楊超杰， 呂洪斌， 張沛東， 張秀梅， 劉鴻雁(海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)海洋大學(xué))，山東 青島 266003)

正方體人工礁單位魚(yú)礁的關(guān)鍵參數(shù)研究?

楊超杰， 呂洪斌， 張沛東??， 張秀梅， 劉鴻雁
(海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)海洋大學(xué))，山東 青島 266003)

實(shí)驗(yàn)室條件下，研究了正方體人工礁7個(gè)不同引入數(shù)量比例(0～60%)和人工礁擺放布局(每個(gè)數(shù)量比例設(shè)置10個(gè)布局)對(duì)許氏平鲉(Sebastesschlegelii)聚集率的影響，確定了單位面積正方體人工礁的適宜投放數(shù)量和礁體擺放布局，得出單位魚(yú)礁的適宜布設(shè)方案。在此基礎(chǔ)上，探討了大瀧六線魚(yú)(Hexagrammosotakii)和許氏平鲉的種類(lèi)、密度和魚(yú)體規(guī)格對(duì)聚集率的影響。研究顯示，單體礁引入數(shù)量比例<50%時(shí)，數(shù)量比例與許氏平鲉聚集率呈顯著正相關(guān)線性關(guān)系，且擺放布局對(duì)許氏平鲉的聚集率有顯著影響；單體礁引入數(shù)量比例為50%時(shí)，許氏平鲉的聚集率達(dá)到最大值(76%)，顯著高于0～40%處理組(P<0.05)，且當(dāng)單體礁引入數(shù)量比例達(dá)到50%和60%時(shí)，礁體擺放布局對(duì)許氏平鲉聚集率的影響無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在適宜布設(shè)方案條件下，種類(lèi)和密度對(duì)試驗(yàn)魚(yú)聚集率的影響均達(dá)到顯著性水平(P<0.05)；魚(yú)體規(guī)格對(duì)大瀧六線魚(yú)的聚集率無(wú)顯著影響，對(duì)許氏平鲉的聚集率影響顯著。結(jié)果表明，正方體人工礁單位魚(yú)礁的適宜單體礁引入數(shù)量比例為50%，在該數(shù)量比例時(shí)，單體礁擺放布局對(duì)戀礁性魚(yú)類(lèi)的聚集效果無(wú)顯著影響。

礁體投放數(shù)量；礁體布局；單位魚(yú)礁；戀礁性魚(yú)類(lèi)；人工魚(yú)礁；聚集率

人工魚(yú)礁具有誘集魚(yú)類(lèi)、增加魚(yú)種類(lèi)和生物量、提高目標(biāo)魚(yú)種捕撈量、利于藻類(lèi)和附著生物附著、改善魚(yú)類(lèi)棲息地和修復(fù)受損產(chǎn)卵場(chǎng)等功能[1-7]。礁型、礁材和礁體布局是人工魚(yú)礁建設(shè)取得良好生境修復(fù)和資源增殖效果的三個(gè)關(guān)鍵因素[8-12]。相關(guān)研究表明，礁型設(shè)計(jì)需綜合分析穩(wěn)定性、空間復(fù)雜性和生物效應(yīng)性。大量水槽和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)以及海區(qū)實(shí)測(cè)已經(jīng)證實(shí)，魚(yú)礁投放引起的流態(tài)改變和擾動(dòng)以及波浪力的作用是導(dǎo)致礁體傾覆、滑移和下陷的主要因素[13-15]，近年來(lái)綜合流體力學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)值計(jì)算等學(xué)科定量設(shè)計(jì)礁型成為研究熱點(diǎn)。研究表明，增殖生物的豐度和多樣性與礁體空間復(fù)雜性呈正相關(guān)關(guān)系，空間趨于復(fù)雜的礁體對(duì)定棲性魚(yú)類(lèi)和無(wú)脊椎動(dòng)物的誘集作用顯著，礁體附著生物亦明顯提高[16-19]。不同種屬或同種不同發(fā)育階段魚(yú)類(lèi)可能具有不同的趨性和聚集行為[20-21]，如巖礁型魚(yú)類(lèi)喜歡骰狀礁體，底層魚(yú)類(lèi)偏好龜背狀礁體[22]，因此根據(jù)增殖對(duì)象開(kāi)展針對(duì)性的礁型設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

