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TR人工鱼礁建设技术的初步研究

时间:2022-05-28 11:40:02 浏览次数:

zoޛ)j馔MI4SE4SGiM/yP?MQ$ASGivNM}󖡭计划》开始将其上升到国家发展计划中来,在1983年美国参加游钓活动人数达5400万人,游钓船只达1100万艘,游钓鱼类产量约140×104t,占全美渔业总产量的35%,占使用上市量的2/3,为游钓鱼业服务的社会收益大于180亿美元,成为当今世界上名不虚传的游钓鱼业王国。

从1979到1980年,我国沿海各省投放了不同类型的人工鱼礁共计28000多个,进入20世纪90年代,由于资金和管理经验不足,加之人工鱼礁带来的效益不明显,我国人工鱼礁建设陷入停滞状态。经过调整,我国人工鱼礁在暂停10余年后又再度兴起,2003年至2010年间,舟山市投入2500万元进行人工鱼礁建设。

目前TR人工鱼礁仅局限在刚开发阶段,礁体投放和特殊水产品养殖无法实现,究其原因主要是TR人工鱼礁建设的关键技术仍然欠缺(如:TR人工鱼礁的投放、管理和特殊水产品养殖)。TR人工鱼礁建设情况基本无文献报道,与其他人工鱼礁对比,TR人工鱼礁有较大的创新,具有良好的抗风浪能力。

1 TR人工鱼礁结构

整个TR人工鱼礁尺寸为2.6m×2.6m×2m,包括四条桁架上水动力板在内,每个礁体空方数为5.1m3,总重量约8.1kN,如投放2010个,共计礁体空方数10250m3。考虑到放置水域底质为泥,且深度最多达0.5m,为避免人工鱼礁整体陷入淤泥,因而在底面安置钢板,然后铺上砾石,达到增殖养殖的目的。功能良好的人工鱼礁应当具备良好的透空性和透水性。保证礁体内空隙的数量、大小和形状适合礁体周围生物的种类和数量,并使礁体内有充分的水体交换。因此在钢板上铺的砾石应带规格平均粒径为50mm,这样能保证养殖空间足够的透空性和透水性。因此,TR人工鱼礁是增殖型和养殖型功能兼具的多功能人工鱼礁。如图1、图2、图3、图4。

2 TR人工鱼礁的选址

2.1 人工鱼礁选址需考虑的因素

人工鱼礁的投放选址要科学合理,否则不当的投放选址不仅不能够发挥人工鱼礁的功能作用,而且可能会造成航道堵塞、破坏海洋生境。因此,人工鱼礁的投放要综合考虑鱼礁的结构、功能、海洋生物、底质类型、流速、水温等因素。目前我国的人工鱼礁投放选址研究起步较晚,研究还不够深入,直到2003年李文涛、张秀梅等人综述性的提出了人工鱼礁投放选址的方法和步骤。

2.1.1 生物因素。人工鱼礁的效果在于营造一种适合海洋生物生活的环境,海洋初级生产力。叶绿素a是衡量海洋中初级生产力的良好指标。叶绿素a含量越高,初级生产力越高,即生产有机质的能力越高。投放区通常选择初级生产力高,饵料充足,本底条件优越的海域。从我国20世纪60年代到至今来看,我国海洋生物资源锐减的主要是经济鱼类及虾蟹类。因此,人工鱼礁的建设主要用来恢復经济鱼类,维持其种群密度处于较高水平。

2.1.2 底质类型。礁体的整体性和使用寿命受礁区底质情况的影响,底质坚硬的海床是建造人工鱼礁的理想场所。这种底质能够支持礁体材料的重量,使礁体保持位置不变和结构的完整,并避免礁体投放后陷入海底,过多的淤泥会影响软体生物的附着和鱼礁功能的正常使用。

