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四種方形魚礁對黑鮶和大隴六線魚的集魚效果

2023年10月29日

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鄭德斌 欒凱 劉克奉 陳衛 劉皓 姚新華 汪志清 陳廣春
摘要:為了解不同構型的人工魚礁對魚苗的聚集效果,利用室內裝置,在靜水和流水條件下,研究了大窗箱型、大小窗箱型、「卍」字型和雙層增殖型四種方形人工魚礁及其不同組合對於大瀧六線魚(Hexagrammosotakii)和黒鮶(Sebastesschlegelii)的聚集行為的影響。實驗結果表明,在靜水條件下,大小窗箱型對黑鮶的誘集指數最高,為0.74,雙層增殖型對大瀧六線魚的誘集指數達0.8;而在流水條件下,大小窗箱型和雙層增殖型誘集指數均大於0.6。在實驗的四種礁型中,上述兩種礁型的誘魚效果較好。
關鍵詞:人工魚礁;集魚效果;黑鮶(Sebastesschlegelii);大隴六線魚(Hexagrammosotakii)
人工魚礁是人們在海中設置的構造物,隨著對魚礁的系統研究的不斷深入,其改善和優化生態環境的作用越來越引起人們的重視,並被廣泛應用於漁場和增養殖海域生態環境的修復和改善[1-2]。人工魚礁建設採用的材料多種多樣,常見的有石塊、沉船、廢舊輪胎和水泥構件等,因流場效應以及聲響效應等在不同魚種間有相應的差異表現[1-3]。隨著我國對環境保護提出越來越高的要求,以及科技和經濟水平的提高,人工魚礁材料中水泥構件的建設越來越受到重視。實際在海域使用的水泥構件礁體多種多樣,這是由於不同結構的魚礁所產生的各種效應之差異所致[2]。
無論基於何種機制,有了人工魚礁就能達到誘魚、集魚及為魚類等水生動物提供棲息隱蔽場所之目的。大量研究證明,聚集在魚礁區的魚類有三種:定居性魚類、戀礁性魚類和滯留性魚類,黑鮶(Sebastesschlegelii)和大隴六線魚(Hexagrammosotakii)都具有較強的戀礁性[4-5]。此外人工魚礁能產生多種效應而有利於誘集魚類[5-7]。人工魚礁投放到海底後,最直接的是流場效應,魚礁周圍會產生多種流態:上升流帶動底層營養鹽到海水錶層,從而提高海域的初級生產力;背渦流可以為多種魚類、甲殼類提供較為穩定的小環境[7-10]。本研究在靜水和流水條件下,研究四種構型的人工魚礁對於大瀧六線魚和黒鮶的行為影響,為人工魚礁的結構設計提供科學依據。
1實驗設計
1.1實驗裝置
實驗利用室內5m×6m矩形水池進行,池深1.5m。如圖1所示,水池中央設置環形隔離板,利用2台水泵(6噴口)產生的推力使水體循環流動,隔離板兩側放置2片網柵,將魚隔離在實驗區域內,實驗區為4m×5m之矩形,實驗水體為凈化海水,水深0.9m,水溫變化範圍18~23℃。
通過對渤海灣潮流場的模擬,得出了魚礁投放區域的潮流場特徵,在此區域,漲急和落急流速約為0.5m/s,水流速度設計時參考此值區間進行。利用平行安裝於圖1左上角位置的2台潛水泵使水體產生循環流動,中泵型號流量60m3/h;小泵型號40m3/h;分別開啟中、小2個泵,對應產生的來流區平均流速分別為23.4、19.1cm/s和不開水泵的靜水狀態,水池上方約2m的屋頂橫樑懸掛安裝有4個高清攝像頭(型號為AN-50W3H),實驗區兩端池底固定2個水下探頭(型號為GW0106),分別用於垂直和水平方向的監控和觀察,6個探頭均通過線纜連接到放置在監控室的控制電腦,可無干擾地監控並記錄水池實驗區的魚苗行為(參考王淼等人[3])。
人工魚礁模型製作採用的材料為高密度塑料板(厚度5cm),模型製作完成後,將其先置於海水中24h以上備用,魚礁礁型分別為大窗箱型、大小窗箱型、「卍」字型和雙層增殖型(圖2-圖5)。
1.2實驗對象
選取實驗魚種為苗種孵化車間中養殖的黑鮶和大瀧六線魚共180尾,先將其暫養於另一水池中15d,期間投喂飼料(以配合飼料為主)。待實驗開始時,兩種魚隨機各取30尾(體長8~10cm)分別進行實驗。魚苗培養前,把魚礁模型放置於培養池中,使魚苗適應環境,避免實驗開始時產生應激反應。