單位魚(yú)礁引入的單體礁數(shù)量與空間布局通過(guò)影響棲息地復(fù)雜度對(duì)魚(yú)類(lèi)種群和生物量產(chǎn)生影響[23-29]。單位魚(yú)礁是指由若干個(gè)魚(yú)礁單體在一定范圍內(nèi)隨意擺放或有規(guī)則布局而形成的具有實(shí)質(zhì)效應(yīng)的最小礁群規(guī)模，每個(gè)單位魚(yú)礁在海域可形成局部且相對(duì)獨(dú)立的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[30]。有關(guān)單位魚(yú)礁產(chǎn)生生態(tài)效應(yīng)的最小建造空方規(guī)模和間距已有一些報(bào)道，如Ogawa等[31]提出單位魚(yú)礁空方規(guī)模應(yīng)不低于400 m3；黃雄[32]則認(rèn)為單位魚(yú)礁的最小空方規(guī)模應(yīng)不低于2.5×103m3，最佳空方規(guī)模為5×104m3；Overholtzer-Mcleod[24]研究表明人工魚(yú)礁的空間排列影響礁區(qū)魚(yú)類(lèi)捕撈量；Bohnsack等[11]指出多個(gè)小型礁區(qū)誘集的魚(yú)種類(lèi)和數(shù)量高于相同面積的大型礁區(qū)。

盡管研究表明單位魚(yú)礁的魚(yú)礁單體引入數(shù)量和配置布局顯著影響?hù)~(yú)礁單體之間的協(xié)同作用，進(jìn)而明顯影響增殖生物的群落結(jié)構(gòu)特征，但目前單位魚(yú)礁的適宜單體礁引入數(shù)量和布局尚未明確提出。單體礁引入數(shù)量和布局是單位魚(yú)礁兩個(gè)最關(guān)鍵的參數(shù)指標(biāo)，其核心科學(xué)問(wèn)題是用數(shù)量最少的單體礁和最優(yōu)的布局實(shí)現(xiàn)最佳的生物效應(yīng)。正方體人工魚(yú)礁是目前海洋牧場(chǎng)建設(shè)的一種常見(jiàn)礁型，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通透性好、穩(wěn)定性強(qiáng)和易于制作等特點(diǎn)。為探明正方體魚(yú)礁的單位魚(yú)礁關(guān)鍵參數(shù)(單體礁引入數(shù)量和布局)，采用行為學(xué)方法，在室內(nèi)大型水槽研究2種戀礁性魚(yú)類(lèi)對(duì)正方體模型礁不同引入數(shù)量和布局的聚集行為，查明魚(yú)種、魚(yú)類(lèi)密度和魚(yú)體規(guī)格等因素對(duì)聚集行為的影響。研究結(jié)果不僅為正方體魚(yú)礁的單位魚(yú)礁適宜建造方案提供理論依據(jù)，也為建立近岸淺海退化生境恢復(fù)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

正方體模型礁的尺寸為0.25 m×0.25 m×0.25 m(長(zhǎng)×寬×高)，采用直徑為4 mm的鋼筋和直徑為5 mm的綠色聚乙烯繩制成，共制作43個(gè)。試驗(yàn)魚(yú)取自山東省青島市嶗山海域自然生長(zhǎng)的許氏平鲉(Sebastesschlegelii)和大瀧六線魚(yú)(Hexagrammosotakii)，每種約200尾，置于暫養(yǎng)池飼養(yǎng)，每天投喂雜魚(yú)一次，每隔一天清理暫養(yǎng)池一次。許氏平鲉體長(zhǎng)為5.3～25.9 cm，體重3.4～250.7 g；大瀧六線魚(yú)體長(zhǎng)為5.4～23.5 cm，體重4.6～205.1 g。

