國際人工魚礁研究現(xiàn)狀與態(tài)勢分析*

張燦影,孫景春,魯景亮,馮志綱**

(1.中國科學(xué)院海洋研究所，山東青島 266071；2.中國科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心，甘肅蘭州 730000)

0 引言

近年來，過度捕撈和大規(guī)模海上工程建設(shè)等造成的海洋資源衰竭、海域污染和典型生態(tài)系統(tǒng)破壞等問題越來越嚴(yán)重[1，2]。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations，F(xiàn)AO)報(bào)告表明，全球85%的漁業(yè)資源處于完全開發(fā)或過度開發(fā)的狀態(tài)[3]。另外，隨著水溫上升，沿海國家的水產(chǎn)養(yǎng)殖潛力會持續(xù)下降，特別是鰭魚和雙殼貝類(如牡蠣)[4]。有研究估計(jì)，到2300年世界漁業(yè)產(chǎn)量平均會下降20%，而北大西洋的漁業(yè)產(chǎn)量將下降近60%，西太平洋大部分地區(qū)的漁業(yè)產(chǎn)量將下降50%以上[5]。海洋變暖只是影響海洋漁業(yè)產(chǎn)量的眾多過程之一，海洋酸化、氧氣含量下降和棲息地喪失也給海洋生物的生存帶來持續(xù)威脅[6]。

不斷增長的飲食需求使歐洲許多漁場面臨壓力，例如地中海90%以上的魚類資源被過度開發(fā)。為解決該問題，歐盟已通過“地平線2020”資助計(jì)劃，在2018年至2020年間共資助1.665億歐元支持可持續(xù)的海洋資源捕撈[7]。美國國家大氣與海洋管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)在其新一代戰(zhàn)略規(guī)劃中，著重強(qiáng)調(diào)保護(hù)、恢復(fù)和管理海岸帶與海洋資源，規(guī)范海洋漁業(yè)，保護(hù)瀕危海洋物種和恢復(fù)生境等，維持健康、富有生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)[8]。聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)發(fā)布的《聯(lián)合國海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年(2021-2030)路線圖》(RoadmapofUnitedNationsDecadeofOceanScienceforSustainableDevelopment,2021-2030)報(bào)告提出6個(gè)具體的高級目標(biāo)，其中之一就是基于海洋生態(tài)系統(tǒng)管理，形成良好的海洋生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)海洋健康發(fā)展，支持藍(lán)色經(jīng)濟(jì)[9]。聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)聯(lián)合全球環(huán)境基金(GEF)等相關(guān)組織發(fā)布《弄潮：社區(qū)推動海洋可持續(xù)發(fā)展》(MakingWaves:CommunitySolutions,SustainableOceans)，報(bào)告重點(diǎn)關(guān)注海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)與海洋資源可持續(xù)利用，提出通過劃分海洋保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)，以及開展季節(jié)性禁漁來保護(hù)和恢復(fù)海洋漁業(yè)資源，通過發(fā)展可持續(xù)漁業(yè)和海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖等方式改善海洋生物多樣性喪失、魚類棲息地缺乏保護(hù)和漁業(yè)過度捕撈的現(xiàn)狀[10]。

針對海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展出現(xiàn)的瓶頸問題，作為有效的魚類誘集設(shè)施和重要的漁業(yè)管理工具，很多國家開始大力開展人工魚礁(Artificial reefs,ARs)研究與建設(shè)[2,11-13]。人工魚礁最突出的用途是增殖資源、提高漁獲量和支持潛水等娛樂休閑活動[14]，最近幾十年，被廣泛用于修復(fù)、改善和優(yōu)化水生生物棲息環(huán)境，是海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)有效措施[1,15]。

國內(nèi)外學(xué)者緊密圍繞人工魚礁這一主題開展了大量的研究工作，產(chǎn)出了豐富的研究成果。科學(xué)引文索引(Science Citation Index Expanded，SCIE)數(shù)據(jù)庫收錄了世界各學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)最優(yōu)秀的科技期刊，其收錄的文獻(xiàn)能夠從宏觀層面反映出科學(xué)研究的發(fā)展動態(tài)。因此，本研究以SCIE數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用文獻(xiàn)計(jì)量的方法對人工魚礁的研究國家以及國際研究進(jìn)展進(jìn)行分析，了解該研究領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢，把握相關(guān)研究的整體發(fā)展?fàn)顩r，以期為我國人工魚礁研究與建設(shè)提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析工具

