苏北浅滩南起南通启东，北至盐城射阳，是亚洲最大的淤泥质海滩滩涂，生物资源丰富，其分布范围广、规模大，是江苏海岸带一个重要组成部分，对苏北沿海社会经济发展起到重要作用^[1]。自20世纪50年代开始研究以来，由于其特殊动力地貌特征，受到国内外学者的高度关注。1980—1985年开展了迄今规模最大的一次对江苏省海岸带与海涂资源综合调查，对苏北浅滩进行了多学科、系统全面的综合调查研究，调查发现南北长约200 km，东西宽约140 km，分布在江苏射阳河口至长江口的海岸外围，是由70多条沙脊和分布其间的潮流通道组成^[2]。海岸类型为粉砂淤泥质海岸，其表层主要为粉质黏土和粉土，深部以细沙和粉沙为主，目前浅滩仍以30 m/a的速度外移^[3]。独特的地理环境使得苏北浅滩中海洋生物组成较为特殊，系统比较脆弱，显示出了与我国其他海滩差异很大的生态环境。苏北浅滩因受辐射状沙脊的保护，近海生物和渔业资源丰富，拥有中国著名的吕四渔场。然而20世纪80年代以来，由于苏北浅滩围填海的过度开发导致滩涂湿地面积不断减少，不科学的养殖和捕捞方式严重影响了当地的渔业资源。同时近些年来化工企业逐渐向苏北浅滩沿海地区聚集，污染物入海量不断增加，污染日益严重，生物多样性明显降低，生物群落结构产生明显变化^[1]。

海洋系统中生物多样性和生态系统功能之间的相互作用一直是国内外学者关注的重点^[4-5]。大型底栖动物是海洋生态系统的重要组成部分，大多数大型底栖动物易于采集，运动能力较弱，对环境干扰敏感，是评估环境的有效工具^[6]。因此，许多底栖动物相关指标及指数已被提出并广泛应用于生态状况评估。例如，常见的有生物密度、生物量、优势种和香农-维纳(Shannon-Wiener)指数等。近年来，AZTI海洋生物指数(AMBI)^[7]，多变量海洋生物指数(M-AMBI)^[7]，底栖多毛类端足类机会种指数(Benthic opportunistic polychaeta amphipoda index，BOPA)^[7]等基于大型底栖动物对环境压力梯度敏感性而构建的评价指标被应用于海洋生态系统健康状况的评价^[8]，但仅局限于浙江和山东等海域，在江苏海域尚未见报道。另一方面，早在2000年，关于江苏海域大型底栖动物就有相关的研究。胡颢琰等^[9]在20世纪90年代对连云港、盐城和启东等海域大型底栖动物种类组成进行了讨论；高爱根等^[10]对达山岛、平山岛和车留岛大型底栖动物分布特征进行了研究；陈斌林等^[11]对连云港近岸海域在不同强度环境干扰下的大型底栖动物群落组成和多样性特征进行了研究；孙习武等^[12]研究了海州湾人工鱼礁海域大型底栖动物群落特征；张虎等^[13]对江苏沿岸海域大型底栖生物群落结构空间和时间变化进行了研究；毛成责等^[14]对秦山岛海域大型底栖动物群落结构季节变化开展了研究。然而对于苏北浅滩海域海洋生物群落的研究较主要集中于浮游植物、浮游动物和鱼卵仔稚鱼等，大型底栖动物研究仅见于张虎等^[15]和范士亮等^[16]对苏北浅滩大型底栖动物分布特征的研究。且近些年来，尤其2010年后，关于苏北浅滩大型底栖动物的研究尚未见公开报道。

本研究基于2020—2023年苏北浅滩海域大型底栖动物和相关环境因素的调查数据，分析该海域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的内在联系，运用AMBI和M-AMBI，香农—维纳多样性指数，评价苏北浅滩海域底栖动物生态健康状况，以期为大型底栖动物生态学研究积累基础资料，为苏北浅滩生态环境保护管理提供科学依据。

