液压耙网捕捞对莱州湾单环刺螠养殖区底栖群落的生态影响与评估

本研究针对液压耙网捕捞在单环刺螠(Urechis unicinctus)养殖中的广泛应用，系统评估了其对底栖群落的生态影响。通过BACI设计，研究人员发现捕捞期间大型底栖动物多样性指标（如物种丰富度、Shannon-Wiener指数）显著下降，群落结构发生明显演替，但四个月后呈现恢复趋势。AMBI、NSI、NQI1等多重生态指数证实了栖息地健康状况的时空变化规律。该研究为优化机械化捕捞管理提供了重要科学依据，对促进海水养殖业可持续发展具有指导意义。

　　

在海洋资源开发利用过程中，人类活动在满足食物供给和获取经济利益的同时，往往对海洋生态环境造成显著影响。过度开发可能导致海洋生物多样性下降和生态系统功能退化，进而威胁海洋生态安全和人类福祉。随着水产养殖技术的进步，机械化捕捞装备得到快速发展，其中液压耙网作为单环刺螠（Urechis unicinctus）的高效采收工具，其生态影响亟待评估。单环刺螠是一种具有重要经济价值的螠虫动物，在莱州湾近岸海域养殖面积达70平方公里，年产值达数千万元。尽管机械化捕捞效率高，但其对底栖生物群落和栖息地健康的影响尚不明确，特别是在中国海域的相关研究较为缺乏。

为科学评估液压耙网捕捞的生态效应，研究人员在莱州湾单环刺螠养殖区开展了系统研究。采用Before-After-Control-Impact (BACI)实验设计，分别在高强度捕捞区（HHI）、低强度捕捞区（LHI）和对照区（无捕捞）进行采样，时间跨度涵盖捕捞前（2022年8月）、捕捞中（2023年4月）和捕捞后四个月（2023年8月）。通过分析大型底栖动物的多样性指标（总丰度、总生物量、物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Margalef指数和优势度指数）、群落结构（通过非度量多维尺度分析NMDS、相似性分析ANOSIM、相似百分比分析SIMPER和置换多因素方差分析PERMANOVA）以及栖息地健康指数（AMBI、NSI、NQI1和DSD指数），全面揭示了液压耙网捕捞的生态影响。

研究采用的关键技术方法包括：基于0.05 m² Van Veen抓斗的底栖生物采样、物种鉴定与生物量测定、多样性指数计算、多元统计分析和生态健康指数评估。采样设计覆盖3个不同捕捞强度区域，每个区域设3个站点，共获取81个样本。通过Shipxy和船载黑匣系统记录捕捞强度，采用基于捕捞密度的扫海面积比（SAR）方法量化空间影响。数据分析使用R软件的BBI包和Primer v6完成，统计方法包括双因素方差分析、Scheirer-Ray-Hare检验和PERMANOVA等。

研究结果显示，液压耙网捕捞对底栖群落产生了显著影响。在大型底栖动物结构和组成方面，共鉴定出67个物种，捕捞前多毛类（18种）和软体动物（13种）占优势，优势种为Paraprionospio pinnata（EG IV）和Umbonium thomasi（EG II）。捕捞期间物种丰富度从14.67±2.08种下降至3.00±1.00种，Shannon-Wiener指数从2.57±0.15降至1.27±0.32。优势种变为Nephtys polybranchia（EG II）和Iridona iridescens（EG I），功能群由F/D（沉积食性）和M/C（爬行）转变为F/P（捕食性）和M/B（穴居）。捕捞后四个月，物种丰富度恢复至12.33±0.58种，Shannon-Wiener指数恢复至2.33±0.12，表明群落具有一定恢复能力。

在丰度和生物量方面，总丰度呈现显著时间变化（H=18.17, p=0.0001），捕捞期间明显下降，捕捞后部分恢复。HHI区域总丰度从271.11±44.44 ind/m²降至26.67±10.18 ind/m²，后恢复至200±13.88 ind/m²。总生物量未显示显著变化，表明尽管数量减少，生物量保持相对稳定。

在大型底栖动物多样性方面，物种丰富度（p=0.0003）、Shannon-Wiener指数（H=10.13, p=0.006）和Margalef指数（F=8.92, p=0.002）均呈现显著时间变化，捕捞期间下降，捕捞后恢复。LHI区域物种丰富度从12.67±3.06降至6.33±2.52，后恢复至13.00±6.08；HHI区域从14.67±2.08降至3.00±1.00，后恢复至12.33±0.58。

在底栖栖息地健康评估方面，AMBI指数显示捕捞强度显著影响栖息地健康（F=5.69, p=0.012），DSD指数主要反映时间变化（H=25.68, p=0.0003），NSI指数突出捕捞强度的影响（H=9.06, p=0.011），NQI1指数未显示显著效应。指数变化表明捕捞期间栖息地健康状况下降，捕捞后部分恢复。捕捞前栖息地健康多为"良好"或"非常好"，捕捞期间降至"中等"或"差"，捕捞后恢复至"良好"水平。

研究结论表明，液压耙网捕捞对底栖群落和栖息地健康产生显著但可恢复的影响。群落多样性在捕捞期间下降，但四个月后呈现恢复趋势，表明底栖生态系统具有一定韧性。生态指数变化反映了栖息地健康状况的时空动态，AMBI和NSI指数更适合检测捕捞强度的影响，而DSD指数更敏感于时间变化。功能群变化符合"干扰-演替"理论，从沉积食性和爬行类向捕食性和穴居类转变，反映了群落对干扰的适应性响应。

该研究的重要意义在于首次系统评估了液压耙网捕捞在中国海域的生态影响，为机械化捕捞管理提供了科学依据。研究结果支持采用差异化管理和轮作捕捞策略，在脆弱栖息地避免或限制捕捞活动，在自然干扰较强的近岸区域适度开展机械化捕捞。多指数评估方法的综合应用为构建底栖栖息地健康评价体系提供了范例，对促进海水养殖业可持续发展具有重要指导价值。论文发表在《Ocean》期刊，为相关领域的研究提供了重要参考。