本研究以科學(xué)引文索引(Science Citation Index Expanded，SCIE)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以人工魚礁作為主題詞TS=("artificial reef*" OR "artificial fish reef*" OR "artificial marine habitat")進(jìn)行檢索，文章類型為Article、Processedings paper和Review，檢索時(shí)間截至2019年8月11日，將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并、去重和清洗處理，最終得到1 391條數(shù)據(jù)。主要采用科睿唯安開發(fā)的文獻(xiàn)專利信息分析工具Derwent Data Analyzer (DDA) 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 整體科研產(chǎn)出情況

從發(fā)文時(shí)間來看，SCIE數(shù)據(jù)庫中最早有關(guān)人工魚礁的論文發(fā)表于1968年，由加拿大漁業(yè)研究委員會Scarratt撰寫，該論文概述了人工設(shè)置的巖石魚礁中美國龍蝦的生長狀況[16]。該魚礁是由直徑1 m大小的砂巖構(gòu)成，覆蓋近3 000 m2。研究中提到：在最初的兩年中，龍蝦的增量速度很慢，但在7年內(nèi)，外來龍蝦的生物量超過了附近自然區(qū)域[16]。

1989年以前，人工魚礁每年的論文數(shù)量均在20篇以下(圖1)，1989年共發(fā)表36篇，其中美國26篇，意大利5篇，日本4篇，哥斯達(dá)黎加、法國和牙買加各參與1篇。美國發(fā)文數(shù)量的激增與1985年出臺的美國人工魚礁計(jì)劃大背景密不可分，此時(shí)人工魚礁的效用已得到普遍認(rèn)可。但研究人員同時(shí)也指出，先前的大部分研究僅僅是定性描述，雖然可以觀察到人工魚礁建設(shè)區(qū)內(nèi)物種的演替變化，但缺乏定量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來支持人工魚礁的生態(tài)效應(yīng)；未來人工魚礁建設(shè)應(yīng)該基于科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)和投放位置的確定，并改進(jìn)監(jiān)測人工魚礁生態(tài)群落和生物量變化的技術(shù)方法[17]。

圖1 人工魚礁SCI歷年發(fā)文量

1968年到21世紀(jì)初，美國、英國、以色列和日本是人工魚礁研究的主要國家，隨后，意大利、中國、法國和葡萄牙等國家的研究人員開始關(guān)注這一主題，導(dǎo)致人工魚礁研究發(fā)文數(shù)量的增加，但年均產(chǎn)出論文數(shù)量不多，僅43.07篇。

3 主要發(fā)文國家人工魚礁建設(shè)情況

3.1 主要發(fā)文國家

截至檢索日，按照論文作者所屬國家統(tǒng)計(jì)(論文署名地址包含該國家均計(jì)入數(shù)據(jù))，國際上人工魚礁研究發(fā)文量前10的國家分別是美國(428篇)、澳大利亞(132篇)、英國(100篇)、意大利(85篇)、中國(66篇)、法國(65篇)、葡萄牙(58篇)、西班牙(57篇)、日本(53篇)和巴西(52篇)(圖2)，其中美國發(fā)文量占全部發(fā)文量的30.77%。我國雖然人工魚礁SCI發(fā)文數(shù)量不多，但2016-2018年這3年的發(fā)文數(shù)量占全部發(fā)文的40.91%，正處于快速發(fā)展時(shí)期。

