粤东柘林湾溜牛人工鱼礁建设选址生态基础评价

为研究应用侧扫声纳技术评估已建人工鱼礁工程建设质量的可行性,于2017年4月应用侧扫声纳技术对已建1年的资源保护型人工鱼礁区进行现场勘测,随机选取AR1与AR2 2种人工鱼礁各15个,通过分析软件处理侧扫声纳实测数据,可获人工鱼礁的高度、沉降量、礁体布局等状态信息。结果显示,勘测礁区AR1型礁体高度为3.74~4.76 m,平均为4.44 m,沉降率为13.52%~32.20%,平均为19.20%;AR2型礁体礁体高度为2.57~3.45 m,平均为2.85 m,沉降率为13.67%~35.75%,平均为28.66%。截至调查时间为止,2种混凝土礁体结构较完整,个别礁体倾倒,实际礁体布局与预设布局有一定偏差。2种礁体沉降度单因素方差分析结果表明,2种礁体在投放海区的抗沉降能力差异显著,AR1型礁体抗沉降能力优于AR2型礁体。     

中国最早的人工鱼礁试验地——防城港市白龙珍珠湾海洋牧场人工鱼礁建设概述

1979年防城港市白龙珍珠湾海域实施中国首个人工鱼礁试验,到2012年开始实施海洋牧场建设。文章从海域自然条件、早期人工鱼礁状况、海洋牧场人工鱼礁建设概况、取得的效果等方面,简要阐述了防城港市白龙珍珠湾海域海洋牧场人工鱼礁建设情况。     

双岛湾海域人工鱼礁区水质状况及其季节变化特征

根据2011年夏季(8月)、秋季(11月)和2012年冬季(3月)、春季(5月)水环境调查资料,采用单因子污染指数法、营养指数法、营养状态指数法和有机污染综合指数法对威海双岛湾海域人工鱼礁区域的水质状况进行了评价.结果表明:(1)鱼礁区溶解氧、pH、无机氮、活性磷酸盐和COD污染指数均＜1.0,海水未受到上述因子的污染;(2)鱼礁区海水处于贫营养水平,水质指标季节变化不明显;(3)鱼礁区与鱼礁影响区、对照区比较,海水营养指数、营养水平和有机污染指数无显著差异,显示鱼礁短期内对水质改善作用不明显.     

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。     

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。     

SED型单波束测深仪在人工鱼礁选址的应用

以2010年在舟山中街山列岛黄兴岛西侧海域进行的人工鱼礁选址工作为例,介绍了SED型单波束测深仪海上数据采集流程和注意事项,详细探讨了数据校正的方法和效果。结果表明:(1)测深仪的数据经过奇异值校正和潮差校正数据更趋合理,校正后数据误差明显减低。(2)使用相对廉价的单波束测深仪,通过测线的加密以及连络线的合理布设,得到了较为理想的鱼礁靶区的水深资料,降低了选址初期的探测成本。     

渤海莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区浮游动物群落结构特征及其与环境因子的关系

浮游动物作为鱼类等游泳动物重要的饵料来源, 在海洋生态系统的食物网中占据重要地位。为探究渤海莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区浮游动物群落结构特征, 于 2018 年 3 月(春季)、7 月(夏季)、10 月(秋季)和 12 月(冬季)在芙蓉岛人工鱼礁区进行了 4 个航次的调查。对该海域浮游动物的种类、生物量、多样性指数及与环境因子的关系等方面进行了分析。结果表明, 4 个航次鱼礁区共鉴定出浮游动物 6 大类 34 种, 其中, 节肢动物 18 种、腔肠动物 3 种、 脊索动物 1 种、浮游幼虫 8 种、毛颚动物和其他海洋昆虫各 2 种, 主要优势种有 17 种, 存在一定的季节变化。对照区共鉴定出浮游动物 4 大类 28 种, 其中节肢动物 17 种、腔肠动物 1 种、浮游幼虫 8 种、毛颚动物 2 种, 主要优势种有 17 种, 存在一定的季节变化。鱼礁区和对照区浮游动物种类组成和优势种组成均高度相似, 群落结构无显著性差异。非参数多维尺度分析和聚类分析表明, 浮游动物群落组成存在明显的季节差异, 但区域间无显著差异。 环境因子在不同季节间存在显著差异(P<0.01), 但在鱼礁区和对照区间无显著差异。典范对应分析(CCA)结果表明, 芙蓉岛人工鱼礁区浮游动物群落结构受环境因子的影响, 影响浮游动物群落结构的主要环境因子依次为: SiO₃-Si、 溶解氧(DO)、透明度、温度、可溶无机氮(DIN)、叶绿素、盐度和 pH。本研究可为人工鱼礁建设、管理和渔业资源养护等提供参考依据。     

