渤海灣天津近海人工魚礁實施效果初步研究

孫萬勝等

摘要：為了掌握人工魚礁建設對海洋生物資源和海洋生態(tài)環(huán)境的作用效果，在漢沽示范區(qū)已投放人工魚礁海域進行了跟蹤監(jiān)測與研究。研究結(jié)果表明：投放1年的礁體表面90%以上被生物覆蓋，附著厚度10～15 cm，附著生物以長牡蠣、密鱗牡蠣為主要優(yōu)勢種，單位面積附著量6.25 kg/m2。實驗數(shù)據(jù)顯示附著的牡蠣及其它生物生長良好。從浮游生物、底棲生物、魚卵、仔稚魚密度分布以及礁體生物附著狀況來看，人工魚礁區(qū)良好的生態(tài)效應已初步顯現(xiàn)。在礁區(qū)周圍的海底出現(xiàn)了以礁體為中心的高生物量區(qū)向四周擴散的趨勢。從生物多樣性和總生物量的角度來看，漢沽示范區(qū)人工魚礁對改造局部區(qū)域的海洋生態(tài)環(huán)境起到了良好作用。

關(guān)鍵詞：人工魚礁；監(jiān)測與研究；效果評價

渤海灣天津海域歷史上漁業(yè)資源豐富，是渤海最重要的魚蝦貝產(chǎn)卵場、索餌場。由于不斷增強的開發(fā)活動和日益加劇的環(huán)境污染，破壞了渤海生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使生物群落生產(chǎn)力下降，漁業(yè)資源日益衰退。為逐步修復和改善海洋生態(tài)環(huán)境，在農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)一部署下，天津市水產(chǎn)局組織承擔了蓬萊溢油生物資源養(yǎng)護與漁業(yè)生態(tài)修復項目，在天津建設渤海生態(tài)修復漢沽示范區(qū)，實施人工魚礁建設及生態(tài)環(huán)境修復工程。為了掌握人工魚礁建設對海洋生物資源和海洋生態(tài)環(huán)境的作用效果，筆者在天津漢沽示范區(qū)已投放人工魚礁海域進行了跟蹤監(jiān)測與研究，旨在進一步了解人工魚礁對海洋生物資源的修復效果，為渤海生物資源養(yǎng)護與漁業(yè)生態(tài)修復提供技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1人工魚礁示范區(qū)的位置及建設規(guī)模

示范區(qū)位于天津漢沽大神堂近海，離岸距離10 km。與“大神堂牡蠣礁國家級海洋特別保護區(qū)”及“天津市海洋牧場漢沽示范區(qū)”臨近。示范區(qū)面積為427.1561 hm2，在示范區(qū)內(nèi)完成16個礁群建設，投放人工魚礁2 804個（9 463.5空 m3）。

1.2人工魚礁礁體的選型及投放布局

礁體的材料以鋼筋混凝土為主，技術(shù)要求參照《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GBJ10-89、《港口及航道護岸工程設計與施工規(guī)范》JTJ300-2000。對于海水環(huán)境中的混凝土，設計年限為50年，強度等級達到C35。參照《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》DL/T5057，抗?jié)B設計采用等級S8。

礁體的設計主要有2種，一種為大窗箱型礁，另一種為大小窗箱型礁。設計參數(shù)見表1，礁體的示意圖如圖1、圖2所示。

1.3監(jiān)測時間及站位布設

在漢沽示范區(qū)面積為427.156 hm2范圍內(nèi)設立5個監(jiān)測站位，在示范區(qū)以外設立監(jiān)測對照站位4個。

1.4監(jiān)測內(nèi)容與監(jiān)測重點

1.4.1海洋生物監(jiān)測主要包括浮游植物、浮游動物、底棲生物、魚卵仔魚及游泳生物的種類組成、多樣性特征、密度及生物量等。

1.4.2人工魚礁附著生物調(diào)查提取已投放1年的人工魚礁，調(diào)查生物附著狀況，主要指標包括生物附著率、附著厚度、附著量以及附著生物的種類組成等。

1.5調(diào)查與分析方法

各項調(diào)查與分析方法均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17378-2007）和《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB12763-2007）中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2研究結(jié)果

2.1示范區(qū)人工魚礁礁體生物附著效果

2014年7月5日，租用天津航通潛水工程有限公司打撈船對2013年投放的人工魚礁進行了打撈作業(yè)，打撈區(qū)域坐標為：39°07.358′N、118°00.482″E和39°07.350′N、118°00.486″E。現(xiàn)場打撈兩塊回字形礁體，礁體長、寬各1.5 m，其中單面中空面長、寬各0.60 m，單面附著面積為189 m2，每個礁體共計11個附著面（除去朝下接觸海底一面）。經(jīng)現(xiàn)場測量計算，2013年投放的人工魚礁（投放期1年）礁體表面90%以上被生物覆蓋，附著厚度10～15 cm，附著生物以長牡蠣、密鱗牡蠣為主要優(yōu)勢種。單面生物附著量11.8 kg，每個礁體平均生物附著量為129.8 kg，按照2013年已投放1 904塊人工魚礁計算，2013-2014年1年內(nèi)礁體生物總附著量約為247 t，單位面積附著量6.25 kg/m2，人工魚礁投放前后照片對照如圖4?，F(xiàn)場采集部分礁體生物帶回實驗室鑒定，發(fā)現(xiàn)大量軟體動物、節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物、棘皮動物、脊索動物、腔腸動物，詳見表2，圖5。在實驗室隨機抽取35個牡蠣樣本進行了生物學測定，牡蠣殼長范圍57～77 mm，殼寬范圍33～69 mm，平均個體重26.2 g，可食部分4.8 g，出肉率17.7%，實驗數(shù)據(jù)顯示附著的牡蠣及其它生物生長良好。