圖2 國際人工魚礁發(fā)文量Top 10的國家

3.2 主要國家人工魚礁研究與建設(shè)情況

美國的人工魚礁發(fā)展起步較早。第一次有文獻(xiàn)記載的美國人工魚礁建設(shè)始于19世紀(jì)30年代，在南卡羅來納附近，使用的材料是木材。20世紀(jì)50年代，墨西哥灣也開始人工魚礁建設(shè)[18]。美國早期大多由市民志愿者利用廢棄物建設(shè)大型魚礁，預(yù)算較低，且通常放置在近海深水區(qū)，可供休閑漁業(yè)使用[17]。1984年，美國國會通過《國家漁業(yè)增值提案》，并提出應(yīng)針對人工魚礁制定國家計(jì)劃；1985年，美國國家漁業(yè)局(NMFS)出臺美國人工魚礁計(jì)劃，重點(diǎn)明確了用于人工魚礁建設(shè)的材料標(biāo)準(zhǔn)，包括功能、兼容性、耐久性、穩(wěn)定性以及可用性[19]；隨后，得克薩斯州[20]和佛羅里達(dá)州[21]分別于1990年和1992年發(fā)布人工魚礁計(jì)劃，旨在監(jiān)測和加強(qiáng)州附近海域的人工魚礁建設(shè)。

美國人工魚礁的規(guī)劃主體是州政府，建設(shè)者主要是企業(yè)、民間組織(釣魚協(xié)會、潛水協(xié)會等)[12]。目前有15個(gè)州參與人工魚礁建設(shè)，佛羅里達(dá)州是美國實(shí)施人工魚礁項(xiàng)目最先進(jìn)地區(qū)之一，每年部署100多個(gè)人工魚礁，以應(yīng)對漁業(yè)枯竭和棲息地退化，三十多年來，佛羅里達(dá)海洋基金在該州人工魚礁項(xiàng)目的發(fā)展中發(fā)揮了領(lǐng)導(dǎo)作用[22]。目前，大西洋中部地區(qū)有130多個(gè)人工魚礁區(qū)[23]，得克薩斯州墨西哥灣海域有66個(gè)人工魚礁區(qū)[13]。

第一個(gè)有文獻(xiàn)記載的澳大利亞人工魚礁建設(shè)開始于1965年。漁業(yè)管理機(jī)構(gòu)和公共利益團(tuán)體提出在菲利普灣港部署人工魚礁，以提高漁獲量并可用于潛水娛樂，主要建設(shè)材料包括輪胎、混凝土、巖石以及廢棄船只[24,25]。1981年《環(huán)境保護(hù)(海上傾倒)法》[EnvironmentProtection(SeaDumping)Act1981]的實(shí)施，使得澳大利亞人工魚礁的安置和建造更加規(guī)范。人工魚礁的建立需要向澳大利亞環(huán)境和遺產(chǎn)部或澳大利亞大堡礁海洋公園管理局申請?jiān)S可證，其建設(shè)的主要材料包括水泥、人工平臺和船舶等[26]。目前西澳大利亞州已投放6個(gè)大型人工魚礁，主要為參孫魚、粉紅鯛魚和銀魚等物種提供棲息地[27]。2013年，作為西南人工魚礁項(xiàng)目的一部分，西澳大利亞州初級生產(chǎn)部與Recfish West耗資238萬美元，在鄧斯伯勒和班伯里分別建立了兩個(gè)大型人工魚礁。每個(gè)魚礁由30個(gè)10 t重的鋼筋混凝土模塊組成，分布在4 hm2的人工魚礁區(qū)域[28]。自從部署人工魚礁以后，2015年上述兩個(gè)地區(qū)調(diào)查魚類種數(shù)由12種增加到50種以上，2016年調(diào)查魚類種數(shù)則分別增加到130種和126種[29]。

法國、葡萄牙和西班牙等歐洲國家人工魚礁建設(shè)最早分別可追溯到1968年、1989年和1987年[15,30,31]，主要用于提高漁獲量并防止拖網(wǎng)等大型漁具的捕撈行為[15,32,33]。1995年，歐洲委員會資助設(shè)立歐洲人工魚礁研究網(wǎng)絡(luò)(European Artificial Reef Research Network，EARRN)，來自意大利、法國、西班牙、葡萄牙、英國、荷蘭、芬蘭和德國的36個(gè)實(shí)驗(yàn)室共51位研究人員構(gòu)成了最初的研究團(tuán)隊(duì)，以促進(jìn)區(qū)域合作并指導(dǎo)歐洲未來人工魚礁建設(shè)工作。