試驗(yàn)用水池為青島金海富源海洋實(shí)業(yè)有限公司的混凝土育苗水池，規(guī)格7 m×2 m×1 m(長(zhǎng)×寬×高)。在水池中間位置利用可升降閘門(mén)將水池分為兩部分，即試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果及利于模型礁擺放和試驗(yàn)魚(yú)聚集行為觀察，在水池底部鋪設(shè)乳白色地板革，將試驗(yàn)區(qū)根據(jù)模型礁的規(guī)格劃分為72個(gè)正方形網(wǎng)格并編號(hào)，每個(gè)網(wǎng)格(0.25 m×0.25 m)對(duì)應(yīng)一個(gè)模型礁，共可放72個(gè)模型礁(見(jiàn)圖1)。模型礁放置區(qū)四周與水池側(cè)壁分別間隔25 cm，以避免水池邊界對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。水池四周用窗簾布遮蔽，以避免人為干擾。水池上方懸掛3盞40 W節(jié)能燈提供約24 lx光照環(huán)境。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與過(guò)程

預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，許氏平鲉對(duì)模型礁的聚集率高于大瀧六線魚(yú)，為取得良好預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果，首先研究許氏平鲉對(duì)模型礁不同引入數(shù)量和布局的聚集行為，分析得出單位魚(yú)礁的最佳單體礁引入數(shù)量和適宜布局；在此基礎(chǔ)上，分別探討?hù)~(yú)種、魚(yú)類(lèi)密度和魚(yú)體規(guī)格對(duì)許氏平鲉和大瀧六線魚(yú)聚集行為的影響。

單體礁引入數(shù)量比例為投放的單體礁占地面積總和/單位魚(yú)礁底面積×100%，本文中該比例等于投放單體礁數(shù)量/總礁體數(shù)量×100%。設(shè)置7個(gè)不同單體礁引入數(shù)量比例：0、10%、20%、30%、40%、50%、60%，即每個(gè)比例分別在試驗(yàn)水池的魚(yú)礁區(qū)投放單體礁0、7、14、22、29、36和43個(gè)。每個(gè)數(shù)量比例在72個(gè)編號(hào)中隨機(jī)抽取10個(gè)布局，每個(gè)布局重復(fù)實(shí)驗(yàn)5次。

試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)制定的隨機(jī)布局方案，將模型礁放于魚(yú)礁區(qū)相應(yīng)編號(hào)位置，注入砂濾海水至水深60 cm，關(guān)閉閘門(mén)靜置10 min，隨機(jī)挑選體質(zhì)健康的許氏平鲉100尾(體長(zhǎng)：10.5～20.8 cm)，分別移入魚(yú)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)各50尾。10 min后打開(kāi)閘門(mén)，觀察試驗(yàn)魚(yú)聚集行為并錄像和拍照，30 min后關(guān)閉閘門(mén)，統(tǒng)計(jì)魚(yú)礁區(qū)許氏平鲉的尾數(shù)，然后將該批試驗(yàn)魚(yú)再次平均放置于魚(yú)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)，30 min后開(kāi)始第2次實(shí)驗(yàn)，重復(fù)5次；該布局試驗(yàn)結(jié)束后更換同規(guī)格試驗(yàn)魚(yú)開(kāi)展其他布局實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，分析結(jié)果得出最佳的單體礁引入數(shù)量比例和適宜布局，然后在該數(shù)量比例和布局條件下開(kāi)展不同種類(lèi)、魚(yú)類(lèi)密度和魚(yú)體規(guī)格對(duì)許氏平鲉和大瀧六線魚(yú)聚集行為的影響。

