海洋牧场生态系统稳定性及其对干扰的响应—研究现状、问题及建议

海洋牧场建设是实现我国近海渔业资源恢复、生态系统和谐发展与蓝碳增汇的重要途径。近年来,在快速发展的同时也面临着诸多问题与挑战,极大制约了产业的健康发展。在海洋牧场建设过程中,关于生境营造和资源增殖的基础理论薄弱,对其生态系统稳定性与抗干扰能力认识不清,尤其对小尺度海洋牧场生态系统的结构及其功能实现过程,以及生态承载力知之甚少。亟需针对其人工鱼礁等生境营造的环境效应和增殖放流的资源补充效应开展理论印证和定量研究,以充分认识这些人为扰动的双重性。本文查阅了相关文献90余篇,简要回顾了国内外关于人工鱼礁生境营造的水动力环境特征、生源要素迁移过程、生物群落构建机制和局地生态系统稳定性评价等方面的研究进展。强调了小尺度海洋牧场生态系统结构的复杂性与动态性,重点关注了鱼礁群布局对牧场海域水动力环境、沉积物和生源要素演变的影响,以及在增殖放流等人为扰动下生物群落的物种共存机制。围绕海洋牧场生态系统稳定性与抗干扰能力等关键问题,从水动力驱动、生源要素表征、生物群落重建及生态系统健康等4个方面探讨了目前研究的不足与发展方向,以为海洋牧场人工鱼礁、海藻床等生境营造以及资源修复模式优化提供参考。     

国内外海洋牧场发展历程与定义分类概述

海洋牧场是国内外长期广泛应用的海洋渔业发展举措。本文对国内外海洋牧场发展情况以及已有定义、分类情况进行了总结和分析。国外普遍将渔业资源增殖等同海洋牧场,从20世纪40年代以来人工鱼礁已从较单纯的聚鱼功能,拓展为海洋牧场生境保护和修复功能,目标是渔业资源增殖和利用。东北亚国家如日本、韩国建设人工鱼礁的目标是大规模增殖、聚集和捕获渔业资源;欧美诸多国家建设人工鱼礁主要是为了增殖保护渔业资源和开发休闲渔业。国外以渔业资源增殖为主旨的海洋牧场建设成败皆有,成功的方面仍值得中国借鉴。国外对海洋牧场定义和分类的数量较少,定义的提出和使用相对严谨。多年来,中国高度重视海洋牧场建设,将其作为水生生物资源养护、渔民转产转业和海洋生态文明建设的重要手段加以扶持。海洋牧场在建设规模、产出效果、技术水平、发展机制等方面取得了巨大进步。但由于起步较晚,产业和科技总体上仍处于初级阶段,存在一系列问题亟待解决。在20世纪60年代至70年代,国内学者提出海洋牧场和海洋农牧化概念,并将二者进行了区分,其后诸多学者也将渔业资源增殖等同海洋牧场。近年来国内海洋牧场发展迅速,但海洋牧场定义不够规范,数量繁多、含义空泛、严谨性不足。最后,本文就海洋牧场发展趋势、发展理念、目标定位、建设内容、研究支撑等方面进行了总结和展望,认为实事求是并理性把握好现阶段海洋牧场的发展理念、定位、内容和目标,加强对农业农村部现有海洋牧场水产行业标准的宣传尤其是定义和分类的宣传,引导海洋牧场研究和建设工作有序开展,对于切实有效支撑海洋牧场健康发展十分重要。     

海洋牧场生境营造中“三场一通道”理论应用研究

针对目前我国现代海洋牧场建设中存在的“增而不殖”问题,在系统分析天然海洋渔场“三场一通道”生境体系的基础上,提出海洋牧场人工生态系统、渔业资源关键功能群及其“三场一通道”生境体系概念内涵,并从海洋牧场“三场一通道”生境系统仿生营造原理、“三场一通道”生境营造方案设计具体步骤、海洋牧场“三场一通道”生境营造布局3个方面分析了海洋牧场“三场一通道”生境营造思路;最后探讨了海洋牧场“三场一通道”生境营造方式,包括人工鱼礁、海藻场、珊瑚礁、海草床、牡蛎礁等功能生境营造。研究以期通过“三场一通道”生境体系的系统营造,实现我国海洋牧场渔业资源繁殖再生与规模补充,提升海洋牧场渔业资源自我繁殖与持续生产能力。     

