幾種魚礁模型對(duì)真鯛誘集效果的研究

田 方, 唐衍力, 唐 曼, 張萍萍

(中國(guó)海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院, 山東 青島 266003)

人工魚礁是人工置于天然水域環(huán)境中用于保護(hù)和孕育海洋生物資源的構(gòu)造物[1]。20世紀(jì)50、60年代以后, 由于海洋漁業(yè)資源的衰退, 人們保護(hù)海洋環(huán)境的意識(shí)不斷提高, 人工魚礁才被許多國(guó)家重視[2-3]。人工魚礁的主要作用是改變區(qū)域海洋物理變化、營(yíng)造生態(tài)環(huán)境、誘集魚群、增殖近海漁業(yè)資源[4]。早在20世紀(jì) 70年代, 日本開展了系統(tǒng)的人工魚礁研究,根據(jù)魚類行為及習(xí)性開發(fā)出浮式、沉式、懸浮式系列人工魚礁。韓國(guó)則側(cè)重對(duì)人工魚礁材料進(jìn)行了深入研究, 采用特殊混合材料制成附著基板, 較好地解決了海洋植物附著的技術(shù)難題, 為魚類營(yíng)造了豐富的食物鏈, 大幅度提升了區(qū)域漁業(yè)資源量, 是世界上唯一出口人工魚礁的國(guó)家。目前, 各國(guó)對(duì)人工魚礁效果的研究主要集中在區(qū)域性漁業(yè)資源的調(diào)查研究[5-6], 以資源調(diào)控量的方法評(píng)估人工魚礁的效果。國(guó)內(nèi)學(xué)者從20世紀(jì)80年代就開展了人工魚礁對(duì)魚類行為影響方面的研究[7-16], 條件所限未能深入。至于魚類在礁區(qū)的行為以及哪類魚礁模型誘集魚類效果更好等問題的研究報(bào)道較少。

真鯛(Pagrosomus major)是一種優(yōu)質(zhì)、高檔的巖礁性魚類。含有大量的蛋白質(zhì), 味道特別鮮美。近20多年來(lái), 由于過(guò)度捕撈, 物種生態(tài)遭受嚴(yán)重破壞,資源枯竭, 真鯛漁汛不復(fù)存在。如何恢復(fù)和優(yōu)化真鯛的生態(tài)環(huán)境、保護(hù)和增加其資源量是當(dāng)前亟待解決的問題。本研究通過(guò)觀察真鯛對(duì)模型礁的行為, 分析不同結(jié)構(gòu)的模型礁體對(duì)真鯛聚集率的影響, 探討適于真鯛棲息的人工魚礁結(jié)構(gòu), 以期對(duì)增殖型人工魚礁的選型、人工棲息場(chǎng)的建造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)用魚

本實(shí)驗(yàn)于2009年8月在中國(guó)海洋大學(xué)漁業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)水槽中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)用真鯛共100尾, 平均體長(zhǎng)(22.1±1.0)cm, 平均體質(zhì)量(179±27)g。在實(shí)驗(yàn)室中馴養(yǎng) 10 d, 以冰鮮玉筋魚(Ammodytes personatus)為飼料, 馴養(yǎng)期間, 水溫為(17.5 ± 0.4)℃, pH 為 7.21 ±0.4, 鹽度為33, 24 h充氣以保證溶解氧的含量穩(wěn)定在5 mg/L以上。試驗(yàn)期間停止供應(yīng)氧氣和關(guān)閉循環(huán)水。

1.2 模型礁

實(shí)驗(yàn)用模型礁共有 4種, 材料均為 PVC, 灰色,空方體積相同為0.09 m3。A型礁由9根長(zhǎng)45 cm、外徑為 15 cm的管組合構(gòu)成, B型礁為正方體(45 cm×45cm×45 cm), 側(cè)面開孔(d=15 cm), C型礁為三棱柱體, 側(cè)面為76 cm×52 cm, 側(cè)面分別開2個(gè)圓孔(d=15 cm), D型礁與C型礁外形相同, 側(cè)面不開圓孔(圖 1)。

