基于模糊综合评价法的人工鱼礁生态系统健康研究

本研究采用模糊综合评价法构建人工鱼礁生态系统健康评价模型,采用层次分析法对各项生态指标的权重进行赋值,并利用综合健康指数模型对北戴河人工鱼礁区和对照海区生态系统健康状况进行评价。根据2013年7月本底调查和2014年6月与2015年5月的跟踪调查数据,分析结果显示,人工鱼礁区和对照区的生态系统都处于健康状态,对照区在2013年7月和2014年6月的调查中健康指数均高于鱼礁区,2015年5月调查时,对照区生态健康指数出现下滑,但人工鱼礁区生态系统健康呈现逐步提升的状态,综合健康指数为0.838,属很健康状态。根据评价结果,北戴河人工鱼礁建设取得良好生态效果,生态系统处于逐步稳定健康发展的状态。本研究采用生态系统健康指数,科学评价人工鱼礁生态效应,对人工鱼礁工程建设、环境资源保护、高效管理和可持续利用具有重要意义。     

粤东柘林湾溜牛人工鱼礁建设选址生态基础评价

采用层次分析法,构建了基于生态系统效应的资源保护型人工鱼礁建设选址评价方法,通过选择水文、水质、底质和浮游生物、鱼卵仔鱼、大型底栖动物、游泳动物、初级生产力、潮间带大型底栖动物等30个海洋环境与海洋生物因子,建立了人工鱼礁建设选址生态评估模型;以柘林湾溜牛人工鱼礁区选址区域为例,对所选因子进行了春、夏、秋、冬4个季度的跟踪监测,探讨了该海区进行人工鱼礁建设的适宜性,根据该模型计算得出各季度人工鱼礁建设选址生态基础评价指数分别为0.65、0.71、0.63、0.64,平均为0.66,计算结果表明,该区域建礁生态基础良好,适宜选址开展人工鱼礁建设,其中生态基础最优的季节为夏季。     

嵊泗人工鱼礁海域鱼类和大型无脊椎动物群落结构特征

为了探明鱼礁生境中群落结构的组成情况,评估人工鱼礁投放取得的生态效果以及探索人工鱼礁投放对整个资源组成情况的影响,根据2004年-2007年嵊泗海域人工鱼礁区及周边海域和自然海域的资源调查资料,对比分析了上述3个海域的资源种类组成、优势种、多样性等群落结构特征。共发现鱼类和大型无脊椎动物150种,其中鱼礁区119种。鱼类和节肢类在生物量和数量上均占较高比例,为3个海域的主要资源组成。鱼礁区在历次调查中共发现季节性优势种类11种,随时间的推移,鱼类作为优势种的次数增多。同步调查中,鱼礁区丰富度和多样性高于其余2个海区,最高丰富度和多样性分别为6.349和3.303,鱼礁周边海域分别为3.982和2.158,自然海域为5.751和3.003。3个区域之间,鱼礁区和自然海域的相似度最高;其次是鱼礁周边海域和自然海域;鱼礁周边海域与鱼礁区的相似度最低。结论认为,鱼礁的投放有利于生物的栖息和聚集,对鱼类的诱集和分布影响明显。     

浙江嵊泗人工鱼礁区渔业资源生态容纳量变动的研究

人工鱼礁是放置于海底以影响海洋生物资源的物理、生物或社会经济过程的人工设施。科学评价人工鱼礁对渔业资源生态容纳量的改善程度对揭示鱼礁的生态功能和指导鱼礁后续建设具有重要的理论与现实意义。人工鱼礁区鱼类和大型无脊椎动物可分为3种类型(I型、Ⅱ型和Ⅲ型),其中Ⅱ型鱼类和大型无脊椎动物身体不接触鱼礁,但在鱼礁周围游泳、在海底栖息。该生物学资料可通过拖网调查取样获得。根据2004年10月～2007年9月浙江嵊泗人工鱼礁海域渔业资源拖网调查数据,建立了模拟礁区渔业资源密度随时间变化趋势的Logistic模型,并据此求解了鱼礁海域资源数量容纳量模型。通过遗传算法求得了Logistic模型的参数。结果表明,人工鱼礁区Ⅱ型鱼类和大型无脊椎动物的原有生态容纳量约为6.00～8.03ind/km·kW,鱼礁投放所产生的新生态容纳量约为4.40～5.89ind/km·kW,容纳量随季节变化而呈周期性波动。     

