摘要
基于2013—2022年春季和秋季在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源调查数据，综合考虑鱼类的种类组成、耐受程度、营养结构、繁殖习性等生态参数和属性，采用鱼类生物完整性指数（Fish-index of biotic integrity，F-IBI），评价了海州湾生态系统健康状况及其变化趋势。结果表明，海州湾春季和秋季的鱼类生物完整性指数各保留8个评价指标。海州湾春季和秋季的F-IBI得分分别为18~51和24~54。从健康等级来看，春季海州湾生态系统基本在“一般”及以上水平，秋季海州湾则在“一般”上下波动。总体上，春季海州湾生态系统的健康状况较好，鱼类生物完整性指数在波动中呈逐渐下降的趋势。整体来看，海州湾鱼类资源状况不佳，高耐污鱼类和杂食性鱼类所占比例有所增加，渔业资源承受过度捕捞、气候变化等多方面的压力，亟须采取科学有效的措施保护和修复海州湾的渔业资源及生态系统。
生物完整性指数（Index of biological integrity，IBI）最初由KAR
海州湾是位于黄海中部的开放型海湾，因临近海州而得名，岸线长约87 km，面积为876.39 k
为此，本研究基于2013—2022年春季和秋季在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源调查数据，综合考虑鱼类的种类组成、耐受程度、营养结构、繁殖习性等生态参数和属性，初步构建海州湾鱼类生物完整性评价指标体系，对海州湾生态系统健康状况及其变化趋势开展分析和评价，旨在为海州湾渔业资源的可持续利用和管理提供科学依据，为海州湾生态系统的保护和修复提供技术支撑。
样本采自2013—2022年春季（4—5月）和秋季（9—10月）在海州湾及邻近海域进行的渔业资源底拖网调查，采用分层随机取样法（Stratified random sampling）设计调查站位。调查海域范围为119°25'E~121°05'E和34°25'N~35°35'N，并按照不同的水深、纬度和底质等因素，将调查海域划分为A~E共5个区域（
图1 海州湾调查区域
Fig.1 Sampling areas in Haizhou Bay
调查船为功率220 kW的单拖渔船，网口高度和宽度分为6 m和25 m，囊网网目尺寸约17 mm，每站位的拖曳时间约为1 h，拖速为2~3 kn。渔获物样品的保存、处理和分析均按照《海洋调查规范》（GB/T12763.6—2007）和《海洋监测规范》（GB17378—2007）进行，样品鉴定到种，并测定其体长、体质量等生物学数据。由于各站位的实际拖网时间和速度存在一定差异，在数据分析前将渔获数据统一按照拖网时间1 h和拖速2.0 kn进行标准化处理。根据相关文献和FishBase数据
生物完整性指数最早应用于淡水生态系统，由于不同水域生态系统的鱼类组成、生态系统特征和受到的环境压力等均存在一定差异，因此构成生物完整性指数的指标也应有所不同。淡水生态系统的生物完整性指数主要分为种类组成与丰度、营养结构、健康状态和繁殖共位群4类指
| 指标属性Attribute | 候选指标Candidate metrics | 指标缩写Abbreviation |
|---|---|---|
|
种类组成 Composition | 鱼类总种数 | M1 |
| 香农-威纳多样性指数 | M2 | |
| 冷温性鱼类种类数百分比 | M3 | |
| 暖温性鱼类种类数百分比 | M4 | |
| 暖水性鱼类种类数百分比 | M5 | |
| 中上层鱼类种类数百分比 | M6 | |
| 底层鱼类种类数百分比 | M7 | |
|
耐受性 Tolerancee | 低耐污鱼类种类数百分比 | M8 |
| 高耐污鱼类种类数百分比 | M9 | |
|
繁殖共位群 Reproductive guild | 产浮性卵鱼类种类数百分比 | M10 |
| 产沉性卵鱼类种类数百分比 | M11 | |
| 卵胎生鱼类种类数百分比 | M12 | |
| 产附着性卵鱼类种类数百分比 | M13 | |
| 产黏着性卵鱼类种类数百分比 | M14 | |
|
营养结构 Trophic guild | 底栖动物食性鱼类种类数百分比 | M15 |
