嵊泗人工鱼礁建设初期效果评价

基于2004年渔业资源的本底调查和2005年四个季度的跟踪调查结果，对嵊泗人工鱼礁一期工程的建设效应进行了初步评估，得到如下结果：（1）投礁后，礁区渔业资源生物量的相对变化率呈现上升趋势，平均增幅达75％，到了秋季生产力达到2004年同期的4倍多，而对照区的资源量则以36％的平均幅度减小；（2）投礁前，各个多样性指数相差不多，投礁后，鱼礁区的多样性值逐渐赶上并超过对照区，平均高出25％左右；（3）投礁前后，对照区的经济种种类数维持在10种左右，而鱼礁区随着礁体的投放，经济种增加，多达25种。结果表明，鱼礁投放后，鱼礁区生产力得到了提高，群落结构也得以明显改善，人工鱼礁的经济、生态效应已有良好的初步体现。     

长江口牡蛎礁恢复及碳汇潜力评估

牡蛎礁是温带河口和滨海区一种特殊的海洋生境,它具有生物生产、净化水体、提供鱼类生境、维持生物多样性和防止海岸侵蚀等重要功能,根据对长江口牡蛎礁恢复工程的跟踪监测结果,分析和评估该人工牡蛎礁恢复及碳汇潜力。研究结果表明,在2004—2010年期间,该人工牡蛎礁牡蛎种群的增长迅速,2005年牡蛎平均密度和生物量达到最高,以后各年牡蛎生长过程中存在＂自疏＂现象和死亡,总密度下降,但个体增长。牡蛎礁上大型底栖动物物种数、总密度和总生物量呈快速的增长趋势,2004年至2010年共出现大型底栖动物47种,至2010年8月其密度和生物量分别达到941ind·m-2和44.51g·m-2。该人工牡蛎礁具有强大的固碳能力,通过牡蛎的钙化过程,单位面积年固碳量为2.70kg·m-2,年平均固定碳量达3.33×104t,直接产生的年平均固碳效益达837万元,相当于营造1110hm2热带森林。     

建设人工藻礁的意义

从人工藻礁在藻场修复中的作用以及其建设过程可以利用陆地上废弃物2个方面论述了建设人工藻礁的意义。     

人工鱼礁结构设计原理与研究进展

为了解侧板结构对八棱柱型人工鱼礁流场效应的影响,实验基于计算流体力学方法 (computational fluid dynamics, CFD),利用大涡模拟 (LES)对4种不同侧板结构的八棱柱型人工鱼礁周围流场变化进行数值模拟,并以上升流体积、背涡流体积和向上输运通量等为流场效应指标进行了分析,同时利用水槽实验对数值模型进行验证。结果显示,水槽实验流速与2种尺寸数值模拟流速的均方根误差最大不超过0.065。0°垂直迎流时,2种来流速度下,A型、C型和D型礁的上升流体积较B型礁最大分别高35.6%、244.1%和80.1%,背涡流体积较B型礁最大分别高193.5%、115.8%和88.8%。C型和D型礁的向上输运通量均大于A型礁,且C型礁最大向上输运通量是D型礁的1.29倍。不同迎流角度下,C型礁和D型礁的上升流体积和背涡流体积在4种角度下差异显著,且迎流面投影面积和上升流体积及背涡流体积之间相关系数较小。研究表明,实验所采用的数值模拟准确可靠;侧板数量增加对于提升八棱柱型人工鱼礁流场效应尤其是上升流效应作用明显;下层侧板固定时,上层为倾斜侧板有利于提升礁体的上升流效应,上层为垂直侧板时有利于提升礁体的背涡流效应;不同的侧板组合会影响礁体对迎流角度的适应性。本研究结果可为鱼礁单体的优化设计以及大尺度海洋数值模型中阻力参数设定提供参考。

     

人工鱼礁的起源和历史

人工鱼礁与海底间的最大静摩擦系数是人工鱼礁安全校核所需的重要参数,对其影响因素的分析可作为人工鱼礁设计优化的科学依据。该研究共设计了6种底面开口比不同的人工鱼礁模型,对5种载荷和5种底质粒径条件下礁体模型的最大静摩擦系数进行了150组平面拉动试验,分析了最大静摩擦系数随底质泥沙粒径、底质含水率、加载质量、礁体底面开口比及开口位置的变化规律。研究结果表明：1)含水率为饱和条件下,底质为砾石和砂质时最大静摩擦系数随底质粒径的减小而增大,底质为粉砂黏土时最大静摩擦系数则明显变小;2)底质为粉砂黏土时最大静摩擦系数随含水率的增加先增大后减小,含水率为35%时最大静摩擦系数达到最大值;3)各底质条件下最大静摩擦系数均随加载质量的增加而减小,随礁体底面开口比的增大而增大,且与底面开口位置无关。     