圖1 4種魚礁模型Fig. 1 Four artificial reef models

1.3 試驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)水槽尺寸380 cm×200 cm×110 cm, 實(shí)驗(yàn)時(shí)水深為 70 cm, 水槽外側(cè)正中有一透明窗口(80 cm×50 cm), 用以觀測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象在水槽底部活動(dòng)狀況,水槽配有循環(huán)系統(tǒng)。用白色膠帶將水槽底部平均分為15個(gè)區(qū)域(圖2), 1～12為無(wú)阻隔實(shí)驗(yàn)區(qū), 13～15區(qū)以玻璃鋼擋板與其他區(qū)域分隔開, 暫養(yǎng)未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的魚, 5區(qū)和 8區(qū)為魚礁誘集實(shí)驗(yàn)標(biāo)志區(qū), 其中, 單個(gè)模型礁實(shí)驗(yàn)礁體放置在5區(qū)和8區(qū)中間位置, 雙模型礁實(shí)驗(yàn)礁體分別放置在5區(qū)和8區(qū)。實(shí)驗(yàn)水槽正上方安裝有彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)(LC-480CB), 可以監(jiān)測(cè)水槽內(nèi)魚類的活動(dòng)。其他儀器設(shè)備還包括照度計(jì)(TES-1330A, 測(cè)量范圍為 0.01～20 000 lx)、鹽度計(jì)(測(cè)量范圍為1.000～1.070 sg)、pH計(jì)(Phs-3D型, 測(cè)量范圍為0.00～14.00)等。

圖2 實(shí)驗(yàn)水槽示意圖Fig. 2 Sketch of the experimental flume

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 單個(gè)模型礁對(duì)真鯛誘集效果的比較實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)分為兩部分, 即無(wú)模型礁的對(duì)照實(shí)驗(yàn)、4種魚礁的單體實(shí)驗(yàn), 魚礁模型放置在5、8區(qū)中間位置(圖 2)。光照強(qiáng)度為(6.8±0.4)lx , 真鯛在水槽編號(hào)13～15中暫養(yǎng)24 h, 暫養(yǎng)期間循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng), 避免13～15區(qū)域的水質(zhì)對(duì)1～12區(qū)域造成影響, 隨機(jī)取30尾到1～12區(qū)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每天6:00和12:00依次更換模型礁, 適應(yīng)3 h后開始實(shí)驗(yàn), 觀察記錄4種魚礁對(duì)真鯛的誘集效果, 并用彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)錄像(錄像角度垂直水面), 錄像時(shí)間為 9:00～9:30和15:00～15:30(照度計(jì)測(cè)得此時(shí)段水面光強(qiáng)基本相同),錄像結(jié)束后每隔3 min截取一次照片, 每種模型得到10張照片, 做 3組平行試驗(yàn)。每天晚上實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將模型礁取出, 投喂餌料, 開啟循環(huán)水系統(tǒng)和充氧設(shè)備, 第二天早上停止充氣并清理餌料殘?jiān)Ｆ叫袑?shí)驗(yàn)更換全部30尾真鯛, 更換真鯛后, 暫養(yǎng)1 d, 使其適應(yīng)新的環(huán)境。

1.4.2 雙模型礁對(duì)真鯛誘集效果的比較實(shí)驗(yàn)

A+A、B+B、C+C、D+D 分別放置在水槽的 5區(qū)和8區(qū), 實(shí)驗(yàn)步驟與1.4.1相同。

1.4.3 光照對(duì)真鯛分布的影響

根據(jù)單礁體實(shí)驗(yàn)選出誘集效果較好的無(wú)孔正三棱柱模型礁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將真鯛在水槽中暫養(yǎng)24 h, 隨機(jī)取30尾為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)期間停氧、停循環(huán)水, 以防對(duì)其產(chǎn)生影響。通過(guò)控制水槽正上方 36W日光燈開關(guān)的數(shù)量調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度, 選取 3種光強(qiáng)分別為(6.8±0.4)lx, (150±6)lx, (300±12)lx 。適應(yīng) 3 h后進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 觀察并記錄 3種光照強(qiáng)度下魚礁對(duì)真鯛的誘集效果, 并用彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)每隔3 min截取一次照片, 每種光照強(qiáng)度下得到 10張照片, 共進(jìn)行3組平行試驗(yàn)。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

(1)平均分布率(Mean distribution rate, MDR)[16]

為第i次觀察真鯛在某區(qū)的分布數(shù)量,m為觀察次數(shù),N為實(shí)驗(yàn)真鯛總數(shù)。平均聚集率即為投放模型礁時(shí)礁區(qū)的MDR。

(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS.17統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 真鯛對(duì)魚礁模型的行為反應(yīng)