2.1.3 流速和水深。礁体的存在改变了其周围海水的流态,产生了涡流和流影,并且提供礁体周边生物的营养。为了维持礁区的营养的供给,礁区周围水流要有一定流速,一般不超过0.51m/s,海流流速过大会造成礁体位移和倾覆,进而影响礁区生物的生存。人工鱼礁投放水深不宜过大,否则会影响导致植物光合作用不足。水深适度便于潜水人员对人工鱼礁的维护保养、监测和增殖工作。如果深度过大,光照强度随着水深逐渐减弱,会限制礁区的光合作用,从而导致初级生产力不足,影响鱼礁区的生物量。

2.1.4 水温。水温会随着季节的更替而变化。唐衍力等人认为水温对鱼类、虾蟹及棘皮类群落结构变化有着重要的影响。水温会影响海水中浮游植物的光合作用,良好的光合作用才会为投放区提供足够的有机质能。水温对海洋中的浮游动物、鱼类、虾蟹类的生长、发育、繁殖有着重要影响。

由于TR人工鱼礁主要用于鲍参养殖。水温对鲍参的生长是个很重要的因子。杂色鲍为暖水性种类,24~27℃为其最适宜生长温度,不耐寒,但较耐高温,高于30℃或低于12℃摄食及活动减少。水温对刺参的生理活动影响显著,刺参的耐受水温为-2~30℃,最适宜生长温度为10~16℃,当水温高于20℃时刺参立即进入夏眠期。

2.2 TR人工鱼礁的选址调查

2.2.1 材料与方法。(1)调查地点。石坪及邻近海域中心地处石坪港,南接大渔海域,北靠炎亭前屿海域,往东为百亩礁海域,海水清澈,含沙量低,海域底质以粉砂质泥和泥质粉沙为主,可承载力强。海底地形自西向东下倾,水深一般在7~15m之间,东侧外海为深水通道,东南方为渔船航道,其水深20m以上,最深处达30m。海水温度、盐度、透明度等水文因子相对稳定。海区肥沃,营养盐丰富,上升流发达,为海洋生物大量富集提供了适宜环境条件和丰富的饵料来源。

石坪人工鱼礁规划建设在苍南县大渔湾北部的石坪社区牛鼻山东南侧海域,地理坐标为东经120°38′51.15″,北纬27°24′17.83″;东经120°38′53.38″,北纬27°24′04.75″;东经120°39′36.74″,北纬27°24′05.45″;东经120°39′35.03″,北纬27°24′18.49″。示范区整体呈一水平方向长约1200m,垂直方向约400m的四边形,面积约为48hm2(如图5)。

(2)站点设计。在鱼礁投放区选择15个站点,根据该海域的地理情况,进行水质采样和其他水文条件测定。站点主要设在投放海域的中心区和边缘区。站点设计和具体测试情况见表1。

2.2.2 调查内容和分析方法。此次调查于2013年3月、6月、8月、11月和2014年2月到温州苍南石坪海域人工鱼礁投放区进行了水温、盐度、海流、潮汐、波浪、水质环境因子等调查监控。在温州苍南石坪海域人工鱼礁投放区域用温盐深记录仪测定了水域的温度、盐度;用记录式流速仪测定了水域的海流速度;由于人工鱼礁投放和人工鱼礁增殖效果与海域水文条件有很大的关系,所以本文将对这5次调查活动资料进行汇总统计,以研究水文条件与人工鱼礁投放及增养殖效果的关系。

2.3 结果与分析

2.3.1 生物种类。经初步调查,苍南海域的生物主要由浮游生物和底栖生物构成,其中浮游生物又有两部分组成:浮游植物和浮游动物。浮游植物5门41属94种。其中,硅藻29属73种(占77.7%);甲藻8属17种(占18.1%);蓝藻2属2种(占2.0%);裸藻和金藻各1属1种(占2.8%)。夏季共有浮游植物5门35属79种。其中,硅藻25属61种(占77.2%);甲藻7属15种(占19.0%);金藻、裸藻和蓝藻各1属1种(占3.8%)。春季共有浮游植物5门29属68种。其中,硅藻19属51种(占75.0%);甲藻7属14种(占20.6%);金藻、裸藻和蓝藻各1属1种(占4.4%)。浮游动物共有14大类57种浮游动物,其中桡足类18种,浮游幼虫(包括仔鱼)10种,水螅水母类9种,管水母类和十足类3种,多毛类、栉水木、端足类、毛鄂类各2种,介行类、被囊类、枝角类、磷虾、腹足类各1种。底栖生物中共有84种大型底栖动物,各类群分别为:多毛类33种,软体动物32种,甲壳类9种,棘皮动物5种,其他类5种。软体动物、多毛类是组成该区底栖生物物种的主要成分,二者可占全区总种数的77.4%。底栖藻类44科168种,常见的有石花菜、江篱、海萝、鼠尾藻等。而其中底栖生物中软体动物的中增养殖过程经常出现的是杂色鲍和刺参。

