鄭德斌 欒凱 劉克奉 陳衛(wèi) 劉皓 姚新華 汪志清 陳廣春

摘要：為了解不同構(gòu)型的人工魚礁對(duì)魚苗的聚集效果，利用室內(nèi)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(duì)于大瀧六線魚（Hexagrammosotakii）和黒鲪（Sebastesschlegelii）的聚集行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在靜水條件下，大小窗箱型對(duì)黑鲪的誘集指數(shù)最高，為0.74，雙層增殖型對(duì)大瀧六線魚的誘集指數(shù)達(dá)0.8;而在流水條件下，大小窗箱型和雙層增殖型誘集指數(shù)均大于0.6。在實(shí)驗(yàn)的四種礁型中，上述兩種礁型的誘魚效果較好。

關(guān)鍵詞：人工魚礁;集魚效果;黑鲪（Sebastesschlegelii）;大隴六線魚（Hexagrammosotakii）

人工魚礁是人們?cè)诤Ｖ性O(shè)置的構(gòu)造物，隨著對(duì)魚礁的系統(tǒng)研究的不斷深入，其改善和優(yōu)化生態(tài)環(huán)境的作用越來(lái)越引起人們的重視，并被廣泛應(yīng)用于漁場(chǎng)和增養(yǎng)殖海域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和改善[1-2]。人工魚礁建設(shè)采用的材料多種多樣，常見的有石塊、沉船、廢舊輪胎和水泥構(gòu)件等，因流場(chǎng)效應(yīng)以及聲響效應(yīng)等在不同魚種間有相應(yīng)的差異表現(xiàn)[1-3]。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)提出越來(lái)越高的要求，以及科技和經(jīng)濟(jì)水平的提高，人工魚礁材料中水泥構(gòu)件的建設(shè)越來(lái)越受到重視。實(shí)際在海域使用的水泥構(gòu)件礁體多種多樣，這是由于不同結(jié)構(gòu)的魚礁所產(chǎn)生的各種效應(yīng)之差異所致[2]。

無(wú)論基于何種機(jī)制，有了人工魚礁就能達(dá)到誘魚、集魚及為魚類等水生動(dòng)物提供棲息隱蔽場(chǎng)所之目的。大量研究證明，聚集在魚礁區(qū)的魚類有三種：定居性魚類、戀礁性魚類和滯留性魚類，黑鲪（Sebastesschlegelii）和大隴六線魚（Hexagrammosotakii）都具有較強(qiáng)的戀礁性[4-5]。此外人工魚礁能產(chǎn)生多種效應(yīng)而有利于誘集魚類[5-7]。人工魚礁投放到海底后，最直接的是流場(chǎng)效應(yīng)，魚礁周圍會(huì)產(chǎn)生多種流態(tài)：上升流帶動(dòng)底層營(yíng)養(yǎng)鹽到海水表層，從而提高海域的初級(jí)生產(chǎn)力;背渦流可以為多種魚類、甲殼類提供較為穩(wěn)定的小環(huán)境[7-10]。本研究在靜水和流水條件下，研究四種構(gòu)型的人工魚礁對(duì)于大瀧六線魚和黒鲪的行為影響，為人工魚礁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)利用室內(nèi)5m×6m矩形水池進(jìn)行，池深1.5m。如圖1所示，水池中央設(shè)置環(huán)形隔離板，利用2臺(tái)水泵（6噴口）產(chǎn)生的推力使水體循環(huán)流動(dòng)，隔離板兩側(cè)放置2片網(wǎng)柵，將魚隔離在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，實(shí)驗(yàn)區(qū)為4m×5m之矩形，實(shí)驗(yàn)水體為凈化海水，水深0.9m，水溫變化范圍18～23℃。