觀察真鯛的行為發(fā)現(xiàn), 真鯛喜棲息于光線較弱的陰影區(qū), 未放置模型礁時(shí)主要集中于水槽側(cè)壁和四角, 活動(dòng)頻繁, 沿側(cè)壁相隨游動(dòng)。放置模型礁后,起初對(duì)礁體反應(yīng)不敏感, 1～1.5 h后, 真鯛在模型礁周圍和水槽側(cè)壁活動(dòng)頻繁, 或棲息于模型內(nèi)部, 或貼附與水槽側(cè)壁。相比于A、B單礁體, 真鯛更喜棲息與C、D兩種礁體內(nèi)。一定數(shù)量的真鯛進(jìn)入魚礁模型后, 其他真鯛再試圖進(jìn)入空間相對(duì)飽和的這一單體中即遭到驅(qū)逐, 先進(jìn)入的真鯛用尾部和身體阻止外來(lái)個(gè)體進(jìn)入。當(dāng)礁體內(nèi)數(shù)量趨于相對(duì)穩(wěn)定時(shí), 模型內(nèi)空間基本被利用, 領(lǐng)域行為發(fā)生極少。

2.2 4種單模型礁的誘集效果

在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中可以看出, 真鯛在水槽 3區(qū)和12區(qū)分布率均在 16%以上, 而在模型礁標(biāo)志區(qū)分布率均不足6%(圖3)。

圖3 無(wú)模型礁時(shí)各區(qū)域的平均分布率Fig. 3 Distribution of fish in the background experiment without reef

圖4 D模型礁的誘集效果Fig. 4 The attractive effects of the D reef model

放入模型礁后, 真鯛在水槽中的平均分布率發(fā)生明顯變化, 以D型礁為例, 放入該模型礁后(圖4),真鯛在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志區(qū)的平均分布率達(dá)到21.50%, 而在3區(qū)和12區(qū)的分布率下降至5.67%和8.22%, 在其他區(qū)域的分布率明顯下降。另外, 4種模型礁單獨(dú)放入時(shí)標(biāo)志區(qū)的誘集效果對(duì)比(圖5), SPSS軟件分析顯示每種模型礁單獨(dú)投放的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01), 真鯛在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志區(qū)的平均聚集率均高于17%。其中A型礁和B型礁、C型礁和D型礁誘集效果無(wú)明顯差異(P>0.05), 且C型礁和D型礁的誘集效果明顯高于A型礁和B型礁。B型礁聚集率最低為17.39%, D型礁聚集率最高為21.50%, 而C型礁聚集率相對(duì)較高, 且誘集效果的穩(wěn)定性高于其他類型礁。

圖5 4種模型礁單獨(dú)放入的誘集效果比較Fig.5 Attractive effects of four reef models put in singly

2.3 4種形狀雙模型礁的誘集效果

用SPSS軟件分析, 與對(duì)照組相比, 投放雙模型礁后真鯛在標(biāo)志區(qū)的平均分布率差異性極其顯著(P<0.01)。雙模型礁放入水槽時(shí), 對(duì)真鯛的聚集率均高于其所對(duì)應(yīng)的單礁體模型放入時(shí)的效果, C型礁的聚集率最高, 且誘集效果的平均離散程度最小, D型礁的聚集率較高但平均離散程度最大, B型礁的聚集率較低但誘集效果的平均離散度較小, A型礁的聚集率最低, 誘集效果的平均離散程度較大(圖6)。

圖6 單礁體與雙礁體誘集效果比較Fig. 6 Attractive effects of four reef models which were put in singly or doubly

2.4 不同光照下的誘集效果

實(shí)驗(yàn)以 D型礁為代表, 在 3種不同光照強(qiáng)度下分別測(cè)試魚礁的誘集效果。(6.8±0.4)lx的光強(qiáng)下, 真鯛在標(biāo)志區(qū)的平均分布率最大, 達(dá)到 22.06%。在(150±6)lx的光強(qiáng)下, 魚礁標(biāo)志區(qū)的平均分布率為18.26%。在(300±12)lx 的光強(qiáng)下, 真鯛在標(biāo)志區(qū)的平均分布率為17.33%。真鯛除了在魚礁標(biāo)志區(qū)分布率較高外, 也喜棲于水槽側(cè)壁, 光照強(qiáng)度為(150±6)lx 時(shí), 12區(qū)的平均分布率高達(dá)16.94%。通過(guò)方差分析得出: 模型礁在(150±6)lx 和(300±12)lx 的照度下誘集效果沒有顯著性差異(P>0.05)。從3種不同光照下模型礁的誘集效果可看出, 光照強(qiáng)度較弱時(shí)真鯛在魚礁標(biāo)志區(qū)的聚集率高, 隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)聚集率逐漸下降(圖7)。

圖7 不同光照強(qiáng)度下的誘集效果Fig. 7 Attractive effects in different light intensities

3 討論

與對(duì)照組相比, 投入模型礁后, 標(biāo)志區(qū)真鯛的分布率增大, 說(shuō)明真鯛對(duì)魚礁有明顯的反應(yīng), 誘集效果較明顯, 因此, 真鯛適合在人工魚礁投放區(qū)進(jìn)行增殖, 此4種模型可作為實(shí)際應(yīng)用的參考礁體。