一种圆台型人工鱼礁非线性波浪作用受力分析

为探求人工鱼礁水平波浪受力的非线性影响因素,获取更接近实际水平波浪力的数值计算方法,以校核验证鱼礁在海底的力学稳定性。本研究基于二阶Stokes波浪理论,借助无量纲化方法对计算水平波浪力的Morison方程进行非线性因素分析。以一种圆台型人工鱼礁为例,采用计算流体力学方法实施边界造波,建立求解鱼礁波浪力的三维非线性波浪数值水槽模型。依据数值计算结果,采用回归分析方法,求得鱼礁在二阶Stokes波浪作用下,正向最大受力(Fmax)与波陡(δ)最佳关系方程：Fmax=?0.89+110.44δ,相关系数(R2)为0.9795;最大负向受力(F–max)与波陡(δ)最佳关系方程：F?max=?0.10?83.52δ,相关系数(R2)为0.9899。圆台型鱼礁在本研究中给定最小与最大波陡波浪下的不漂移安全系数与不翻滚安全系数分别为3.45、2.11与7.54、3.96。研究表明,影响人工鱼礁波浪受力的主要非线性因子为波陡项,随着波陡的增加,非线性作用逐渐加强。鱼礁水平波浪力值随波浪运动做周期性正、负变化,同一时刻,其受力值随着波陡值的增加而增大;鱼礁正、负向最大波浪力与波浪波陡值分别呈正、负线性增长关系;圆台型式人工鱼礁抗滑移与抗翻滚特性较好,在大波陡波浪作用下具有良好的安全稳定性。     

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。     

牡蛎礁修复的底物筛选：新、旧牡蛎壳附苗效果比较#br#

通过2019年室内和野外附着实验,检验了牡蛎壳(新壳和旧壳)和生物膜(有生物膜和无生物膜)对牡蛎附着量的影响。室内附着实验表明,在生物膜处理下新壳上牡蛎附着量显著高于旧壳(P<0.05);而在无生物膜对照组中,新、旧壳上牡蛎附着量无显著差异(P>0.05)。野外附着实验发现,生物膜显著提升了旧壳上牡蛎附着量,但对新壳上牡蛎附着量无显著影响。通过2020年野外附着实验,检验了牡蛎壳(新壳和旧壳)和潮区(滩面以上0.6 m和1.1 m)对牡蛎和藤壶附着量的影响。牡蛎附着量在每个潮区中,15 d、45 d和70 d时新壳均显著高于旧壳(P<0.05)。藤壶附着量仅在0.6 m潮区中、15 d时新壳显著高于旧壳,而45 d和70 d时,各潮区中新、旧壳上藤壶附着量均无显著差异(P>0.05)。研究发现,总体来看新壳的附苗效果好于旧壳,这种差异涵盖了整个牡蛎繁殖、附着及补充的高峰期。因此,牡蛎礁修复中应优先选取新壳作为底物。     

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。     

广东省海洋牧场发展现状、问题与对策

采用文献查阅、海域实地调查相结合的方法,总结国内外海洋牧场的发展与现状,分析广东人工鱼礁、增殖放流和国家级海洋牧场示范区的建设历程,海洋牧场相关产业的发展现状和存在问题。广东建有50座生态型人工鱼礁区、3个大型人工鱼礁示范区、1个地方人工鱼礁区和15个国家级海洋牧场示范区,合计海域面积1 499.68 km²,建造投放礁体200.4万空m³。目前广东海洋牧场存在管理机制不完善、发展理念和认识不统一、用海海域权责不清、建设技术标准和规范缺乏、科技化程度低、产业化开发受限等问题。基于此,提出广东海洋牧场发展的对策：坚持生态优先,加强多部门统筹协作;创建有利于市场化运作的管理模式;突破海域权属问题;建立广东海洋牧场建设技术标准体系;加强广东海洋牧场建设的基础和关键共性技术研究;因地制宜建立广东海洋牧场产业化模式。了解广东海洋牧场的发展现状,借鉴国内外相关经验探究海洋牧场产业的发展对策,可为广东海洋牧场有效管理、高效可持续开发,以及实现广东海洋牧场三产融合发展提供参考。