不同流速條件下人工魚礁對黑鯛誘集效果的影響

中圖分類號：X832 文獻標志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）08—0003—07

Abstract：To investigate the effects of different flow velocities on the aggregation effect of Acanthopagrus schlegelii by artificial reefs，field observations were conducted in Tianjin's reef deployment area under three hydrodynamic conditions：still water，low velocity （ （0.19m/s ），and highvelocity （20 （0.34m/s） . The distribution patterns of juvenile Acanthopagrus schlegelii around artificial reef models were analyzed. Key findings include：the distribution rate of Acanthopagrus schlegelii manifested a progressive decline with increasing flow velocity;the presence of artificial reef structures significantly enhanced the distribution rate of Acanthopagrus schlegelii within reef-proximate zones; ref configuration exerted significant differential effects on the distribution rates of Sparus macrocephalus，with the rectangular-aperture reefs achieved the highest distribution rates of Acanthopagrus schlegelii ， significantly exceeding all other configurations （ Plt;0. 05 ）. Two-way ANOVA revealed significant main effects of reef configuration and flow velocity，along with a significant interaction effect on the distribution rate of juvenile Acanthopagrus schlegelii. Crucially，reef configuration demonstrated the strongest effect size on aggregation patterns. Synthesis，Acanthopagrus schlegelii exhibited distinct behavioral responses to artificial reefs，with diferential aggregation rates across ref morphologies. This selective response indicates habitat optimization driven by structural features.

Key words： artificial reefs； flow velocity; Acanthopagrus schlegelii； aggregation effect;distribution rate

建設人工魚礁是修復海域生態環境、養護漁業資源的重要措施。人工魚礁造成的流場變化[1]能直接影響魚類在魚礁周圍的行為和分布，但流場效應研究主要以數值模擬為主，主要集中在單礁及組合礁的流場3、布設研究，分析上升流及背渦流效果[4]。目前，大多數人工魚礁誘集效果試驗[5-6]都是在靜水條件下進行[7-8]，對不同流場條件下人工魚礁對魚類誘集效果的研究少有報道[9-10]

本研究探討了不同流速條件下，不同結構的人工魚礁對黑鯛誘集效果的影響，通過對比試驗，探索不同流場條件下黑鯛對礁體的選擇特點[11]，以期為人工魚礁設計、投放和實際集魚效果的評價提供科學依據。

1材料與方法

1.1 試驗水槽

試驗利用室內水槽進行，水槽中央為試驗觀測區域，試驗水槽底部寬 1.2m 、長 2.0m ，用紅色膠帶將水槽底部平均分為15個區域（圖1），每個區域長寬均為 0.4m ，其中8號為模型礁投放區，試驗期間水槽內海水 24h 循環過濾，整個試驗期間不充氣、不投餌。

考慮到天津渤海灣人工魚礁投放區的平均流速大約為 0.2～0.3m/s ，試驗利用9臺水泵產生的推力使水體循環流動，其中4臺 1. 5kW （ 220v） 水泵，5臺 2.2kW（380v） 水泵，通過調節水泵及噴射水流控制流速分別為 0.34m/s （高速） .0.19m/s （低速）和關閉水泵的 0m/s （靜水狀態）；兩側放2片隔離網柵，將試驗生物隔離在試驗區域內。試驗水體為凈化海水，深 0.8m ，水溫變化范圍 18～23^°C 。

水槽上方 2m 的地方垂直懸掛1個高清攝像頭（型號 ），水槽兩測安裝兩個高清攝像頭，分別用于垂直和水平方向的監控和觀察。探頭均通過線纜連接在監控室的電腦，可無干擾地監測記錄水槽試驗。

圖1試驗水槽示意圖

1.2 試驗對象

試驗魚為車間中養殖的黑鯛幼魚，暫養 10d 0待試驗開始時隨機選擇其中體長 （9.49±0.15）cm 、體質量 （22.97±1.07）g 的30尾黑鯛幼魚進行試驗。各組試驗時間 ，每隔 10min 截圖記錄一次試驗魚在各區出現的數量。