2.3.2 水温。温州苍南石坪海域表层水温年平均为17.4℃,7月底最高为29.5℃,1月底最低为10.3℃,极端最高水温34.1℃,极端最低水温2.7℃。底层水温年平均为17.1℃,8月底最高气温为28.2℃,1月底最低为9.6℃。全年水温变化情况如图6所示。

2.3.3 潮汐和水流。石坪海域属于的半日潮,最高潮位为6m,最大潮差为5.92m,潮差较大。海区流向平直、流速在1.0m/s以下。潮流方向基本在水下地形走向一致,呈现往复流特性。因此,人工鱼礁的大小、高度等都需要慎重考虑。

2.3.4 水质理化因子。温州苍南石坪海域PH值,冬季较高,夏季PH值稍稍下降,变化范围为8.08~8.35,海区溶解氧变化范围为6.50×10-3mg/L~ 8.87×10-3mg/L,营养盐含量较为丰富,活性磷酸盐平均0.007mg/L,三氮之和平均值为0.1mg/L。周年平均盐度30.5,表层海水的盐度范围为21.0~34.1之间,底层海水的盐度范围为28.02~33.91之间。全年表层、底层海水盐度变化如图7所示。

3 结论

3.1 养殖鲍鱼、海参的条件

石坪海域是我国和世界营养盐最丰富的海区之一。春、夏两季因浮游生物大量繁殖对营养盐的消耗而表现较低外,秋、冬两季营养盐含量均远远超过浮游植物生长的需要。因此,养殖鲍鱼、海参基本上不需要人为地注入营养物质。因此,在该海域建设TR人工鱼礁养殖鲍参是可行的,鲍参在礁区的生活基本能够自持。

温州苍南石坪海域垂直方向水温变化范围较小,存在表层水温高,底层水温低,但水温分层不明显。石坪海域的水温夏高冬低,一般在10.3~29.5℃,适合于鲍鱼和刺参养殖。但极端温度也会对鲍鱼和刺参养殖造成危害,所以要针对鲍鱼不耐寒和刺参不耐热的特性分别采取措施来减低危害。

3.2 TR人工鱼礁的稳定性

礁区底质一般要求有足够的承载力,保证礁体不发生翻滚、倾覆。温州苍南石坪海域底质以泥沙质,泥质为主,沙质为辅,砂质分布于岸基周边,还域底质以粉砂质泥和泥质粉沙为主,可承载力达4t/m2以上,单个TR人工鱼礁礁体的重量为8.1kN,满足人工鱼礁选址的地址要求。TR人工鱼礁有4个高50cm的底座,能够有效增加与海底接触面,从而抗滑移、翻滚的能力显著增强,这也是与传统框架结构的人工鱼礁的重要区别。苍南石坪海域多为上升流,不会引起泥沙在底座上逐渐堆积,保证了TR人工鱼礁的完整性。

3.3 后期管理建议

TR人工鱼礁投放后,礁体的维护、礁区生物量评估、养殖的鲍参效果评估都是很重要的环节,关乎TR人工鱼礁建设能否成功。通常情况下,礁体状况的观测都是派潜水员和水下机器人进行观测,这对海域水质要求很高。苍南石坪海域多上升流,营养盐丰富,海水能见度很低。为了方便管理,在每一TR人工鱼礁的顶部系一浮球并编号,通过浮球来确定单体礁的位置。根据浮球位置划设保护线。礁区保护线周围1000 m 以内水域即为保护礁区。在保护线内禁止拖网作业,以防对礁体造成破壞。

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