惠州东山海人工鱼礁区生态养护效果初步探究

正实践证明,人工鱼礁的建设对保护和恢复海洋生物资源具有积极意义。此外,人工鱼礁建设能改善水域生态环境,提高水体初级生产力,为海洋生物栖息、繁殖、索饵、避敌提供良好环境,是海洋生态环境修复最有效的途径之一。2018年底,在惠州市稔平半岛南端东侧的东山海2.55km~2海域,投放人工鱼礁3252个、总空方16.2199万m~3,建成惠州东山海人工鱼礁区。为评价人工鱼礁区的生态养护效果,作者通过现场采样对其进行了沉积物和环境生物的现状调查。结果显示,人工鱼礁区海域的初级生产力和浮游动植物多样性比对照海域更高,且礁体投放后未出现明显沉降和掩埋,其表面已开始附着生物,对当地海域环境带来一定的生态效益。     

金龙河入湖口生态堆岛植被恢复效果及其生态适应性评价

为了探索泥沙淤积严重的高原湖泊湿地退化的生态修复技术,通过植被恢复来验证生态堆岛的可行性,从生态角度对生态堆岛做出适应性评价,为剑湖湿地乃至高原湖泊生态修复提供实证研究。2017年7月和10月,以工程扰动后2年生态堆岛的自然恢复植物、土壤为研究对象,对金龙河入湖口生态堆岛进行多次调查与采样,并进行植物多样性和土壤单因素方差分析,综合确定评价指标体系,结合层次分析法辅助软件yaahpV11.3确定指标权重,运用模糊综合评价模型对生态堆岛的植被恢复效果(优、良、中、差、劣)作出综合评价,以此评价生态堆岛的生态适应性与可行性。结果表明,Ⅰ型堆岛植被恢复效果评价的综合值为3.54,等级为中,区域植被恢复效果良好;Ⅱ型、Ⅲ型堆岛植被恢复效果评价的综合值为2.79,等级为差,区域植被恢复效果较差。从生态角度来看,Ⅰ型生态堆岛在解决剑湖金龙河泥沙淤积的生态适应性较好。     

天津海域牡蛎礁区生态修复示范区域调查分析

作者以《天津海域牡蛎礁区生态修复与生物资源恢复示范项目》所得底栖生物和游泳动物数据为基础,运用生物多样性指数和生态健康评价法对项目实施的效果进行评价。结论为:由于人工鱼礁的投放使得调查区域生物多样性有所提高,产生了有利于增加游泳动物生物量的变化。项目的实施使得该区域生态环境得到一定程度的修复。     

人工鱼礁投放误差分布研究

人工鱼礁建设海域的鱼礁实际分布状态与设计方案的鱼礁配置组合之间往往存在着不同程度的偏离差异,而如何从单位鱼礁和鱼礁群层面上评估鱼礁投放误差,是评价人工鱼礁投放质量乃至建设效果的基本前提。本实验选择港湾、岛礁、开阔等典型海域的人工鱼礁区,以重心位置、外围面积、重叠面积、单体数量以及平均间距为指标,在单位鱼礁的层面上,对实际投放的人工鱼礁进行误差计算与分析。结果显示,各指标的误差整体上基本服从正态分布,某个鱼礁区指标的误差可能服从多种合理的拟合分布,不同投礁海域的同一个误差指标具有类似的分布规律,不同的误差指标拟合分布的情况也有可能相同。重心位置误差、重叠面积误差以及单体数量误差在不同区域极限误差相同,其标准化误差分布范围分别为[0,1]、[0,1]、[0,0.451],而其他误差要素在不同区域得到的极限误差略有差异,总体上,外围面积误差分布在[0,1]之间,礁体间距误差和总体误差的分布范围分别为[0,1],[0,0.890]。通过对人工鱼礁投放误差规律及误差范围的分析,才能对投放误差进行等级划分,进一步为鱼礁投放评价标准的划分提供依据。     

人工鱼礁物理稳定性及其生态效应的研究进展

从物理环境、鱼礁材料和礁体投放冲击力等角度介绍了人工鱼礁物理稳定性研究的进展,探讨了物理环境与人工鱼礁的相互作用,并从物理环境、鱼礁结构和配置方案以及鱼礁材料等方面对人工鱼礁的生态效应研究进行了简要归纳。建议加强鱼礁的监测调查,加强现场调查和实验室研究的结合,加快人工鱼礁建设技术国家标准的制定。     

珊瑚移植与集鱼两用礁基的研究

概述了我国珊瑚移植礁基和人工鱼礁研究现状,分析了现有礁基功能单一的不足,进行了将珊瑚移植礁基与人工鱼礁相结合的可行性分析,提出了一种珊瑚移植与集鱼两用礁基的设计方案,利用Fluent中的大涡模拟进行了流场仿真计算,定义了相对缓流区体积作为评价指标,对该两用礁基进行了效果评估。结果表明,通过合理的设计,可以实现珊瑚移植与集鱼的结合,最终提高礁基的生态和经济效益并充分利用海洋空间。     