| 浮游动物食性鱼类种类数百分比 | M16 | |
| 游泳动物食性鱼类种类数百分比 | M17 | |
| 肉食性鱼类种类数百分比 | M18 | |
| 杂食性鱼类种类数百分比 | M19 | |
| 植食性鱼类种类数百分比 | M20 |
然后通过分布范围和相关性分析，对春季和秋季的候选指标分别进行筛选。分布范围的筛选包括种类指标和百分比指标，若采样值和参考值差距＜5，则舍
参考条件设置一般有2种方
本研究采用传统的1、3、5赋值法对海州湾鱼类生物完整性的指标进行赋值，将每个指标的实际观测值分为三等分，最差的等级区域设为1分，中间的等级区域为3分，最好的等级区域为5
| I=×12 | （1） |
式中：Pi为第i个指标的分数；n为指标的个数，i=1，2，…n。
生物完整性评价等级可根据研究水域和调查对象的特点做出适当调整，本研究在前人研
| F-IBI值F-IBI value | 特征描述 Attribute | 完整性等级Integrity class |
|---|---|---|
| 58~60 | 期望出现的种类，包括耐受性极差的种类都存在，鱼类种类丰富，底层鱼类和游泳动物食性鱼类比例较高。 | 极好 |
| 48~52 | 种类丰度低于期望值，耐受性极差的种类消失，某些种类数量和大小低于期望值，底层鱼类比例较高，耐受性差的种类减少。 | 好 |
| 40~44 | 种类丰度降低，耐受性强的鱼类比例增加，耐受性差的鱼类比例下降，底层鱼类数量减少，杂食性鱼类和浮游动物食性鱼类比例增加。 | 一般 |
| 28~34 | 种类丰度较低，中上层鱼类种类数量增加，肉食性鱼类减少，杂食性种类、耐受性强的种类占据优势。 | 差 |
| 12~22 | 种类丰度低，耐受性极强的杂食性种类占据优势，其他鱼类较少。 | 极差 |
| 0 | 重复采样，没有采集到鱼类。 | 没有鱼 |
根据2013—2022年海州湾不同类型数据的对比，分析其F-IBI总分和健康评价等级变化趋势及可能的影响因素。
在调查期间，海州湾海域春季共捕获鱼类82种，主要包括鲽形目、鲱形目、鲈形目、鲉形目等。按适温类型划分，包括暖温性鱼类37种、暖水性鱼类25种和冷温性鱼类20种，分别占鱼类总种数的45.12%、30.49%和24.39%；按栖息水层划分，包括中上层鱼类12种和底层鱼类70种，分别占14.63%和85.37%；按营养结构划分，包括底栖动物食性鱼类53种、浮游动物食性鱼类12种和游泳动物食性鱼类17种，分别占64.64%、14.63%和20.73%；杂食性鱼类12种、肉食性鱼类68种、植食性鱼类2种，分别占14.63%、82.93%、2.44%；按产卵类型划分，包括产沉性卵鱼类28种、产浮性卵鱼类44种、卵胎生鱼类10种、产附着性卵鱼类13种和产黏着性卵鱼类15种，分别占35.36%、52.44%、12.20%、15.85%和18.29%；按耐受性划分，包括低耐污鱼类12种和高耐污鱼类70种，分别占14.63%和85.37%。
秋季共捕获鱼类90种，按适温类型划分，包括暖温性鱼类45种、暖水性鱼类33种和冷温性鱼类12种，分别占鱼类总种数的50.00%、36.67%和13.33%；按栖息水层划分，包括中上层鱼类19种和底层鱼类71种，分别占21.11%和78.89%；按营养结构划分，包括底栖生物食性鱼类53种、浮游动物食性鱼类18种和游泳动物食性鱼类19种，分别占58.89%、20.00%和21.11%；杂食性鱼类13种、肉食性鱼类75种、植食性鱼类2种，分别占14.44%、83.34%、2.22%；按产卵类型划分，包括产沉性卵鱼类21种、产浮性卵鱼类60种、卵胎生鱼类9种、产附着性卵鱼类11种和产黏着性卵鱼类11种，分别占23.34%、66.66%、10.00%、12.22%和12.22%；按耐受性划分，包括低耐污鱼类13种和高耐污鱼类77种，分别占14.44%和85.56%。
按照筛选原则对海州湾的F-IBI候选指标进行筛选，春季和秋季各保留8个评价指标（
| 属性Attribute | 指标Metrics | 评分标准 Score criteria | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5分 | 3分 | 1分 | ||||
