人工鱼礁材料添加物碳封存能力及其对褶牡蛎(Ostrea plicatula)固碳量的影响

本研究将农渔废弃物(花生秸秆和海湾扇贝壳)作为鱼礁材料添加物,利用礁体自身碳封存增加人工鱼礁碳汇潜能的可行性,并通过研究礁体附着生物的变化特征,探讨礁体材料添加物对人工鱼礁生态系统生物固碳的影响。结果显示,实验海区礁体附着生物的优势种为褶牡蛎(Ostrea plicatula Gmelin),添加了花生秸秆和海湾扇贝壳的人工鱼礁并未显著增加褶牡蛎的附着量(P0.05)。通过对添加物礁体自身碳封存量的计算,海湾扇贝壳添加物单位实验礁的最小碳封存量为104.13 kg,最大碳封存量为260.32 kg;花生秸秆添加物单位实验礁的最小碳封存量为296.28 kg,最大碳封存量为740.70 kg;实验礁体添加物的总碳封存量达2802.87 kg。以此估算,如将实验所在的66.67 hm2礁区已投放的圆管型混凝土礁材料加入添加物,以海湾扇贝壳替代率为10%计算,至少可完成52040.00 kg碳的封存,以花生秸秆替代率为25%计算,礁体自身的碳封存量可达370350.00 kg。     

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。     

青岛石雀滩海域人工鱼礁材料对附着生物群落结构的影响

为研究不同礁体材料对附着生物群落结构的影响,本研究在山东青岛石雀滩海域进行附着生物挂板实验,挂板材料包括普通硅酸盐水泥(P)、添加贝壳粉硅酸盐水泥(S)、钢板(F)。结果显示,共鉴定出附着生物69种,其中,贝壳粉硅酸盐水泥挂板最多(53种),其次是普通硅酸盐水泥挂板(51种),钢板最少(31种)。普通硅酸盐水泥挂板和粉硅酸盐水泥挂板的优势种均为褶牡蛎(Ostrea plicatula)、紫贻贝(Mytilusgallo provincialis)和麦秆虫(Caprella sp.);钢板的优势种为紫贻贝、麦秆虫和青岛板钩虾(Stenothoe qingdaoensis)。9~11月为生物附着高峰期。粉硅酸盐水泥挂板的平均生物量最高,达到4717.50 g/m2,普通硅酸盐水泥挂板次之,为2621.12 g/m2,钢板最小,为163.85 g/m2。附着生物Shannon-Wiener多样性指数(H¢)和Pielou均匀度指数(J)平均值均为钢板＞普通硅酸盐水泥＞粉硅酸盐水泥。研究表明,添加贝壳粉硅酸盐水泥的生物种类和生物量最大,生物附着效果最好。本研究为人工鱼礁附着生物群落特征的研究和人工鱼礁材料的选择提供了参考依据。     

海湾扇贝骨料不同替代率对人工鱼礁物理性能影响及碳汇作用分析

本研究在抗压强度为C25的普通混凝土配合比的基础上,采用粗、细扇贝壳对混凝土中的天然骨料部分替代,并对扇贝壳混凝土配合比进行了研究,比较了粗、细扇贝壳替代天然骨料混凝土的工作性能和基本力学性能,并根据山东省2016~2020年的投礁计划,对利用扇贝壳替换人工鱼礁混凝土中天然骨料的固碳潜能及可清理的废弃扇贝壳堆积面积进行估算。结果显示,随着扇贝壳替换天然骨料比例的增加,混凝土的塌落度呈降低趋势。粗扇贝壳替换天然粗骨料混凝土较细扇贝壳替换天然细骨料混凝土的塌落度降幅大;粗扇贝壳替代混凝土中的天然石时,扇贝壳混凝土的抗压性能与基准混凝土基本接近,粗扇贝壳的最佳替代率为40%,28 d抗压强度较基准混凝土提高了7.3%。用细扇贝壳替代混凝土中的天然砂时,可使混凝土的抗压性能较基准混凝土提高幅度较大,最佳替代率为60%,28 d抗压强度较基准混凝土提高了33.5%;以细扇贝壳替换混凝土天然细骨料替换率为50%~70%估算,山东省2016~2020年计划新建的2043万空方人工鱼礁均用此种混凝土制作,可实现礁体固碳量27.54~38.56万t,可减少废弃贝壳陆地堆积面积5.89~8.24 km2,具有很高的生态潜能。     

