3種人工魚礁模型對黑棘鯛的誘集效果研究

李 磊，陳 棟，彭建新，張建明，王 磊，陳 帥，全為民，蔣 玫，姜亞洲

（1．中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；2．江蘇省海洋漁業(yè)指揮部，南京 210003）

漁業(yè)資源是人類重要的蛋白質(zhì)來源之一，但由于海洋污染的毒害作用、海洋生境被破壞、氣候變暖、海洋酸化、海洋漁業(yè)捕撈壓力的增加、海洋致病微生物的擴散等方面的原因，全球的海洋漁業(yè)資源均在顯著衰退［1］。與此同時，漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)也發(fā)生了顯著改變，由高營養(yǎng)層次魚種向低值和低營養(yǎng)層次魚種轉(zhuǎn)化，具體體現(xiàn)在捕撈對象不斷更替，漁獲物中幼魚比例不斷升高，底層魚類所占比例不斷減少，中、上層魚類及蝦、蟹和水母類比例逐年增加［2］。如何對漁業(yè)資源進行養(yǎng)護，維持其現(xiàn)有水平，甚至提高漁業(yè)資源水平成為一個全球性的問題。海洋牧場是人類對這個問題的解決方式之一，海洋牧場可以理解為一種新型的漁業(yè)增養(yǎng)殖系統(tǒng)，不同海域?qū)哪Ｊ讲煌?，主要通過海底構(gòu)造物（主要指人工魚礁）的放置，改變局部海域的陰影效應、流場效應、聲響效應等非生物環(huán)境，為部分海洋生物營造良好的棲息生境，提供一個繁衍生息的場所，最終達到保護、增殖魚類等海洋生物資源的目的［3］。按用途分類，人工魚礁的種類可以分為：誘集魚礁、增殖魚礁、產(chǎn)卵礁、幼魚保護礁和藻礁等。由于不同海域的海流、底質(zhì)等海洋環(huán)境以及海洋牧場目標存在差別，需根據(jù)不同海域的特點和目標需要設置不同構(gòu)造類型的人工魚礁。對人工魚礁是否能達到預定效果的評估主要通過現(xiàn)場資源調(diào)查或潛水調(diào)查等方式進行［4－9］，在人工魚礁放置之前，通過室內(nèi)模擬試驗研究人工魚礁的效果也是一種重要的評估手段［6，10－13］，可以盡量確保人工魚礁在現(xiàn)場投放后效果達到最優(yōu)。

黑棘鯛（Sparusmacrocephlus）屬巖礁性經(jīng)濟魚類，人工繁育技術成熟，是中國沿海眾多海域優(yōu)先考慮的增殖放流對象之一，也是研究人工魚礁對魚類誘集效果的典型魚類之一。周艷波等［14］在試驗水槽內(nèi)觀察了10種礁體模型對黑棘鯛的誘集效果并對其效果強弱進行了評價；王淼［15］研究了黑棘鯛在4種不同礁體模型垂直間距下的行為特征，結(jié)果表明黑棘鯛幼魚在不同礁體水平間距和垂直間距條件下的趨礁性是不同的；何大仁等［13］研究了3種不同口徑魚礁模型，結(jié)果表明3種魚礁模型對黑棘鯛具明顯誘集作用，但作用無明顯差別。上述研究中，人工魚礁的構(gòu)造均是針對不同海域的增殖生物和海域水文等特點而設計的，具有一定的海域特異性。因此，本文針對國內(nèi)某海域水文特點及增殖生物，設計了3種人工魚礁，通過室內(nèi)人工魚礁模型模擬試驗，觀察3種礁體模型對黑棘鯛的誘集效果，以期為人工魚礁的現(xiàn)場投放及后期評估提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1．1 試驗用海水

試驗所用海水取自啟東市自然海區(qū)大潮時海水（31°50′5．60″N、121°53′40．92″E），鹽度 21，pH 8．1，海水經(jīng)砂濾、充分曝氣后備用。

1．2 試驗用魚的馴養(yǎng)

試驗用魚為江蘇省海洋水產(chǎn)研究所提供的人工繁殖的黑棘鯛，體長平均為（5．12±0．75）cm，體質(zhì)量平均為（6．18±1．21）g，首先將黑棘鯛于池中暫養(yǎng)96 h，暫養(yǎng)期間使用配合飼料投喂黑棘鯛，然后挑選健康的黑棘鯛用于試驗。

1．3 試驗裝置

試驗在江蘇省金海岸水產(chǎn)研究所室內(nèi)養(yǎng)殖用水池中進行，水池為白色瓷磚貼面，其規(guī)格為5．0 m×3．0 m×1．4 m（長 ×寬 ×高），試驗時水深保持在0．6 m。

試驗用人工魚礁模型為江蘇省某人工魚礁投礁區(qū)計劃使用的礁體—1／10不銹鋼制模型，如圖1所示，分為M1型人工魚礁模型（箱體礁）、M2型人工魚礁模型（三角形礁）、M3型人工魚礁模型（框架礁），礁體模型尺寸均為30 cm×30 cm。

