评估EcoQS指标在指示沿海泻湖潮间带娱乐活动影响方面的适用性

《Ecological Indicators》：Assessing the suitability of EcoQS indicators to signal intertidal recreation consequences in a coastal lagoon

潮间沙洲生态系统质量受娱乐活动影响，采用多指标法（H', ABC曲线, M?AMBI, Bentix）评估发现H'无需详细物种分类知识即可有效指示生态质量变化，而M?AMBI和Bentix可能高估生态质量。娱乐活动导致沉积物氧耗减少、macrofauna丰富度和生物量下降，尤其在游客最多的Site 1显著。研究为资源有限地区生态监测提供方法参考。

　　### 生态质量与人类活动的相互作用研究

生态系统质量状态（EcoQS）指标在全球范围内已被证明是评估人类活动对环境影响的强大工具。然而，在评估潮间带沙滩系统中的人类活动后果时，这些指标的使用却相对较少。这一研究聚焦于南非兰格班泻湖（Langebaan Lagoon）中潮间带沙洲生态系统，探讨了不同水平的人类活动对生态系统质量的影响。研究结果表明，人类活动强度较高的区域往往伴随着沉积物中氧气含量的下降，以及大型底栖动物种类和数量的减少。这些变化可以作为评估生态系统健康状况的重要依据。

### 研究背景与意义

沿海地区是全球生物生产力最高的生态系统之一，不仅支持丰富的生物多样性，还为人类提供多种服务，包括调节、支持、文化和休闲服务等。这些服务促进了沿海人口的增长和对沿海资源的高度依赖。其中，休闲服务在近岸沿海系统中尤为突出，不仅对当地经济产生重要影响，还对生态系统造成潜在威胁。例如，美国的海滩每年吸引约34亿游客，创造超过5200亿美元的收入。中国的海岸旅游在2019年创造了约1.8万亿元人民币的经济价值，而南非在2015年的海岸旅游收入则达到955.7亿兰特。然而，这些经济收益可能以生态系统的退化为代价。

由于沙滩生态系统在世界范围内占据了70%的开放海洋海岸线，因此，理解人类活动对其生态系统质量的影响至关重要。这种理解有助于提升沙滩管理的水平，从而更好地保护这些生态系统，以确保其持续为人类提供服务。研究中提到的底栖生物群落可以作为有价值的指标，帮助制定决策，包括检测人类活动对沙滩生态系统的具体影响。

### 研究目标与方法

本研究旨在评估人类活动对潮间带沙滩生态系统的影响，并确定哪些指标能够有效地反映这种影响。研究对象是兰格班泻湖的Zone A，该区域允许多种休闲活动，如沙滩漫步、风筝冲浪、帆船、划船、潜水、游泳等。为了减少环境变量的干扰，研究团队选择了Zone A进行采样，因为该区域的采样受限制于其他区域的管理规定。同时，为了评估人类活动的影响，研究团队使用了多种指标，包括生物地球化学指标、大型底栖生物群落指标，以及常用的底栖生态系统质量分类工具（如Shannon-Wiener多样性指数、ABC曲线、Bentix和M?AMBI）。

### 采样设计与数据收集

在Zone A中，研究团队选择了五个采样点，这些点沿着一个大约1公里长的固定中潮线横断面进行。采样时间安排在冬季（2022年7月至8月）和夏季（2023年1月）的春潮低潮期。每个采样点在每个季节中选取了10个子样点进行随机采样。采样方法包括：使用不锈钢取芯器采集沉积物样本，并进行生物地球化学分析；利用图像处理软件对沉积物颜色进行量化分析；以及通过手动记录访问人数来评估人类活动的影响。

### 研究结果与分析

研究结果显示，访问人数在不同采样点之间存在显著差异，且这种差异在不同季节也有明显变化。特别是在夏季，访问人数显著高于冬季，且主要集中在Site 1。这表明，Site 1是该区域最受欢迎的休闲地点。此外，沉积物的颗粒大小和颜色在不同采样点之间也存在显著差异，Site 1的沉积物颗粒更细，颜色更暗，这可能与沉积物中的氧气含量有关。

在底栖生物群落方面，研究发现，随着人类活动的增加，生物种类和数量呈现出下降趋势。然而，多样性指数（Shannon-Wiener指数）在不同采样点之间也显示出显著变化，且与沉积物颜色密切相关。这表明，Shannon-Wiener指数能够有效反映人类活动对生态系统质量的影响，尤其是在缺乏详细物种分类和扰动敏感性信息的情况下。

### 指标性能评估

研究团队对多个指标的性能进行了评估，发现Shannon-Wiener指数和M?AMBI、Bentix等指标在反映生态系统质量变化方面具有较高的相关性。然而，ABC曲线和W统计量的性能则较为不稳定，尤其是在高生物量的底栖生物群落中。这表明，这些指标可能在某些情况下不足以准确反映人类活动对生态系统质量的影响。

此外，研究还发现，M?AMBI和Bentix在某些情况下可能会高估生态系统质量，尤其是在缺乏物种敏感性信息的情况下。这可能是因为这些指标在计算时对耐受性和机会性物种的权重不同。而Shannon-Wiener指数则整合了物种丰富度和均匀度，没有对耐受性或机会性物种进行特别加权，因此在某些情况下可能更准确。

### 研究意义与未来方向

本研究的结果为评估人类活动对沙滩生态系统的影响提供了重要的参考。特别是在缺乏详细的生态和分类知识的地区，Shannon-Wiener指数作为一种不需要复杂分类信息的指标，可以作为评估生态系统质量变化的有效工具。同时，研究也指出了M?AMBI和Bentix等指标在某些情况下可能会高估生态系统质量，因此需要进一步的研究来优化这些指标的计算方法，以提高其准确性和适用性。

未来的研究可以进一步探讨这些指标在不同生态背景下的适用性，以及如何在实际应用中调整权重，以更准确地反映生态系统质量的变化。此外，随着人类活动的增加，特别是休闲活动的普及，对沙滩生态系统的影响可能会变得更加显著，因此需要持续监测和评估，以确保这些生态系统能够维持其生态服务功能。

### 结论

本研究支持使用多种指标（如Shannon-Wiener指数、M?AMBI和Bentix）来评估人类活动对沙滩生态系统的影响。这些指标能够帮助管理者更好地理解和应对人类活动带来的生态变化，从而保护这些生态系统，确保其持续为人类提供生态服务。