島礁型海洋牧場(chǎng)聚魚(yú)生境協(xié)同營(yíng)造技術(shù)

島礁型海洋牧場(chǎng)聚魚(yú)生境根據(jù)功能屬性可以劃分為產(chǎn)卵功能區(qū)、餌料功能區(qū)、藻場(chǎng)功能區(qū)和魚(yú)礁功能區(qū)等。不同功能區(qū)的聚魚(yú)增殖機(jī)制各不相同。產(chǎn)卵功能區(qū)主要針對(duì)烏賊等經(jīng)濟(jì)生物，為其提供適宜的產(chǎn)卵附著基，提高生物的繁殖效率，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)卵誘魚(yú)”。餌料功能區(qū)通過(guò)人類(lèi)筏式養(yǎng)殖活動(dòng)增殖經(jīng)濟(jì)貝類(lèi)與藻類(lèi)等，間接為漁業(yè)生物提供天然的生物餌料，提高生物的攝食效率，達(dá)到“攝食誘魚(yú)”。藻場(chǎng)功能區(qū)應(yīng)用人工藻場(chǎng)構(gòu)建技術(shù)，為海洋生物提供棲息地，改善生物賴(lài)以生存的水質(zhì)環(huán)境，達(dá)成“生態(tài)誘魚(yú)”。魚(yú)礁功能區(qū)采用投放人工魚(yú)礁修復(fù)海洋生境，為水生生物提供避敵、攝食等場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)“空間誘魚(yú)”。然而，不同功能區(qū)的生態(tài)機(jī)制尚未完全清楚，且不同功能區(qū)位于不同島嶼或同一島嶼的不同區(qū)域，空間上存在“孤立、不聯(lián)通”等現(xiàn)象。由于上述問(wèn)題，導(dǎo)致各個(gè)功能區(qū)存在能量利用率較低、生態(tài)穩(wěn)定性不高等問(wèn)題。因此，歸納總結(jié)當(dāng)前海洋牧場(chǎng)不同功能區(qū)的運(yùn)作特點(diǎn)與生態(tài)學(xué)原理，并研究應(yīng)用海流輸運(yùn)實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)不同功能區(qū)的能量聯(lián)通，有助于實(shí)現(xiàn)不同功能區(qū)的建設(shè)水平與協(xié)同發(fā)展，進(jìn)而提高海洋牧場(chǎng)的能量利用率，最終實(shí)現(xiàn)高效的聚魚(yú)生境協(xié)同營(yíng)造技術(shù)。1.產(chǎn)卵功能區(qū)島嶼生境是海洋生物重要的產(chǎn)卵場(chǎng)，通過(guò)建設(shè)島礁型海洋牧場(chǎng)可以有效修復(fù)海洋經(jīng)濟(jì)生物的產(chǎn)卵場(chǎng)生境，提高漁業(yè)生物的產(chǎn)卵率與孵化率，最終實(shí)現(xiàn)海洋生物聚集增殖的目標(biāo)。曼氏無(wú)針烏賊和金烏賊等是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)頭足類(lèi)，由于產(chǎn)卵場(chǎng)退化，其種群資源量顯著衰退。為了從根本上修復(fù)烏賊這一重要漁業(yè)資源，人工附著基被視為原位增殖、保護(hù)烏賊種群的關(guān)鍵技術(shù)。許多學(xué)者依據(jù)烏賊的產(chǎn)卵習(xí)性，針對(duì)附著基的材質(zhì)選擇、模型優(yōu)選、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及效果驗(yàn)證等方面進(jìn)行了廣泛的研究。李星頡等探究了不同組合形式的竹篾籠對(duì)曼氏無(wú)針烏賊的附卵效果。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金烏賊更適應(yīng)硬質(zhì)、細(xì)長(zhǎng)型的附著基。