1．4 試驗方法

試驗分為3種人工魚礁模型的單體試驗組和無人工魚礁模型的對照組，人工魚礁模型試驗組如圖2所示，在水池底部用白色膠帶將水槽均勻分割成8個1．25 m ×1．5 m（長×寬）的區(qū)域，其中放置人工魚礁模型的區(qū)域為Y3～Y6，Y 1、Y 2，Y 7、Y 8為無人工魚礁模型區(qū)域。每個水池分別放入100尾黑棘鯛，試驗過程中室內(nèi)遮光處理，使用水槽頂部日光燈提供照明，水面光強基本相同，水溫在23℃左右。試驗時間為8∶00至當天22∶00，使用水池兩側(cè)的高清攝像頭錄像以觀察魚類的行為活動，每2 h拍攝一次照片，統(tǒng)計黑棘鯛在各個區(qū)域的分布情況。對照組不放置人工魚礁模型，其它條件與人工魚礁模型試驗組保持一致。試驗過程中監(jiān)測水體溶解氧、pH、鹽度、溫度等環(huán)境條件。

圖1 3種人工魚礁模型示意圖Fig．1 Three artificial reefmodels

圖2 人工魚礁試驗示意圖Fig．2 Sketch of areas in experiment

1．5 數(shù)據(jù)處理與分析

受試魚類在每個區(qū)域出現(xiàn)的平均分布率（P）為魚類在某個區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)與魚類在各個區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)的百分比，具體公式為：

式（1）中，Ni為第i次試驗時魚類在某個區(qū)域的出現(xiàn)次數(shù)，ni為第i次試驗中魚類在各個區(qū)域出現(xiàn)的總次數(shù)。所有數(shù)據(jù)均以平均值±標準差（Means±SD）表示，試驗數(shù)據(jù)采用 SPSS 17．0軟件進行獨立樣本 t檢驗，顯著性水平 P設為0．05。

2 結(jié)果與分析

2．1 對照組（無人工魚礁模型）試驗

進行對照組（無人工魚礁模型）試驗過程中，大部分黑棘鯛趨向于以個體為單位呈離散型分布游動，但并不貼壁。

從對照組的試驗結(jié)果（圖3）可以看出，黑棘鯛在各試驗區(qū)域的平均分布率較為均勻，平均分布率為（12．50±2．52）%，不存在顯著性差異（P＞0．05）。各試驗區(qū)域的分布率高低依次為Y4＞Y8＞Y6＞Y7＞Y1＞Y2＞Y3＞Y5，各試驗區(qū)域的平均分布率不存在特定的規(guī)律，其中黑棘鯛在計劃放置人工魚礁模型區(qū)域（Y3～Y6）的平均分布率為（12．38±1．11）%，黑棘鯛在其余區(qū)域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率為（12．63±2．25）%，兩個大區(qū)域之間也不存在顯著性差異（P＞0．05）。

圖3 對照組試驗黑棘鯛在各區(qū)域的分布Fig．3 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in the control group

2．2 人工魚礁模型誘集試驗

剛放入人工魚礁模型時，黑棘鯛分布情況與對照組試驗類似，在經(jīng)過1 h左右的適應后，相比對照組，大部分黑棘鯛集中在人工魚礁模型內(nèi)部、外部或周圍活動，少部分離散分布在其余區(qū)域。

從M1型人工魚礁模型誘集試驗的結(jié)果（圖4）可以看出，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域（Y3～Y6）和其余區(qū)域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率差異明顯。其中，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域平均分布率為（19．38±1．30）%，人工魚礁模型試驗區(qū)域之間的平均分布率不存在顯著性差異（P＞0．05）；黑棘鯛在其余區(qū)域的平均分布率為（5．63±3．30）%，其余區(qū)域之間的平均分布率之間不存在顯著性差異（P＞0．05）。黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域的平均分布率顯著高于其余區(qū)域的平均分布率（P＜0．05）（圖4）。黑棘鯛在各試驗區(qū)域的分布率高低順序為Y6＞Y3＞Y5＞Y4＞Y8＞Y7＞Y1＝Y(jié)2。

從M2型人工魚礁模型試驗的結(jié)果（圖5）可以看出，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域（Y3～Y6）和其余區(qū)域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率差異明顯。其中，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域平均分布率為（17．50±1．29）%，人工魚礁模型試驗區(qū)域之間的平均分布率不存在顯著性差異（P＞0．05）；黑棘鯛在其余區(qū)域的平均分布率為（7．50±2．32）%，其余區(qū)域之間的平均分布率不存在顯著性差異（P＞0．05）。黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域的平均分布率顯著高于其余區(qū)域的平均分布率（P＜0．05）（圖5）。黑棘鯛在各試驗區(qū)域的分布率高低順序為Y4＞Y5＞Y3＞Y6＞Y8＞Y7＝Y(jié)1＞Y2。