日本的人工魚礁技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位[14]。1916年，日本開始使用廢棄的海軍艦艇作為人工魚礁。1952年，日本政府推出五年計(jì)劃，利用混凝土塊建設(shè)人工魚礁[31]。1954年，日本政府開始有計(jì)劃地投資建設(shè)規(guī)模較小的人工魚礁，1958年則著手較大規(guī)模的人工魚礁建設(shè)。1974年，日本政府頒布了對漁業(yè)產(chǎn)生重大影響的《沿岸漁場整修開發(fā)法》。1976年，日本開始規(guī)模宏大的沿岸漁場整治開發(fā)工程，包括沿海人工魚礁建設(shè)、養(yǎng)殖場建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，并從工程學(xué)、生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)角度開展人工魚礁科學(xué)研究，以支撐人工魚礁科學(xué)建設(shè)[12,34-36]。

4 國際主要研究內(nèi)容

論文的關(guān)鍵詞能鮮明而直觀地表述文獻(xiàn)論述或表達(dá)的主題，許多學(xué)者利用作者關(guān)鍵詞分析某一領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容和熱點(diǎn)前沿趨勢，比如安全文化[37]、黑潮[38]以及牡蠣[39]等領(lǐng)域。1968-2019年，1 391篇有關(guān)人工魚礁的SCI論文中共有2 655個(gè)作者關(guān)鍵詞，其中75.82%(2 013個(gè))的作者關(guān)鍵詞只出現(xiàn)1次，而11.53%(306個(gè))的作者關(guān)鍵詞僅出現(xiàn)2次。除人工魚礁(Artificial reefs)外，珊瑚礁(Coral reefs)、珊瑚礁魚類(Coral reef fish)、魚類群聚(Fish assemblages)、亞海(Adriatic Sea)、地中海(Mediterranean Sea)、聲波遙測(Acoustic telemetry)、漁業(yè)管理(Fisheries management)、環(huán)境影響(Environmental impact)、墨西哥灣(Gulf of Mexico)、捕食(Predation)以及修復(fù)(Restoration)等作者關(guān)鍵詞都出現(xiàn)20次以上，研究地域主要分布于亞得里亞海、地中海、墨西哥灣和紅海等海域，主要作者關(guān)鍵詞可以具體分為四大研究主題(表1)。從作者關(guān)鍵詞來看，目前大多數(shù)關(guān)于人工魚礁的研究主要集中于生態(tài)學(xué)方面，包括人工魚礁群落結(jié)構(gòu)、增殖資源、魚類誘集效果以及生態(tài)修復(fù)等，工程學(xué)方面則主要是人工魚礁設(shè)計(jì)、布局以及水動力學(xué)研究，另外還有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)研究。

表1 人工魚礁主要研究內(nèi)容Table 1 Main research contents of ARs

4.1 生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性研究

生態(tài)學(xué)研究占人工魚礁全部發(fā)文比例最高，一直是重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。人工魚礁雖然是恢復(fù)漁業(yè)資源和修復(fù)受損沿海生態(tài)系統(tǒng)的有效措施之一，但并不能保證任何時(shí)刻都能起到增殖漁業(yè)資源的作用，因此有必要深入研究影響人工魚礁生物群落分布的主要環(huán)境影響因子[40]。人工魚礁生物群落的構(gòu)成與礁體結(jié)構(gòu)、環(huán)境因素有關(guān)，如礁體形態(tài)的復(fù)雜度、基底性質(zhì)、放置深度及其與自然礁區(qū)的距離等[41]，其他環(huán)境因子還包括溫度、鹽度、溶解氧、pH值、水流強(qiáng)度和波浪作用等[40,42]。Coll等[43]在分析地中海西部福爾梅特拉島上人工魚礁區(qū)生物群落組成時(shí)發(fā)現(xiàn)，人工魚礁原始基底是影響礁區(qū)生物群落組成的第一要素，季節(jié)變化是第二要素。也有研究表明,水溫是人工魚礁向魚類群落提供庇護(hù)所、食物資源、產(chǎn)卵棲息地，促進(jìn)繁殖的關(guān)鍵因素[17]，在高溫季節(jié)里，混凝土材料構(gòu)建的人工魚礁中生物種類和數(shù)量相對較高[40]。人工魚礁深度對附著生物分布有重要影響，是制約人工魚礁區(qū)生物群落類型和分布格局的主要因素[44-46]，有研究表明固著生物生物量隨人工魚礁深度的增加而減少[46,47]，50-60 m深處是人工魚礁區(qū)生物量和生物多樣性相對較高的區(qū)域[45]。

