生态修复后南通市老坝港围垦区大型底栖动物群落结构的变化及其影响因素

摘要 ［目的］评估老坝港围垦区的生态修复效果。［方法］在江苏省南通市老坝港滨海湿地围垦区开展了微地形改造和翅碱蓬种植等生态修复工程，并于修复前后开展了大型底栖动物、水体理化指标及沉积物常见重金属含量的监测。［结果］修复前该区域5个断面鉴定到6种底栖动物，修复后鉴定到16种底栖动物。修复前耐污性较强的中间拟滨螺、双齿围沙蚕为主要优势种，修复后沈氏厚蟹的优势度明显上升。与修复前对比，该区域底栖动物栖息密度及生物量显著下降，但生物多样性指数显著增高。Pearson相关性分析和RDA分析显示，水体溶解氧和沉积物中Cu、As、Pb含量是影响老坝港围垦区大型底栖动物群落结构的主要环境因子。［结论］生态修复工程对围垦区大型底栖动物的群落恢复有明显效果，这为今后开展滨海湿地生态修复研究与实践提供了依据。

关键词 老坝港；生态修复；大型底栖动物；群落结构；影响因素

中图分类号 X174 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）22-0051-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.22.014

Changes of Macrobenthic Community Structure after Ecological Restoration in Laoba Port Reclamation Area of Nantong City and Its Influencing Factors

ZHANG Gang，OUYANG Kai，WAN Kai-chao et al

Abstract ［Objective］ To evaluate the ecological restoration effect of the reclaimed area of Laoba Port.［Method］Ecological restoration projects such as micro-topography reconstruction and Suaeda heteroptera planting were carried out in the coastal wetland reclamation area of Laoba Port in Nantong City of Jiangsu Province，and the monitoring of macrobenthos，physical and chemical indicators of water body and common heavy metal contents in sediments was carried out before and after restoration.［Result］6 species of benthic animals were identified in 5 sections before restoration，and 16 species of benthic animals were identified after restoration.The main dominant species before restoration were Pseudostellaria intermedia and Perinereis aibuhitensis with strong stain resistance，and the dominance of Helice tridens sheni increased significantly after restoration.Compared with before restoration，the habitat density and biomass of benthic animals in this area decreased，but the biodiversity index increased significantly.Pearson correlation analysis and RDA analysis showed that dissolved oxygen in water and Cu，As and Pb in sediments were the main environmental factors affecting the community structure of macrobenthos in Laoba Port reclamation area.［Conclusion］The ecological restoration project has obvious effect on the restoration of macrobenthic community in reclamation area，which provides a basis for future research and practice of coastal wetland ecological restoration.

Key words Laoba Port;Ecological restoration;Macrobenthos;Community structure;Influencing factor

滩涂作为陆地与海洋两大生态系统的交错带，不仅蕴藏着丰富的海洋和湿地资源，还是重要的土地和空间资源储备，提供了包括碳汇、净化、调节气候、容纳营养盐、分解污染物以及作为水生生物的栖息地、繁殖区和候鸟迁徙越冬地等一系列重要的生态系统服务功能［1］。目前我国多数滩涂生境质量面临巨大的环境压力，出现了滩涂生物栖息地改变或丧失、生物多样性锐减、底质环境恶化等一系列功能退化现象［2］，因此，开展围垦区滩涂生态系统保护和修复，恢复围垦区滩涂原有的生态结构和功能具有十分重要的现实意义。

滩涂生物群落既反映了滩涂生态系统的健康状况，也是生态系统维持稳定平衡的必要条件。大型底栖动物是滩涂生态系统的重要生态类群，具有促进有机质分解、污染物代谢、能量流转和加速自净过程等作用［3-4］。由于大部分底栖动物具有移动性差、生活周期长的特点，其群落结构和多样性特征可用于表征滩涂环境质量的变化情况，并对滩涂湿地生态系统具有一定的指示作用［5-6］。

江苏省南通市海安县老坝港海域处于辐射沙洲群中心，长期以来岸外滩涂不断淤高加宽，属于典型的淤泥质海岸湿地。自20世纪90年代以来，该海域进行了一系列围垦养殖和造陆活动，自然岸线人工化，原海域的生态环境发生明显改变。该研究所调查的区域位于老坝港围垦区的新垦闸附近，于2020年开展了微地形改造和盐碱植被种植的生态修复工程，为评估老坝港围垦区的生态修复效果，于修复前后对区域内底栖生物状况进行了调查，对底栖生物种类组成、群落结构及其生态群落多样性等进行了分析，为海域滩涂湿地保护和制定生态保护规划等提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