圖4 M 1型人工魚礁模型試驗黑棘鯛在各區(qū)域的分布Fig．4 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in M 1 artificial reefmodel group

圖5 M 2型人工魚礁模型試驗黑棘鯛在各區(qū)域的分布Fig．5 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in M 2 artificial reefmodel group

從M3型人工魚礁模型試驗的結(jié)果（圖6）可以看出，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域（Y3～Y6）和其余區(qū)域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率差異明顯。其中，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域平均分布率為（16．13±1．71）%，人工魚礁模型試驗區(qū)域之間的平均分布率不存在顯著性差異（P＞0．05）；黑棘鯛在其余區(qū)域的平均分布率為（8．88±1．88）%，其余區(qū)域之間的平均分布率不存在顯著性差異（P＞0．05）。整體上，黑棘鯛在人工魚礁模型試驗區(qū)域的平均分布率高于其余區(qū)域的平均分布率，但兩個區(qū)域之間整體上并不存在顯著性差異（P＞0．05）。此外，人工魚礁模型試驗區(qū)域中的Y5區(qū)域黑棘鯛的平均分布率（18．50±1．50）%顯著高于無魚礁模型的各區(qū)域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均 分布 率 （8．88±1．88）%。黑棘鯛在各試驗區(qū)域的分布率高低順序為Y4＞Y5＞Y3＞Y6＞Y8＞Y7＝Y(jié)1＞Y2。

圖6 M 3型人工魚礁模型試驗黑棘鯛在各區(qū)域的分布Fig．6 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in M 3 artificial reefmodel group

2．3 黑棘鯛在3種人工魚礁模型試驗區(qū)域的平均分布率比較

黑棘鯛在3種人工魚礁模型（M1、M2、M3）試驗區(qū)域的平均分布率如圖7所示，其平均分布率分別為（19．38±1．30）%、（17．50±1．29）%、（16．13±1．71）%，平均分布率高低順序為 M1＞M2＞M3，但黑棘鯛在3種人工魚礁模型（M1、M2、M3）試驗區(qū)域的平均分布率不存在顯著性差異（P＞0．05）。

圖7 黑棘鯛在3種人工魚礁模型試驗區(qū)域的平均分布率Fig．7 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in three artificial reefmodel groups

3 討論與小結(jié)

本試驗設計的3種人工魚礁功能以誘集為主，與未放置人工魚礁模型的對照組相比，投入人工魚礁模型后，3種人工魚礁模型試驗區(qū)黑棘鯛的平均分布率明顯增大（圖4，圖5，圖6），這說明3種人工魚礁對黑棘鯛均具有一定程度的誘集效果。黑棘鯛作為一種礁巖性魚類，喜歡躲在水底礁石或障礙物周圍躲避急流，節(jié)省體力，同時進行攝食［16］，因此，3種人工魚礁模型對黑棘鯛具有誘集效果應該是由黑棘鯛的生活習性決定的。但不同結(jié)構(gòu)的人工魚礁模型對黑棘鯛的誘集效果（圖7）存在差異，顯示了由人工魚礁模型的構(gòu)造對黑棘鯛誘集效果的差異。

黑棘鯛棲息于礁體周邊時，通常會把礁體看作是某一標記物或者自己的領地，出于逃避敵害、索餌和休息嬉戲的需求，會貼近、停留、穿越魚礁礁體內(nèi)部，因此，人工魚礁模型的構(gòu)造會影響黑棘鯛的上述活動［13］。在本試驗中，M1型人工魚礁模型對黑棘鯛的誘集效果最佳，這可能是由于M1型人工魚礁模型設計的孔洞允許黑棘鯛穿越，且模型的有效空間最大、遮蓋效果最佳。M2型人工魚礁模型的有效空間、遮蓋效果次于M1型人工魚礁模型，因此M2型人工魚礁模型對黑棘鯛的誘集效果也差于M1型人工魚礁模型。M3型人工魚礁模型屬于框架性，模型的有效空間、遮蓋效果有限，其對黑棘鯛的誘集效果與M1、M2型人工魚礁模型相比更差，但并不存在顯著性差異（圖7），其原因依然與黑棘鯛的巖礁性習性有關。魚類在人工魚礁的進出與魚礁區(qū)水流、水溫、光照強度、餌料的質(zhì)和量、敵害生物的密度等生態(tài)條件有密切關系，因此，復合環(huán)境因子下人工魚礁對魚類的誘集效果評估是下一步研究的方向。

綜上，本文小結(jié)如下：

1）3種人工魚礁模型對黑棘鯛均具有一定的誘集效果，其中M1型誘集效果最好，M2型誘集效果次之，M2型誘集效果最差，3種人工魚礁模型對黑棘鯛的誘集效果之間不存在顯著性差異。

2）人工魚礁模型的構(gòu)造和黑棘鯛的生活習性共同決定了3種人工魚礁模型對黑棘鯛的誘集效果。