组合式金字塔型人工鱼礁水动力学分析

人工鱼礁是海洋牧场的重要组成部分,对于修复海洋生态环境、提高渔获量有重要价值。人工鱼礁的投放可以使得鱼礁周围流场发生变化,对于鱼类摄食、庇护都有重要的影响。本研究对人工鱼礁的水动力学特性进行研究,采用计算流体动力学软件Fluent和基于N-S方程对组合式金字塔型人工鱼礁的流场进行分析。比较了4种流速(0. 1、0. 2、0. 3和0. 4 m/s)下鱼礁流场的变化情况,得到了周围涡量和压力的分布特征,给出了该型人工鱼礁的三维紊流区,并同其他类型人工鱼礁进行了对比。结果显示:涡量主要分布于导流盘后方区域,且越远离导流盘的地方涡量越弱;不同来流速度下,上升流的最大高度约为鱼礁高度的1. 53倍,鱼礁涡量区高度约为鱼礁的高度,背涡区长度随着水流速度的增加而增加;不同流速下,紊流区的范围基本不变。     

塔型桁架人工鱼礁流场效应及稳定性

本研究利用物理模型试验和粒子图像测速技术,对塔型桁架人工鱼礁模型在6种换算流速0.031 m/s、0.063 m/s、0.095 m/s、0.126 m/s、0.158 m/s和0.190 m/s (实际流速0.2 m/s, 0.4 m/s, 0.6 m/s, 0.8 m/s, 1.0 m/s和1.2 m/s)下产生的流场效应与物理稳定性进行研究。结果表明,流速达到1.2m/s时,礁体不会发生漂移和倾覆,说明该礁型具有良好的稳定性。单体礁在45°和90°迎流方式下,最大上升流流速和上升流平均流速随来流速度增加而递增,90°摆放单体礁最大上升流流速为来流速度的15.6%～21.0%, 45°摆放单体礁最大上升流流速为来流速度的16.3%～23.5%;上升流面积和高度随来流速度的增大先增加后减小,均在来流速度为0.095 m/s时出现最大值;缓流区面积均随来流速度的增加而减小;在相同来流速度下, 45°迎流时礁体缓流区面积大于90°迎流;在45°和90°摆放方式下,缓流区长度与礁高比值均随来流速度的增加呈下降趋势,且下降趋势逐渐平缓;45°迎流时缓流区长度为礁体高度的13～24倍, 90°迎流时缓流区长度为礁体高度的11～22倍。塔型桁架人工鱼礁礁体前后没有涡流形成,但具有较好的缓流作用,在礁体后方形成了较大规模的缓流区。     

天津:渤海湾海藻筏式养殖成功

"天津市海洋牧场(海藻移植)示范项目"2012年7月通过专家验收。在鱼礁投放区成功进行羊栖菜、鼠尾藻和龙须菜的筏式养殖,在渤海湾地区尚属首次。据了解,为提高海洋生态环境质量,构建现代渔业新格局,天津市从2009年开始实施海洋牧场工程建设,计划用10年左右的时间在近海水域建设3处人工鱼礁群,总面积将达13.7km2。此次通过验收的"天津市海洋牧场(海藻移植)示范项目",是在人工鱼礁投放区进行羊栖菜、鼠尾藻和龙须菜的筏式养殖,面积达到31.12亩。经过40天的养殖,羊栖菜呈现出明显的生长优势,鼠尾藻和龙须菜也获得了良好的生长。三种藻类既有药用价值,又是海参、鲍鱼等海珍品的优良饵料。     

山海关海洋牧场人工鱼礁区重要经济品种养护效果的初步研究

采用地笼网与流刺网对山海关海洋牧场人工鱼礁区进行了春秋两个航次的渔业资源调查。调查结果表明:人工鱼礁区的重要经济品种为许氏平鮋、大泷六线鱼、矛尾刺鰕虎鱼,春季礁区内许氏平鮋、大泷六线鱼、矛尾刺鰕虎鱼的单位捕捞努力量分别是对照区的8.12倍、3.29倍和1.96倍,秋季礁区内是对照区的3.04倍、3.96倍和1.59倍。礁区内的尾均体质量普遍比对照区要大,春季礁区内的许氏平鮋较对照区高出60.92%,大泷六线鱼高出5.83%,矛尾刺鰕虎鱼高出33.33%,秋季礁区内的许氏平鮋较对照区高36.72%,黑鲷高出36.72%,大泷六线鱼高出5.27%。调查结果显示,人工鱼礁区重要经济资源已得到有效养护,增殖效果明显。     