1 研究方法 1.1 样品采集

分别于2020年8月，2021年8月，2022年8月，2023年8月，共计4个航次对苏北浅滩附近海域27个站点进行大型底栖动物和环境要素调查，站位分别标记为S1—S27，调查站位示意见图 1。

1.2 采样方法 1.2.1 大型底栖动物

大型底栖动物样品采集方法按照《海洋调查规范第6部分：海洋生物调查》(GB/T 12763.6—2007)^[17]进行，采用静力式和抓斗式采泥器采集，每站位采集2次，每次采集0.1 m²，采集泥样通过0.5 mm套筛冲洗，样品用5%的海水福尔马林保存，带回实验室分析。

1.2.2 水质

水质样品的采集按照《GB/T 12763.6—2007》^[17]进行，选取不同材质的采水器对表层和底层水样采集，测定5项营养盐的样品采用0.45 μm的混合纤维素酯微孔滤膜过滤，分别加入相应的固定剂后，带回实验室分析。测定的环境要素包括海水水深(D)、水温(WT)、盐度(S)、pH值、溶解氧(DO)、悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、氨Correlation；氮(NH₃-N)、亚硝酸盐氮(NO₂-N)、硝酸盐氮(NO₃-N)、无机氮(DIN)和活性磷酸盐(DIP)。

1.3 分析方法 1.3.1 大型底栖动物

在实验室将分拣的大型底栖动物在体视显微镜(SZ51，日本Olympus公司)下鉴定，按照大型底栖动物文献和专著将样品尽量鉴定到种。计算每个物种的生物密度(ind. /m²)和生物量(g/m²)。

1.3.2 水样

水样分析均按照《GB/T 12763.6—2007》的要求执行。水深，水温和盐度采用便携式温盐深仪(DW1626，德国SEA SUN公司)进行测量；pH值采用玻璃电极法；DO采用电化学探头法，SS采用重量法；COD采用碱性高锰酸钾氧化法；NH₃-N采用连续流动红色法；NO₃-N、NO₂-N采用连续流动红色法；DIP采用连续流动红色法；叶绿素a(Chl.a)采用荧光分光光度计法。

1.3.3 环境因素与大型底栖动物群落相关分析

使用SPSS 22.0软件，进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，分析每年环境因素的差异；使用Canoco 5.0软件对苏北浅滩附近海域大型底栖动物生物密度和环境因子进行典范对应分析(CCA)，环境因素数据通过lg(x+1)矩阵转化^[18]。

1.4 评价方法 1.4.1 多样性评价

多样性指数采用香农—维纳(Shannon-Wiener)多样性指数(H′)^[19]、Pielous均匀度指数(J)^[19]和Margalef丰富度指数(D)^[19]，使用优势度指数(Dominance index，Y)判定优势种^[19]，计算公式如下：

$ H^{\prime}=-\sum p_i \log _2 p_i $

(1)

$ D=(S-1) / \log _2 N $

(2)

$ J=H^{\prime} / \log _2 S $

(3)

$ Y=n_i / N \times f_i $

(4)

式中：P_i——种i所占站位总密度百分比；S——站位种类数；N——站位总丰度；f_i——第i个种在各站位中出现频率；n_i——群落中第i个种在站位中的个体数量；当Y＞0.02时，即为该海域底栖动物优势种。H′的区间为[0，∞)，H′值可划分为4个等级：[0，1)为重度污染；[1，2)为中度污染；[2，3)为轻度污染；[3，∞)为清洁^[20]。

1.4.2 海水环境质量评价

海水水质评价标准采用《海水水质标准》(GB 3097—1997)^[21]对各监测因子进行评价，采用单因子污染指数法进行污染指数计算，计算公式如下：

$ C=C_i / S_i $

(5)

式中：C——污染物的污染指数；C_i——第i种污染物的实测浓度值，mg/L；S_i——第i种评价因子的评价标准值。

1.4.3 生态健康状况评价

使用AMBI 5.0软件进行AMBI和M-AMBI指数计算和分析，物种生态分组按照大型底栖动物生态分组目录，未包含的底栖动物按照文献[22]的规定执行。AMBI的区间为[0, 7]，数值越低表示动物群落受干扰程度越低；M-AMBI的区间为[0, 1]，数值越高表示生态环境质量状况越好^[23]，具体评价标准见表 1。