1.3 人工魚礁模型

本試驗采用的人工魚礁模型分別為三角開孔型礁、方型窗式礁、長方孔型礁、圓孔田字型礁、車葉型礁5種，見圖2。人工魚礁模型采用的材料為高密度塑料板（底部加配重），按 3：1 比例制作，模型制作完成后先置于海水中 24h 以上。

1.4 統計方法

分布率（Distributionrate，DR）為 n 次觀察試驗生物在某區的分布數量與試驗中總的試驗生物數量間的比值，計算公式為：

DR=N_i/N×100%

式中， N_i 為第 i（i=1，2，…n） 次觀察黑鯛在某區的分布數量， N 試驗生物總數。

所得數據用統計軟件SPSS11.0（SPSS，Richmond，CA，USA）進行方差分析及Duncan多重比較進行分析處理，以 Plt;0.05 作為差異顯著水平。

圖2人工魚礁模型結構圖

2 結果與分析

2.1 靜水條件下結果

表1在靜水條件下各處理組黑鯛在不同區域的分布率（平均值±標準誤） （%）

注：上標中有共同字母表示不具有顯著性差異 Pgt;0.05） ，不同字母表示顯著差異（ Plt;0.05） 。

如表1所示，各試驗組黑鯛在不同區域的分布顯現出顯著性差異（ Plt;0. 05） 。對照組（無礁體）中，在1、3號和13、15號區域黑鯛的分布率較高，而在8號區域的黑鯛分布率較低 （3. 61± 0.75）% 。三角開孔型礁組中，3號和8號區域的黑鯛分布率較高，其中8號區域的黑鯛分布率為（10，97±0，99）% 。方型窗式礁組中，8號區域的黑鯛分布率最高 （17.08±1.98）% ，并顯著高于其他各區域（ Plt;0.05） 。長方孔型礁組中，8號區域的黑鯛分布率最高 （15.83±3.27）% ，并顯著高于除3號外的其他各區域（ Plt;0.05） 。圓孔田字型礁組中，8號區域的黑鯛分布率最高 （16.67± 1.34）% ，并顯著高于除1號區域外的其他區域1 ?Plt;0.05） 。車葉型礁組中，1、3、8、13、15號區域黑鯛的分布率較高，其中8號區域的黑鯛分布率為 （8.33±1.14）% 。

如圖3所示，在靜水條件下，各處理組黑鯛在8號區域的分布率顯現出顯著性差異（ Plt;0.05 ）。

其中對照組的黑鯛分布率最低，同車葉型礁組無顯著性差異（ Pgt;0.05） ，但顯著低于三角開孔型礁、方型窗式礁組、長方孔型礁組和圓孔田字型礁組 ?Plt;0. 05 。而相比較于對照組，有礁體各組在8號區域的黑鯛分布率都有一個較強的提升。