海州湾人工鱼礁大型底栖生物调查

海州湾人工鱼礁建设已经开展了4年,为了解海州湾人工鱼礁投放前后礁区大型底栖生物的变动情况,对礁区大型底栖生物资源进行了调查。结果表明:海州湾人工鱼礁海域共鉴定出大型底栖生物94种,其中软体动物、甲壳动物和鱼类是构成人工鱼礁大型底栖生物的主要类群,三者占总种类数的88.30%。投礁前人工鱼礁海域共调查发现大型底栖生物32种,投礁一年后增加到38种,投礁后第四年增加到44种。投礁前人工鱼礁海域大型底栖生物平均生物量和栖息密度分别为0.560 3 g/m2和0.207 5 ind/m2,投礁一年后平均生物量和栖息密度分别增加到1.127 g/m2和0.387 5 ind/m2,投礁后第二年和第四年的平均生物量和栖息密度也均高于投礁前。投礁前人工鱼礁海域大型底栖生物群落结构相对稳定,投礁后底栖生物群落系统出现扰动,鱼礁区的底栖生物群落系统处于一个暂时波动状态。     

“万宝”模式 传统水产企业向“海洋牧场”转型

日照万宝国家级海洋牧场(以下简称“万宝海洋牧场”)位于黄家塘湾北部海域,总面积500公顷,规划建设人工鱼礁休闲垂钓区、深水网箱养殖区、贝藻类养殖采摘区、海上平台休闲娱乐区、浅海贝类养殖赶海区及游钓码头综合服务区六大功能板块,目前已开发了海水浴场、赶海园、垂钓池等项目。     

马鞍列岛人工鱼礁区鱼卵与仔稚鱼的群落结构

为了解人工鱼礁投放对鱼卵和仔稚鱼分布的影响,于2018年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)利用大型浮游生物网在马鞍列岛海洋牧场开展了4个航次的水平拖网调查。根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,对投礁区和未投礁区鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行研究。结果显示,2018年在马鞍列岛海洋牧场共采集鱼卵5 642粒、仔稚鱼1 013尾,隶属于10目21科49种。鱼卵优势种为龙头鱼、短吻红舌鳎和小黄鱼;仔稚鱼的优势种为褐菖鲉、花鲈和小公鱼属未定种。投礁区和未投礁区鱼卵仔稚鱼的优势种种类组成基本一致,但是群落结构差异显著,投礁区各个季节的多样性指数、丰富度指数及均匀度指数均高于未投礁区,与未投礁区差异显著,且春季投礁区的生物多样性最高。聚类分析显示,春季鱼卵、仔稚鱼群落结构最为稳定,冬季群落结构最简单,夏、秋两季相似度较高,群落结构更复杂。研究表明,马鞍列岛海洋牧场人工鱼礁的投放对鱼卵、仔稚鱼具有一定的聚集和庇护作用,温度(T)、盐度(S)、水体浑浊度(Turb.)等海洋物理环境因子对鱼卵、仔稚鱼分布影响显著。     

米字型人工鱼礁流场数值模拟与水槽实验的比较

采用LES(大涡模拟)紊流模式,对定常来流速度下按实际尺寸缩小10倍的米字型人工鱼礁单体附近流场进行三维数值模拟,同时利用相同尺寸的水槽实验验证该数值计算方法的可行性。在数值模拟与水槽实验中分别设置了0.2、0.4、0.6、0.8、1.0以及1.2 m/s 6种来流速度,并比较礁体附近三个方向上流速变化的情况。结果表明,数值模拟中约80%的测点速度与水槽实验结果吻合。而且,具有较大差异的值都发生在礁体上方开口中心位置附近的测点,该位置流场变化强烈且水槽实验测量有一定难度,易产生误差,因此对比结果差异较大是可允许的。综合比较结果,初步认为利用三维数值模拟计算方法模拟人工鱼礁的流场变化是可行的,今后可利用该数值计算方法替代复杂的水槽实验,甚至可以对实际投放礁体的原始规格以及所放置的海域进行等比例模拟,更清晰准确地对人工鱼礁周围流场变化进行详细研究。同时对不同结构的人工鱼礁和人工鱼礁群周围的流场进行系统分析,从而实现人工鱼礁的优化配置。     