最佳的單體礁引入數(shù)量比例和適宜布局條件下試驗(yàn)魚(yú)不同種類(lèi)對(duì)聚集行為的影響：設(shè)置許氏平鲉、大瀧六線魚(yú)以及2種混合3個(gè)試驗(yàn)組，各100尾(其中混合種類(lèi)組為2種各50尾)，試驗(yàn)魚(yú)規(guī)格一致(體長(zhǎng)：10.5～20.8 cm)。試驗(yàn)時(shí)，按照得出的數(shù)量比例和布局放置模型礁，注入砂濾海水至水深60 cm，關(guān)閉閘門(mén)靜置10 min，將試驗(yàn)魚(yú)分別移入魚(yú)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)各50尾(其中混合種類(lèi)組為每區(qū)每種25尾)。試驗(yàn)魚(yú)對(duì)模型礁聚集行為的觀察過(guò)程如上所述。每組重復(fù)5次，直至試驗(yàn)結(jié)束。

最佳的單體礁引入數(shù)量比例和適宜布局條件下，試驗(yàn)魚(yú)不同密度對(duì)聚集行為的影響：設(shè)置50、100、150尾/池3個(gè)試驗(yàn)魚(yú)密度，分別開(kāi)展許氏平鲉和大瀧六線魚(yú)同一種類(lèi)不同密度對(duì)聚集行為的影響，試驗(yàn)魚(yú)規(guī)格一致(體長(zhǎng)：10.5～20.8 cm)。50尾/池密度組為魚(yú)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)各25尾，100尾/池密度組為魚(yú)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)各50尾，150尾/池密度組為魚(yú)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)各75尾，其余試驗(yàn)過(guò)程如上所述，每個(gè)密度組重復(fù)5次。

最佳的單體礁引入數(shù)量比例和適宜布局條件下試驗(yàn)魚(yú)不同規(guī)格對(duì)聚集行為的影響：按照體長(zhǎng)大小，將許氏平鲉和大瀧六線魚(yú)分別劃分為體長(zhǎng)<10 cm(小規(guī)格組)和體長(zhǎng)≥10 cm(大規(guī)格組)2個(gè)規(guī)格組，其中小規(guī)格組魚(yú)體長(zhǎng)為5.0～9.8 cm，大規(guī)格組魚(yú)體長(zhǎng)為10.5～20.8 cm，各100尾。試驗(yàn)過(guò)程如上所述，每個(gè)規(guī)格組重復(fù)5次。

試驗(yàn)期間，水溫15～22℃，鹽度31～33，pH7.6～7.8，光照24 lx，不投餌。

1.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)魚(yú)礁區(qū)試驗(yàn)魚(yú)聚集數(shù)量計(jì)算聚集率，即每次試驗(yàn)結(jié)束后魚(yú)礁區(qū)試驗(yàn)魚(yú)尾數(shù)/試驗(yàn)魚(yú)總尾數(shù)×100%，各試驗(yàn)組數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。聚集率經(jīng)平方根和反正弦轉(zhuǎn)換后進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，差異顯著時(shí)使用Duncan多重比較分析組間差異。兩個(gè)樣本間的數(shù)據(jù)采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析。數(shù)據(jù)分析使用SPSS 17.0進(jìn)行，以P<0.05作為差異顯著水平，以P<0.01作為差異極顯著水平。分析結(jié)果使用Orgin9軟件繪圖。

2 結(jié)果

2.1 不同單體礁引入數(shù)量比例和布局對(duì)許氏平鲉聚集率的影響 對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果表明，魚(yú)礁區(qū)未放入單體礁，即引入數(shù)量比例為0時(shí)，試驗(yàn)魚(yú)的聚集率為47.2%，與對(duì)照區(qū)無(wú)明顯不同(P>0.05)，說(shuō)明兩個(gè)區(qū)域的位置對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無(wú)明顯影響。不同單體礁引入數(shù)量比例，許氏平鲉聚集率的變化如圖2所示。單因素方差分析顯示，單體礁引入數(shù)量比例對(duì)許氏平鲉聚集率具有極顯著影響(P<0.01)，隨單體礁引入數(shù)量增加，許氏平鲉的聚集率呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì)，至50%時(shí)趨于平穩(wěn)。單體礁引入數(shù)量比例為50%時(shí)，單位魚(yú)礁對(duì)許氏平鲉的誘集作用最明顯，聚集率達(dá)到最大值(76%)，顯著高于0～40%處理組。