1.3實驗方法
通過懸掛在水槽上方的攝像頭進行魚苗分布觀察記錄,將攝像頭的攝像區域確定為距離礁體放置區前後1.5m範圍,而大於該範圍的區域視為遠礁區。每個處理實驗時間為3d,每天上午9:30-11:00,下午13:00-15:40,同時開啟4台水上攝像頭和2台水下攝像頭,對水槽內幼魚的行為和分布進行實時監視,每隔5分鐘截取一次圖像,每個攝像頭每天截取50張圖像,進行魚苗分布計數。
1.4數據處理方法
1.4.1平均出現率(P)實驗對象的平均出現率(P)為魚苗在觀察區出現的總次數占魚苗在實驗區出現的總次數的百分比,計算公式如下:
式中:P為魚苗的平均出現率,Ni為魚苗在觀察區的出現次數,ni為魚苗出現在實驗區總次數。
1.4.2誘集效率指數(I)實驗魚苗的平均出現率(P)與實驗區面積(S)之間的比值。
式中:I為誘集效率指數;P為平均出現率;S為實驗區面積(參考周艷波等,2011)[6]。
所有實驗數據均以3個平行組數據的平均值表示,並採用單因素方差分析(ANOVA)和Duncan檢驗法統計分析。
2實驗結果
2.1靜水條件四種魚礁對二種魚苗集魚效果
在靜水條件下四種魚礁對於兩種魚苗的誘集效果有顯著差異(P<0.05),表现为大小窗箱型>雙層增殖型>大窗箱型>「卍」字型。兩種魚苗的誘集效率指數都大於0.4,四種礁型中大小窗箱型對黑鮶的誘集指數最高,為0.74;而雙層增殖型對大瀧六線魚的誘集指數達0.8(見圖6)。魚礁兩兩組合時(組合1-6分別為:1.「卍」字型+雙層增殖型;2.大小窗箱型+雙層增殖型;3.大小窗箱型+「卍」字型;4.大窗箱型+雙層增殖型;5.大窗箱型+「卍」字型;6.大窗箱型+大小窗箱型),組合4(大窗箱型+雙層增殖型)的誘集效果最好:黑鮶和大瀧六線魚的誘集指數分別達0.64和0.9(見圖7)。黑鮶和大瀧六線魚魚苗的戀礁性都較強,這與魚苗的棲息性相關。
2.2流水條件四種魚礁對二種魚苗集魚效果
在流水條件下四種魚礁對於兩種魚苗都有顯著的誘集效果(P<0.05):在流速19.1cm/s条件下,四种鱼礁中双层增殖型对黑鲪的诱集指数最高,为0.73,大窗箱型最低,为0.5;双层增殖型对大泷六线鱼的诱集指数达0.8,“卍”字型最低,为0.4(见图8)。在流速23.4cm/s条件下,双层增殖型对黑鲪的诱集指数最高,为0.83,大窗箱型最低,为0.62;“卍”字型对大泷六线鱼的诱集指数达0.9,最低的为大小窗箱型达0.79(见图9)。两种鱼苗恋礁性都较强,在各组实验中除流速19.1cm/s条件下的“卍”字型鱼礁和流速23.4cm/s条件下的双层增殖型鱼礁外,其他的条件下大泷六线鱼的诱集效果指数均大于黑鲪,大泷六线鱼趋礁性更明显(P<0.05)。综合来看,大小窗箱型和双层增殖型诱集指数均大于0.6,诱鱼效果比较好。
3討論
目前開展人工魚礁建設是海洋生物資源增殖保殖的一個效果良好、常用的手段。天津海區底質平坦,以泥沙底居多,對於海洋來說基本是一個荒漠,因此開展魚礁建設對環境生態資源保護來說是十分必要和有利的。黑鮶是往年天津海區比較常見的魚類,近幾年隨著環境的變化及捕撈的影響,其數量越來越少。黑鮶和大瀧六線魚魚苗的戀礁性都較強,基本在礁區能長時間滯留[6-10]。本實驗採用的是8~10cm的魚苗作為實驗對象,但是在實驗準備過程中,發現魚礁對於黑鮶成魚的誘集效果更好,對於本實驗大小的魚礁模型,黑鮶成魚基本會棲息於魚礁內。由於實驗條件有限,人工魚礁對成魚誘集實驗有待於進一步的研究。
通過實驗發現,四種魚礁的集魚效果有差異(P<0.05),在静水条件下,大小窗箱型对黑鲪的诱集指数最高,为0.74,双层增殖型对大泷六线鱼的诱集指数达0.8;而在流水条件下,大小窗箱型和双层增殖型诱集指数均大于0.6,诱鱼效果比较好。大窗箱型和“卍”字型鱼礁的集鱼效果较差,主要是因为其提供的遮蔽区域较少;且在有水流时,其中心部位的流速会高于其迎面,而不利于鱼类的栖息。大小窗箱型在实验中是小窗面迎流,其对水流的改变最大,同时其提供的涡流和遮蔽处较多,所以其对鱼苗的诱集效果最好。双层增殖型礁也能提供较多的栖息位置,其诱集效果要好于“卍”字形和大窗箱型。在人工鱼礁建设过程中,考虑到海区物种的多样性,应当以不同的鱼礁组合进行建设。根据本实验结果,笔者认为应该采用大小窗箱型和双层增殖礁的组合进行建设。一是能起到较好的集鱼效果;二是能提供较多的鱼礁表面积,有利于海区内的鱼类、贝类增殖。