基于PSR模型的海洋牧场生态系统健康评价指标体系构建

在海洋牧场生态系统特征及健康内涵的基础上,针对海洋牧场区域这一复杂的生态系统,基于压力-状态-响应(PSR)模型,结合海洋牧场生态系统特征和所收集的数据特点及其可获取性等,经过反复筛选与提炼,形成由压力、状态和响应共33个具体评价指标组成的海洋牧场生态系统健康评价指标体系及具体指标,并对指标的选取和体系构建的构建进行了简要的诠释,通过熵权法对各指标进行权重计算,为了定量海洋牧场生态系统健康状态,通过建立综合健康指数,确定海洋牧场生态系统的健康状态。     

海洋牧场渔业碳汇研究进展

海洋通过“溶解度泵”和“生物泵”完成碳汇过程,且具有碳固存容量大、储存时间长的显著优势,可有效缓解CO2排放产生的温室效应,在应对全球气候变化中发挥着不可替代的作用。渔业是人类利用海洋的基础生产活动,对近海碳循环过程具有重要的影响,渔业碳汇是海洋碳汇不可或缺的组成部分。海洋牧场作为一种以水域栖息地修复、水生生物资源养护为主旨的新型渔业模式,通过增殖水生生物资源量,提升生物固碳量,实现渔业对海洋碳汇的扩增。本文针对我国对海洋牧场的界定,梳理了国内外对海洋牧场关键碳汇因子固碳机理及其过程和潜能等方面的研究现状,浅析了海草床、牡蛎礁等典型海洋牧场生态系统在近海碳汇扩增中的重要作用。建议在海洋牧场固碳机理与碳循环过程、海洋牧场碳汇扩增技术和海洋牧场碳汇计量方法等方面开展重点研究,以期为渔业绿色发展,扩增海洋碳汇和服务“双碳”战略提供科学参考。     

空间信息技术在海洋牧场中的应用研究进展

空间信息技术作为一种实体空间分布特征信息的技术,可为海洋牧场科学研究提供新的数据源。空间信息技术提供的数据具有全面、系统、高精确的特性,可有力地促进现代海洋牧场的发展。结合国内外研究现状,对空间信息技术在海洋牧场选址建设、海洋牧场渔业资源增殖放流、海洋牧场生物资源与环境监测评价、海洋牧场管理4个方面中的应用进行了归纳和总结,并在此基础上分析了空间信息技术在海洋牧场的应用中所存在的问题,对今后我国现代海洋牧场的建设与发展提出了建议。     

"鱼类全生活史"型海洋牧场构建理念与技术

海洋牧场是一种新型的海洋渔业生产方式,休闲垂钓型海洋牧场是其重要的组成部分。本文在系统梳理休闲垂钓型海洋牧场研究和产业发展现状的基础上,针对我国休闲垂钓型海洋牧场成鱼补充量不足的问题,以"产卵—仔稚鱼—幼鱼—成鱼"为保护链,提出构建"鱼类全生活史"型海洋牧场的理念和相关技术,可在同一海洋牧场区域内完成鱼类全部生活史,同时可以恢复鱼类资源、增加生物多样性,为休闲垂钓型海洋牧场建设的发展起到示范作用。"鱼类全生活史"型海洋牧场因休闲垂钓型海洋牧场的构建而提出,但其理念同样适用于其他生物种类比较集中、能够在海洋牧场区完成其全部生活史或大部分生活史的资源养护型、资源增殖型海洋牧场的构建。     

我国海洋牧场开发的相关问题探讨

我国海洋牧场开发近几年取得了重要进展。本文在简要介绍海洋牧场概念、我国海洋牧场开发历史与现状基础上,指出当前我国海洋牧场开发建设中尚存在布局不合理、选址不科学、结构类型单一、运营模式粗放、管理困难等突出问题和挑战,并从体制转变、制度完善、政策引导和技术创新等方面提出了对策建议。     