广西建海洋牧场促海洋渔业转型升级

正今年的中央一号文件提出,支持集约化海水健康养殖,发展现代化海洋牧场。大力推进海洋牧场建设,是优化海洋生态的重要举措,也是实现渔业转型升级、推动渔业供给侧改革的有效途径。目前,我区已规划建设了北海市海洋牧场示范区、钦州市人工鱼礁区、防城港市白龙珍珠湾海洋牧场示范区等3个海洋牧场,探索放流与投礁相结合、渔业与旅游相整合、生态效益与经济效益相融合的道路。1979年,我国第一个混凝土制人工鱼     

人工鱼礁工程技术进展研究

人工鱼礁是实现海洋牧场建设、海域生态调控和海洋生境修复的主要手段之一。人工鱼礁的聚鱼效果主要取决于礁体建造材料、结构造型、流体力学特征及礁体布局等因素。总结了国内外人工鱼礁工程技术的发展历程,阐述了我国人工鱼礁发展存在的问题。通过查阅文献资料,总结了礁体造型和设计方面的研究进展,主要包括:现有人工鱼礁礁体材料的优、缺点,新型复合材料应用空间等;主要礁体构型及现有设计方法;采用流体力学模型试验和数值计算,开展礁体水动力学行为研究的进展;人工诱导流场和人工鱼礁布局主要方法。结合我国人工鱼礁现状,提出人工鱼礁设计与应用的发展趋势和重点研究方向,以期为我国人工鱼礁建造和升级提供参考。     

珍珠龙胆石斑鱼听觉阈值研究

珍珠龙胆石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀×Epinephelus lanceolatus♂)是重要的海水养殖经济鱼类,通过建立稳定的珍珠龙胆石斑鱼听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)检测系统,分别施加100、200、300、500、800、1 000、1 500、2 000、3 000、5 000和10 000 Hz的正弦波声音刺激信号,并应用该系统检测20条体长为32～35 cm的珍珠龙胆石斑鱼的听觉阈值。结果显示:该听性脑干反应检测系统获得的响应为听觉电生理反应,所有珍珠龙胆石斑鱼的听频范围为100～5 000 Hz,其中最适听频范围为100～2 000 Hz,最敏感声音频率为300 Hz,听觉阈值约为75. 8 d B。根据得到的平均听觉阈值,构建了珍珠龙胆石斑鱼的听性脑干反应听力曲线。研究表明:研究获得的珍珠龙胆石斑鱼听觉阈值及曲线对于研究噪声对不同养殖模式下石斑鱼的动物福利具有重要意义,不仅是评估噪声对石斑鱼影响的直接试验数据,也能为养殖环境的优化提供间接参考。     

养殖工船系统构建与总体技术探讨

随着社会经济发展,开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势。养殖工船是发展深远海养殖工程的核心装备之一,深入研究养殖工船,大力发展深远海养殖,具有较高的经济价值和社会价值。该文从装备技术发展面临的问题出发,以动力系统、系泊系统、养殖系统、物流系统及加工系统的总布置为基础,兼顾安全性、经济性及环保性,将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起,初步探讨了构建深远海养殖工船系统和总体技术框架。提出了重点关注和研究的技术方向,以期实现船舶和养殖行业的联合技术攻关,早日形成产业指南和设计规程,指导后续养殖工船设计。结合中国强大的船舶海工制造能力,完成养殖工船的批量建设,实现未来规模化深远海养殖。     