2.2人工魚礁對周圍海洋基礎生物的影響變化

2.2.1浮游植物項目實施后與實施前相比，浮游植物多樣性指數(shù)提高了58.9%；浮游植物密度由項目實施前的293.12×104個/m3增加到項目實施后的394.9×104個/m3，增加了34.7%。見表3。

項目實施后示范區(qū)與周邊對照區(qū)相比，示范區(qū)浮游植物的種類數(shù)、密度及生物多樣性均高于對照區(qū)，見浮游植物密度等值線分布圖（圖6）。

2.2.2浮游動物項目實施后與實施前相比，浮游動物的密度、生物量、多樣性指數(shù)、豐富度有不同程度升高，其中密度、生物量升高幅度較大，分別升高19.9倍和88.4倍；浮游動物的均勻度有所下降，下降19.4%。見表4。

項目實施后示范區(qū)浮游動物的密度、生物量、多樣性指數(shù)、均勻度均高于對照區(qū)。從浮游動物密度等值線分布圖顯示，示范區(qū)內(nèi)浮游動物密度明顯高于周邊對照區(qū)域，而且浮游動物密度呈現(xiàn)由周邊區(qū)域向示范區(qū)逐步升高的趨勢。見圖7。

2.2.3底棲生物項目實施后與實施前相比，底棲生物密度略有降低，降低26.8%，但底棲生物的生物量有所升高，升高13.0%；底棲生物多樣性、均勻性、豐富度均有所提高，分別升高289%、11.0%、29.2%。見表5。

項目實施后示范區(qū)底棲生物的密度、生物量、多樣性指數(shù)、均勻性、豐富度均高于對照區(qū)。從底棲生物密度及生物量等值線分布圖顯示，示范區(qū)底棲生物的密度和生物量明顯高于周邊對照區(qū)域，而且底棲生物密度和生物量呈現(xiàn)由周邊區(qū)域向示范區(qū)逐步升高的趨勢。見圖8、圖9。

2.3人工魚礁對周圍漁業(yè)資源的影響變化

2.3.1魚卵、仔稚魚項目實施后與實施前相比，仔稚魚平均密度為4.04尾/m3，比項目實施前本底值略有降低，降低14%，魚卵平均密度為3.54粒/m3，比項目實施前本底值明顯增加，增加98%。

示范區(qū)與對照區(qū)相比，示范區(qū)魚卵和仔稚魚密度均高于周圍對照區(qū)，分別高于2.3倍和75.7%。

2.3.2游泳動物項目實施后示范區(qū)游泳動物平均生物量為22.43 kg/網(wǎng)·h，比項目實施前增加了14.0%，比對照區(qū)略有降低，降了4.5%；示范區(qū)游泳動物平均密度為2 460尾/網(wǎng)·h，比項目實施前增加了15.2%，比對照區(qū)略有降低，降低2.4%。示范區(qū)游泳動物密度、生物量略低于對照區(qū)，有可能由于在示范區(qū)海底一定區(qū)域存在人工魚礁礁體，不便于拖網(wǎng)作業(yè)所致。

3結(jié)論與建議

3.1小結(jié)

漢沽示范區(qū)從2012-2014年共完成16個礁群建設，投放人工魚礁2 804個（9 463.5空 m3），形成礁區(qū)面積189.582 hm2，完成示范區(qū)建設427.156 hm2。漢沽示范區(qū)人工魚礁建設，在一定海域內(nèi)創(chuàng)造了一個良好的人工生態(tài)系統(tǒng)，為海洋經(jīng)濟品種提供了避敵棲息和索餌的場所，從浮游生物、底棲生物、魚卵、仔稚魚密度分布以及礁體生物附著狀況來看，礁區(qū)良好的生態(tài)效應已初步顯現(xiàn)。在礁區(qū)周圍的海底出現(xiàn)了以礁體為中心的高生物量區(qū)向四周擴散的趨勢。

無論從生物多樣性和總生物量的角度來看，漢沽示范區(qū)人工魚礁對改造局部區(qū)域的海洋生態(tài)環(huán)境起到了良好作用，為渤海灣天津近海的漁業(yè)資源恢復和生態(tài)環(huán)境修復起到了示范作用。

3.2建議

在人工魚礁投放區(qū)周圍設立航標燈塔，禁止船舶進入和一切捕撈活動。在加強監(jiān)督管理的同時，開展公眾宣傳，普及生態(tài)保護知識，提高海洋生態(tài)環(huán)境保護意識。

為進一步了解和掌握人工魚礁對海洋生物資源及生態(tài)環(huán)境的作用效果，建立環(huán)境與資源監(jiān)測常態(tài)機制，為開展海洋生物資源修復提供基礎數(shù)據(jù)。

加強人工魚礁自然沉降及海底泥沙淤積的監(jiān)測與研究，綜合考慮天津沿海海流、潮汐的水動力學特點，科學選擇礁區(qū)位置，優(yōu)化人工魚礁的單體組合方式，確定生態(tài)魚礁區(qū)的布局方式，構(gòu)建生態(tài)復合型魚礁群，實現(xiàn)生物附著和棲息環(huán)境功能改善的最大化。

在開展人工魚礁建設的同時，加大毛蚶、青蛤、扇貝的底播和魚、蝦、蟹等資源增殖放流的力度，改善淺海生態(tài)環(huán)境狀況，達到部分修復當?shù)匾呀?jīng)消失的生物資源，提高生物多樣性水平，遏制生態(tài)系統(tǒng)的退化，促進海洋經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。