2 结果与分析 2.1 苏北浅滩附近海域环境要素质量状况

2020—2023年苏北浅滩海域的环境要素变化情况见表 2。根据《GB 3097—1997》进行评价，pH值和COD 4年均符合第一、二类海水水质标准；DO值除2023年有3.7%站位为第三类海水水质外，其余3年均符合第一、二类海水水质标准；2020年DIP超三类海水水质标准，超标率为11.11%，其余3年均符合三类海水水质标准；2020年DIN超四类海水水质标准，超标率为14.81%，其余3年均符合四类海水水质标准。

对4年来的环境因素做单因素ANOVA显著分析，结果表明，2020—2023年间水温、悬浮物、溶解氧、化学需氧量、氨氮、硝酸盐、无机氮和活性磷酸盐间呈极显著差异(P＜0.01)，盐度(P=0.03)、亚硝酸盐(P=0.016)和pH值(P=0.009)间呈显著差异(P＜0.05)；水深(P=0.448)和叶绿素a(P=0.351)无显著差异。

2.2 大型底栖动物种类组成和优势种

2020—2023年调查期间，在苏北浅滩附近海域共鉴定出大型底栖动物34种，包括环节动物、软体动物、螠虫动物、棘皮动物、节肢动物和纽形动物6个门类，详见表 3。由表 3可见，环节动物14种，占总种数的41.18%；软体动物14种，占总种数的41.18%；节肢动物和纽形动物各2种，各占总种数的5.88%；螠虫动物和棘皮动物各1种，各占总种数的2.94%。2020年8月，共采集到大型底栖动物14种，软体动物6种，环节动物5种，纽形动物2种，螠虫动物1种；2021年8月，共采集到大型底栖动物17种，软体动物9种，环节动物7种，纽形动物1种；2022年8月，共采集到大型底栖动物9种，软体动物6种，纽形动物2种，环节动物1种；2023年8月，共采集到大型底栖动物16种，软体动物5种，环节动物5种，纽形动物2种，节肢动物2种，螠虫动物和棘皮动物各1种。

2020—2023年苏北浅滩附近海域大型底栖动物优势种主要为软体动物和环节动物，2020年的优势种为小荚蛏(Siliqua minima，Y=0.02)，2021年优势种为纵肋织纹螺(Nassarius variciferus，Y=0.03)，2022年的优势种为伶鼬榧螺(Oliva mustelina，Y=0.09)，长吻沙蚕(Glycera chirori，Y=0.26)为2023年的主要优势种。

2.3 大型底栖动物生物密度和生物量分布

2020—2023年调查期间，苏北浅滩附近海域大型底栖动物平均生物密度为9.35 ind./m²，平均生物量为10.51 g/m²。其中，2023年大型底栖动物平均生物密度最高为17.41 ind./m²；2022年为8.52 ind./m²；2021年为7.22 ind./m²；2020年最低，为2.26 ind./m²。2022年大型底栖动物平均生物量最高为23.47 g/m²，其次为2021年(12.96 g/m²)、2023年(4.37 g/m²)，2020年最低(1.23 g/m²)。对这4年的大型底栖动物生物密度和生物量做克鲁斯卡尔-沃利斯(Kruskal-Wallis)检验，结果显示，生物密度和生物量不存在显著差异(P＞0.05)。2020—2023苏北浅滩大型底栖动物生物量分布见图 2(a)—(d)。由图 2可见，苏北浅滩南部大型底栖动物生物量大于北部和中部，呈不均匀分布状况。

2020—2023年苏北浅滩海域大型底栖动物各类群的生物密度与生物量见表 4。由表 4可见，2020年软体动物的生物密度和生物量最高，其次为节肢动物、纽形动物和螠虫动物；2021年软体动物生物密度和生物量最高，其次依次为节肢动物和纽形动物；2022年，仍是软体动物生物密度和生物量最高，其次为节肢动物和纽形动物；2023年大型底栖动物生物密度环节动物占优势，其次为软体动物，棘皮动物，节肢动物，纽形动物和螠虫动物；生物量则是棘皮动物最高，其次为环节动物，软体动物，螠虫动物，节肢动物和螠虫动物。