天津大神堂海域不同时间序列礁体附着生物群落特征变化

本研究于2018年9月通过打捞鱼礁的方式调查了2010、2012、2014、2016和2018年投放礁区礁体附着生物情况。结果显示,虽然不同年份投礁区礁体附着生物的种类和数量有所差异,但长牡蛎(Crassostrea gigas)均占绝对优势。2018年投礁区由于礁体投放时间较短,尚未形成稳定的附着生物群落,其礁体附着生物的种类数、附着生物数量和重量、生物多样性指数和物种均匀度指数均显著低于其他年份。2010年投礁区域礁体附着生物种类和数量均显著高于其他年份,但在附着生物重量上无显著差异。研究表明,人工鱼礁附着生物优势种种类组成受到其所处海域地理位置的影响很大,时间序列对人工鱼礁附着生物的影响在投放前期较为明显,当生物量达到一定数值后,其影响明显减弱,但其生物生态环境仍在缓慢改善,生物多样性逐步增加。     

珠江口竹洲人工鱼礁与相邻天然礁附着生物群落结构研究

2011年9月利用潜水原位采样法对竹洲人工鱼礁及附近天然岛礁上附着生物群落进行了调查。此次调查共记录附着生物68种,多属于热带一亚热带暖水种,其中优势种为网纹藤壶（Balanusreticulatus）、华美盘管虫（Hydroideselegans）和马氏珠母贝（Pinctadamartensi）。投礁6个月的礁体上附着生物种类和生物量与天然岛礁上附着生物存在显著差异,投礁12个月礁体上附着生物种类与天然岛礁上附着生物差异有减少趋势,生物量不存在显著差异。聚类分析表明竹洲礁区海域附着生物群落可划分为2个群落,投礁12个月礁体与天然岛礁同属一个群落,投礁6个月礁体附着生物为一个群落。人工鱼礁附着生物群落演替过程中改变了礁体表面空间结构,空间异质性提高,人工鱼礁附着生物群落逐步向着天然岛礁附着生物群落的方向发展。     

人工鱼礁附着生物影响因素研究进展

人工鱼礁是用于营造海洋牧场、调控和优化海洋生态环境、增殖生物资源的人工设施.人工鱼礁投放入海后,受海水环境和气候等因素影响,礁体附着生物的种类组成和数量出现明显的时空变化.文章综述了影响人工鱼礁附着生物时空变化的主要环境因子及其它因素,探讨了目前人工鱼礁附着生物研究的主要方向,以期为我国人工鱼礁建设提供一定的理论基础.     

南戴河海域人工鱼礁礁体结构选型及布局

<正>1人工鱼礁的选型人工鱼礁礁体的选型需考虑拟投礁海域生物种类的习性,以适应不同生物的需要。礁体的高度必须考虑投礁区的水深、底质及船舶的航行安全。根据以往建造人工鱼礁的经验,选择普通花岗岩石材和钢筋混凝土结构的礁体比较合适,因为这两种鱼礁建造成本低,取材容易,且在海水中性能稳定,具有很强的耐腐蚀功能,长期放置无有害物质扩散,对海域生态环境无污染。此外,石材和混凝土构件鱼礁易被生物附着,可使水域中生     

人工鱼礁礁体设计的研究进展

从水动力学、生物学和材料学等角度介绍了人工鱼礁礁体设计的研究进展,探讨了水动力学与礁体设计间的相互作用,并从构筑材料、水动力学、生物因素和配置等方面对人工鱼礁礁体设计研究进行了简要归纳,以期为中国南海区人工鱼礁事业提供参考.     

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。     

混凝土人工鱼礁选型的初步分析

人工鱼礁的选型优化包括对礁体材料和礁体构造的选择。参考目前现有人工鱼礁结构类型,选取混凝土为设计礁体材料,计算各礁体实体体积、空方体积、表面积及其重量,通过计算找出礁体各性能参数之间的关系。引入礁体每体积混凝土产生的空方体积(ε)和表面积(η)两个优化参数,来衡量礁体的性能。结果表明:框架形礁ε值相对较高,而异体形或组合鱼礁η值相对较高,说明框架形礁体单位体积混凝土产生流态效应最好,异体形或组合结构礁体单位混凝土附着面积较多。同时引入有效空方体积概念,进一步说明礁体结构与流态的关系。     