基于单位鱼礁规模的米字型人工鱼礁流场效应定量研究

流场效应是人工鱼礁发挥其生态效应的基础,流场效应强弱受单位鱼礁规模影响,同时是衡量人工鱼礁建设模式优劣与规划人工鱼礁建设模式的重要参考因素,流场体积是表征流场效应强弱的重要指标。本研究基于数值实验方法,分析米字型人工鱼礁在4种布设模式下28种单位鱼礁规模的流场体积变化规律,并建立上升流、背涡流流场体积与人工鱼礁建设规模指标的多元非线性模型。结果表明,单位鱼礁建设一级指标投放量(T_a)、布设间距(L_d)及目标速度比(R_u)与上升流体积分别呈线性、三次函数及幂函数关系,建立上升流体积回归模型为V_u=T_a×(0.002L_r~2-0.055L_r-2.429V_R×R_u+0.011R_u~(-1.833)+0.227L_d+0.437),回归拟合R~2为0.957,相对误差为18.61%。与背涡流体积分别呈幂函数、三次函数及指数函数关系;结合单位鱼礁建设二级指标相对边长(L_r)、容积率(V_R),背涡流体积回归模型为V_b=R_u×(-0.543L_r~2+2.388L_r)–51.779V_R~2+75.045V_R+1.449×10~(-4)T_a×e~(12.049 Ru)+1.620L_d×T_a,回归拟合R~2为0.938,相对误差为10.09%。该流场体积回归模型可用于规划指导均匀布设模式的人工鱼礁建设,为"减量增质提效"的人工鱼礁建设策略提供参考。     

莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区生态系统能量流动及仿刺参生态容量评估

基于2019年莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区渔业资源调查数据，利用Ecopath with Ecosim 6.6 (EwE 6.6)软件构建了芙蓉岛人工鱼礁区生态系统Ecopath模型，系统分析了芙蓉岛人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征，估算了仿刺参(Apostichopus japonicus)的生态容量。Ecopath模型由16个功能组组成，基本涵盖了芙蓉岛人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程。结果发现，生态系统各功能组的营养级范围为1.000~3.978，其中，花鲈(Lateolabrax maculatus)处于最高营养级；生态系统总转换效率为10.6%，来自初级生产者的转换效率为10.8%，来自碎屑的转换效率为10.1%；生态系统总流量为2 596.108 t/(km2·a)，其中44%来自碎屑；系统总初级生产量/总呼吸量为1.454，连接指数为0.402，系统杂食指数为0.211，Finn´s循环指数和平均路径长度分别为8.860%和2.980。结果表明，芙蓉岛人工鱼礁区生态系统成熟度和稳定性较低，食物网结构较简单。根据模型计算得出，仿刺参的生态容量为131 t/km2，是现存量的6.55倍，具有较大的增殖潜力。     

长岛挡浪岛人工鱼礁区生态系统健康评价

本研究从理化环境、生物群落结构和生态系统功能3个层面，运用模糊综合评价法构建了人工鱼礁区生态系统健康评价模型。基于2013~2015年山东长岛挡浪岛人工鱼礁区5个航次调查结果，对挡浪岛人工鱼礁区、辐射区和对照区的生态系统开展健康评价。结果显示，人工鱼礁区及辐射区的生态系统为健康状态，对照区为亚健康状态。三者的生态健康指数为鱼礁区(0.783)>辐射区(0.646)>对照区(0.594)。与未投礁时相比，鱼礁区和辐射区的生态系统均脱离了亚健康状态且逐步提升，但对照区仍处于亚健康状态且发展不稳定。健康评价研究表明，挡浪岛人工鱼礁区生态系统比对照区更稳定，并带动辐射区提高了系统健康水平，表明挡浪岛人工鱼礁建设在生态环境修复和海洋渔业资源养护方面已取得一定效果。     

人工鱼礁生态诱集技术的机理及研究进展

人工鱼礁是用于营造海洋牧场、调控和优化海洋生态环境、增殖渔业资源的人工设施。人工鱼礁所形成的环境可以作为鱼类良好的栖息、庇护和产卵场所,有利于鱼类的生存和繁殖,因此对鱼类具有良好的诱集效应。本文从多个角度论述了人工鱼礁生态诱集技术的机理以及鱼类行为和生态诱集技术的研究进展,探讨了目前人工鱼礁生态诱集技术研究所面临的问题和主要发展方向,旨在为我国沿海人工鱼礁建设提供一定的理论基础。     

澄海莱芜人工鱼礁集鱼效果初步评价

2003和2007年分别对澄海莱芜人工鱼礁区进行了投礁前的本底调查和投礁后的跟踪调查。结果表明，投礁后礁区海域游泳生物的资源密度明显比投礁前高，增加了25．63倍；礁区海域各类资源种类均比投礁前丰富，总种数由投礁前的23种增加至41种，比投礁前增加了0．78倍，其中，蟹类种数增加最多，增加了1．75倍；在本底调查中没有出现的经济种类龙头鱼Harpodon nehereus和红星梭子蟹Portunus sanguinolentus在跟踪调查中已成为主要优势种；Shannon—Wienver多样性指数（H’）在礁区和对比区均比投礁前有所增加。表明鱼礁投放后，鱼礁区集鱼效果和群落结构明显改善，人工鱼礁建设取得了明显的生态效益和经济效益。     