4.2 生物誘集功能研究

魚礁投放后所產(chǎn)生的各種效應(yīng)，如餌料效應(yīng)、流場效應(yīng)和音響效應(yīng)等，在不同程度上吸引魚類的聚集，導(dǎo)致礁區(qū)周圍生物量的增加[48,49]。目前國際上圍繞人工魚礁生物誘集功能的研究主要集中在生物誘集效果評價(jià)、誘集效果影響因素以及人工魚礁對魚類行為的影響等3個(gè)方面。

相比于自然礁體對照區(qū)，多項(xiàng)研究表明人工魚礁生境下魚類種類豐富度、多樣性和生物量更高[50,51]。人工魚礁形狀和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性直接影響生物的遮蔽空間，是影響礁區(qū)生物群落結(jié)構(gòu)的重要屬性[52,53]。其他設(shè)計(jì)因素，如人工魚礁構(gòu)建材料[54-57]、人工魚礁數(shù)量[58]、礁區(qū)面積[59]、礁體孔洞數(shù)量[59]、人工魚礁空間布局[60-62]等也會不同程度地影響礁區(qū)生物誘集效果。這些研究表明，人工魚礁生物量、豐富度和多樣性程度隨人工魚礁投放數(shù)量、礁區(qū)面積、礁體孔洞數(shù)量、礁體形狀的多樣性程度線性增加，不同建設(shè)材料和結(jié)構(gòu)吸引的生物種類存在差異。因此，人工魚礁的設(shè)計(jì)和投放取決于投放環(huán)境的具體特征和預(yù)期取得的效果[63]。

人工魚礁是為重要經(jīng)濟(jì)魚類營造適宜棲息環(huán)境的途徑之一，其對重要經(jīng)濟(jì)魚類行為的影響也是研究人員關(guān)注熱點(diǎn)之一。紅鯛魚red snapper (Lutjanuscampechanus)是美國人工魚礁中數(shù)量最豐富的魚類物種之一[64]，也是研究較多的典型魚類之一。多位研究人員利用標(biāo)記重捕方法和聲波遙測等技術(shù)研究人工魚礁區(qū)域紅鯛魚的滯留時(shí)間、棲息地忠誠度和運(yùn)動行為特征，研究結(jié)果均表明人工魚礁是紅鯛魚的重要棲息地，是有效的魚類管理工具。Szedlmayer[65]研究表明紅綢魚在人工魚礁區(qū)停留時(shí)間為17-597 d；Szedlmayer等[66]的研究結(jié)果則表明其停留時(shí)間為1-595 d，其中 67%的紅鯛魚在人工魚礁上的停留時(shí)間為長期(117-595 d)，13%的紅鯛停留時(shí)間為8-91 d，20%的紅鯛停留時(shí)間少于4 d。Schroepfer等[67]研究結(jié)果表明，紅綢魚在人工魚礁區(qū)的平均停留時(shí)間為373 d。紅綢魚具有較高的人工魚礁棲息地忠誠度，生活在距離人工魚礁100 m的范圍內(nèi)，其中75%的紅綢魚在30 m范圍內(nèi)，且在夜里的活動距離比白天距離遠(yuǎn)，離魚礁的距離隨魚體的增大而增大[68]，離開人工魚礁往往發(fā)生在夜間[69]。

