閩東沿岸生態監控區均處于亞健康狀態，本研究的計算結果與該結論一致。

5 結論、管理對策和建議

5.1 結論

通過近10年來開展的相關調查項目的結果進行比較，閩東沿岸生態監控區生態環境基本穩定，但有進一步惡化的風險，主要體現在以下幾方面。

（1）水環境：同季度pH值呈上升的趨勢，尤其表現在5月;平水期（8月）氮和磷營養鹽含量上升趨勢明顯，富營養化的潛在風險較高。

（2）生物殘毒：生物體受到了不同程度的污染，監控區內貝類生物殘毒含量呈上升的趨勢，其中牡蠣體內鎘和砷的含量上升較明顯，值得注意的是貝類體內鉛含量顯著上升。

（3）海洋生物：生物環境處于不健康狀態，生物種類數呈減少的趨勢。魚卵、仔稚魚的密度仍然較低，未出現明顯恢復的趨勢;浮游植物優勢種常出現甲藻，甚至出現甲藻類赤潮。

5.2 管理對策和建議

影響生態系統健康的因素有：污染物排放、非點源污染、過度捕撈、圍海造地、水土流失、外來物種入侵、資源不合理利用等[11]。結合閩東沿岸生態監控區存在的問題提出以下對策和建議。

（1）加強污染物入海總量控制制度，推行節能減排措施。

落實陸源污染物排海控制和治理責任，強化陸源污染監管，嚴格控制海上污染源。同時，加快城鎮污水處理能力建設，加大污水脫磷除氮力度，嚴格控制氮、磷污染物入海量。

（2）加強生物質量控制，發展藍色海洋經濟。

閩東沿岸生態監控區魚類網箱養殖區主要污染物為DDTs、汞和砷，魚類網箱養殖區養殖魚類受到DDTs的污染[1]。貝類體內鉛含量也存在顯著增加的趨勢，因此加強海洋生物質量控制已經刻不容緩，漁業養殖過程中應全面禁用含有毒有害物質的藥物，實施HACCP制度，同時要建設現代化的海洋產業體系，大力推進清潔生產工藝，以避免有毒有害物質在生物體內富集，保護人類身體健康和生態安全。

（3）休漁、生態補償制度相結合，有效利用和保護海洋資源。

嚴格執行《中華人民共和國漁業法》，對淺海、灘涂、保護區實行休漁制度，劃定禁捕區，規定禁捕期，加強漁具漁法管理，改變傳統的漁獵方式，減輕捕撈強度，加強漁業資源養護和恢復。同時堅持“誰開發誰保護，誰受益誰補償”的生態補償機制原則。

（4）嚴格控制圍填海工程，保護灘涂濕地。

圍填海對生態環境有著不可逆的影響，導致天然濕地縮減、侵占海洋生物的天然棲息地;改變海洋生物棲息地的水文、底質狀況，破壞海洋生物生態系統;海灣納潮量和潮流速降低，航道和港池淤積，影響航運能力和建港條件等。因此，應嚴格按照《福建省沿海灘涂圍墾規劃（2001—2020年）》審批用海，防止盲目、無序的圍墾而造成生態環境的破壞。

（5）加強海洋環境監測體系建設。

建立和完善海洋環境監測體系，加強近岸海域環境的監控能力建設，逐步建成近岸海域環境監測網站，采用遙感等高新技術，建立近岸海域環境信息系統，加強近岸海域環境變化趨勢的預測預報。

參考文獻

[1] 歐文霞.閩東沿岸海洋生態監控區生態系統健康評價與管理研究.[D]廈門：廈門大學，2006.

[2] 楊建強，崔文林，張洪亮，等.萊州灣西部海域海洋生態系統健康評價的結構功能指標法.[J].海洋通報，2003，22（5）：58-63.

[3] 蔡愛萍，洪雄業，楊玉波.福建省近岸海域海洋生態健康評價與分析[J].海峽科學，2011（12）：30-34.

[4] 李虎，宋秀賢，俞志明，等.山東半島近岸海域生態系統健康綜合評價[J].海洋科學，2014，38（10）：40-45.

[5] 國家海洋局.HY/T087-2005，海洋行業規范.《近岸海洋生態健康評價指南》[S].大連：國家海洋環境監測中心，2005.

[6] 國家海洋局.GB 17378-2007 海洋監測規范[S].北京：中國標準出版社，2007.

[7] 國家海洋局.GB 17378-2007 海洋監測規范[S].北京：中國標準出版社，2007.

[8] GILBERT RO.Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring[M].New York：Van Nostrand Reinhold Co.，1987.

[9] SALMI T，MAATTA A，ANTTILA P，et al.Detecting Trends of Annual Values of Atmospheric Pollutants by the Mann-Kendall Test and Sen′s Slope Estimates the Excel Template Application MAKESENS[M].Helsinki：Finnish Meteorological Institute，2002.

[10] 國家海洋局.中國海洋環境質量公報[Z].2004—2013年.

[11] 馬克明，孔紅梅，關文彬，等.生態系統健康評價：方法與方向[J].生態學報，2001，21（12）：2106-2116.