渤海灣天津近海人工魚礁實施效果初步研究

孫萬勝等

摘要：為了掌握人工魚礁建設對海洋生物資源和海洋生態環境的作用效果，在漢沽示范區已投放人工魚礁海域進行了跟蹤監測與研究。研究結果表明：投放1年的礁體表面90%以上被生物覆蓋，附著厚度10～15 cm，附著生物以長牡蠣、密鱗牡蠣為主要優勢種，單位面積附著量6.25 kg/m2。實驗數據顯示附著的牡蠣及其它生物生長良好。從浮游生物、底棲生物、魚卵、仔稚魚密度分布以及礁體生物附著狀況來看，人工魚礁區良好的生態效應已初步顯現。在礁區周圍的海底出現了以礁體為中心的高生物量區向四周擴散的趨勢。從生物多樣性和總生物量的角度來看，漢沽示范區人工魚礁對改造局部區域的海洋生態環境起到了良好作用。

關鍵詞：人工魚礁；監測與研究；效果評價

渤海灣天津海域歷史上漁業資源豐富，是渤海最重要的魚蝦貝產卵場、索餌場。由于不斷增強的開發活動和日益加劇的環境污染，破壞了渤海生態系統的結構，使生物群落生產力下降，漁業資源日益衰退。為逐步修復和改善海洋生態環境，在農業部的統一部署下，天津市水產局組織承擔了蓬萊溢油生物資源養護與漁業生態修復項目，在天津建設渤海生態修復漢沽示范區，實施人工魚礁建設及生態環境修復工程。為了掌握人工魚礁建設對海洋生物資源和海洋生態環境的作用效果，筆者在天津漢沽示范區已投放人工魚礁海域進行了跟蹤監測與研究，旨在進一步了解人工魚礁對海洋生物資源的修復效果，為渤海生物資源養護與漁業生態修復提供技術參考。

1材料與方法

1.1人工魚礁示范區的位置及建設規模

示范區位于天津漢沽大神堂近海，離岸距離10 km。與“大神堂牡蠣礁國家級海洋特別保護區”及“天津市海洋牧場漢沽示范區”臨近。示范區面積為427.1561 hm2，在示范區內完成16個礁群建設，投放人工魚礁2 804個（9 463.5空 m3）。

1.2人工魚礁礁體的選型及投放布局

礁體的材料以鋼筋混凝土為主，技術要求參照《混凝土結構設計規范》GBJ10-89、《港口及航道護岸工程設計與施工規范》JTJ300-2000。對于海水環境中的混凝土，設計年限為50年，強度等級達到C35。參照《水工混凝土結構設計規范》DL/T5057，抗滲設計采用等級S8。

礁體的設計主要有2種，一種為大窗箱型礁，另一種為大小窗箱型礁。設計參數見表1，礁體的示意圖如圖1、圖2所示。

1.3監測時間及站位布設

在漢沽示范區面積為427.156 hm2范圍內設立5個監測站位，在示范區以外設立監測對照站位4個。

1.4監測內容與監測重點

1.4.1海洋生物監測主要包括浮游植物、浮游動物、底棲生物、魚卵仔魚及游泳生物的種類組成、多樣性特征、密度及生物量等。

1.4.2人工魚礁附著生物調查提取已投放1年的人工魚礁，調查生物附著狀況，主要指標包括生物附著率、附著厚度、附著量以及附著生物的種類組成等。

1.5調查與分析方法

各項調查與分析方法均按照《海洋監測規范》（GB17378-2007）和《海洋調查規范》（GB12763-2007）中的有關規定執行。

2研究結果

2.1示范區人工魚礁礁體生物附著效果

2014年7月5日，租用天津航通潛水工程有限公司打撈船對2013年投放的人工魚礁進行了打撈作業，打撈區域坐標為：39°07.358′N、118°00.482″E和39°07.350′N、118°00.486″E。現場打撈兩塊回字形礁體，礁體長、寬各1.5 m，其中單面中空面長、寬各0.60 m，單面附著面積為189 m2，每個礁體共計11個附著面（除去朝下接觸海底一面）。經現場測量計算，2013年投放的人工魚礁（投放期1年）礁體表面90%以上被生物覆蓋，附著厚度10～15 cm，附著生物以長牡蠣、密鱗牡蠣為主要優勢種。單面生物附著量11.8 kg，每個礁體平均生物附著量為129.8 kg，按照2013年已投放1 904塊人工魚礁計算，2013-2014年1年內礁體生物總附著量約為247 t，單位面積附著量6.25 kg/m2，人工魚礁投放前后照片對照如圖4。現場采集部分礁體生物帶回實驗室鑒定，發現大量軟體動物、節肢動物、環節動物、棘皮動物、脊索動物、腔腸動物，詳見表2，圖5。在實驗室隨機抽取35個牡蠣樣本進行了生物學測定，牡蠣殼長范圍57～77 mm，殼寬范圍33～69 mm，平均個體重26.2 g，可食部分4.8 g，出肉率17.7%，實驗數據顯示附著的牡蠣及其它生物生長良好。

