武蓮港人工魚礁的資源養護效果

陳 治，王海山，葉 樂，李由明

(海南熱帶海洋學院 崖州灣創新研究院，海南 三亞 572022)

0 引言

人工魚礁通常被定義為特定水域內人為放置的構造物[1-2]，其目的是改善水域中水生生物的棲息場所、調控和優化水域生態環境，為魚類等水生生物提供索餌、庇護、生長、發育和繁育生殖的條件，增加漁業資源種類和生物量[3]2。我國真正意義上的人工魚礁研究始于20世紀70 年代后期[3]5。目前山東、廣東、海南等沿海地區均進行了大量魚礁投放實驗和建設活動。雖然國內已有結果普遍支持“人工魚礁有利于漁業資源增殖”這一觀點[4-6]，但日本、韓國等部分研究結果卻認為受投放規模、人類活動、海域環境等多方面因素的制約，人工魚礁的實際誘魚作用有限[7-9]。因此，人工魚礁資源養護效果不能一概而論，需要根據具體情況做調查分析。

由于過度捕撈、水體污染、港口施工等原因，海南省臨高縣武蓮港出現了比較明顯的濱海濕地喪失、生物資源損失等生態問題[10]。為了恢復本區域海洋生物資源和生態系統服務功能，臨高縣海洋與漁業局等有關部門陸續采取了投放人工魚礁和增殖放流等主流修復措施。然而，上述措施在武蓮港的開展時間尚短，其資源養護效果尚不得而知。為了評估臨高縣武蓮港人工魚礁資源養護效果，為下一步港內海洋生物資源的科學管理和合理開發提供政策制定依據，本研究對武蓮港人工魚礁區進行了漁業資源生物調查。

1 材料與方法

1.1 調查站位和采樣方法

魚礁區總面積為21公頃，區域內布設8塊單位魚礁(表1、圖1)。由于人工魚礁區內魚礁的存在，不宜使用拖網進行調查(會破壞魚礁和漁網)，因此根據單位魚礁位置，本研究同時采用三重底層定置刺網(以下簡稱刺網)和籠壺進行物種調查。調查時間為2022年7月6—8日。

刺網調查：魚礁區和對照區各放置刺網3張，放置4 h(圖1)。魚礁區刺網編號分別為TC1、TC2和TC3，對照區刺網編號分別為DC1、DC2、DC3。刺網規格為40 m × 3.5 m，內層和外層網衣的網目尺寸分別為55 mm和220 mm。

籠壺調查：采用倒須籠漁具，網衣尺度為0.264 m2×0.210 m、最小網目尺寸30 mm。籠壺采用鋼筋作為框架，制成圓柱體，外包聚乙烯網片，周邊開3個橫向扁平入魚口，籠體中懸掛新鮮餌料。每一調查站位由一條干繩結綁10條支繩，每條支繩結系一個籠，干繩兩端用石頭定置于水底，誘集捕撈對象進入而捕獲?；\壺調查共布設8個調查站位，其中4個調查站位設置在魚礁區范圍內(T2、T4、T6、T8)，剩余4個調查站位設置在魚礁區附近海域(D2、D4、D6、D8)(圖1)?；\壺放置12 h。

表1 魚礁區及對照區的魚礁位置

D1～D8和T1～T8為調查站位；DC1～DC3和TC1～TC3為刺網編號。圖1 單位魚礁、刺網及籠壺位置示意圖

1.2 物種測量指標

現場對全部漁獲物進行種類區分和生物學參數簡單測定。除中國鱟(Tachypleustridentatus)等保護物種外，其余樣品全部帶回實驗室進行分析，包括測量體長、胴長、頭胸甲長、頭胸甲寬、體質量、尾數等，所有漁獲樣品根據《南海魚類志》[11]、《海南主要水生生物》[12]、《日本魚類檢索》[13]等參考資料進行鑒定，長度測量精確到毫米(mm)，質量測定精確到0.1 g。

1.3 數據統計分析

根據物種鑒定和測量結果，統計魚礁區及對照區刺網和籠壺調查的種類組成與數量分布、主要漁獲種類質量組成和數量組成、漁獲種類的個體大小、多樣性水平、單位捕撈努力量漁獲量(CPUE)等狀況。具體分析如下。

1.3.1多樣性分析

用豐富度指數(Margalef richness index，D)、Shannon-Wiener多樣性指數(H′)、均勻度指數(Pielou index，J′)對漁業資源生物的群落結構特征進行分析。

①豐富度指數

D=(S-1)/log2N，

其中：S為樣品中的物種總數；N為樣品中的生物個體總數。

②多樣性指數

其中：Pi為ni/N；ni為樣品中第i種生物的個體數；S為樣品中的物種總數。

③均勻度指數

J′=H′/Hmax，

其中：H′為種類多樣性指數值，Hmax為log2S；S為樣品中的物種總數。

1.3.2 優勢種分析

優勢物種分析用相對重要性指數(index of relative importance，IRI)，其計算公式為

IRI=(Ni%+Wi%)×Fi%，

其中：Ni%為某一物種的個體數在總漁獲數量中所占數量百分比；Wi%為某一物種的質量在總漁獲量中所占的質量百分比；Fi%為某一物種在所有調查站位中出現的頻率。定義IRI>1 000的物種為優勢種。

