人工藻礁的選型與藻類(lèi)附著效果的初步研究.pdf

1、本文綜述了日本、美國(guó)人工礁的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了人工藻礁的生態(tài)學(xué)意義及其制作過(guò)程中材料與形狀的選擇，藻場(chǎng)的生態(tài)意義及人工藻場(chǎng)建設(shè)等方面的內(nèi)容。重點(diǎn)研究了八種不同材料和四種不同形狀的模型礁上部分藻類(lèi)，例如石莼，滸苔，鼠尾藻，馬尾藻，海帶的附著生長(zhǎng)情況。同時(shí)在不同光照條件下觀(guān)察了海帶幼孢子體在不同材料附著基上的附著生長(zhǎng)情況，并進(jìn)行了海帶垂掛深度實(shí)驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下： 1．日本、美國(guó)是世界上人工礁開(kāi)發(fā)和利用最發(fā)達(dá)的國(guó)家。日本在20世

2、紀(jì)50年代就開(kāi)始人工礁的研究，并作為國(guó)家事業(yè)計(jì)劃，每年進(jìn)行大規(guī)模人工礁和藻礁的投放。至今，日本大部分沿岸海域已投放了不同類(lèi)型的人工礁，并形成了較大規(guī)模的人工礁漁場(chǎng)和藻場(chǎng)，給魚(yú)、貝類(lèi)提供了良好的生息場(chǎng)所，有效地保護(hù)了漁業(yè)資源，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。日本人工礁事業(yè)之所以成功，主要在于國(guó)家對(duì)人工礁的關(guān)注，大量的資金投入，高素質(zhì)的漁民，礁體建設(shè)過(guò)程中科學(xué)的態(tài)度和方法。美國(guó)人工礁建設(shè)的原則、宗旨和運(yùn)作、管理方法與其它國(guó)家和地區(qū)有著明顯的

3、不同。礁體建設(shè)分為兩個(gè)階段：自主提出申請(qǐng)階段、科學(xué)論證審批許可階段。美國(guó)人工礁投放很多，但政府對(duì)人工礁事業(yè)投資卻比日本少。首先，投放很多廢棄物作礁體，建礁費(fèi)用低。再者，商業(yè)性投資發(fā)達(dá)，社會(huì)團(tuán)體、企業(yè)都參與投資，采用投資者管理受益的模式，大量發(fā)展礁區(qū)游釣事業(yè)，全國(guó)5400萬(wàn)人次參加游釣，游釣業(yè)占全美漁業(yè)總產(chǎn)值的35％。 2．目前我國(guó)沿岸藻場(chǎng)破壞嚴(yán)重，在藻場(chǎng)的修復(fù)過(guò)程中，可以采用投放人工藻礁的方式。人工藻礁通過(guò)以下幾方面的作用機(jī)制可

4、促進(jìn)藻場(chǎng)的恢復(fù)：第一，提供海藻的附著和生長(zhǎng)基質(zhì)；第二，增加空間異質(zhì)性；第三，藻礁吸引各種動(dòng)物，形成平衡的生態(tài)系統(tǒng)；第四，可以在短期內(nèi)形成藻類(lèi)優(yōu)勢(shì)種群。人工藻礁礁體的設(shè)計(jì)在人工藻礁的建設(shè)和投放中是重要而復(fù)雜的一項(xiàng)工作，其中礁體的材料和形狀等因素在人工藻礁礁體的設(shè)計(jì)中是必須首先考慮的?；炷潦窃褰附ㄔO(shè)中最常用的材料，其次鋼鐵，粉煤灰，硫磺固化體、貝殼、木材和人工合成材料都是建設(shè)中采用的材料。20世紀(jì)70年代前人工藻礁的建設(shè)是粗放式的，即直接

5、向海中投放廢舊船只，石塊作為近海藻類(lèi)的附著基。近年來(lái)人造藻礁的設(shè)計(jì)逐漸向精細(xì)化、集約化方向發(fā)展，其設(shè)計(jì)有幾個(gè)趨勢(shì)：表面凹凸，表面和內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)，礁體內(nèi)部材料添加肥料和藻類(lèi)生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，另外許多國(guó)家沿岸堤壩設(shè)施的水下部分都涉及帶有藻礁的功能，其目的是讓藻類(lèi)易于在其表面附著，附著后可以健康迅速生長(zhǎng)。藻礁投入使用后，沿岸藻類(lèi)群落明顯增多，海底森林茂盛，聚居的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)在種類(lèi)和數(shù)量上都有所提高。 3．藻場(chǎng)是水深大約在20 m以?xún)?nèi)

6、，海草或海藻群落發(fā)達(dá)的場(chǎng)所。大多數(shù)藻場(chǎng)的底質(zhì)都是巖礁底，藻場(chǎng)中大型的海藻大部分是褐藻，包括巨藻、海帶屬的各種海帶、馬尾藻、鼠尾藻等，也有紅藻和綠藻，其中以褐藻門(mén)的大型種類(lèi)形成的藻場(chǎng)最為重要。藻場(chǎng)是海洋中初級(jí)生產(chǎn)力最高的區(qū)域之一，在藻場(chǎng)內(nèi)和藻場(chǎng)周?chē)鷹⒅S富的動(dòng)植物。藻場(chǎng)在海洋生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的意義，是海洋初級(jí)生產(chǎn)力的重要貢獻(xiàn)者之一。在海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中，藻場(chǎng)所起的作用主要有以下幾方面：第一，直接為藻食動(dòng)物提供食物；第二，進(jìn)入碎屑食