| 种类组成Composition | M1 鱼类总种数/种 | ＞46 | 46~43 | ＜43 | ||
| M3 冷温性鱼类种类数百分比/% | ＞20.09 | 20.09~17.74 | ＜17.74 | |||
| M5 暖水性鱼类种类数百分比/% | ＞29.46 | 29.46~26.27 | ＜26.27 | |||
| M6 中上层鱼类种类数百分比/% | ＜12.18 | 12.18~15.07 | ＞15.07 | |||
| 耐受性Tolerance | M8 低耐污鱼类种类数百分比/% | ＞15.65 | 15.65~12.92 | ＜12.92 | ||
| 繁殖共位群Reproductive guild | M10 产浮性卵鱼类种类数百分比/% | ＜48.72 | 48.72~51.28 | ＞51.28 | ||
| M12 卵胎生鱼类种类数百分比/% | ＞16.67 | 16.67~14.75 | ＜14.75 | |||
| M14 产黏着性卵鱼类种类数百分比/% | ＞18.12 | 18.12~15.72 | ＜15.72 | |||
| 属性Attribute | 指标Metrics | 评分标准 Score criteria | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 5分 | 3分 | 1分 | |||
| 种类组成Composition | M1 鱼类总种数/种 | ＞51 | 51~46 | ＜46 | |
| M3 冷温性鱼类种类数百分比/% | ＞11.08 | 11.08~8.42 | ＜8.42 | ||
| M7 底层鱼类种类数百分比/% | ＞84.26 | 84.26~79.63 | ＜79.63 | ||
| 耐受性Tolerance | M8 低耐污鱼类种类数百分比/% | ＞13.11 | 13.11~10.21 | ＜10.21 | |
| 繁殖共位群Reproductive guild | M10 产浮性卵鱼类种类数百分比/% | ＜64.51 | 64.51~69.75 | ＞69.75 | |
| M12 卵胎生鱼类种类数百分比/% | ＞12.66 | 12.66~10.50 | ＜10.50 | ||
| M13 产附着性卵鱼类种类数百分比/% | ＞15.85 | 15.85~13.93 | ＜13.93 | ||
| 营养结构Trophic guild | M16 浮游动物食性鱼类种类数百分比/% | ＜17.17 | 17.17~20.04 | ＞20.04 | |
根据海州湾春季和秋季的鱼类生物完整性指标赋值标准和评分等级，得到2013—2022年海州湾海域春秋两季各指标值和各年份F-IBI总得分（
| 年份Year | 指标得分 Metric score | F-IBI值 F-IBI value | 健康等级Health class | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M1 | M3 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 | 总分Total | |||
| 2013 | 5 | 5 | 1 | 5 | 5 | 3 | 1 | 3 | 28 | 42 | 一般 |
| 2014 | 3 | 3 | 5 | 5 | 3 | 5 | 3 | 5 | 32 | 48 | 好 |
| 2015 | 3 | 1 | 5 | 5 | 5 | 3 | 5 | 3 | 30 | 45 | 好 |
| 2016 | 3 | 3 | 3 | 3 | 5 | 3 | 5 | 1 | 26 | 39 | 一般 |
| 2017 | 5 | 5 | 5 | 3 | 5 | 3 | 3 | 5 | 34 | 51 | 好 |
| 2018 | 1 | 3 | 5 | 1 | 5 | 5 | 3 | 5 | 28 | 42 | 一般 |
| 2019 | 1 | 1 | 5 | 3 | 1 | 5 | 5 | 1 | 22 | 33 | 差 |
| 2020 | 1 | 3 | 5 | 1 | 3 | 5 | 5 | 5 | 28 | 42 | 一般 |