1.3.3 資源密度分析

漁業資源密度采用單位捕撈努力量漁獲量(CPUE)來分析。刺網和籠壺的單位捕撈努力量漁獲量為每小時每網次的漁獲質量，單位為g·wet-1·h-1。

1.3.4 差異顯著性檢驗

所有的數據進行差異顯著性檢驗，采用統計軟件SPSS 20.0中的單因素方差分析(One-way ANOVA，Tukey氏檢驗)比較魚礁區和對照區的各項指標(豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數和CPUE等)的差異，其中P<0.05表示差異顯著性水平，P<0.01表示差異極顯著性水平[14]。

2 結果與分析

2.1 種類組成

魚礁區和對照區的種類比較見附表A1。

“刺網+籠壺”調查結果：兩個調查區的生物種類共計41種，其中魚礁區的種類數為36種，對照區的種類數為30種，魚礁區比對照區多出6種。魚礁區獨有種類共11種，其中魚類占絕大多數(9種)，甲殼類和貝類各1種。然而，可能由于調查航次較少等原因，有5種生物僅出現于對照區，其中魚類3種，甲殼類2種(圖2)。

生物種類圖2 基于“刺網+籠壺”調查方式的生物種類數比較

刺網調查結果：兩個調查區的生物種類共計30種，其中魚礁區的種類數為27種，對照區的種類數為20種，魚礁區比對照區多出7種。魚礁區獨有種類共10種，其中魚類占絕大多數(8種)，貝類和棘皮類各1種。有3種生物僅出現于對照區，全部為魚類(圖3)。

生物種類圖3 基于刺網調查方式的生物種類數比較

籠壺調查結果：兩個調查區的生物種類共計20種，其中魚礁區的種類數為18種，對照區的種類數為17種，魚礁區比對照區多1種。魚礁區獨有種類共3種，其中甲殼類2種、棘皮類1種；對照區獨有種類共2種，魚類和甲殼類各1種(圖4)。

生物種類圖4 基于籠壺調查方式的生物種類數比較

2.2 物種多樣性

基于刺網和籠壺兩種調查方式的物種多樣性結果見表2和表3。

刺網調查結果：魚礁區和對照區各站位的物種數分別為14～17(15.33±1.53)和9～12(10.67±1.53)，兩調查區之間存在顯著差異(P=0.02，F=14)，魚礁區物種總數是對照區物種總數的1.35倍；魚礁區和對照區各站位的豐富度指數分別為2.32～2.77(2.48±0.25)和1.66～1.93(1.83±0.15)，二者存在顯著差異(P=0.02，F=14.97)，魚礁區豐富度指數平均值是對照區豐富度指數平均值的1.36倍；魚礁區和對照區各站位的多樣性指數分別為2.49～3.03(2.70±0.24)和2.08～2.23(2.16±0.06)，二者存在顯著差異(P=0.04，F=9.26)，魚礁區多樣性指數平均值是對照區多樣性指數平均值的1.30倍；魚礁區和對照區各站位的均勻度指數分別為0.64～0.74(0.69±0.04)和0.61～0.66(0.64±0.03)，二者不存在顯著差異(P=0.19，F=2.37)，魚礁區均勻度指數平均值是對照區均勻度指數平均值的1.08倍(表2，圖5)。

表2 各站位基于刺網調查結果的物種多樣性

指數圖5 基于刺網調查結果的物種多樣性比較

籠壺調查結果：魚礁區和對照區各站位的物種數分別為12～14(12.75±0.96)和6～11(8.5±2.38)，二者存在顯著差異(P=0.02，F=10.97)，魚礁區物種總數是對照區物種總數的1.06倍；魚礁區和對照區各站位的豐富度指數分別為2.34～2.94(2.65±0.25)和1.67～2.59(2.06±0.39)，二者存在顯著差異(P=0.04，F=6.49)，魚礁區豐富度指數平均值是對照區豐富度指數平均值的1.29倍；魚礁區和對照區各站位的多樣性指數分別為3.28～3.62(3.44±0.16)和2.50～3.09(2.81±0.29)，二者存在極顯著差異(P=0.007，F=15.21)，魚礁區多樣性指數平均值是對照區多樣性指數平均值的1.22倍；魚礁區和對照區各站位的均勻度指數分別為0.68～0.84(0.76±0.07)和0.59～0.71(0.63±0.06)，二者存在顯著差異(P=0.02，F=9.46)，魚礁區均勻度指數平均值是對照區均勻度指數平均值的1.21倍(表3，圖6)。

表3 (續)

指數圖6 基于籠壺調查結果的物種多樣性比較

2.3 單位捕撈努力量漁獲量

刺網調查結果：魚礁區和對照區的CPUE值分別為：124.73～189.34(154.29±32.65)g·wet-1·h-1和81.48～102.43(88.97±11.68)g·wet-1·h-1，二者存在顯著差異(P=0.03，F=10.64)，魚礁區的CPUE平均值是對照區CPUE平均值的1.73倍(圖7)。