7、物鏈為動(dòng)物提供食物；第三，培養(yǎng)的初級(jí)消費(fèi)者為高級(jí)消費(fèi)者提供食物：第四，吸引豐富的動(dòng)物種群，形成復(fù)雜的食物網(wǎng)。在人工藻場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，藻場(chǎng)位置的選擇、投放前后的管理工作以及對(duì)其造成效果的評(píng)價(jià)都是重要的環(huán)節(jié)。一片海區(qū)是否可以用于建設(shè)人工藻場(chǎng)，需要從物理因素、化學(xué)因素和生物因素等方面展開(kāi)調(diào)查。藻場(chǎng)建設(shè)之前，還需要選定海藻種類(lèi)和附著礁體。在藻場(chǎng)造成過(guò)程中需要不間斷的監(jiān)測(cè)和管理，主要是防止草食動(dòng)物對(duì)增殖藻類(lèi)的攝食，及時(shí)清除附著基上的雜藻。藻場(chǎng)造成后

8、需要對(duì)藻場(chǎng)內(nèi)的海藻和動(dòng)物的種類(lèi)及數(shù)量有所把握，對(duì)造成效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。 4．在9±0.5℃條件下，研究了海帶育苗場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室控溫控光水槽中不同附著基和光照強(qiáng)度對(duì)海帶幼孢子體附著和生長(zhǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同材料附著基和光照強(qiáng)度對(duì)海帶幼孢子體的生長(zhǎng)都有極顯著影響(P<0.01)。自然光照條件下，海帶幼孢子體在PVC波紋板上附著密度最大(P<0.05)，但在鏡面上的生長(zhǎng)效果最好(P<0.05)。在25001x，15001x，5001x的

9、實(shí)驗(yàn)室條件下，海帶幼孢子體在鏡子、石棉瓦、混凝土材料制作的附著基上生長(zhǎng)效果較好(P<0.05)。其中自然光強(qiáng)下以鏡子做附著基的實(shí)驗(yàn)組生長(zhǎng)顯著好于其他實(shí)驗(yàn)組(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)證明波動(dòng)的自然光線(xiàn)是海帶幼孢子體生長(zhǎng)的最佳光照條件，表面粗糙且具集光功能的材料是海帶幼孢子體適宜的附著基。 5．利用不同材料與形狀的模型礁開(kāi)展海區(qū)藻類(lèi)自然附著實(shí)驗(yàn)。經(jīng)在潮間帶放置四個(gè)半月后，附著的藻類(lèi)共有3門(mén)13種，優(yōu)勢(shì)種為綠藻門(mén)(Chlorophyta)

10、的石莼類(lèi)(Ulvaceae)和滸苔類(lèi)(Enteromorpha)。不同材料的模型礁實(shí)驗(yàn)證明，混凝土，煤灰制作的模型礁上藻類(lèi)的附著效果最好；橡膠，玻璃鋼，鮑魚(yú)殼和牡蠣殼制作的模型礁居中；鐵皮效果最差，各種模型礁上藻類(lèi)附著率之間存在顯著差異(P<0.05)。不同形狀的模型礁實(shí)驗(yàn)證明，凸形表面的模型礁上藻類(lèi)的附著率顯著的好于凹形模型礁(P<0.05)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，模型礁表面藻類(lèi)的附著率和藻類(lèi)的葉片長(zhǎng)度之間存在相關(guān)性。 6．將不同材料

11、與形狀的模型礁放在室內(nèi)車(chē)間中人工附著馬尾藻幼體，培養(yǎng)一段時(shí)間后投放到潮間帶觀(guān)察其表面馬尾藻幼體的附著生長(zhǎng)情況，實(shí)驗(yàn)歷時(shí)三個(gè)半月。不同材料的模型礁實(shí)驗(yàn)證明：各種不同材料模型礁上之間馬尾藻幼體的附著率存在著顯著的差異(p<0.05)；混凝土和煤灰模型礁上馬尾藻附著率較高；牡蠣殼，鮑魚(yú)殼和蛤殼模型礁上馬尾藻的附著率居中；玻璃鋼上馬尾藻附著率偏低；鐵皮，橡膠上無(wú)馬尾藻幼體附著，附著效果最差。不同形狀的模型礁實(shí)驗(yàn)證明：各種不同形狀的模型礁之間馬尾

12、藻幼體的附著率存在顯著差異(p<0.05)；鋸齒凸形和鋸齒凹形模型礁上馬尾藻附著率較高；圓凹形和圓凸形模型礁上馬尾藻附著率較低。 7．將不同材料與形狀的模型礁放在室內(nèi)車(chē)間中人工附著鼠尾藻和海帶幼體，培養(yǎng)一段時(shí)間后觀(guān)察測(cè)量其表面鼠尾藻和海帶幼體的附著情況，實(shí)驗(yàn)歷時(shí)兩個(gè)半月。不同材料的模型礁實(shí)驗(yàn)證明：(1)各種不同材料的模型礁上附著的鼠尾藻幼體株數(shù)之間存在顯著差異(p<0.05)；其中鮑魚(yú)殼模型礁上附著的鼠尾藻幼體較多，鐵皮和橡膠上

13、無(wú)鼠尾藻幼體附著。(2)各種不同材料的模型礁上海帶幼體的附著率無(wú)顯著差異(p>0.05)。不同形狀的模型礁實(shí)驗(yàn)證明：(1)各種不同形狀的模型礁上附著的鼠尾藻幼體株數(shù)之間無(wú)顯著差異(p>0.05)。(2)各種不同形狀模型礁上海帶幼體的附著率無(wú)顯著差異(p>0.05)。 8．將附著海帶幼體的苗繩垂掛在自然海區(qū)中10米內(nèi)不同深度，經(jīng)15天自然生長(zhǎng)，測(cè)量發(fā)現(xiàn)，隨著深度的增加，海帶幼體的平均長(zhǎng)度顯著縮短(p<0.05)，爛苗率顯著增加(p