不同模型礁布局許氏平鲉聚集率的變化如圖3所示。單因素方差分析表明，20%、30%、40%比例的10次單體礁布局之間均存在顯著差異(P<0.05)。當(dāng)單體礁引入數(shù)量比例達(dá)到50%和60%時(shí)，不同布局對(duì)試驗(yàn)魚(yú)的聚集率則無(wú)明顯影響(P>0.05)。

不同比例和布局試驗(yàn)結(jié)果表明，單體礁引入數(shù)量比例為50%時(shí)，單位魚(yú)礁對(duì)許氏平鲉的誘集效果最顯著，且單體礁擺放布局對(duì)許氏平鲉的聚集率無(wú)明顯影響。根據(jù)研究結(jié)果，提出了單位魚(yú)礁的回字形模塊式布設(shè)方案(見(jiàn)圖4)。在該布設(shè)方案條件下，開(kāi)展后續(xù)的不同種類(lèi)、不同魚(yú)類(lèi)密度和不同魚(yú)體規(guī)格的試驗(yàn)研究。

2.2 試驗(yàn)魚(yú)種類(lèi)對(duì)聚集率的影響

回字形模塊式單位魚(yú)礁布設(shè)方案條件下(單體礁引入數(shù)量比例50%)，不同試驗(yàn)魚(yú)種類(lèi)對(duì)聚集率的影響如圖5所示。單因素方差分析顯示，不同種類(lèi)試驗(yàn)魚(yú)的聚集率存在顯著差異(P<0.05)，其中許氏平鲉的聚集率最高，達(dá)到84%，大瀧六線魚(yú)的聚集率次之，而混合種類(lèi)處理組聚集率最低。2種試驗(yàn)魚(yú)混合時(shí)，總聚集率降至69%，相比單一物種的聚集率，大瀧六線魚(yú)的聚集率變化不明顯，僅降低2%，而許氏平鲉的聚集率則顯著降低21%。

2.3 魚(yú)類(lèi)密度對(duì)聚集率的影響

回字形模塊式單位魚(yú)礁布設(shè)方案條件下(單體礁引入數(shù)量比例50%)，不同魚(yú)類(lèi)密度對(duì)聚集率的影響如圖6所示。單因素方差分析顯示，魚(yú)類(lèi)密度對(duì)2種試驗(yàn)魚(yú)的聚集率均存在顯著影響(P<0.05)。隨魚(yú)類(lèi)密度增加，大瀧六線魚(yú)的聚集率逐漸增加，至150尾/池時(shí)聚集率達(dá)到最大值(78%)，顯著高于50尾/池密度處理組(71%)；許氏平鲉的聚集率則呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢(shì)，于100尾/池密度組達(dá)到最大值(84%)，顯著高于其他密度處理組。獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)顯示，100尾/池密度時(shí)，許氏平鲉的聚集率顯著高于大瀧六線魚(yú)的聚集率(P<0.05)，而50、150尾/池處理組2種試驗(yàn)魚(yú)的聚集率無(wú)明顯不同(P>0.05)。

2.4 魚(yú)體規(guī)格對(duì)聚集率的影響

回字形模塊式單位魚(yú)礁布設(shè)方案條件下(單體礁引入數(shù)量比例50%)，不同魚(yú)體規(guī)格對(duì)聚集率的影響如圖7所示。獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)顯示，魚(yú)體規(guī)格對(duì)大瀧六線魚(yú)的聚集率無(wú)顯著影響，平均聚集率為66%；魚(yú)體規(guī)格對(duì)許氏平鲉的聚集率則存在顯著影響，小規(guī)格試驗(yàn)組的聚集率顯著高于大規(guī)格組(P<0.01)；相同規(guī)格2種試驗(yàn)魚(yú)的聚集率亦明顯不同，許氏平鲉的聚集率均顯著高于大瀧六線魚(yú)(P<0.05)。

(數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。誤差線上的不同字母表示同一列間差異顯著(P<0.05)；*表示同一簇間差異顯著(P<0.05)。Data are means±S.E.,different letters above error barsin the same column indicate significant differences(P<0.05).The data in the same cluster with *indicate significant difference(P<0.05).)