粤东柘林湾海洋牧场景观结构与格局的分析研究

海洋牧场与休闲渔业融合发展是我国海洋牧场发展方向之一,现阶段海洋牧场休闲产业规模较小,类型较为单一,主要以游钓和潜水休闲为主,其景观观赏性功能有待深入挖掘和开发。海洋牧场景观格局研究主要针对海洋牧场景观资源的形成、分布及其在景观空间上排列和布局等方面,发现并了解其生态系统或空间属性变异程度表观现象。本研究以粤东柘林湾海洋牧场示范区为案例,采用景观格局分析法对景观要素特征指数及景观异质性指数进行计算,研究表明,粤东柘林湾海洋牧场示范区自然景观为景观基质,半自然景观斑块面积最多,故破碎度指数最高,受人类活动影响最大,对生物多样性保护及景观生境维护应加强;文化景观与整体景观分离度较大,导致整体景观连通性较差,影响景观效果;滨海景观斑块较少,丰富度不高,但根据调查显示周边旅游资源丰富,因此缺乏与粤东柘林湾海洋牧场结合开发利用。总之,本研究通过解析海洋牧场景观格局空间内不同景观的分布状况及相互之间的作用和影响,为下一步进行景观生态规划提供数据支持,并为开发和利用海洋牧场休闲渔业与生态景观可持续化发展,综合提升海洋牧场的生态、经济和社会价值提供支撑。     

我国海洋牧场建设回顾与展望

海洋牧场是基于海洋生态学原理和现代海洋工程技术,充分利用自然生产力,在特定海域科学培育和管理渔业资源而形成的人工渔场。海洋牧场的特点包括以增加渔业资源量为目的、具有明确的边界和权属、苗种主要来源于人工育苗或驯化、通过放流或移植进入自然海域、主要以天然饵料为食和对资源实施科学管理等。早在1965年,我国学者曾呈奎先生就原创性地提出在海洋中通过人工控制种植或养殖海洋生物,建设"牧场"的理念。上世纪八十年代以来,我国海洋牧场经历了从增殖放流、人工鱼礁建设到系统化的海洋牧场发展过程,在取得巨大成就的同时,也面临着海洋牧场的涵义应用过于宽泛、缺乏统筹规划和科学论证、忽视海洋牧场生态作用以及忽视项目评估和系统管理等问题。展望未来,我国的海洋牧场建设应在"生态优先、陆海统筹、三产贯通、四化同步、创新跨越"的发展理念指导下,加强海洋牧场建设的宏观引导、推动海洋牧场体系化建设、实施海洋牧场企业化运营,在获得经济效益的同时,实现产业繁荣和保持健康生态系统的和谐统一。     

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。     

中外海洋牧场建设之比较

近年来,我国海洋牧场发展迅速,169处国家级海洋牧场示范区获准建设。在科技和产业快速发展的同时,面临一系列理论、技术和装备等问题亟待突破。日本、美国等国家海洋牧场建设起步较早,在持续推进中取得了显著成效。本文从建设理念、建设技术、产业模式、技术瓶颈与发展建议等角度,比较了中外海洋牧场发展历程,总结了海洋牧场发展前景中亟待突破的关键科学问题和核心技术问题,力求为促进现代化海洋牧场的持续高效发展提供科学对策。     

小竹山岛海洋牧场区营养盐分布特征及增养殖适宜性探究

营养盐作为海水生物的基本生源要素,其含量与分布显著影响渔业资源分布与渔业活动。为了探究海洋牧场生态环境分布状况,并为海洋牧场的开发管理提供科学指导,于2017年12月—2018年9月对小竹山岛海洋牧场区进行4个航次的季度调查,分析并讨论了该海区营养盐分布特征,并针对虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)和深水网箱增养殖活动,选取海水营养水平指数、叶绿素a浓度、温度、盐度、水深和底质类型等指标,对增养殖适宜性进行了探究。结果显示,活性磷酸盐(DIP)浓度为冬季>夏季>秋季>春季,浓度值分别为0.032、0.021、0.017和0.015 mg/L。无机氮(DIN)浓度为秋季>冬季>夏季>春季,浓度值分别为0.26、0.21、0.20和0.18 mg/L。DIP和DIN浓度在4个季节间差异明显,但季节内分布均匀。受到地形坡度和人工鱼礁投放的影响,在人工鱼礁投放区域的中下层水体有较高的营养盐浓度。增养殖适宜性结果显示,虾夷扇贝增养殖适宜性指数在冬季和夏季较高,适宜在海洋牧场西部区域进行增养殖活动。深水网箱增养殖适宜性指数在夏季和秋季较高,也适宜在西北区域进行增养殖活动。由于人工鱼礁投放改善了生态环境,除西北海域外,在人工鱼礁投放区域附近出现较高的增养殖适宜性指数。海水营养盐分布与增养殖活动适宜性评价可为提高海洋牧场增殖效率、促进可持续发展及开发提供科学依据与参考。     