渔船主机尾气余热制冷发生器围壁破裂分析及对策

为了达到节能环保的目的,在渔船上安装主机尾气余热制冷装置,实现主机排出的废气再利用。在运行过程中制冷设备的发生器围壁容易产生裂纹,需要分析该裂纹产生的原因并给出解决方法。应用CFD流体分析软件对进入发生器的烟气速度和压力进行分析,结果显示烟气速度和压力对围壁几乎没有影响。然后,进行了发生器结构的固有模态分析,通过增加围壁厚度的方法改变结构形式,从而改变该结构的固有频率,直至该结构频段与原结构频段无重叠部分。由于该厚度避开了会产生共振的频率范围,选用新的围壁厚度为3mm不锈钢板替换原来1.5mm不锈钢板制作设备的新围壁。在设备结构设计时,特别是小载荷流体运动的结构,应分析结构固有频率,避免其与流体运动产生激励频率重叠,导致发生共振,对结构造成破坏。     

凡纳滨对虾循环水养殖系统应用研究

以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)室内工厂化流水养殖(IIFA)为对照组,通过养殖场凡纳滨对虾循环水养殖(RAS)试验(85 d)比较不同养殖模式对凡纳滨对虾的生长性能、养殖水体水质影响,探究循环水养殖系统(RAS)的硝化效率变化。结果显示:RAS的凡纳滨对虾存活率(74.58%±1.74%)、饲料转化率(70.56%±3.82%)、产量(3.91±0.49 kg/m^3)显著高于IIFA的凡纳滨对虾存活率(66.90%±3.80%)、饲料转化率(67.14%±3.25%)、产量(3.47±0.42 kg/m^3)(P<0.05)。对虾RAS可以将养殖水体化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4^+-N)和亚硝酸盐氮(NO_2^--N)质量浓度稳定在较低水平(5.92、0.60和1.14 mg/L);对照组的COD呈现上升趋势,最高升至15.37 mg/L,NH_4^+-N和NO_2^--N质量浓度在较大范围(0.20～2.90 mg/L和0.19～6.97 mg/L)内波动。然而,对虾RAS养殖水体NO_3^--N和总氮呈现逐渐上升的趋势,最高分别升至25.98和33.55 mg/L;对照组养殖水体NO_3^--N(0.94～2.85 mg/L)和总氮(5.95～14.01 mg/L)质量浓度变化则相对较小。对虾RAS对养殖水体硝化作用发挥着至关重要的作用,NH_4^+-N和NO_2^--N去除率分别为23.78%～91.43%和0～27.76%,NO_3^--N累积率则稳定在一定范围(0.57%～4.30%)。研究表明,对虾RAS的应用可有效控制凡纳滨对虾养殖水体关键水质指标,有利于对虾存活率的提高和养殖产量的增加。     

短时间高盐处理对脆江蓠光合生理生化指标的影响

脆江蓠(Gracilaria chouae)藻体脆性大,短时间高盐海水浸泡可使其软化,有利于规模夹苗生产。采用实验生态学方法研究短期高盐胁迫对脆江蓠光合生理及生化组成的影响,以探讨高盐对其光合系统的损伤及其恢复效果。实验设置 5 个盐度梯度(40、45、50、55、60),自然海水作为对照(盐度 33),分析盐度处理 1 h 内脆江蓠的失水率及藻体软化程度;同时研究了高盐处理 0.5 h 及不同恢复时间(12 h、24 h)对脆江蓠 pH 补偿点、光合作用荧光特性、光合作用产氧量(RO)和光合色素组成等光合生理生化指标的影响。结果表明,脆江蓠在盐度 50~55 的海水中浸泡 0.5 h 效果较好,此时藻体软化,并且经过 24 h 恢复后,藻体光合作用参数可恢复到对照组水平,该处理条件可以用于脆江蓠生产。高盐(盐度 40~60)处理脆江蓠 0.5 h,随盐度增加,脆江蓠 RO 值呈波动下降(P<0.01)、pH补偿点和光合效率 Y(II)值逐渐降低(P<0.05)。PE 含量随盐度增加而增加(P<0.01);恢复 24 h 后最大光合效率 Fv/Fm和 Y(II)值基本恢复正常水平(P>0.05), Chl a、Car、PE 和 PC 含量均恢复到与对照组无显著性差异水平(P>0.05)。本研究旨在为提高脆江蓠规模化养殖夹苗效率提供理论依据。     