本實驗是模擬海水環境進行的集魚效果實驗,實驗結果比較接近在自然海區的生態狀況,相對於數模實驗等,可提供一個更加直觀、直接的實驗結果。同時,海區中影響生物生態的因素很多,海洋生物的種類也多種多樣,各個海區的環境也差異巨大,人工魚礁的功能在生態、增殖等各方面的功能有待於進一步的研究。
參考文獻:
[1]陳勇,於長春,張國勝.人工魚礁的環境功能與集魚效果[J].大連水產學院學報,2002,17(1):64-69.
[2]斯廣傑,陳丕茂,陳勇,等.海洋底棲生物生態學的研究進展[J].安徽農業科學,2009,37(19):9026-9029
[3]王淼,章守宇,王偉定,等.人工魚礁的矩形間隙對黑鯛幼魚聚集效果的影響[J].水產學報,2011(11):88-95.
[4]陳勇,劉曉丹,吳曉郁,等.不同結構模型礁對許氏平鮋幼魚的誘集效果[J].大連水產學院學報,2006,21(2):154-157.
[5]王磊.人工魚礁的優化設計和礁區布局的初步分析研究[D].青島:中國海洋大學,2007.
[6]周艷波,蔡文貴,陳海剛,等.10種人工魚礁模型對黑鯛幼魚的誘集效果[J].水產學報,2011,35(5):711-717.
[7]張懷慧,孫龍.利用人工魚礁工程增殖海洋水產資源的研究[J].資源科學,2001,23(5):6-10.
[8]張碩,孫滿昌,陳勇.人工魚礁模型對大瀧六線魚和許氏平鮋幼魚個體的誘集效果[J].大連水產學院學報,2008,3(1):13-19.
[9]崔勇,關長濤,萬榮,等.布設間距對人工魚礁流場效應影響的數值模擬[J].海洋湖沼通報,2011(2):59-65.
[10]李冠成.人工魚礁對漁業資源和海洋生態環境的影響及相關技術研究[J].海洋學研究,2007,25(3):93-102.
Abstract:Inordertostudytheeffectivenessofartificialreefswithdifferentconfigurationsinattractingjuvenilefish,theeffectsoffourkindsofsquareartificialreefsandtheircombinationsontheaggregationbehaviorofHexagrammosotakiiandSebastesschlegeliiwerestudiedunderstaticandflowingwaterconditionsusingindoordevices.Theresultsshowedthatthemaximumattractionindexoftwo-size-windowtypewas0.74,andthatofthedouble-layermultiplicationtypewas0.8.Undertheflowingwatercondition,theattractionindicesofthesetworeeftypeswerebothgreaterthan0.6.Theattractioneffectsofthesetworeeftypeswerebetterthantheothertwotypes.
Keywords:artificialreefs;fishattractingeffect;Sebastesschlegelii;Hexagrammosotakii
(收稿日期:2019-07-10;修回日期:2019-08-02)

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