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。     

灰色拓扑模型在海州湾人工鱼礁区水质预测的应用

该研究分别采用残差修正的GM(1,1)模型和灰色拓扑预测方法对2007—2017年春(5月)、秋(10月)海州湾人工鱼礁区的溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)及溶解无机氮(DIN)4个指标的监测数据建立水质预测模型并选择精度较高的模型预测2018—2022年的水质变化趋势,最终利用2018年的调查数据对预测结果进行检验。结果表明,灰色拓扑模型相较于残差修正的GM(1,1)模型针对水质数据具有更好的预测精度,预测结果与2018年的调查结果较吻合,可信度较高;预测结果显示,DO和COD在2018—2022年能够保持良好的水质状态,可见人工鱼礁建设对海域水环境状况具有一定的修复作用,但BOD5和DIN存在一定的超标风险;针对灰色拓扑模型的改进仍具有很大的研究空间,有待进一步挖掘。     

基于线性食物网模型估算荣成俚岛人工鱼礁区刺参和皱纹盘鲍的生态容纳量

俚岛人工鱼礁区是中国北方近海典型的海珍品增殖型人工鱼礁生态系统,刺参(Apostichopus japonicus)和皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)是该生态系的主要增殖放流种类。基于2009年在荣成俚岛人工鱼礁区进行的周年生物资源调查数据,利用EWE软件构建俚岛人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),对该模型进行了不确定性及输入参数敏感度检验,系统分析了俚岛人工鱼礁区生态系统特征和能量流动规律,估算了俚岛人工鱼礁区生态系统内刺参和皱纹盘鲍的生态容纳量。模型由19个功能组构成,基本涵盖了俚岛人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程。分析结果表明,模型可信度P指数为0.51,小型底层鱼类生产量与生物量的比值(P/B)下降50%会使小型底层鱼类生物量(B)估算值变化1.36,影响最大;系统总流量为10 786.680 t/(km2.a),其中27%流向碎屑,17%以捕捞和沉积的形式流出系统;系统的总初级生产力为4 131.966 t/(km2.a);系统的总能量转换效率为10.5%,流量中来自碎屑的比例为39%,其中的61%直接来源于初级生产者,能流通道以牧食食物链为主导;刺参和皱纹盘鲍的生态容纳量为309.4 t/km2和198.86 t/km2,目前礁区刺参和皱纹盘鲍的生物量分别占估算生态容纳量的31.72%和26.15%,仍具一定的增殖空间。     

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。     

框架型人工鱼礁布放过程的动力学分析

为解决不当的人工鱼礁布放操作导致的鱼礁碰撞破坏、布置点偏离目标地点过大等问题,对静水环境下框架型人工鱼礁布放的动力学过程进行了研究。基于人工鱼礁下落过程的水动力学模型、鱼礁与海底接触碰撞模型,对现有碰撞力公式进行合理修正,建立了人工鱼礁布放过程的整体动力学方程;采用数值方法对动力学方程进行求解,得到鱼礁下落速度以及不同海底底质条件下的着底冲击力。分析表明,海底底质越硬,着底冲击力越大。采用多体动力学软件ADAMS对鱼礁在不同初始姿态下的布放过程进行模拟,采用有限元软件ANSYS Workbench对鱼礁结构进行强度分析。结果表明,鱼礁初始姿态倾斜角度越大,下落达到的稳定速度越小;棱着底的最大冲击力比面着底的要小,但产生的应力更大;最大应力发生在着底棱的中部。本研究可为合理规划人工鱼礁的布放和人工鱼礁的设计提供参考。     

海州湾人工鱼礁海域生态环境的变化

根据2003-2004年对海州湾人工鱼礁海域进行4个航次的调查结果,运用对比方法,分析了该海域的水质、底泥和浮游生物等在人工鱼礁投放前后的变化。结果表明,人工鱼礁投放所产生的上升流将沉积于底泥的氮营养盐携带至上层,使得鱼礁区的海水特性由氮限制转变为磷限制;鱼礁区与对照区点的浮游植物组成相似度由投礁前极高的0.963下降到投礁后3个月的0.863和7个月后的0.685,群落结构发生了较大变化;同时,鱼礁区的浮游动物个体增重率明显,达到了对照区的5倍之多,十分有利于渔业资源的增殖,人工鱼礁对于海域生态环境的改善作用得到了确认。     

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.     