圖6 試驗(yàn)魚(yú)密度對(duì)聚集率的影響
Fig.6 The effect of densities of experimental fishes on the aggregation rate

(數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。誤差線上的不同字母表示同一列間差異顯著(P<0.05)；*表示同一簇間差異顯著(P<0.05)。Data are means±S.E.,different letters above error barsin the same column indicate significant differences(P<0.05).The data in the same cluster with *indicate significant difference(P<0.05).)

圖7 試驗(yàn)魚(yú)規(guī)格對(duì)聚集率的影響
Fig.7 The effect of sizes of experimental fishes on the aggregation rate

3 討論

3.1 單位魚(yú)礁的單體礁數(shù)量和布局對(duì)魚(yú)類(lèi)聚集率的影響 不同單體礁引入數(shù)量比例和布局的試驗(yàn)結(jié)果顯示，單體礁投放比例小于40%時(shí)，試驗(yàn)魚(yú)的聚集率低于70%，且單體礁布局對(duì)試驗(yàn)魚(yú)聚集率的影響均存在極顯著差異，而當(dāng)單體礁投放比例達(dá)到50%和60%時(shí)，試驗(yàn)魚(yú)的聚集率顯著高于對(duì)照區(qū)，且不同布局之間試驗(yàn)魚(yú)的聚集率無(wú)明顯不同，表明單位魚(yú)礁中單體礁的投放數(shù)量與魚(yú)類(lèi)聚集率并不呈現(xiàn)線性關(guān)系，當(dāng)單體礁的投放數(shù)量達(dá)到最佳的魚(yú)類(lèi)聚集效果后，繼續(xù)增加礁體數(shù)目，魚(yú)類(lèi)的聚集率趨于平穩(wěn)并呈下降趨勢(shì)。其他學(xué)者的研究亦得出相似結(jié)果。如Jan等[33]研究了臺(tái)灣北部海岸3處人工魚(yú)礁群與誘集魚(yú)類(lèi)生物量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)的豐度和生物量與魚(yú)礁規(guī)模符合S形曲線關(guān)系，魚(yú)礁規(guī)模達(dá)到某一臨界值后魚(yú)類(lèi)的生物量和豐度緩慢增加甚至下降。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，礁體投放數(shù)量較少時(shí)，礁群對(duì)魚(yú)類(lèi)的誘集效果通常也較差，且礁體布局對(duì)魚(yú)類(lèi)誘集效果的影響亦非常明顯[34-35]。如何大仁等[36]將室內(nèi)水池分為18個(gè)區(qū)，研究了4個(gè)不同模型礁對(duì)赤點(diǎn)石斑魚(yú)(Epinephelusakaara)的誘集效果，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)魚(yú)在不同實(shí)驗(yàn)區(qū)的分布率存在顯著差異，部分區(qū)域試驗(yàn)魚(yú)的分布率高達(dá)85%，表明礁體的擺放布局對(duì)試驗(yàn)魚(yú)的誘集效果具有明顯影響；dos Santos等[37]指出礁體間距為0和50 m時(shí)誘集的魚(yú)類(lèi)豐富度和生物量顯著高于300 m；Jordan等[38]在美國(guó)佛羅里達(dá)州的Ft. Lauderdale海域8 m水深處研究了礁體數(shù)量對(duì)魚(yú)類(lèi)誘集效果的影響，發(fā)現(xiàn)3個(gè)魚(yú)礁的物種豐富度值最高達(dá)到106.1，顯著高于1～2個(gè)魚(yú)礁，表明隨礁體數(shù)量增加魚(yú)類(lèi)誘集效果顯著提高。Lan等[39-40]在綜合考慮建礁預(yù)算、制礁成本、單體礁間距以及礁體投放數(shù)量后使用分形維數(shù)提出了礁群布局模型(LARCs)和部署模型(DARCs)，為單位魚(yú)礁的設(shè)立提供了依據(jù)。在低比例投放數(shù)量時(shí)，礁體數(shù)量與魚(yú)類(lèi)聚集率之間通常呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，如本研究發(fā)現(xiàn)，單體礁投放數(shù)量比例為0～50%時(shí)，數(shù)量比例(PP，%)和魚(yú)類(lèi)聚集率(AR，%)之間存在顯著的線性關(guān)系，即AR=0.59PP+45.09，R2=0.98，P<0.01。當(dāng)礁體投放數(shù)量比例大于9%時(shí)，單位魚(yú)礁對(duì)魚(yú)類(lèi)的誘集作用才能體現(xiàn)出來(lái)。

