祥云湾海域是河北省内投放人工鱼礁较早的地区,唐山祥云湾海洋牧场自2005年起累计投资1.4亿元专注于海洋生态环境修复和海洋牧场产业化事业,2017年,唐山海洋牧场实业有限公司开始对0.57 km2海域计划投礁,2018年初人工鱼礁投放完毕。为了 了解海洋牧场的修复情况,2019年8月-2020年6月,对祥云湾海域14 km2的海域进行调查,了解海洋牧场水质和生物的变化,并利用主成分分析法评价海洋牧场的环境变化,得出以下结论:(1)礁区内外pH、盐度、温度上下浮动小,pH值8左右,盐度30左右,上下层水温变化不超过2℃。礁内平均透明度的变化范围为0.53～1.4 m。礁区溶解氧浓度在8月、4月、6月高于对照区,礁内溶解氧的变化范围为8.00～8.71 mg/L。与本底调查的同时期内相比,礁区内的COD浓度比本底调查都要高,平均浓度为1.24 mg/L。礁区无机氮DIN含量比本底调查时低,浓度变化范围为0.48～0.67。活性磷酸盐的含量礁区内外变化不大,平均值为0.01 mg/L,海水水质整体处于磷中等限制潜在性富营养水平。(2)叶绿素a含量8月最高,6月次之,11月最低。叶绿素a含量在8月变动幅度最大,表层含量范围为4.95～13.44 mg/m3,下层叶绿素a含量的变化范围为7.23～11.33 mg/m3。海区叶绿素a整体呈现出上层含量高于下层的趋势。礁区内初级生产力普遍高于对照区,是对照区的5～10倍。(3)礁区浮游植物的种类主要以硅藻门为主,人工鱼礁投放后,浮游植物密度与生物量都有所增加。礁内8月整体的浮游植物密度最高,平均为131.11 × 104 ind./m3,是对照区的2.5倍;整体上呈现出礁区内浮游植物密度高于对照区的趋势。礁区浮游植物多样性指数的变化范围为3.54～4.44、均匀度指数整的变化范围为0.56～0.79。(4)礁区浮游动物的种类主要以浮游幼虫与节肢动物门的种类为主。浮游动物的种类、密度、生物量等与投礁之前相比均有所增加,同时期呈现出海洋牧场区高于对照区的趋势。在调查期间,6月份生物量最高,平均为1419.51 mg/m3,11月浮游动物的生物量最低为0.16 mg/m3。礁区浮游动物的Shannon-Wiener多样性指数(H’)8月份最高,变化范围为1.37～3.61;人工鱼礁区Pielou均匀度指数(J’)呈现出11月最高、4月最低的变化趋势,变化范围为0.25～0.70。(5)礁区底栖动物主要以软体动物门、环节动物门为主,共发现44种底栖生物种类,人工鱼礁区和对照区相比,底栖动物的生物量都相对较高,礁区的底栖生物的生物量变化水平为1.05～56.09 g/m2,多样性指数的变化范围为0.41～4.34、均匀度变化范围为0.18～0.85,在同时期内高于对照区。(6)礁区渔业资源种类主要以脊索动物门和节肢动物门为主,游泳生物的种类、生物量都有所增加,共发现41种生物种类,日本蟳、脉红螺、许氏平鮋等经济种类成为了海洋牧场的主要优势种。海洋牧场内的游泳动物多样性的变化范围为1.74～3.77、均匀度的变化范围为0.49～0.94,人工鱼礁区的游泳动物种类与对照区整体上处于中等相似水平。(7)通过主成分分析法对海洋牧场的三个主成分进行分析,第1个主成分特征值为4.354,占特征值总和的48.383%,第2个主成分的特征值为1.955,占特征值总和的21.728%,累计贡献率达到了 70.111%,第3个主成分的特征值为1.605,占特征值总和的21.728%,累计贡献率达87.939%。主成分因子得分整体上小于对照区,综合得分分别为0.66、0.73、0.67、0.62。