趙厚鈞等研究了金烏賊在不同材料附著基的產(chǎn)卵偏好，指出檉柳和黃花蒿等材料可以替代烏賊籠進(jìn)行金烏賊的增殖保護(hù)。劉長(zhǎng)琳等通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)海參筐架附卵效果較好，具有附卵量大且集中、操作簡(jiǎn)單、生態(tài)環(huán)保、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。唐鋒等等研究了不同網(wǎng)線直徑、不同網(wǎng)目、不同敷設(shè)方式的網(wǎng)衣框架型附著基，認(rèn)為大網(wǎng)目和較粗網(wǎng)線制作的附著基具有較好的附著效果。牛超等試驗(yàn)了不同材料、不同顏色的附著基對(duì)金烏賊的孵卵效果，并通過(guò)海區(qū)實(shí)驗(yàn)為金烏賊人工附著基的布設(shè)提供了指導(dǎo)。烏賊卵屬于沉性卵，若沒(méi)有附著基支撐，孵化率會(huì)顯著降低。通過(guò)人工干預(yù)增加適宜的附著基，可以縮短烏賊的產(chǎn)卵時(shí)間，提高產(chǎn)卵量。研究表明，人工附著基應(yīng)根據(jù)烏賊的卵徑設(shè)計(jì)相應(yīng)的直徑，利用仿生技術(shù)模擬天然柳珊瑚、檉柳等生物的形狀、柔韌性與粗糙度，使其既不會(huì)傷害烏賊親體，又具有黏附烏賊卵效果好，并兼具利用水流沖洗表面污損物等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于烏賊附著基需要大規(guī)模投放，其還應(yīng)具有生態(tài)環(huán)保、制作簡(jiǎn)單、成本低廉、規(guī)模生產(chǎn)、循環(huán)利用、經(jīng)久耐用、管理簡(jiǎn)單等特征。通過(guò)優(yōu)選優(yōu)化烏賊附著基的材料與結(jié)構(gòu)，提高附著基的布設(shè)效率，可以顯著提升烏賊的產(chǎn)卵增殖效果。2.餌料功能區(qū)海洋牧場(chǎng)的藻—貝筏式養(yǎng)殖區(qū)具有餌料豐富、環(huán)境適宜等特征，是構(gòu)建海洋游泳動(dòng)物索餌場(chǎng)的理想場(chǎng)所。養(yǎng)殖筏架的附著生物、海藻、底棲生物以及貝類(lèi)繁殖的浮游幼體等均可為魚(yú)類(lèi)等游泳生物的生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的餌料保障。劉書(shū)榮等認(rèn)為養(yǎng)殖筏架附著的藻類(lèi)顯著提高了鉤蝦和麥稈蟲(chóng)等生物的生物量。汪振華等指出褐菖鲉幼魚(yú)在貽貝筏式養(yǎng)殖區(qū)的攝食強(qiáng)度顯著高于對(duì)照區(qū)，且其主要餌料生物為麥稈蟲(chóng)和鉤蝦，與養(yǎng)殖筏架的附著生物一致。也有研究表明，部分蝦類(lèi)和蟹類(lèi)大量聚集于養(yǎng)殖筏架，成為許多魚(yú)類(lèi)的天然餌料。楊艷云等指出貝—藻筏式養(yǎng)殖可以顯著改變大型底棲生物群落，從而為底棲魚(yú)類(lèi)提供更豐富的食物來(lái)源。嘗試在貝類(lèi)養(yǎng)殖筏架下布設(shè)籠網(wǎng)進(jìn)行龍蝦養(yǎng)殖，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖貝類(lèi)產(chǎn)生的碎屑可以減少龍蝦的餌料投喂量。為了提升筏式養(yǎng)殖區(qū)的餌料誘集效率，應(yīng)該提高筏式養(yǎng)殖的苗種孵化和附著技術(shù)、優(yōu)化筏式養(yǎng)殖設(shè)施空間結(jié)構(gòu)和布局、提煉海洋牧場(chǎng)餌料功能區(qū)的生境營(yíng)造手段、探索筏式養(yǎng)殖區(qū)與周邊海域生物的交互作用，最終實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)餌料功能區(qū)的聚魚(yú)增殖功能。