3.2 不同種類(lèi)、密度和規(guī)格對(duì)魚(yú)類(lèi)聚集率的影響

大瀧六線魚(yú)和許氏平鲉為典型的巖礁性魚(yú)類(lèi)，是人工魚(yú)礁主要誘集對(duì)象[41]。室內(nèi)魚(yú)類(lèi)行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大瀧六線魚(yú)為無(wú)鰾魚(yú)，其身體通常與礁體接觸而停留在礁體底部和水槽角落部位，許氏平鲉為有鰾魚(yú)，其多數(shù)時(shí)間穿梭于礁體內(nèi)部，因此不同種類(lèi)魚(yú)類(lèi)對(duì)礁體的聚集效果也不同[35,42-44]。本研究也發(fā)現(xiàn)，單體礁投放數(shù)量比例為50%時(shí)，許氏平鲉的聚集率達(dá)到84%，高于大瀧六線魚(yú)的77%。此外，本研究的模型礁為3層結(jié)構(gòu)，大瀧六線魚(yú)通常停留在模型礁底層，而許氏平鲉一般在礁體的第二、三層穿梭活動(dòng)。何大仁等[36,45]研究了模型礁對(duì)黑鯛(Sparusmacrocephlus)和赤點(diǎn)石斑魚(yú)的誘集效果，發(fā)現(xiàn)赤點(diǎn)石斑魚(yú)的聚集率高于黑鯛，也表明礁體對(duì)不同種類(lèi)魚(yú)類(lèi)表現(xiàn)出的誘集效果并不相同。陳勇等[46]探討了模型礁對(duì)幼鮑和幼海膽的聚集行為，發(fā)現(xiàn)幼鮑的平均聚集率高于幼海膽，說(shuō)明礁體對(duì)海珍品的誘集效果也存在差異。

不同密度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，150尾/池密度組大瀧六線魚(yú)的聚集率高于50、100尾/池，而許氏平鲉的聚集率則在100尾/池處理組達(dá)到最大值，這也說(shuō)明許氏平鲉的領(lǐng)域行為較大瀧六線魚(yú)明顯。周艷波[36]研究了模型礁對(duì)5、30尾真鯛的誘集效果，發(fā)現(xiàn)30尾時(shí)礁區(qū)平均分布率顯著高于5尾，表明隨試驗(yàn)魚(yú)尾數(shù)增加模型礁誘集效果提高；郭浩宇等[43]探討了人工隱蔽物對(duì)800、1 200和1 600尾/m3許氏平鮋幼魚(yú)生長(zhǎng)和行為的影響，發(fā)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)密度的增加加劇個(gè)體間的攻擊行為，隱蔽物的誘集作用逐漸減弱。這些研究結(jié)果表明，對(duì)于具有明顯領(lǐng)域行為的魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō)，在礁體投放數(shù)量和面積不變時(shí)，單位魚(yú)礁對(duì)這些魚(yú)類(lèi)的誘集效果可能會(huì)因魚(yú)類(lèi)密度的增加而下降，因此必須通過(guò)捕撈等方式將這些魚(yú)類(lèi)的密度控制在適宜范圍，從而發(fā)揮單位魚(yú)礁最優(yōu)的生物效應(yīng)。郭浩宇等[43]和陳勇等[44]研究了模型礁對(duì)不同規(guī)格許氏平鲉的誘集效果，發(fā)現(xiàn)魚(yú)體規(guī)格對(duì)許氏平鲉的誘集率無(wú)顯著影響。本研究得出了相似的研究結(jié)果，說(shuō)明魚(yú)體規(guī)格并不是影響?hù)~(yú)類(lèi)對(duì)礁行為的主要因素。

