人工鱼礁竖板不同方形孔径对黑鲷幼鱼诱集效果研究

建设人工鱼礁是修复海洋生境、养护渔业资源的重要措施.钢筋混凝土鱼礁是常用的人工鱼礁类型,鱼礁竖板(侧板、内部间板)方形开孔是钢筋混凝土鱼礁结构设计中主要设计参数,竖板方形孔径大小是影响鱼类诱集效果的重要因素.以人工鱼礁区常见的礁栖鱼类黑鲷(Sparus macrocephalus)幼鱼为研究对象,设计制作具有不同方形孔...     

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。     

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。     

探析人工鱼礁对海洋生态渔业资源的作用

人工鱼礁能改善近海海洋环境，使原本鱼种较少的砂泥底质环境变成生产力较高、鱼种较多的岩礁环境，可为鱼类等海洋生物提供繁殖、生长发育和栖息的场所。近几年来，日照市近海海域投入的各类增殖型人工鱼礁，有利促进了有机物的沉积和多种藻类附着生长，保护了恋礁性鱼类，形成了头足类的产卵场，同时，底栖海洋生物得到了保护，充分发挥了海洋资源修复、增殖的作用。     

刺参增殖礁区增殖海藻的方法

在海洋生态修复和渔业资源修复两大工程中,人工鱼礁建设是该项工程的重要组成部分。人工鱼礁从作用和功能可分为三大类,即集鱼礁、海珍品增殖礁和休闲垂钓礁。鱼礁建成后,由于海流的作用,有利于有机物的沉积和刺参的隐蔽。但由于刺参的食源很广,单靠自然沉积的饵料是不够的,只有通过移植和养殖各种藻类     

南戴河海域浅海养殖环境调查结果与现状评价

抚宁县境内实际控制海岸线12.5 km,整个海岸呈东北至西南走向,位于北纬39°45′线附近,整个海域面积19 744 hm2,适合养殖13 500 hm2,主要养殖方式为浅海筏式扇贝养殖和底播增养殖底栖贝类及目前急待大规模开发的人工鱼礁海洋牧场项目.为研讨该项目可行性,我们与秦皇岛海洋监测站一起对该海域进行了环境调查与现状评价,本次调查论证在历史资料的基础上又进行了部分现场勘查,按水环境、沉积物环境进行评价和论证.     

海上养殖设施与人工鱼礁融合布局流场分析

为拓展人工鱼礁的聚群功能,实现网箱及筏架多层次养殖的现代海洋牧场新模式,在网箱附近构建一定形态的人工鱼礁群,采用CFD软件并进行二次开发,模拟往复潮流,对鱼礁区流场分析。结果显示:网箱附近放置部分鱼礁,在海底流速为1 m/s的情况下,礁区内布置的网箱(围栏)养殖区域内的流速为0. 60～0. 80 m/s;在礁区后方形成较大范围的涡流区,流速在0. 2～0. 67 m/s。根据大型网箱、围栏的投饲情况,分析了礁区内往复海流对养殖固形物携带能力。验证了人工鱼礁群、网箱及养殖筏架综合布局新模式的可行性。研究表明:人工鱼礁群落对内部放置的网箱具有一定的阻流作用,在鱼礁群落的后侧,适合贝类及藻类的筏架养殖。该研究为现代化海洋牧场生态环境构建提供了理论依据。     

渤海湾天津近海人工鱼礁实施效果初步研究

为了掌握人工鱼礁建设对海洋生物资源和海洋生态环境的作用效果,在汉沽示范区已投放人工鱼礁海域进行了跟踪监测与研究。研究结果表明:投放1年的礁体表面90%以上被生物覆盖,附着厚度10~15cm,附着生物以长牡蛎、密鳞牡蛎为主要优势种,单位面积附着量6.25kg/m2。实验数据显示附着的牡蛎及其它生物生长良好。从浮游生物、底栖生物、鱼卵、仔稚鱼密度分布以及礁体生物附着状况来看,人工鱼礁区良好的生态效应已初步显现。在礁区周围的海底出现了以礁体为中心的高生物量区向四周扩散的趋势。从生物多样性和总生物量的角度来看,汉沽示范区人工鱼礁对改造局部区域的海洋生态环境起到了良好作用。     

柘林湾海洋牧场生态系统服务价值评估

采用生态系统服务理论,对柘林湾海洋牧场建设前后生态系统服务价值进行了系统评估。在此基础上,运用ArcGIS分析了柘林湾海洋牧场网箱养殖区、海藻增殖区、贝类底播区、人工鱼礁区、增殖放流区等不同功能区生态系统服务价值的空间分布特征。结果表明,2011—2013年,柘林湾生态系统服务价值从海洋牧场建设前的58 613万元上升至建设后的67 370万元。价值构成未发生明显变化,表现为供给服务价值最高,文化服务价值次之,调节服务价值相对较低。柘林湾海洋牧场不同功能区服务功能价值空间分布特征大致为网箱养殖区海藻增殖区贝类底播区人工鱼礁区增殖放流区。     

莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区大型底栖动物的营养结构特征

人工鱼礁建设是改善底栖生境、提高底栖动物多样性和资源丰度的重要措施之一，其建设效果与投放时间长短密切相关。为了探究投礁时长对大型底栖动物营养关系的影响，实验应用稳定同位素技术对比分析了莱州湾芙蓉岛海域不同礁龄人工鱼礁区和对照区大型底栖动物及其食源的碳、氮稳定同位素组成，计算了不同区域大型底栖动物的食物基础以及消费者的营养级。结果显示：①长礁龄区、短礁龄区和对照区的大型底栖动物δ¹³C值分别为−25.08‰~−13.34‰、−25.86‰~−17.80‰和−25.39‰~−11.06‰；δ¹⁵N值分别为10.73‰~15.78‰、10.02‰~14.89‰和10.17‰~15.80‰。②相较于短礁龄区和对照区，长礁龄区底栖动物群落营养多样性更高，食物来源多样性水平更高，群落内营养生态位更加多样化，群落结构稳定性较好。③以食性为依据，将大型底栖动物分为浮游生物食者 (Pl)、肉食者 (C)、碎屑食者 (D)和杂食者 (O)等4类摄食功能群，在4类潜在食源 [浮游植物、浮游动物、水体悬浮颗粒有机物 (POM)和沉积物有机物 (SOM)]中，浮游植物碳源对除肉食者外的3类消费者的平均贡献率最高 (31.40%)。④长礁龄区、短礁龄区和对照区的消费者营养级分别为2.00~3.83、2.00~3.49和2.00~3.87；此外在长礁龄区出现了相对多的高营养级捕食者，从而证实长礁龄区的底栖动物群落具有更复杂的营养结构。同时发现，人工鱼礁建设能使大型底栖动物更充分地利用浮游植物碳源，并且能够增加底栖动物群落的营养多样性和丰富度，促进群落中较高营养级动物的增加。本研究结果有助于了解人工鱼礁建设的环境生态效应，为进一步研究底栖生境食物网的物质循环和能量流动提供了基础资料。     

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。     

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。     

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。     

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(P<0.001),且交互作用显著(P<0.001)。2 月调查海域人工鱼礁区渔业资源密度(547745 ind/n mile2)约为其周边海域(203990 ind/n mile2)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(Sauridaundosquamis)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 9~16 m 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。     

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。     

Numerical investigation into effects of seabed topography on flows in and around artificial reefs

ABSTRACT:   Deploying artificial reefs is a proven technique for increasing both the number of fish and the diversity of the marine ecosystem in a particular area of the sea body. Previous investigations in this field have generally focused on the influence of the reef block design on flow phenomena. By contrast, the effects of the seabed topography on the performance of the reef have received comparatively little attention. Accordingly, in the present study numerical simulations are performed to investigate the effect of different seabed topographies on the flow field structures created both in and around artificial reefs. The simulations focus specifically on the effects induced by concave and convex seabed features, i.e. mounds and trenches, respectively, characterized by various degrees of inclination. The simulations are performed using a finite volume numerical method, in which the seabed features are modeled using simple trapezoidal blocks. A total of 18 different reef block–seabed topography systems are considered. The simulation results provide a valuable reference for marine engineers and ecologists when formulating deployment strategies aimed at enhancing the performance of artificial reefs.     

夏季柘林湾-南澳岛海洋牧场营养盐的空间分布及其评价

柘林湾-南澳岛海洋牧场由网箱养殖区、贝类底播区、海藻养殖区和人工鱼礁区4个不同的功能区构成。根据2011年夏季（8月）海水营养盐的调查数据,分析其表层海水营养盐含量的空间分布特征,并对其污染现状进行综合评价。结果表明,氮、磷营养盐的空间分布均呈现由西北部柘林湾近岸海域向东南部海域递减的变化趋势。不同功能区中,无机氮（DIN）和活性磷酸盐（PO4-P）的高值出现在网箱养殖区,硅酸盐（SiO3-Si）的高值出现在贝类底播区,人工鱼礁区的营养盐水平均较低。单因子污染指数、污染物分担率和综合污染指数评价结果也表明,海洋牧场受到DIN和PO4-P污染的程度以及富营养化程度均呈现由西北海域向东南海域递减、近岸向离岸递减的变化趋势。网箱养殖区受DIN和PO4-P污染最重,呈现严重富营养化,其次为贝类底播区,而人工鱼礁区和对比区受到的污染程度均较轻。     

人工鱼礁结构设计原理与研究进展

人工鱼礁的结构设计目前尚无明确的原理和依据。本文从流场效应、生物效应、遮蔽效应的角度阐述人工鱼礁结构设计的基本原理,举例说明了相关的依据和方法,总结分析了适合不同海域类型的人工鱼礁区建设模式及其未来发展,以期为人工鱼礁的结构设计和海洋牧场规划提供参考。