2.4 大型底栖动物多样性指数

2020—2023苏北浅滩附近海域大型底栖动物多样性指数见表 5。由表 5可见，2020—2023年苏北浅滩附近海域大型底栖动物H′平均值为0.60，最高值为2023年的0.76，说明苏北浅滩附近海域大型底栖动物受到环境重度污染；J均值为0.43，2020年最高为0.54；D均值为0.24，2020最高为0.32。对这4年的大型底栖动物多样性指数，丰富度指数和均匀度指数做Kruskal-Wallis检验，结果显示，4年间3种指数均不存在显著差异(P＞0.05)，无显著变化。

2.5 AMBI和M-AMBI评价结果

2020—2023年苏北浅滩附近海域大型底栖动物AMBI值为3.5~5.3(表 6)，表明大型底栖动物处在中度—重度扰乱之间。2020年AMBI值最高，为5.3，属于重度扰乱。M-AMBI值为0.19~0.21，生态环境质量状况处于差—较差之间。其中，2020年M-AMBI值最低，为0.19，生态环境质量状况属于差。

2.6 大型底栖动物与环境因子的相关性分析

苏北浅滩附近海域大型底栖动物与环境因子的CCA排序见图 3。由图 3可见，总变异为55.98%，其中Axis-1和Axis-2解释度分别为81.58%和17.57%。水深(D)、水温(WT)和溶解氧(DO)分别是贡献度最高的3个环境因素，说明影响苏北浅滩附近海域大型底栖动物分布的主要驱动因子有水深、水温和溶解氧。水深对群落组成的解释度为76.8%，可以认为是影响大型底栖动物丰度的主要因子，其次为水温(21.7%)和溶解氧(1.5%)。

3 讨论 3.1 大型底栖动物群落结构的时间变化

本次调查大型底栖动物种类数量与前人研究结果有较大差异(表 7)，对比前人研究^{[13, 22, 25]}，本次调查大型底栖动物种类数量明显小于2007年的2次调查，与2014年调查结果相似。

分析原因，主要有4点；第一是调查时间不同，张虎等^{[13, 15]}分别是于2007年春季和夏季以及2014年春季，夏季和秋季进行的调查，范士亮等^[16]是于2007年10月进行的调查。有研究表明江苏沿岸海域大型底栖动物种类数春季＞夏季。第二是调查站位不同，张虎等^[15]和范士亮等^[16]的调查站位主要分布在江苏沿海的南部，本次研究主要的站点分布在江苏沿海的中部，而有研究表明相较于南部和北部沿海，中部沿海大型底栖动物物种较少^[13]。第三是调查方式不同，张虎等^{[13, 15]}于2007年和2014年开展的2次调查，均同时使用了采样阿氏拖网定性采集和静立式采泥器定量采集，范士亮等^[16]采用的是取样面积0.25 m²的蚌式采泥器采集样品，而本研究调查只用了0.1 m²静立式采泥器进行了定量采集。因此导致调查到的大型底栖动物数量与前人的有所差距。张虎等^[13]2014年的调查发现，南部海域有大型底栖动物32种，中部海域30种，这与本次调查结果较为接近。本次调查发现苏北浅滩附近海域大型底栖动物中软体动物、环节动物和纽形动物是主要组成物种，张虎等^[13]调查去除定性采集的鱼类和甲壳类，主要以软体动物和棘皮动物为主；范士亮等^[16]调查发现主要以多毛类，甲壳类和软体动物为主，这与本次调查的结果相似。底质是影响大型底栖动物的重要因子，尤其对多毛类分布有决定性影响^[24-25]，粉质细砂有利于多毛类动物生长，而粗沙砾石底质多毛类动物分布较少，而苏北浅滩沉积物主要有细沙和粉砂质砂组成，这可能是环节动物门多毛类动物较为丰富的原因。