桑沟湾不同区域养殖栉孔扇贝的固碳速率

测定桑沟湾深水区、浅水区栉孔扇贝固碳量,并进行固碳速率的标准化处理,增加了与陆地生态系统固碳率的可比性,分析了栉孔扇贝在不同养殖区的固碳速率及其主要控制因素。研究显示,对于同一养殖种类,深水区生物固碳的速率比浅水区高两倍。不同区域,贝类壳碳及软体部中碳的含量没有显著性差异,导致区域性差异的主要原因是由于生长速度、养殖密度及存活率的不同而导致单位面积的产量存在差异。养殖栉孔扇贝的固碳速率可与森林相媲美。另外,贝类的养殖活动与浅海生态系统的碳循环之间关系复杂,需要加强贝类的摄食、呼吸、生物沉积、钙化等整个生理生态学过程研究。     

The effects of epibenthic communities on reef fishes in the northern Gulf of Mexico

Abstract  Reef fishes were compared between artificial reefs with ( n  =   20) and without ( n  =   20) epibenthic communities in the northern Gulf of Mexico. Artificial reefs were built in June 2003; half were coated with copper-based paint to prevent epibenthic community development. Reefs were surveyed by SCUBA divers to estimate fish abundance in the autumn and winter 2003 and spring 2004. Total fish abundance and abundance of red snapper, Lutjanus campechanus (Poey), and gray triggerfish, Balistes capriscus Gmelin, were significantly ( P  ≤   0.05) higher on reefs with epibenthic communities. In the spring 2004, the abundance of belted sandfish, Serranus subligarius (Cope), the size of red snapper and community measures of diversity and evenness were significantly ( P  ≤   0.05) greater on unpainted reefs. These significant differences provide evidence that reef fishes were positively affected by the presence of epibenthic organisms that probably provided increased food resources.     

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。     

一种新型贝壳鱼礁的大型底栖藻类附着效果初探

在大连市长海县大长山岛海域选取A、B、C 3个区域,于2013年11月向A区和C区分别投放混凝土构件礁和新型贝壳鱼礁,B区作为空白对照区,于投礁1个月、半年和1年后对3个区域开展环境因子和大型底栖藻类资源状况调查,分析藻类群落演替规律及其与环境因子的关系,评价贝壳礁上藻类的附着效果。调查结果表明,投礁1个月后,3个区域藻类种类和数量差异较小,随着投礁时间延长,混凝土构件礁区和贝壳礁区大型底栖藻类的生物量和种类均大于空白对照区,其中贝壳礁区藻类生物量和种类增加得更为显著,且相较于另外2个区域,藻类群落结构更早趋于稳定。环境因子对藻类生物量影响的去趋势对应分析和主成分分析表明,影响不同藻类生物量的环境因子有差别。分别对3个区域的藻类群落和主要环境因子指标进行冗余分析发现,影响3个区域藻类群落变化的最主要环境因子均为水温,影响自然礁石和混凝土构件礁上藻类群落的次要因子为氮、磷营养盐等,而影响贝壳礁上藻类群落的次要因子为溶解氧和叶绿素a。     

现场海域人工鱼礁分布状态聚类分析

人工鱼礁的流场营造、鱼类诱集等建设目标,一般是通过单位鱼礁、鱼礁群等不同规模的形式实现的;实际投放的成千上百个人工鱼礁处于何种分布状态、它们是否满足单位鱼礁等规模要求,是非常值得关注的课题。本文利用空间聚类分析,借助基于划分的算法、基于层次的算法和基于约束的算法对投放后的鱼礁进行划分、归类或剔除,并选择单位鱼礁的重心、影响面积、鱼礁单体数量以及礁体间距4个指标进行比较分析,探讨人工鱼礁实际的组合聚类模式。结果显示3种空间聚类算法误差的排列顺序为：约束算法<划分算法<层次算法。通过对比分析,在基于约束的聚类算法下,最能反映人工鱼礁的实际集聚情况。     

XLP涂料对合浦珠母贝成活率、生长及附着生物量的影响

研究了XLP防污涂料对合浦珠母贝Pinctada fucata成活率、生长及附着生物量的影响。经XLP防污涂料处理后的贝,其附着生物量明显低于对照组;经防污涂料处理后的养殖网笼具,其附着生物量也明显低于对照组;贝和养殖网笼具同时用XLP防污涂料处理时,防生物附着的效果最好。经XLP防污涂料处理后,处理前期（30～60d）合浦珠母贝养殖成活率与对照组的成活率接近,或者略低于对照组;养殖120d后试验组成活率则高于对照组。使用XLP防污涂料处理后养殖120d,合浦珠母贝的个体大小及体重高于对照组。试验结果表明,使用XLP防污涂料能有效防御污损生物附着,有利于合浦珠母贝的养殖。     

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。