魁蚶HIF-1α基因结构特征及对低氧胁迫的响应

低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF)是低氧信号传导途径中的关键因子,在动物低氧应答反应中发挥重要作用。为探讨魁蚶(Scapharca broughtonii) HIF-1α基因结构特征及在低氧胁迫下的应答规律,本研究以魁蚶转录组数据库中的部分序列为基础,通过 cDNA 末端快速扩增(rapid amplication of cDNA ends, RACE)技术克隆获得了魁蚶 HIF-1α基因 cDNA 全长序列(命名为 SbHIF-1α),并检测了其 mRNA 的组织分布和低氧胁迫下的表达规律。序列和结构分析显示, SbHIF-1α基因 cDNA 全长为 2741 bp,其中包括 2136 bp 的 ORF,编码 711 个氨基酸,含有 HIF 保守的 HLH、PAS-A、PAS-B 和 PAC 结构域,预测蛋白分子量为 80.8 kDa,理论等电点为 5.57;SbHIF-1α与所选其他物种 HIF-1α的序列相似度为 56%~95%;系统进化分析显示 SbHIF-1α与软体动物的遗传距离最近。qRT-PCR 结果显示,在魁蚶的血淋巴、鳃、外套膜、斧足、闭壳肌和肝胰腺 6 个组织内均能检测到 SbHIF-1α基因,在血淋巴中表达量最高,鳃次之,与其他 4个组织都存在显著差异(P<0.05)。海水溶解氧(DO)为 0.5 mg/L、 2.5 mg/L、4.5 mg/L 的低氧胁迫下,每个组织中 SbHIF-1α都积极响应,其中血淋巴和鳃比其他四个组织的响应程度大;血淋巴中, DO 为 0.5 mg/L 胁迫 4 h 后, SbHIF-1α的表达量较对照组即达到极显著差异(P<0.01),胁迫 64 h 后,表达量达到最高,是对照组的 519.43 倍;每个组织对不同浓度 DO 处理响应结果表明, 3 个处理浓度中 0.5 mg/L 处理对SbHIF-1α激活程度相对较大。本研究明确了 SbHIF-1α的基因结构特征、时空表达特征及对低氧胁迫的响应规律,丰富了海洋贝类 HIF 基因的研究资料。     

红鳍东方鲀伪雌鱼卵巢发育迟滞的调控机制

伪雌鱼的培育是红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)全雄制种技术研发的关键环节之一,然而外源雌激素诱导获得的伪雌鱼表现出卵巢发育迟滞,降低了其育种价值和效率。为探讨红鳍东方鲀伪雌鱼卵巢发育迟滞的调控机制,本研究从孵化后20日龄开始,用10 μg/L 17 β-雌二醇(E2)浸泡红鳍东方鲀稚幼鱼,每天浸泡1次,每次2 h,至90日龄结束。在90、180和330日龄分别采集处理组(10 μg/L E2)遗传雄性幼鱼和对照组(0 μg/L E2)遗传雌性幼鱼,比较两组幼鱼性腺的组织学和形态学变化特征、下丘脑-垂体-性腺轴相关激素(FSH、LH、E2和17α, 20βOH-PROG)和基因(fshr、lhr、erα、erβ1、erβ2)及脂质积累相关基因(lpl和vldlr)的变化规律。结果显示: 10 μg/L E2可将遗传雄性幼鱼全部诱导为伪雌鱼,且伪雌鱼直至330日龄未二次反转为间性或者雄性,但其性腺系数、卵母细胞数量及卵黄生成前期的卵母细胞面积均显著小于对照雌鱼。此外, 90日龄伪雌鱼的lhr和pgr的表达量显著高于同期对照雌鱼,而17α, 20β-PROG的含量及fshr的表达量显著低于对照组;180日龄伪雌鱼的vldl表达量显著低于对照组;330日龄伪雌鱼的激素含量及基因表达量没有显著差异。综合分析伪雌鱼性腺发育的形态学、组织学和性腺轴相关激素及基因变化规律可见,足够浓度的外源E2能够诱导并维持伪雌鱼的卵巢特征,但E2浓度过高,一方面可能抑制fshr和vldlr基因的表达,从而影响脂质在卵黄生成早期卵母细胞中的积累,导致红鳍东方鲀伪雌鱼卵母细胞生长迟缓;另一方便,高浓度E2抑制伪雌鱼卵原细胞减数分裂的启动,是导致红鳍东方鲀伪雌鱼卵母细胞数量较少的原因之一。     