青岛市崂山湾公益性人工鱼礁建设的探索与实践

人工鱼礁建设是指在自然海区营造适宜于水产经济生物生长繁殖的环境,从而吸引野生或人工放养的海洋生物定居,促进水生生态系统健康发展与海洋渔业资源的增殖与养护。青岛崂山湾公益性人工鱼礁区位于崂山湾南部海域,建设周期三年（2012年~2015年）,工程建设采用了混凝土和废旧渔船两类鱼礁体,共建设三处人工鱼礁群,每处人工鱼礁群使用海域200 hm2。项目建设期间需要采取多项安全防治和环保治理措施,后期管理工作也要同步展开。该项目建成后具有显著的生态效益、经济效益和社会效益,并将为修复海洋生态环境和渔业资源、发展生态休闲渔业、实现渔业可持续发展发挥重要的促进作用。     

大亚湾杨梅坑人工鱼礁区渔业资源变动初步研究

杨梅坑人工鱼礁区位于大亚湾西北部,2007年12月25日完成投礁9．51×10^4m^3,礁区面积2．75km^2。分别于2007年、2008年和2009年春季,采用拖网和刺网相结合的方法,进行了1次建礁前的本底调查和2次建礁后的跟踪调查。结果表明,礁区2次拖网跟踪调查的游泳生物平均渔获种数分别为建礁前调查的2．13倍和2．50倍,平均资源密度分别为建礁前调查的3．38倍和8．19倍,平均尾数资源密度分别为建礁前调查的11．57倍和23．39倍。礁区2次刺网跟踪调查礁区游泳生物平均渔获种数分别为建礁前的2．29倍和3．14倍,平均渔获率分别为建礁前的5．51倍和9．49倍,平均尾数渔获率分别为建礁前的11．33倍和10．06倍。渔业资源生物多样性指数呈上升趋势。     

大亚湾杨梅坑人工鱼礁水域生物资源量声学评估

杨梅坑人工鱼礁区位于深圳市东部大亚湾海域,2007年3月20日开始投礁,12月25日正式完成全部工程施工任务,建礁体积9.51万km3,礁区面积966 m×2 851 m.从2007年4月到2009年5月,使用科学鱼探仪(EY60型,120 kHz,Simrad)先后在不同季节对大亚湾杨梅坑生态调控区的礁区内和礁区外水域进行了6次声学调查,共获取有效声学航程122.54 n mile,以了解建礁后该水域生物分布和资源量密度变化情况.调查中设站点进行生物学拖网采样以辅助声学评估.利用Echoview声学处理软件对数据进行分析处理,结合历史资料记载的生态、资源特点以及本研究中拖网生物学数据,以0.5 n mile为间隔输出积分值,并对该海域的生物资源量密度和生物资源量进行评估.声学评估结果表明,第1航次春季调查礁区内和礁区外的平均生物资源量密度分别为41×103 kg/n mile2和28×103kg/n mile2,第3航次春季调查礁区内和礁区外的平均生物资源量密度分别为16×103 kg/nmile2和10×103 kg/n mile2,第4航次夏季调查礁区内和礁区外的平均生物资源量密度分别为65×103 kg/n mile2和3×103 kg/n mile2,第5航次秋季调查礁区内和礁区外水域的平均生物资源量密度分别为165×103 kg/n mile2和45×103 kg/n mile2.结果表明,礁区内水域的平均生物资源量密度高于礁区外水域,并且随着建礁时间的推移,礁区内水域的生物资源总量基本呈增长趋势,同时礁区内的声学评估种类也明显增加.根据拖网生物学数据,建礁后优势种中的优质经济鱼类种数增加明显,如黄斑蓝子鱼和日本金线鱼等,说明人工鱼礁的建设有效地改良了渔业资源结构.     

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。