新垦闸是老坝港新区实施围填海后新建的通海水闸，主要用于调节堤内水位的泄洪通道。于2020年4月在海安市老坝港新垦闸附近滨海湿地围垦区进行微地形改造和翅碱蓬种植的生态修复工程。首先，通过抬高近岸滩涂高程，开挖土方堆填近岸30 m浅滩堤角处，堆高形成6 个生境岛，在生境岛内采取人工撒播的方式种植翅碱蓬。分别于修复前（2019年11月）和修复后（2020年11月）先后2次对江苏省南通市老坝港新垦闸湿地修复区进行潮间带底质和大型底栖动物调查，以评估该修复工程的生态保护效果。根据老坝港围垦区特征，按照建设项目对海洋生物资源影响评价技术规程要求，在排污口中心及两侧附近海区设置5个调查断面。每个断面各设高潮区、中潮区、低潮区3个站位，共计15个站位，具体调查区域及站位设置见图1。

1.2 采样方法

按照《海洋调查规范》（GB 17378.7—2007），在当地大潮汛期间对老坝港围垦区潮间带大型底栖生物进行底栖生物调查。利用GPS 进行采样定位，每个站位用0.25 m×0.25 m×0.30 m的定量框采集定量样品，随机采集4个平行样品，用孔径为1.0 mm 网目的尼龙网网筛现场分选出底栖动物，混合成一个样品装入样品瓶中。同时，在该站位周围区域采集种类尽量多的定性样品。用70%乙醇固定样品后带回实验室分析，进行种类鉴定、个体计数和湿重称量；对于水质样品，按照地表水环境质量监测技术规范，测定并记录溶解氧（DO）、化学需氧量（CODMn）、总磷（TP）、氨氮（NH+4-N）、硝酸盐氮（NO3-N）5个常见水质指标；对于底质样品，在每个断面进行柱状样品取样，取样长度2 m，每50 cm 取样采集沉积物样品，用于常见重金属（Cr、Cu、Zn、Pb、As）的测试分析。

1.3 统计分析

采用优势度指数（Y）确定老坝港围垦区的大型底栖动物优势物种；采用底栖动物的密度（个/m2）和生物量（g/m2）来表征底栖动物的数量特征；采用Shannon-Wiener多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J）、Margalef丰富度指数（D）来分析底栖动物的多样性特征。各主要指数的计算公式如下：

式中：S为采泥样品中的种类总数；Pi为物种i的个体数占总个体数的比例；N为采泥样品中所有种类的总个体数；Ai 为相对丰度；Fi 为物种i 出现的频率。

运用单因素方差分析（One-way ANOVA）来检验底栖动物群落特征差异的显著性，采用Duncan’s 多重比较检验组间差异。采用Pearson皮尔逊相关分析来检验底栖动物密度、生物量及多样性指数与主要环境因子的相关性，并采用CANOCO 5 软件进行冗余分析（RDA）。

2 结果与分析

2.1 水体和表层沉积物质量调查

对修复前后新垦闸区域的水体水质进行比较分析，如表1所示，修复前后水体中DO和CODMn差异不显著（P>0.05），总体上修复后水体中DO含量比修复前略低，而CODMn比修复前略高。与修复前相比，水体中NO3-N含量呈显著下降趋势（P<0.05），NO3-N含量由5.48 mg/L下降为0.26 mg/L。NH4+-N含量呈显著上升趋势（P<0.05），NH4+-N含量由6.04 μg/L上升为100.43 μg/L。修复后水体中TP含量显著上升（P<0.05），TP含量由5.25 μg/L上升为85.47 μg/L。进一步比较修复前后表层沉积物中常见重金属含量，结果显示（表2），修复后沉积物中Cr含量呈上升趋势，修复前沉积物Cr含量为54.20 mg/kg，而修复后沉积物Cr含量为66 .56 mg/kg；除Cr外，修复后表层沉积物中Cu、Pb、Zn、As含量均有所下降，均未超过海洋沉积物质量I类标准。综合来看，修复后新垦闸湿地水质和沉积物质量整体好于修复前。

2.2 大型底栖动物群落结构分析

底栖动物种类的调查结果显示，2次调查共采集到大型底栖动物16种，包括节肢动物、环节动物和软体动物三大类群，群落结构相对简单。如表3所示，修复前潮间带5个断面共鉴定到大型底栖动物6种，其中软体动物种类最多，环节动物和节肢动物次之。经生态修复后，潮间带大型底栖动物的种类数有明显上升趋势，共鉴定到大型底栖动物16种，其中软体动物的种类最多，环节动物和节肢动物次之，纽形动物和脊索动物种类较少。

从表3可以看出，修复前后大型底栖动物的优势种类表现出一定的差异性，修复前该区域底栖动物群落主要为底上附着型和底内潜穴型，主要优势种为中间拟滨螺、双齿围沙蚕；修复后群落结构由底上附着型、底内潜穴型和穴居型生物组成，主要优势种为中间拟滨螺、双齿围沙蚕、尖锥拟蟹守螺和沈氏厚蟹。