基于转录组分析筛选凡纳滨对虾低温胁迫下的差异表达基因

凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)是中国主要的对虾养殖品种之一,对低温的耐受性较差,低于18℃就会停止摄食。为了探究凡纳滨对虾耐低温性状相关基因,选用凡纳滨对虾低温胁迫组(18℃)和常温组(24℃)肝胰腺组织为实验材料,进行Illumina HiSeq 2500测序,对测序原始数据进行拼接、注释,以及筛选分析低温胁迫下的差异表达基因。结果显示,测序共获得50921条基因(unigene),平均长度为828 bp, N50为1589 bp,其中28.13%为已知基因。基因差异表达分析共筛选得到243个低温胁迫相关基因,其中89个上调表达, 154个下调表达。功能富集分析发现,差异表达基因多富集在生物结合和催化过程、过氧化物酶、溶酶体、精氨酸和脯氨酸的代谢以及氨基酸的生物合成途径中。进一步根据Q-值共筛选出10个差异表达最显著的基因,其中ATP结合盒B亚家族6转运蛋白基因(ATP-binding cassette sub-family B member 6, ABCB6)、C型凝集素基因(C type lectin)、谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase, GS)在低温胁迫下均呈下调表达,推测可能参与了凡纳滨对虾低温应答反应。利用Real time RT-PCR验证转录组数据,结果证明基于转录组测序筛选低温胁迫下的差异表达基因是可行的。本研究为揭示凡纳滨对虾耐低温分子调控机制提供了基础数据和理论依据。     

物联网在工厂化水产养殖中的应用分析

物联网技术在工厂化水产养殖中的不断应用,有利于养殖信息采集的自动化、养殖设备控制的智能化、养殖过程管理的科学化。本文结合国内外相关文献及实地调研数据,从通信技术、设备和智能化管理3个方面分析了物联网在工厂化水产养殖物中的应用现状,总结出当前发展趋势为NB-IoT无线通信技术、低成本免维护传感技术、基于模型预测的设备控制、全系统架构的低功耗发展模式、高集成度的养殖管理系统,并从国家政策、设备国产化、示范基地建立、应用系统性能、人才培养、企业信息化管理等方面提出了发展建议,以期为物联网技术在工厂化水产养殖中的应用提供参考。     

在循环水养殖系统中养殖密度对红鳍东方鲀应激反应和抗氧化状态的影响

养殖密度是影响养殖水体水质和鱼类生长性能的重要因素。通过红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)循环水养殖试验和硝酸盐氮急性处理试验,分别研究不同养殖密度(12.5~20.0 kg/m^3)和不同硝酸盐氮质量浓度(1.0、25.0、100.0和150.0 mg/L)对养殖水体水质、红鳍东方鲀生长性能、应激反应和抗氧化状态的影响。结果显示:不同养殖密度对红鳍东方鲀养殖水体的pH、氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度无显著性影响,但较高密度会导致硝酸盐氮质量浓度显著升高,最高升至24.5 mg/L。在较高养殖密度条件下,红鳍东方鲀的生长性能(终体质量、特定增长率和饲料转化率)和抗氧化能力(总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶)较弱,但其脂质过氧化(丙二醛)和应激反应(葡萄糖、乳酸和皮质醇)较强。此外,在硝酸盐氮急性处理试验中,红鳍东方鲀未出现死亡。当硝酸盐氮质量浓度为100.0和150.0 mg/L时,红鳍东方鲀抗氧化能力较弱,而应激反应较强。综上,当养殖密度为16.5 kg/m^3时,红鳍东方鲀的生长和抗氧化状态较好,且应激压力较小,这表明在较高密度条件下,养殖水体硝酸盐氮质量浓度的升高不是引起鱼类生长抑制的主要原因。