摘要
海洋牧场是一种新型的增养殖渔业系统，同时也是一项规模宏大的系统工程，涉及海洋学、生态学、环境科学、海洋工程学、物理学等多学科交叉合作，是海洋捕捞业和养殖业的结合。中国海洋牧场的建设旨在解决现有养殖业污染严重、渔业捕捞量已达极限等问题，但从实际建设情况来看，海洋牧场的产业化水平低，减少传统海水养殖带来的污染，维护并改善海洋生态环境的作用并未得到重视。本文通过对 2016 年 10 月海州湾海洋牧场沉积物的采集和调查，研究了沉积物中重金属的含量、赋存形态的空间分布，通过与沉积物地球化学指标的相关分析、聚类分析和富集因子分析，确定了海洋牧场的建设会影响沉积物地球化学性质和沉积物重金属的分布。基于此结论，分析了 2008~2015 年海州湾海洋牧场长期生态环境监测的数据，采用基于熵权的综合指数法和主成分分析法评价了海洋牧场生态环境的变化。得到以下结论： （1）海州湾海洋牧场沉积物呈中性-弱碱性，属还原环境。Eh 横向分布受到海底构筑物的影响，海藻场的建设会增加沉积物中TOC的含量。重金属总量、次生相含量在海洋牧场中心区和外侧区较内侧区和对照区小，内侧区平均含量普遍高于其它海域。人工鱼礁会通过阻碍陆源沉积物的运输、有机质对金属离子的吸附和颗粒物的再悬浮影响重金属的空间分布。 （2）海州湾海洋牧场人工鱼礁对沉积物横向运输的滞缓作用和贻贝、藻类的养殖造成了沉积物 TN的累积，牧场区 TN 累积速率高于对照区。海州湾牧场区的总DIN更易受到TN的影响，对照区SRP则与沉积物TP的变化保持了一致性。 （3）浮游植物的高丰度可能加快了沉积物生物有效性磷的释放，造成 TP 含量呈减小趋势。TP空间分布发生改变，由牧场区>对照区转变为牧场区<对照区。底栖动物对海洋牧场沉积物-水界面的营养盐交换通量的贡献较低，并不是影响海洋牧场TN、TP变化的主导因素。 （4）浮游植物丰度基本取决于硅藻和甲藻.硅藻所占总丰度比例呈春季(77.61%)<夏季(84.25%)<秋季(90.24%),甲藻反之,呈春季(16.83%)>夏季(12.33%)>秋季(10.91%).海州湾海洋牧场浮游植物群落多样性季节变化和年际变化皆受控于浮游植物种数和均匀度.优势种主要通过种间竞争影响浮游植物群落的多样性。 （5）海洋牧场浮游动物在春季表现为高生产力水平和低多样性，是研究区域内可适应气候和环境的顶级类型群落；夏季处于中等生产力水平和高生物多样性，是在环境条件胁迫下顶极群落的次生变体；秋季处于低生产力水平和高生物多样性，浮游动物群落处于恢复和演替阶段。 （6）基于熵权的综合指数法和主成分分析法的评价结果显示，牧场区（CI=0.33,变异系数 0.30;CS=0.34,变异系数 0.86）生态环境的得分略低于对照区（CI=0.34,变异系数0.41;CS=0.35,变异系数0.66）。春季是海洋牧场生态环境建设和养护的关键时期（CI=0.50，变异系数0.24；CS=0.32，变异系数0.83）。
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