4.3 工程學(xué)研究

從SCI發(fā)文來看，人工魚礁工程學(xué)主要研究人工魚礁建設(shè)材料、人工魚礁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、流體力學(xué)和水動力學(xué)等方面。人工魚礁建設(shè)材料多種多樣，礁體材料的選擇直接影響礁體的結(jié)構(gòu)特征[70]，且不同材料人工魚礁生物誘集效果和經(jīng)濟(jì)效益差異顯著[57]?；炷烈蚪Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很容易用于制造復(fù)雜形狀和大型空心形狀結(jié)構(gòu)，是最常用的人工魚礁建設(shè)材料[31-32]，但其成本相比其他材料較高[71]。進(jìn)入21世紀(jì)，人工魚礁工程學(xué)領(lǐng)域提出生態(tài)材料的概念。因此，為提高普通混凝土的施工性能、機(jī)械性能和黏性等特性，諸多學(xué)者改良研發(fā)出新型人工魚礁混凝土，包括硫酸鋁鹽水泥，海砂和海水混凝土[72]，以粒狀高爐礦渣、鋼渣和煙氣脫硫石膏等工業(yè)廢料為主要原料的綠色混凝土[73]，以及以硫鋁酸鹽水泥(SAC)、海水和海砂為原料的經(jīng)濟(jì)型低堿度的混凝土[74]。

在已發(fā)表的論文中有多個(gè)研究成果表明，海上風(fēng)電場和石油鉆井平臺能為魚類等海洋生物提供發(fā)育和生長繁殖場所，具有人工魚礁功能，起到保護(hù)和增殖漁業(yè)資源的作用。研究人員建議世界各地的政府機(jī)構(gòu)暫時(shí)停止對石油鉆井平臺、風(fēng)力渦輪機(jī)和其他海上基礎(chǔ)設(shè)施的強(qiáng)制性退役拆除，將廢棄平臺、廢棄設(shè)施改造為人工魚礁，這樣能夠節(jié)約拆除成本、降低海上作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)減小對海洋生態(tài)環(huán)境的影響[64,75-78]。

人工魚礁流場效應(yīng)是影響漁業(yè)資源增殖的重要因素。人工魚礁投放后產(chǎn)生的上升流和背渦流能促進(jìn)不同層次海水交換，改善魚群覓食條件，提高礁區(qū)周圍物種的豐富度和活躍度，其規(guī)模是評價(jià)人工魚礁流場效應(yīng)的重要指標(biāo)[79-81]。目前，人工魚礁流場效應(yīng)研究主要圍繞流場效應(yīng)的主要影響因素展開，包括人工魚礁投放位置和布局[82-84]、來流速度[85]、人工魚礁數(shù)量[86]、人工魚礁結(jié)構(gòu)[87,88]、海底地形[89]和開口比[90]等，研究方法多采用k-ε湍流模型[86]、水槽實(shí)驗(yàn)[88]、CFD仿真[82,87]、PIV技術(shù)[82,85]和有限體積數(shù)值[89]等方法。

4.4 社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益研究

多項(xiàng)研究表明，人工魚礁的部署能給當(dāng)?shù)貪O民帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，增加漁民收入[91,92]，還可增加海上休閑捕魚和潛水的機(jī)會。企業(yè)、民間組織(釣魚協(xié)會、潛水運(yùn)營商等)，通過建造人工魚礁吸引垂釣愛好者和潛水人員前來進(jìn)行休閑活動，促進(jìn)休閑漁業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展。除當(dāng)?shù)刈獯?、潛水和捕魚設(shè)備商店外，酒店和餐館等也可能受益于人工魚礁的開發(fā)。但如果人工魚礁僅僅是吸引建設(shè)區(qū)內(nèi)的魚類聚集，而未增加生物資源總量，則有可能導(dǎo)致過度捕撈[17]。因此研究強(qiáng)調(diào)，為防止過度捕撈，需要制定明確的開發(fā)戰(zhàn)略，以控制人工魚礁周圍的捕撈活動[93]。