通過對(duì)渤海灣潮流場(chǎng)的模擬，得出了魚礁投放區(qū)域的潮流場(chǎng)特征，在此區(qū)域，漲急和落急流速約為0.5m/s，水流速度設(shè)計(jì)時(shí)參考此值區(qū)間進(jìn)行。利用平行安裝于圖1左上角位置的2臺(tái)潛水泵使水體產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，中泵型號(hào)流量60m3/h;小泵型號(hào)40m3/h;分別開啟中、小2個(gè)泵，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的來(lái)流區(qū)平均流速分別為23.4、19.1cm/s和不開水泵的靜水狀態(tài)，水池上方約2m的屋頂橫梁懸掛安裝有4個(gè)高清攝像頭（型號(hào)為AN-50W3H），實(shí)驗(yàn)區(qū)兩端池底固定2個(gè)水下探頭（型號(hào)為GW0106），分別用于垂直和水平方向的監(jiān)控和觀察，6個(gè)探頭均通過線纜連接到放置在監(jiān)控室的控制電腦，可無(wú)干擾地監(jiān)控并記錄水池實(shí)驗(yàn)區(qū)的魚苗行為（參考王淼等人[3]）。

人工魚礁模型制作采用的材料為高密度塑料板（厚度5cm），模型制作完成后，將其先置于海水中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(shí)驗(yàn)對(duì)象

選取實(shí)驗(yàn)魚種為苗種孵化車間中養(yǎng)殖的黑鲪和大瀧六線魚共180尾，先將其暫養(yǎng)于另一水池中15d，期間投喂飼料（以配合飼料為主）。待實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，兩種魚隨機(jī)各取30尾（體長(zhǎng)8～10cm）分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。魚苗培養(yǎng)前，把魚礁模型放置于培養(yǎng)池中，使魚苗適應(yīng)環(huán)境，避免實(shí)驗(yàn)開始時(shí)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

通過懸掛在水槽上方的攝像頭進(jìn)行魚苗分布觀察記錄，將攝像頭的攝像區(qū)域確定為距離礁體放置區(qū)前后1.5m范圍，而大于該范圍的區(qū)域視為遠(yuǎn)礁區(qū)。每個(gè)處理實(shí)驗(yàn)時(shí)間為3d，每天上午9：30-11：00，下午13：00-15：40，同時(shí)開啟4臺(tái)水上攝像頭和2臺(tái)水下攝像頭，對(duì)水槽內(nèi)幼魚的行為和分布進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，每隔5分鐘截取一次圖像，每個(gè)攝像頭每天截取50張圖像，進(jìn)行魚苗分布計(jì)數(shù)。

1.4數(shù)據(jù)處理方法

1.4.1平均出現(xiàn)率（P）實(shí)驗(yàn)對(duì)象的平均出現(xiàn)率（P）為魚苗在觀察區(qū)出現(xiàn)的總次數(shù)占魚苗在實(shí)驗(yàn)區(qū)出現(xiàn)的總次數(shù)的百分比，計(jì)算公式如下：

式中：P為魚苗的平均出現(xiàn)率，Ni為魚苗在觀察區(qū)的出現(xiàn)次數(shù)，ni為魚苗出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)區(qū)總次數(shù)。

1.4.2誘集效率指數(shù)（I）實(shí)驗(yàn)魚苗的平均出現(xiàn)率（P）與實(shí)驗(yàn)區(qū)面積（S）之間的比值。

式中：I為誘集效率指數(shù);P為平均出現(xiàn)率;S為實(shí)驗(yàn)區(qū)面積（參考周艷波等，2011）[6]。

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以3個(gè)平行組數(shù)據(jù)的平均值表示，并采用單因素方差分析（ANOVA）和Duncan檢驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)分析。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1靜水條件四種魚礁對(duì)二種魚苗集魚效果

在靜水條件下四種魚礁對(duì)于兩種魚苗的誘集效果有顯著差異（P<0.05），表現(xiàn)為大小窗箱型>雙層增殖型>大窗箱型>“卍”字型。兩種魚苗的誘集效率指數(shù)都大于0.4，四種礁型中大小窗箱型對(duì)黑鲪的誘集指數(shù)最高，為0.74;而雙層增殖型對(duì)大瀧六線魚的誘集指數(shù)達(dá)0.8（見圖6）。魚礁兩兩組合時(shí)（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：黑鲪和大瀧六線魚的誘集指數(shù)分別達(dá)0.64和0.9（見圖7）。黑鲪和大瀧六線魚魚苗的戀礁性都較強(qiáng)，這與魚苗的棲息性相關(guān)。