在無(wú)礁時(shí), 真鯛大多分布在水槽邊緣區(qū)域, 這與真鯛的生活習(xí)性有關(guān)。放入魚礁后, 不同形狀的模型礁對(duì)真鯛的聚集率不同, 反映了真鯛對(duì)魚礁具有選擇性。本實(shí)驗(yàn)采用 4種體積相等但陰影面積不等的模型礁進(jìn)行試驗(yàn), 在單體實(shí)驗(yàn)中可以看出, 陰影面積較大的C和D兩種模型誘集效果較好, 陰影面積最大的 D型誘集效果最好, 此實(shí)驗(yàn)結(jié)果與魚礁的陰影效應(yīng)相符[9,17]。投放雙模型礁后, 標(biāo)志區(qū)的聚集率明顯高于單體的聚集率, 說(shuō)明礁體的數(shù)量對(duì)誘集效果有明顯的影響。反觀, 雙礁體聚集率大多小于單體聚集率的2倍, 分析其原因, 可以概括為兩種: (1)在實(shí)驗(yàn)真鯛總數(shù)量一定的前提下, 魚礁的誘集效果會(huì)趨于一定的極限。C+C雙模型礁放入后聚集率達(dá)25.44%, 魚礁總的誘集程度趨于飽和時(shí), 聚集率不會(huì)達(dá)到相應(yīng)單體放入時(shí) 2倍, 這與唐衍力[16]等關(guān)于不同形狀和材料的魚礁模型對(duì)短蛸誘集效果的研究結(jié)果一致; (2)因?yàn)殛幱靶?yīng)的作用, 真鯛會(huì)趨向礁區(qū), 聚集于礁體內(nèi)部或者周圍, 但是, 由于真鯛有一定的領(lǐng)域行為, 會(huì)驅(qū)趕進(jìn)入到自己領(lǐng)域的其他生物,在陰影面積一定的前提下, 標(biāo)志區(qū)的聚集率不可能成倍的增加。

光照強(qiáng)度改變時(shí), 魚礁標(biāo)志區(qū)的聚集率仍然最高, 聚集率和光照強(qiáng)度成反比, 光線相對(duì)較弱的水槽側(cè)壁真鯛聚集率上升。光照強(qiáng)度增強(qiáng), 水槽側(cè)壁和魚礁內(nèi)部的陰影效果相比于魚礁周圍較暗, 領(lǐng)域性行為開始凸顯, 因此聚集在礁體周圍的真鯛向礁體內(nèi)部及水槽側(cè)壁移動(dòng)。光照強(qiáng)度為(300±12)lx時(shí), 真鯛多聚集于有陰影的池壁正說(shuō)明此點(diǎn)。周艷波[18]等關(guān)于 3種光照條件下六面錐型罩式人工魚礁模型對(duì)花尾胡椒鯛(Plectorhinchus cinctus)的誘集效果的研究中, 誘集效果隨著光照強(qiáng)度的降低而減弱, 與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相反, 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因分析可能有2種: (1)魚礁模型的陰影部分有足夠的表面積, 聚集率就會(huì)隨光照增加, 而真鯛表現(xiàn)一定的領(lǐng)域行為,超過(guò)其生存空間, 就會(huì)迫使部分真鯛離開礁體內(nèi)部,轉(zhuǎn)而聚集于水槽側(cè)壁光線相對(duì)較弱的區(qū)域。本實(shí)驗(yàn)所用真鯛個(gè)體相對(duì)于魚礁模型較大, 不能很有效地模擬實(shí)際人工魚礁區(qū);(2)魚類的側(cè)線對(duì)流態(tài)的改變非常敏感, 它們據(jù)此判斷魚礁的存在, 本實(shí)驗(yàn)在無(wú)流態(tài)的水槽中進(jìn)行, 降低了真鯛對(duì)礁體的敏感性,在遠(yuǎn)離礁體的水槽邊緣分布的真鯛可能會(huì)把側(cè)壁當(dāng)作礁體的一部分, 從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 實(shí)驗(yàn)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)盡可能的模擬自然環(huán)境, 消除流場(chǎng)造成的誤差。

另外, 魚類聚集在魚礁周圍, 除了與其本能和趨性有關(guān)外, 還與水域環(huán)境, 如餌料、流態(tài)、陰影、音響等諸多因素有關(guān)。人工魚礁對(duì)真鯛的誘集效果可能受到溫度、鹽度等自然環(huán)境以及人工魚礁周圍生物環(huán)境的影響[19], 今后實(shí)驗(yàn)中還要加強(qiáng)對(duì)實(shí)際礁區(qū)的觀察和對(duì)比。

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