4 結(jié)語(yǔ)

正方體人工礁的單位魚(yú)礁的最佳單體礁引入數(shù)量比例為50%，在該數(shù)量比例下，大瀧六線魚(yú)和許氏平鲉的聚集率分別可達(dá)84%和77%，且單體礁的布局對(duì)2種試驗(yàn)魚(yú)的聚集率均無(wú)顯著影響。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出了一種回字形模塊式單位魚(yú)礁布設(shè)方案，為人工魚(yú)礁建設(shè)實(shí)踐提供了科學(xué)基礎(chǔ)。除魚(yú)類(lèi)的種類(lèi)和密度外，單位魚(yú)礁對(duì)魚(yú)類(lèi)的誘集效果可能還與水流、透明度等環(huán)境因素密切相關(guān)，相關(guān)研究仍需進(jìn)一步開(kāi)展與深入。

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責(zé)任編輯 朱寶象

Studies on the Key Parameters of Unit Fish Reef of Artificial Cube Reefs

YANG Chao-Jie, LV Hong-Bin, ZHANG Pei-Dong, ZHANG Xiu-Mei, LIU Hong-Yan
(The Key Laboratory of Mariculture(Ocean University of China), Ministry of Education, Qingdao 266003, China)

To determine the suitable quantity percentage and layout of artificial cube reefs in an unit fish reef (UFR), the effect of different quantity percentages (0～60%) and layouts (10 per quantity percentage) of cube reef individuals on aggregation rate ofSebastesschlegeliiwere examined under controlled laboratory conditions. An optimum deployment scheme of UFR was established. Based on the result of the optimum deployment, the effect of species, density and size on the aggregation rate ofHexagrammosotakiiandS.schlegeliiwere discussed. The present results showed that the aggregation rate ofS.schlegeliicorrelated positively with the quantity percentage of cube reefs when the quantity percentage was <50%, in which the layout of cube reefs had a significant influence on the aggregation rate. The maximum value of 76% for aggregation rate ofS.schlegeliiwas attained at the 50% treatment, which was significantly higher than those attained at the 0～40% treatments (P<0.05). Moreover, no marked difference in aggregation rate ofS.schlegeliiwas found between different layouts under the quantity percentages of 50% and 60% (P>0.05). With the condition of optimum deployment scheme, the aggregation rate ofH.otakiiandS.schlegeliiwas significantly affectedby fish species, density and size except for size inH.otakii. The results in the present study indicated that the suitable quantity percentage of artificial cube reefs is 50% in an UFR and the aggregation efforts was not significantly affected by the layout at the quantity percentage of 50%.

quantity percentage of reef; layout of reef; unit fish reef; rockfish; artificial reef; aggregation rate

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD13B05);海洋公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201405010)資助 Supported by the National Key Technology R&D Program(2015BAD13B05);National Marine Public Welfare Research Project(201405010)

2016-07-30；

2016-12-01

楊超杰(1986-)，男，博士生。E-mail:yangchaojie1986@163.com

?? 通訊作者：E-mail：zhangpdsg@ouc.edu.cn

S953.1

A

1672-5174(2017)06-078-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20160274

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