3.藻場(chǎng)功能區(qū)近岸海藻場(chǎng)具有改善海域生態(tài)環(huán)境、提高初級(jí)生產(chǎn)力、豐富生物多樣性和增加海洋碳匯等功能。通過(guò)構(gòu)建海洋牧場(chǎng)藻場(chǎng)生態(tài)功能區(qū)，可以為海洋生物提供索餌、避敵的優(yōu)良場(chǎng)所，并實(shí)現(xiàn)生態(tài)誘魚(yú)的目標(biāo)。例如，章守宇等發(fā)現(xiàn)海藻場(chǎng)是各種漁業(yè)資源在某些特定生長(zhǎng)時(shí)期的重要過(guò)渡場(chǎng)所，同時(shí)是幼魚(yú)的重要索餌場(chǎng)。劉鴻雁等也通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)觀察到幼魚(yú)具有集群游入海藻叢的行為。許多研究表明，海藻場(chǎng)是眾多礁棲性魚(yú)類(lèi)的育幼場(chǎng)與索餌場(chǎng)。然而，由于不同魚(yú)類(lèi)的行為習(xí)性存在差異，導(dǎo)致其對(duì)不同種類(lèi)、密度的海藻場(chǎng)的偏好程度不盡相同。因此，構(gòu)建海洋牧場(chǎng)藻場(chǎng)生態(tài)功能區(qū)應(yīng)以海域特征、聚魚(yú)目標(biāo)等為指導(dǎo)，使生態(tài)聚魚(yú)效果最大化。4.魚(yú)礁功能區(qū)人工魚(yú)礁是海洋牧場(chǎng)的重要組成部分，具有改變局部海域的底質(zhì)及流場(chǎng)的功能，可以為水生生物提供索餌、生長(zhǎng)、繁殖和避敵的場(chǎng)所。學(xué)者通過(guò)設(shè)計(jì)復(fù)雜的礁體結(jié)構(gòu)以提高魚(yú)礁的誘魚(yú)功能。為了保證人工魚(yú)礁的聚魚(yú)、保育和增殖效果，應(yīng)根據(jù)增殖對(duì)象的行為習(xí)性設(shè)計(jì)不同的礁型，如框架型、棱臺(tái)型和復(fù)合型等。同時(shí)，應(yīng)考慮魚(yú)類(lèi)的全生活史，設(shè)計(jì)適配從產(chǎn)卵期到成魚(yú)期各生活階段的人工魚(yú)礁。通過(guò)近40年的發(fā)展，我國(guó)在人工魚(yú)礁設(shè)計(jì)與建造方面取得了喜人的成績(jī)，許多調(diào)查結(jié)果表明，人工魚(yú)礁區(qū)的漁業(yè)資源得到顯著改善，魚(yú)類(lèi)豐度明顯提升。但是，我國(guó)在礁體設(shè)計(jì)領(lǐng)域與日本、美國(guó)等國(guó)家仍存在較大的差距。在未來(lái)的研究，應(yīng)關(guān)注具有特定功能的生態(tài)礁的研發(fā)設(shè)計(jì)，如牡蠣礁、育幼礁、藻礁、珊瑚礁、集魚(yú)礁、變流礁、浮魚(yú)礁等，增強(qiáng)人工魚(yú)礁的“誘魚(yú)、養(yǎng)魚(yú)”等生態(tài)功能。5.海洋牧場(chǎng)功能區(qū)間的流場(chǎng)聯(lián)通隨著我國(guó)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)的快速發(fā)展，其提供的生態(tài)服務(wù)功能越來(lái)越多元，從最初的單一區(qū)域演變?yōu)槎喙δ軈^(qū)協(xié)同發(fā)展。島礁型海洋牧場(chǎng)通常分布于多個(gè)島嶼，或者海洋牧場(chǎng)不同功能區(qū)位于同一島嶼的多個(gè)區(qū)位，不同功能區(qū)之間的聯(lián)通性相對(duì)較低。在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，海流是物質(zhì)輸運(yùn)與營(yíng)養(yǎng)貫通的重要驅(qū)