圖3靜水條件下各處理組8號區域的黑鯛分布率

注：不同字母表示顯著差異 ?Plt;0.05） 。

表2在低速 （0.19m/s） 水流條件下各處理組黑鯛在不同區域的分布率（平均值±標準誤） 1（%）

注：上標中有共同的字母表示不具有顯著性差異 （Pgt;0.05） ，字母完全不同的表示顯著差異（ Plt;0.05） 。

2.2低速 10.19m/s^′"水流條件下結果

如表2所示，在 0.19m/s 水流條件下，各試驗組黑鯛在不同區域的分布顯現出顯著性差異（ Plt;0.05） 。黑鯛表現出比較明顯的正趨流性，主要分布在水流區域的前部位置。對照組在1、2、3號區域的分布率最高，并顯著高于其他區域（ Plt;0.05） ，而8號區域的分布率最低 （0.41± 0.23% 。三角開孔型礁組8號區域的分布率較高 （9.86±0.65）% ，顯著高于除1、2、3號區域的其他所有區域（ Plt;0.05） 。方型窗式礁組黑鯛在1、2、3、8號區域的分布率較高，其中8號區域的分布率為 （11.52±6.52）% ，顯著高于除1、2、3號區域的其他區域 （Plt;0.05） 。長方孔型礁組黑鯛在8號區域的分布率為 （19.58±1.28）% ，顯著高于除1、3號區域外的其他所有區域（ Plt;0. 05） 。圓孔田字型礁組黑鯛集中分布在水流區域的前部位置，在1、2、3、8號區域的分布率較高，其中8號區域的分布率為 （14.18±0.95）% ，顯著高于除1、2、3號區域的其他區域（ ?Plt;0. 05 ）。車葉型礁組黑鯛在1、3、8、13號區域的分布率較高，其中8號區域的分布率為 （9.58±0.7）% ，顯著高于除1、3、13號區域的其他區域 （Plt;0.05 。

綜上所述，在 0.19m/s 水流條件下，黑鯛在試驗區域表現出比較強的規律性，在水流來向的試驗區域的前部（1一3區域）分布率均較高，黑鯛主要集中在前部，其他區域的分布率都較低；而相比較于對照組，各有礁體組在8號區域的分布率都有一個比較明顯的提升。

如圖4所示，在 0.19m/s 水流條件下，對照組黑鯛在8號區域的分布率是最低的，并顯著低于其他有礁體的各組（ Plt;0.05 ）。長方孔型礁組在8號區域的分布率最高，顯著高于其他有礁體的各組（ Plt;0.05 。三角開孔型礁組、方型窗式礁組和車葉型礁組相比無顯著性差異0 Pgt;0.05） ，但均顯著低于圓孔田字型礁組（ .Plt;0.05 。

圖4低速 （0.19m/s） 水流條件下各處理組8號區域的黑鯛分布率

注：不同字母表示顯著差異 （Plt;0.05） 。

2.3 高速 （0.34m/s） 水流條件下結果

表3在高速 （0.34m/s） 水流條件下各處理組黑鯛在不同區域的分布率 （%）

注：上標中有共同的字母表示不具有顯著性差異 （Pgt;0.05） ，字母完全不同的表示顯著差異 ?Plt;0.05） 。

如表3所示，在 0.34m/s 水流條件下，各組的黑鯛分布率呈現出顯著性差異（ ?Plt;0. 05） 。可以看出黑鯛表現出比較明顯的正趨流性，主要分布在水流區域的前部位置。對照組1、2、3號區域的黑鯛分布率顯著高于其他區域（ Plt;0.05 ，而8號區域的黑鯛分布率最低 （0.28%±0.19%） 0三角開孔型礁組1、2、3、8號區域的黑鯛分布率顯著高于其他區域（ .Plt;0.05 ），其中8號區域的分布率為 （10，83±0，90）% 。方型窗式礁組黑鯛在1、3號區域的分布率最高，并顯著高于其他區域（ Plt;0.05） ，而8號區域的分布率為（13.61±1.56）% ，與2號區域相比無顯著性差異（ Pgt;0.05） 。長方孔型礁組1、3號區域的黑鯛分布率最高，并顯著高于其他區域（ Plt;0. 05' ，而8號區域的黑鯛分布率為 （20，28±1.02）% ，顯著高于除1、3號區域的其他區域（ Plt;0.05） 。圓孔田字型礁組1、3號區域的黑鯛分布率最高，并顯著高于其他區域（ .Plt;0.05; ，而8號區域的分布率為（204 （9.17±0.67）% ，與2、6號區域相比無顯著性差異中 ?Pgt;0.05） 。車葉型礁組黑鯛在1、3號區域的分布率最高，并顯著高于其他區域 ?Plt;0.05），8 號區域的分布率為 （6.94±0.80）% ，與2、13號區域相比無顯著性差異（ （Pgt;0.05） 。