人工魚礁建設(shè)刺激當(dāng)?shù)芈糜闻c娛樂活動發(fā)展，直接影響當(dāng)?shù)氐纳鐣徒?jīng)濟(jì)，提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)實(shí)力[94]。有調(diào)查研究顯示，2000年6月至2001年5月這一年，美國佛羅里達(dá)州布勞沃德縣的人工魚礁吸引近400萬游客，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來9.61億美元的銷售額以及5.02億美元的收入，增加就業(yè)崗位約1.7萬個(gè)[95]。昆士蘭州伯內(nèi)特海岸的科克倫人工魚礁每年為該地區(qū)帶來大約100萬澳元收入[96]，美國得克薩斯州沿岸人工魚礁區(qū)的漁業(yè)休閑活動占全部活動的40%[13]。Chen等[97]認(rèn)為人工魚礁可以給當(dāng)?shù)貛砜捎^的經(jīng)濟(jì)效益，并利用旅行成本法(Travel Cost Method，TCM)和條件價(jià)值法(Contingent Valuation Method，CVM)評估臺灣澎湖人工魚礁的旅游娛樂價(jià)值，認(rèn)為人工魚礁門票估計(jì)年收入約170萬美元到190萬美元，漁船捕魚和潛水的年經(jīng)濟(jì)價(jià)值分別為3 700萬美元和5 200萬美元，并建議在人工魚礁選址時(shí)應(yīng)考慮潛水和休閑捕魚等娛樂活動的開發(fā)。

為最大化實(shí)現(xiàn)人工魚礁社會經(jīng)濟(jì)價(jià)值[14]，Sutton等[14]建議人工魚礁建設(shè)計(jì)劃、實(shí)施和管理過程應(yīng)包括以下步驟：(1)評估當(dāng)?shù)貙θ斯~礁的需求；(2)咨詢利益相關(guān)者；(3)進(jìn)行成本/效益分析；(4)決定是否進(jìn)行人工魚礁建設(shè)；(5)讓利益相關(guān)者參與規(guī)劃和管理過程；(6)制定明確的社會經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；(7)考慮社會經(jīng)濟(jì)適當(dāng)管理計(jì)劃中的問題；(8)監(jiān)督和評估社會和經(jīng)濟(jì)問題。

從不同國家作者發(fā)文來看，各個(gè)國家研究各有側(cè)重，各具特色。其中，中國、韓國和日本等亞洲國家更關(guān)注人工魚礁建設(shè)區(qū)流場效應(yīng)和人工魚礁新型材料研究，美國在人工魚礁區(qū)生物群落生態(tài)結(jié)構(gòu)以及規(guī)劃管理方面研究比較突出，澳大利亞學(xué)者更注重人工魚礁與自然礁區(qū)之間的比較研究，歐洲國家則在人工魚礁社會經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)效益研究方面研究成果較多。

5 結(jié)論

本文通過綜合分析SCIE數(shù)據(jù)庫中人工魚礁研究論文，挖掘國際人工魚礁整體研究現(xiàn)狀，深入分析國際研究重點(diǎn)方向，并調(diào)研發(fā)文量靠前國家，包括美國、澳大利亞、日本和歐洲國家人工魚礁建設(shè)情況。研究發(fā)現(xiàn)全球年均產(chǎn)出論文數(shù)量雖然不多，但發(fā)文數(shù)量整體呈增長趨勢。美國是人工魚礁研究發(fā)文數(shù)量最多的國家。國際研究主題主要包括人工魚礁區(qū)生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性研究、人工魚礁生物誘集效果研究、工程學(xué)研究以及社會、經(jīng)濟(jì)效益研究，且各國研究各有側(cè)重、各具特色，研究內(nèi)容因建設(shè)目標(biāo)而異。

從SCI發(fā)文來看，我國在人工魚礁所產(chǎn)生的社會和經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)方面產(chǎn)出較少。為進(jìn)一步促進(jìn)海洋漁業(yè)資源和海洋生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，未來我國人工魚礁建設(shè)應(yīng)強(qiáng)化科研與實(shí)踐的結(jié)合，以科學(xué)研究指導(dǎo)人工魚礁建設(shè)實(shí)踐，在材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)更加規(guī)范化和科學(xué)化，并建立人工魚礁生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)影響監(jiān)測、評估方法體系，確保人工魚礁的建設(shè)達(dá)到預(yù)期效果。