本次调查研究苏北浅滩大型底栖动物生物密度大于2007和2014年张虎等^{[13, 15]}的研究，低于范士亮等^[16]2007年的研究。大型底栖生物平均生物量高于张虎等^[15]2007年的研究，低于范士亮等^[16]2007年和张虎等^[13]2014年的研究。这可能和近年来频繁的人类活动有关，有研究表明渔业养殖和轮渡运输等^[26]都会对大型底栖动物产生影响。

本研究发现苏北浅滩主要优势种有小荚蛏(Siliqua minima)、纵肋织纹螺(Nassarius variciferus)、伶鼬榧螺(Oliva mustelina)和长吻沙蚕(Glycera chirori)，多为软体动物和环节动物，这与张虎等^[13]调查发现的一致。苏北浅滩大型底栖动物优势种每年都有较大的变化，这和苏北浅滩本身沿海滩涂活跃受沿岸流冲击影响有关，频繁受到扰动的生态环境不利于大型底栖动物群落的稳定^{[16, 27]}。

3.2 大型底栖动物与环境因子的相互关系

本研究中发现影响苏北浅滩附近海域大型底栖动物分布的主要驱动因子有水深、水温和溶解氧。这也于前人的研究相同，范士亮等^[16]发现苏北浅滩生物多样性，丰度，生物量由沿海至外滩逐渐升高，水深增加，水流冲刷作用减弱，为底栖生物创造稳定的环境；许丽婷等^[28]对舟山大型底栖动物的研究中发现水深，盐度和硝态氮是影响群落最相关的因子。本研究得出大型底栖动物受环境因子影响较小且无显著性相关，此结果与许丽婷等^[28]和纪莹璐等^[29]在浙江和青岛的研究相似，即大型底栖动物生物量与各环境因子无显著性相关。

3.3 苏北浅滩海域的生态健康状况

本研究中，2020—2023年苏北浅滩附近海域大型底栖动物H′均值=0.60，J均值=0.24，D均值=0.43，时间尺度上均无显著差异，AMBI值处于3.5~5.3和M-AMBI值处于0.19~0.21，2种指标均表明苏北浅滩附近海域大型底栖动物均受到中度—重度扰乱，且环境处于重度污染，与张虎等^[13]研究相比，多样性指数有所下降，较大程度上反映了过去多年间苏北浅滩受陆源性污水排放和海水养殖，渔民过度捕捞渔业等因素的干扰和压力，沿岸海域总体环境质量下降，造成苏北浅滩大型底栖动物群落结构发生变化^[26]。与2020年相比，2023年苏北浅滩附近海域底栖生物多样性呈现上升趋势，同时M-AMBI也表明生态环境质量状况由差转变为较差，这说明最近几年苏北浅滩海域生态环境有所转好，但仍须长期坚持海洋环境修复和保护政策。

4 结论

(1) 2020—2023年在苏北浅滩附近海域27个站位共计发现大型底栖动物34种，软体动物、环节动物和纽形动物是主要组成物种，其中环节动物14种，软体动物14种，节肢和纽形动物各2种，螠虫和棘皮动物各1种。主要优势种有小荚蛏(Siliqua minima)、纵肋织纹螺(Nassarius variciferus)、伶鼬榧螺(Oliva mustelina)和长吻沙蚕(Glycera chirori)，多为软体动物和环节动物。水深，水温和溶解氧是影响苏北浅滩附近海域大型底栖动物群落的最主要因子。

(2) 2020—2023年苏北浅滩附近海域大型底栖动物生物量和生物密度与2007年^[15]研究差距不大，生物多样性有所下降，处于较低水平，但最近几年有上升趋势。苏北浅滩附近海域大型底栖动物受到中度—重度扰乱，且环境处于重度污染，生态环境质量状况处于差—较差。应加强苏北浅滩沿岸开发、海洋捕捞和海水养殖等人类活动对海洋环境及底栖生物影响的研究，制定合理的保护措施，尽量减少对该区域生物资源的破坏。