籠壺調查結果：魚礁區和對照區的CPUE值分別為：14.23～20.14(17.34±2.42)g·wet-1·h-1和8.77～15.01(12.81±3.91)g·wet-1·h-1，二者存在顯著差異(P=0.04，F=8.73)，魚礁區的CPUE平均值是對照區CPUE平均值的1.35倍(圖7)。

調查方式圖7 魚礁區和對照區的單位捕撈努力量漁獲量比較

2.4 優勢種情況

定義IRI>1 000的物種為優勢種。刺網調查結果：魚礁區優勢種為黃斑籃子魚(Siganuscanaliculatus)(IRI=5 789.41)、中華單角鲀(Monacanthuschinensis)(IRI=1 673.50)；對照區優勢種為黃斑籃子魚(IRI=8 783.50)、中華單角鲀(IRI=2 106.59)、日本蟳(Charybdisjaponica)(IRI=1 147.44)。對照區前兩位優勢種均值是魚礁區前兩位優勢種均值的1.46倍數?；\壺調查結果：魚礁區優勢種為日本蟳(IRI=2 743.13)、遠海梭子蟹(Portunuspelagicus)(IRI=1 530.44)、逍遙饅頭蟹(Calappaphilargius)(IRI=1 374.13)；對照區優勢種為遠海梭子蟹(IRI=3 560.31)、日本蟳(IRI=2 109.25)、紅星梭子蟹(Portunussanguinolentus)(IRI=1 966.95)和口蝦蛄(Oratosquillaoratoria)(IRI=1 674.51)；對照區前兩位優勢種均值是魚礁區前兩位優勢種均值的1.33倍。刺網調查結果和籠壺調查結果均表明，對照區物種更單一(前兩位優勢種均值更大)，魚礁區多樣性更高(前兩位優勢種均值更低)。

3 討論

陳勇等[15]采用手線釣和定置網法連續3年對獐子島海洋牧場深水魚礁區投礁后的漁業資源狀況進行了調查評估。調查結果顯示魚礁區大瀧六線魚(Hexagrammosotakii)的尾均體質量為非魚礁區的9.36倍，漁業資源養護效果顯著。張虎等[16]為了探討海州灣人工魚礁投放后魚礁區的漁業資源養護情況進行了6個航次的調查。調查結果表明：人工魚礁投放后，海州灣魚礁區多樣性指數和豐富度指數均有所增加；魚礁區CPUE值比投礁前增加1倍左右，其中魚類的CPUE值增加最多；魚礁區比對照區相對應時期的CPUE值要高許多，優勢資源種類也有一定的變化。本研究結果與上述結論類似：刺網和籠壺調查結果顯示，武蓮港魚礁區的漁業生物種類數、平均資源量均大于對照區。多樣性指數與物種總數、個體數量等的分布密切相關，可在一定程度上反映物種的多樣性以及分布的均勻性。魚礁區的漁業生物種類數、豐富度指數和多樣性指數均顯著高于對照區，其中：豐富度指數分別是對照區的1.36(基于刺網)和1.29(基于籠壺)倍，多樣性指數分別為1.30(基于刺網)和1.22(基于籠壺)倍。人工魚礁投放后，魚礁區的物種總數是對照區的1.20倍，漁業資源密度是對照區的1.73(基于刺網)和1.35(基于籠壺)倍，魚類的物種總數是對照區的1.43倍。通過對比分析可以看出，武蓮港人工魚礁在修復漁業資源方面起到了積極的作用。

此外，武蓮港魚礁區獨有物種數是對照區獨有物種數的2.2倍，這也表明一些數量較少的少見種或罕見種(如中國鱟Tachypleustridentatu)更易在魚礁區找到適宜的生存環境[3]86。這與多樣性、CPUE分析結果一致。進一步分析發現，魚礁區11種獨有物種中，魚類占絕大多數(9種，占比高達81.82%)；而對照區5種獨有物種中，魚類占60%(3種)。表明人工魚礁對魚類資源的誘集和養護效果更顯著。根據物種習性可知，本次調查中魚礁區獨有魚類(大斑石鱸Pomadasysmaculatus、伏氏眶棘鱸Scolopsisvosmeri、褐菖鲉Sebastiscusmarmoratus和馬拉巴石斑魚Epinephelusmalabaricus等)廣泛分布于海南近海區域，不僅均為近底層魚類，而且普遍喜棲息于珊瑚礁及近岸巖礁區域[17-20]。本次調查中，原有人工魚礁區及對照區海底表層底質為粉砂或粗砂。而投放人工魚礁后，對原有棲息地進行了改造，為魚類營造了類似珊瑚礁或巖礁的棲息環境。這可能是吸引戀礁型魚類進入魚礁區的原因之一，也表明人工魚礁能夠改造礁區生態環境。

本研究中調查方式和次數有限，不僅未能統計人工魚礁區與對照區浮游生物的差異，而且也欠缺水質、底棲生物、藻類附著效果等方面的數據，因此本研究未能全面考察武蓮港人工魚礁的生態環境和生物資源養護效果。后續研究中，應進一步補充調查手段、擴大調查規模。