Ecological indicators for coral reef fisheries management

Coral reef fisheries are of great importance both economically and for food security, but many reefs are showing evidence of overfishing, with significant ecosystem‐level consequences for reef condition. In response, ecological indicators have been developed to assess the state of reef fisheries and their broader ecosystem‐level impacts. To date, use of fisheries indicators for coral reefs has been rather piecemeal, with no overarching understanding of their performance with respect to highlighting fishing effects. Here, we provide a review of multispecies fishery‐independent indicators used to evaluate fishing impacts on coral reefs. We investigate the consistency with which indicators highlight fishing effects on coral reefs. We then address questions of statistical power and uncertainty, type of fishing gradient, scale of analysis, the influence of other variables and the need for more work to set reference points for empirical, fisheries‐independent indicators on coral reefs. Our review provides knowledge that will help underpin the assessment of the ecological effects of fishing, offering essential support for the development and implementation of coral reef fisheries management plans.     

Managing the development of artificial reef systems: The need for quantitative goals

Fisheries enhancement initiatives are a potentially useful tool for managers to supplement traditional approaches. Habitat‐based enhancements often deploy artificial reefs with the aim to increase the available structure to augment local production, yet current assessment approaches make it difficult to assess whether these reefs achieve pre‐deployment goals. This makes it hard for managers to determine whether artificial reefs could improve their fishery outputs, potentially leading to missed opportunities and reduced production. We reviewed 270 research articles to determine whether existing monitoring studies identify whether artificial reefs meet their pre‐deployment goals, thereby providing some evidence of their suitability for certain fisheries. We found only 62% of these studies clearly articulated the original goals of the reef. Goals were qualitative, and most studies were conducted over insufficient time frames to allow for ecological communities to stabilize and mature. It is therefore difficult to determine the success or failure of many artificial reefs in addressing the management issues for which they were deployed. In the light of these findings, we think the setting of explicit quantitative goals (which may be biological, social or economic), and monitoring the performance of reefs against these goals, could stimulate the broader application of artificial reefs in fisheries management strategies. Such an approach has been successfully adopted in aquaculture‐based fisheries enhancement, and we explain how current evaluation methods such as harvest strategies can be easily adapted to quantitatively monitor artificial reef performance.     

人工鱼礁对防城港海域小型岩礁性鱼类诱集效果研究

为探究人工鱼礁聚鱼效果,于2017年2月、4月、9月和11月主要通过声学探测技术,对防城港海域渔业资源密度、空间分布与大小组成进行了调查研究。结果显示,防城港人工鱼礁区及其临近海域4次调查共捕获各类游泳生物和底栖无脊椎动物201种,包括鱼类126种、蟹类32种、虾类20种、虾蛄类11种和头足类12种。双因素方差分析结果表明,调查海域渔业资源密度在时空层面上均存在显著性差异(P0.001),且交互作用显著(P0.001)。2月调查海域人工鱼礁区渔业资源密度(547745ind/n mile~2)约为其周边海域(203990ind/n mile~2)的2.68倍,表现出明显的聚鱼效果。其中,二长棘鲷(Parargyrops edita)、多齿蛇鲻(Saurida tumbil)、花斑蛇鲻(Saurida undosquamis)等岩礁性底层鱼类为该季度主要优势种类。各航次人工鱼礁区小型个体所占比重较高,其平均目标强度(TS)分别为–55.6 dB(2月)、–54.5 dB(4月)、–53.6 dB(9月)和–52.2 dB(11月),随个体生长其平均TS呈稳步增大的变化趋势。在垂直方向上,2月和4月航次人工鱼礁区90%以上回波单体主要分布在9～16m中下水层。上述研究结果表明,人工鱼礁建设对防城港海域小型岩礁性鱼类表现出明显的向底层诱集的效果,该结果能为海洋牧场生态效应系统评价提供重要支撑。     

人工鱼礁生态系统碳汇机理及潜能分析

人工鱼礁海区作为典型的浅海人工修复增殖生态系统,其生物群落结构、生态环境均在一定范围内受到人为调控,因此,该系统的碳循环过程和固碳能力很大程度上被人类生产活动所影响。本研究根据人工鱼礁生态系统的结构特征,探讨礁区主要生物固碳因子及其固碳机理,初步提出礁区生物固碳量的计量方法,并讨论通过人工鱼礁建设扩增海洋生物固碳的途径与方法。