綜上所述，在 0.34m/s 水流條件下，試驗區域的黑鯛分布率呈現出較強的規律性，在水流來向試驗區域的前部（1—3區域）分布率均較高，其他區域的黑鯛分布率均較低；而相較于對照組，有礁體各組在8號區域的黑鯛分布率均有較明顯的提升。這跟低速水流條件的結果相似。

如圖5所示，在 0.34m/s 水流條件下，各組8號區域的黑鯛分布率顯現出顯著性差異（ Plt;0.05） 。其中對照組8號區域的黑鯛分布率最低 （0.28%±0.19%） ，并顯著低于有礁體各組（ Plt;0.05） 。長方孔型礁組8號區域的黑鯛分布率最高 （20.28%±1.02%） ，并顯著高于其他各組（ Plt;0.05） 。車葉型礁組與圓孔田字型礁組相比無顯著性差異（ Pgt;0. 05） ，但二者都顯著低于方型窗式礁組和長方孔型礁組（ .Plt;0.05 ）。

圖5高速 （0.34m/s） 水流條件下各處理組8號區域的黑鯛分布率

注：不同字母表示顯著差異 ?Plt;0.05 。

2.4不同流速下礁型對黑鯛分布率的影響

表4不同流速下各處理組8號區域的黑鯛分布率 （%）

注：上標中有共同的字母表示不具有顯著性差異 （Pgt;0.05） ，字母完全不同的表示顯著差異（ ?Plt;0. 05） 。

如表4所示，隨著水流速度的增加，對照組的黑鯛分布率不斷降低。在靜水條件下，對照組的黑鯛分布率最高，且顯著高于低速和高速條件下的黑鯛分布率（ Plt;0.05） ；在低速和高速條件下，對照組的黑鯛分布率無顯著性差異 （Pgt;0.05） ：三角開孔型礁組黑鯛在高速水流條件下的分布率最低，且顯著低于靜水和低速條件下的分布率（ Plt;0.05^? ，低速和靜水條件下的黑鯛分布率無顯著性差異（ Pgt;0.05） ；方形窗式礁組黑鯛在低速水流條件下的分布率最低，且顯著高于其余各組（ ?Plt;0. 05） ，靜水和高速水流條件下的黑鯛分布率無顯著性差異（ ?Pgt;0. 05） ；長方孔型礁組在高速水流條件下的黑鯛分布率最高，但高速、低速和靜水條件下的黑鯛分布率無顯著性差異（ Pgt;0.05' ；跟對照組相似，隨著水流速度的增加，圓孔田字型礁組的黑鯛分布率不斷降低：在高速水流條件下，圓孔田字型礁組的黑鯛分布率最低，且顯著低于低速和靜水條件下的黑鯛分布率（ Plt;0.05） ，低速和靜水條件下的黑鯛分布率無顯著性差異（ Pgt;0.05' ；車葉型礁組在高速水流條件下的黑鯛分布率最低，但在不同流速條件下的黑鯛分布率無顯著性差異（ （Pgt;0.05 。

2.5礁型和流速的交互作用

雙因素方差分析結果表明：礁型和流速對黑鯛的分布率有極顯著的影響（ Plt;0. 01 ，且礁型和流速的交互作用極顯著（ Plt;0.01? ，見表5。

表5礁型和流速對黑鯛分布率的影響

3討論

在本試驗條件下，不同水流流速對黑鯛的分布率能產生顯著性影響[5-6]。隨著水流流速的增大，黑鯛的分布率呈現出不斷降低趨勢[。在有關人工魚礁集魚效果的研究中可以發現，大部分研究是在靜水條件下開展的[8-9]。投入海洋中的人工魚礁礁體是在不斷流動的海水條件下發揮作用的，因此在礁型選擇過程中，只參考靜水條件的集魚效果是不科學、不全面的，必須考慮水流流速的顯著影響。