2.2人工魚礁對周圍海洋基礎生物的影響變化

2.2.1浮游植物項目實施后與實施前相比，浮游植物多樣性指數提高了58.9%；浮游植物密度由項目實施前的293.12×104個/m3增加到項目實施后的394.9×104個/m3，增加了34.7%。見表3。

項目實施后示范區與周邊對照區相比，示范區浮游植物的種類數、密度及生物多樣性均高于對照區，見浮游植物密度等值線分布圖（圖6）。

2.2.2浮游動物項目實施后與實施前相比，浮游動物的密度、生物量、多樣性指數、豐富度有不同程度升高，其中密度、生物量升高幅度較大，分別升高19.9倍和88.4倍；浮游動物的均勻度有所下降，下降19.4%。見表4。

項目實施后示范區浮游動物的密度、生物量、多樣性指數、均勻度均高于對照區。從浮游動物密度等值線分布圖顯示，示范區內浮游動物密度明顯高于周邊對照區域，而且浮游動物密度呈現由周邊區域向示范區逐步升高的趨勢。見圖7。

2.2.3底棲生物項目實施后與實施前相比，底棲生物密度略有降低，降低26.8%，但底棲生物的生物量有所升高，升高13.0%；底棲生物多樣性、均勻性、豐富度均有所提高，分別升高289%、11.0%、29.2%。見表5。

項目實施后示范區底棲生物的密度、生物量、多樣性指數、均勻性、豐富度均高于對照區。從底棲生物密度及生物量等值線分布圖顯示，示范區底棲生物的密度和生物量明顯高于周邊對照區域，而且底棲生物密度和生物量呈現由周邊區域向示范區逐步升高的趨勢。見圖8、圖9。

2.3人工魚礁對周圍漁業資源的影響變化

2.3.1魚卵、仔稚魚項目實施后與實施前相比，仔稚魚平均密度為4.04尾/m3，比項目實施前本底值略有降低，降低14%，魚卵平均密度為3.54粒/m3，比項目實施前本底值明顯增加，增加98%。

示范區與對照區相比，示范區魚卵和仔稚魚密度均高于周圍對照區，分別高于2.3倍和75.7%。

2.3.2游泳動物項目實施后示范區游泳動物平均生物量為22.43 kg/網·h，比項目實施前增加了14.0%，比對照區略有降低，降了4.5%；示范區游泳動物平均密度為2 460尾/網·h，比項目實施前增加了15.2%，比對照區略有降低，降低2.4%。示范區游泳動物密度、生物量略低于對照區，有可能由于在示范區海底一定區域存在人工魚礁礁體，不便于拖網作業所致。

3結論與建議

3.1小結

漢沽示范區從2012-2014年共完成16個礁群建設，投放人工魚礁2 804個（9 463.5空 m3），形成礁區面積189.582 hm2，完成示范區建設427.156 hm2。漢沽示范區人工魚礁建設，在一定海域內創造了一個良好的人工生態系統，為海洋經濟品種提供了避敵棲息和索餌的場所，從浮游生物、底棲生物、魚卵、仔稚魚密度分布以及礁體生物附著狀況來看，礁區良好的生態效應已初步顯現。在礁區周圍的海底出現了以礁體為中心的高生物量區向四周擴散的趨勢。

無論從生物多樣性和總生物量的角度來看，漢沽示范區人工魚礁對改造局部區域的海洋生態環境起到了良好作用，為渤海灣天津近海的漁業資源恢復和生態環境修復起到了示范作用。

3.2建議

在人工魚礁投放區周圍設立航標燈塔，禁止船舶進入和一切捕撈活動。在加強監督管理的同時，開展公眾宣傳，普及生態保護知識，提高海洋生態環境保護意識。

為進一步了解和掌握人工魚礁對海洋生物資源及生態環境的作用效果，建立環境與資源監測常態機制，為開展海洋生物資源修復提供基礎數據。

加強人工魚礁自然沉降及海底泥沙淤積的監測與研究，綜合考慮天津沿海海流、潮汐的水動力學特點，科學選擇礁區位置，優化人工魚礁的單體組合方式，確定生態魚礁區的布局方式，構建生態復合型魚礁群，實現生物附著和棲息環境功能改善的最大化。

在開展人工魚礁建設的同時，加大毛蚶、青蛤、扇貝的底播和魚、蝦、蟹等資源增殖放流的力度，改善淺海生態環境狀況，達到部分修復當地已經消失的生物資源，提高生物多樣性水平，遏制生態系統的退化，促進海洋經濟的可持續發展。