| 2021 | 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 3 | 1 | 1 | 12 | 18 | 极差 |
| 2022 | 5 | 3 | 3 | 3 | 1 | 5 | 3 | 1 | 24 | 36 | 一般 |
| 年份Year | 指标得分 Metric score | F-IBI值 F-IBI value | 健康等级Health class | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M1 | M3 | M7 | M8 | M10 | M12 | M13 | M16 | 总分Total | |||
| 2013 | 3 | 3 | 5 | 3 | 3 | 1 | 3 | 5 | 26 | 39 | 一般 |
| 2014 | 5 | 1 | 3 | 5 | 1 | 3 | 3 | 3 | 24 | 36 | 一般 |
| 2015 | 3 | 5 | 3 | 5 | 3 | 3 | 1 | 1 | 24 | 36 | 一般 |
| 2016 | 5 | 5 | 5 | 3 | 5 | 5 | 3 | 5 | 36 | 54 | 极好 |
| 2017 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 | 5 | 3 | 1 | 22 | 33 | 差 |
| 2018 | 3 | 5 | 3 | 1 | 5 | 3 | 3 | 5 | 28 | 42 | 一般 |
| 2019 | 1 | 3 | 3 | 3 | 5 | 3 | 5 | 3 | 26 | 39 | 一般 |
| 2020 | 1 | 3 | 3 | 1 | 3 | 1 | 5 | 5 | 22 | 33 | 差 |
| 2021 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 | 30 | 45 | 好 |
| 2022 | 3 | 3 | 1 | 3 | 1 | 3 | 1 | 1 | 16 | 24 | 差 |
总体来看，在调查初期，海州湾鱼类生物完整性状况整体较好，而在调查后期，鱼类生物完整性状况呈下降趋势（
图2 2013—2022年春季和秋季海州湾F-IBI值的变化趋势
Fig.2 Variation trend of F-IBI scores for Haizhou Bay in spring and autumn from 2013 to 2022
本研究采用F-IBI方法对海州湾的鱼类资源状况及其变化趋势进行了评价，研究发现，2013—2022年春季和秋季海州湾鱼类群落的健康状况等级整体上呈下降趋势。1998—2017年北部湾渔业资源生物完整性评定为“一般”状
在季节变化方面，研究发现春季海州湾鱼类资源的总体状况较秋季好。张晓妆
在年际变化方面，海州湾春季鱼类资源在2013—2018年保持着较高的水平，反映出良好的生态环境状况，从2019年开始出现较大波动，并于2021年出现最低值。这可能与海州湾暖水性鱼类、低耐污鱼类种类占比较低，中上层鱼类种类占比较高有关，2020年下半年发生拉尼娜现象，使太平洋中部和东部海域温度异常变冷，进而影响到中国近海，从而可能导致海州湾暖水性鱼类减少，这与北部湾鱼类结构变化相
本研究开展海州湾鱼类生物完整性评价，综合鱼类的耐受性、营养结构、繁殖习性和种类组成等多方面生态属性，形成了多指标评价体系，初步构建海州湾鱼类生物完整性评价指标体系，有助于对海州湾鱼类资源的健康状况及其变化趋势进行分析和评价。今后，除鱼类之外，还应结合浮游生物、底栖生物等生物完整性指数综合评价海州湾生态系统健康状况，形成更全面、更完整的生物完整性评价体系。近年来，海州湾海域捕捞业、养殖业和旅游业等发展迅速，海洋生态系统受到人类活动的影响不断增大，海洋生态系统健康面临严峻威胁。因此，建议今后应及时采取有效措施，加强对海州湾生态系统的保护，开展海州湾渔业资源和栖息环境的长期监测和评估，并深入探讨海州湾生态系统对外界压力的响应，旨在为海州湾渔业资源的可持续利用提供科学依据，为海州湾生态系统的保护和修复提供技术支撑。
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