2.2流水條件四種魚礁對(duì)二種魚苗集魚效果

在流水條件下四種魚礁對(duì)于兩種魚苗都有顯著的誘集效果（P<0.05）：在流速19.1cm/s條件下，四種魚礁中雙層增殖型對(duì)黑鲪的誘集指數(shù)最高，為0.73，大窗箱型最低，為0.5;雙層增殖型對(duì)大瀧六線魚的誘集指數(shù)達(dá)0.8，“卍”字型最低，為0.4（見圖8）。在流速23.4cm/s條件下，雙層增殖型對(duì)黑鲪的誘集指數(shù)最高，為0.83，大窗箱型最低，為0.62;“卍”字型對(duì)大瀧六線魚的誘集指數(shù)達(dá)0.9，最低的為大小窗箱型達(dá)0.79（見圖9）。兩種魚苗戀礁性都較強(qiáng)，在各組實(shí)驗(yàn)中除流速19.1cm/s條件下的“卍”字型魚礁和流速23.4cm/s條件下的雙層增殖型魚礁外，其他的條件下大瀧六線魚的誘集效果指數(shù)均大于黑鲪，大瀧六線魚趨礁性更明顯（P<0.05）。綜合來(lái)看，大小窗箱型和雙層增殖型誘集指數(shù)均大于0.6，誘魚效果比較好。

3討論

目前開展人工魚礁建設(shè)是海洋生物資源增殖保殖的一個(gè)效果良好、常用的手段。天津海區(qū)底質(zhì)平坦，以泥沙底居多，對(duì)于海洋來(lái)說基本是一個(gè)荒漠，因此開展魚礁建設(shè)對(duì)環(huán)境生態(tài)資源保護(hù)來(lái)說是十分必要和有利的。黑鲪是往年天津海區(qū)比較常見的魚類，近幾年隨著環(huán)境的變化及捕撈的影響，其數(shù)量越來(lái)越少。黑鲪和大瀧六線魚魚苗的戀礁性都較強(qiáng)，基本在礁區(qū)能長(zhǎng)時(shí)間滯留[6-10]。本實(shí)驗(yàn)采用的是8～10cm的魚苗作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，但是在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，發(fā)現(xiàn)魚礁對(duì)于黑鲪成魚的誘集效果更好，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)大小的魚礁模型，黑鲪成魚基本會(huì)棲息于魚礁內(nèi)。由于實(shí)驗(yàn)條件有限，人工魚礁對(duì)成魚誘集實(shí)驗(yàn)有待于進(jìn)一步的研究。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，四種魚礁的集魚效果有差異（P<0.05），在靜水條件下，大小窗箱型對(duì)黑鲪的誘集指數(shù)最高，為0.74，雙層增殖型對(duì)大瀧六線魚的誘集指數(shù)達(dá)0.8;而在流水條件下，大小窗箱型和雙層增殖型誘集指數(shù)均大于0.6，誘魚效果比較好。大窗箱型和“卍”字型魚礁的集魚效果較差，主要是因?yàn)槠涮峁┑恼诒螀^(qū)域較少;且在有水流時(shí)，其中心部位的流速會(huì)高于其迎面，而不利于魚類的棲息。大小窗箱型在實(shí)驗(yàn)中是小窗面迎流，其對(duì)水流的改變最大，同時(shí)其提供的渦流和遮蔽處較多，所以其對(duì)魚苗的誘集效果最好。雙層增殖型礁也能提供較多的棲息位置，其誘集效果要好于“卍”字形和大窗箱型。在人工魚礁建設(shè)過程中，考慮到海區(qū)物種的多樣性，應(yīng)當(dāng)以不同的魚礁組合進(jìn)行建設(shè)。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，筆者認(rèn)為應(yīng)該采用大小窗箱型和雙層增殖礁的組合進(jìn)行建設(shè)。一是能起到較好的集魚效果;二是能提供較多的魚礁表面積，有利于海區(qū)內(nèi)的魚類、貝類增殖。

本實(shí)驗(yàn)是模擬海水環(huán)境進(jìn)行的集魚效果實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較接近在自然海區(qū)的生態(tài)狀況，相對(duì)于數(shù)模實(shí)驗(yàn)等，可提供一個(gè)更加直觀、直接的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，海區(qū)中影響生物生態(tài)的因素很多，海洋生物的種類也多種多樣，各個(gè)海區(qū)的環(huán)境也差異巨大，人工魚礁的功能在生態(tài)、增殖等各方面的功能有待于進(jìn)一步的研究。

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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）