发展中国南海热带岛礁海洋牧场——机遇、现状与展望

广阔的南海热带海域拥有得天独厚的岛礁资源与环境优势,具有巨大的开发利用潜力。近年来,在国家"海洋强国"战略的提出与稳步践行的背景之下,加快南海岛礁渔业资源的保护与可持续利用已迫在眉睫。现代海洋牧场是集生境修复、资源养护、休闲渔业和景观生态于一体的渔业生产新业态,真正实现了海洋经济发展和海洋生态环境保护并重,但目前南海热带岛礁海洋牧场建设仍严重滞后。充分利用南海热带岛礁海域的资源与环境优势,发展热带海洋牧场可以有力振兴岛礁经济、保护与合理开发岛礁资源,同时也是维护南海海洋权益、实践"海洋强国"战略的有力举措。本文论述了南海热带岛礁海域开展海洋牧场建设的优势,包括政策优势、自然地理优势、资源优势和产业经济优势等;提出南海热带岛礁海洋牧场的适宜建设模式,主要包括资源养护与增殖型海洋牧场和休闲旅游型海洋牧场;综述了广东、广西和海南省在热带近岸和岛礁海洋牧场建设方面的进展;阐述了热带岛礁牧场建设面临的困难和风险,包括气候与自然灾害、生物敌害、基础设施落后、海域使用权审批严格等问题;基于对问题的分析,提出了相关的对策与建议,包括科学选址、优化设施设计与投放方案、研发敌害应对技术、提升自动化信息化运营管理能力、创新牧场投资与运行模式、加大政府政策支持与扶持力度等,相关建议以期为未来南海热带岛礁海洋牧场建设提供策略支持。     

海洋牧场景观生态分类研究：以柘林湾海洋牧场为例

近年来,中国海洋牧场研究与建设发展迅速,带动了海洋牧场休闲渔业和旅游业的发展,但由于海洋牧场休闲渔业发展模式较为单一,对海洋牧场可观赏性景观开发理论方面研究较少。本研究以柘林湾海洋牧场为例,应用景观生态分类理论方法,对其进行景观生态分类,建立柘林湾海洋牧场景观生态分类系统,将柘林湾海洋牧场划分为3个一级景观、5个二级景观和16个三级景观,并应用空间分析技术绘制了各级景观生态分类示意图,讨论分析了其景观分布状况。该研究初步形成了海洋牧场景观生态分类系统,可为下一步进行海洋牧场景观格局规划研究提供理论依据,对海洋牧场生态、经济和社会效益的提高及可持续发展具有重要的理论意义。     

岩礁鱼类行为生态学研究进展

岩礁鱼类多具有较高的经济价值,但过度开发、环境污染、全球气候变化造成岩礁鱼类及其栖息地受到不同程度的破坏,资源量锐减,栖息地退化。为应对全球海洋生态环境和资源面临的重重压力,以人工鱼礁、增殖放流为水生生物资源养护基础措施的海洋牧场建设成为世界沿海国家的战略性选择。开展岩礁鱼类行为生态学研究,解析生物对鱼礁结构物和人工生境的响应行为及人工环境对岩礁鱼类行为的影响,对优化水生生物放流策略、提高增殖物种成活率、养护生物资源、科学开展人工鱼礁工程建设和促进渔业经济发展具有重要作用。为此,本文综述了国内外对岩礁鱼类在栖息地选择、索饵、繁殖、集群、领域、防御等行为生态学研究进展,梳理了岩礁鱼类行为生态学研究在渔业资源保护与开发中的重要作用,同时,就岩礁鱼类行为生态学研究中存在的问题进行讨论并提出建议,以期为我国海洋牧场建设提供更科学的理论基础和更高效的技术方案。