本研究觀察到，人工魚礁礁體的存在能顯著提高該區域的黑鯛分布率，且有礁體組對黑鯛的誘集效果平均達到了對照組的9倍，說明本研究中不同類型的人工魚礁礁體均對黑鯛產生顯著誘集效果，這與張碩等5對大瀧六線魚和許氏平幼魚個體的研究結果不同，后者的研究中，無論試驗水槽內是否有礁體，兩種魚均喜歡棲息在水槽兩端的角落或側邊。這可能說明黑鯛對人工魚礁礁體的反應較為顯著。

此外，不同人工魚礁礁型對黑鯛分布率可以產生顯著性影響。綜上可知，在不同水流條件下，長方孔型礁組的黑鯛分布率顯著高于其他礁體組（ Plt;0. 05） ，長方孔型礁組（最高）對黑鯛的誘集效果是車葉型礁組（最低）的2.24倍，這說明在本試驗條件下，長方孔型礁組對黑鯛的誘集效果最好。從礁型設計上看，礁型設計簡單、空間不復雜且無頂（三角開孔型礁和車葉型礁）的效果最差，礁型空間復雜多樣且有頂（長方孔型礁）的效果最好，但此結論有待于進一步深入研究。根據本試驗結果，篩選出對黑鯛有較好誘集效果的方型窗式礁、長方孔型礁、圓孔田字型礁3種人工魚礁模型。

礁型和流速的雙因素方差分析結果說明，礁型、流速、礁型和流速交互因素均對黑鯛幼魚的分布率有顯著影響，且影響程度從大至小依次為：礁型、礁型和流速交互因素、流速，表明礁型對黑鯛聚集效果影響最強。此結論與李佳佳11的研究結果相類似。

從結果可以看出，與未投放模型礁相比，各種模型礁對黑鯛誘集效果顯著，說明黑鯛對人工魚礁的反應較為顯著。不同形狀和結構的礁體對黑鯛的平均聚集率不同，說明黑鯛對人工魚礁的形狀和結構具有選擇性。

參考文獻：

[1]林軍，章守宇，葉靈娜.基于流場數值仿真的人工魚礁組合優化研究[J].水產學報，2013，37（7）：1023-1031.

[2]肖榮，楊紅.鏤空型人工魚礁流場效應的數值模擬研究[J].上海海洋大學學報，2015，24（6）：934-942.

[3」于定勇，王逢雨，張彩霞，等.梯型臺人工魚礁體流場效應數值研究[J].中國海洋大學學報（自然科學版），2020，50（12）：135—143.

[4]魏麗瑩，張寧川.六角型人工魚礁流場效應數值模擬[J].中國水運，2023（3）：110—112.

[5]張碩，孫滿昌，陳勇.人工魚礁模型對大瀧六線魚和許氏平幼魚個體的誘集效果[J.大連水產學院學報，2008（1）：13-19.

[6]周艷波，蔡文貴，陳海剛，等.10種人工魚礁模型對黑鯛幼魚的誘集效果[J.水產學報，2011，35（5）：711—718.

[7]田方，唐衍力，唐曼等.幾種魚礁模型對真鯛誘集效果的研究[J].海洋科學，2012，36（11）：85—89.

[8」李磊，陳棟，彭建新，等.不同人工魚礁模型對黑棘鯛、中國花鱸和大黃魚的誘集效果比較[J].大連海洋大學學報，2019，34（3）：413-418.

[9]張皓銘，謝笑艷，陳丕茂，等.人工魚礁豎板不同方形孔徑對黑鯛幼魚誘集效果研究[J].南方水產科學，2022，18（1）：52-58.

[10]席楊，田濤，楊軍，等.許氏平幼魚在不同流場環境下的趨礁行為研究J].大連海洋大學學報，2020，35（3）：399-406.

[11」李佳佳.人工魚礁和流場環境對許氏平棲息地選擇行為的影響[D」.上海：上海海洋大學，2021.

（收稿日期：2025-04-01）