天津大神堂活牡蛎礁渔业资源养护与生态修复浅析

于庆云，张晓理，韩锡锡

（国家海洋局 北海环境监测中心，山东 青岛 266033）

天津大神堂活牡蛎礁渔业资源养护与生态修复浅析

于庆云，张晓理，韩锡锡

（国家海洋局 北海环境监测中心，山东 青岛 266033）

为部分修复当地已消失的活牡蛎礁，减缓活牡蛎礁面积下降的趋势，提高人们的保护意识，养护渔业资源，保持甚至增加现有的活牡蛎礁面积，天津市在大神堂活牡蛎礁实施了人工鱼礁建设及增殖放流。评估结果显示，在生态修复手段的帮助下，浅海生态环境状况得到改善，生物多样性水平有所提高，生态系统退化受到遏制，贝鲜蟹肥的海洋渔业得以重建，促进了海洋经济的可持续发展。

人工鱼礁；牡蛎礁；生态修复；资源养护；海洋渔业

天津市海域管辖面积约3 000平方千米，位于华北平原的东北部，地处渤海西岸，海河水系与蓟运河水系尾闾，是海岸交互作用的强烈地带，为典型的淤泥质海域，其范围东起陡河口，南至岐口，位于北纬38°20′至39°20′，东经117°17′至118°20′。海岸线延伸方向是呈西北弯凸的弧形，全长153.33千米。滩涂面积约370平方千米，是天津滨海新区开发开放的重要载体，是我国海岸带新兴城市化和工业化（港口码头、临港工业与海洋产业）的典型代表。

1 天津大神堂活牡蛎礁现状

天津大神堂浅海活牡蛎礁位于天津市汉沽大神堂以南的大、小沙岗及其边缘海域，它由3个分散的礁体组成，礁体上均附着有活的牡蛎，总面积约3平方千米，现存礁体的最大厚度仅1.2米，平均礁体厚度仅0.6米。属于规划面积为34平方千米“天津大神堂牡蛎礁海洋特别保护区”的核心区域（见图1所示）。

渤海的泥质活牡蛎礁在生态学的地位来言，如同南海的珊瑚礁：礁体均有生物体残骸经数千万年的堆积而成，礁体都因生物的生长而不断成大，礁体附近都形成非常独特的生态系统。南海的珊瑚礁面积日益萎缩，渤海的泥质活牡蛎礁仅在天津大神堂浅海区存在面积只约3平方千米的一小片，只是形势较珊瑚礁更为严峻。当地礁体资源从20世纪70年代约35平方千米骤减为现今约3平方千米，平均每年减少约1平方千米，按这个速度大神堂的泥质活牡蛎礁在3年后就有可能彻底消失。且现今仅有的约3平方千米的活牡蛎礁资源也是由3个分散的礁体组成的，每2个分散的礁体之间的距离达3千米之多。更为严峻的是，分散的3个小礁体也已出现被分割成更小礁体的趋势。

图1 天津大神堂活牡蛎礁位置图Fig.1 Location of the live oyster reef in Dashentang，Tianjin

据范昌福等人的研究表明，在渤海湾西北岸沿海平原分布着众多的埋藏牡蛎礁体，牡蛎礁体的杂基是由生物碳酸钙壳体组成的[1]。这说明历史上活牡蛎礁，也曾广泛分布。如不能引起广大民众高度重视，不能对活牡蛎礁加以切实可行的保护，并进一步科学修复的话，在3至5年后，我国近海仅存的天然活牡蛎礁将不复存在，重建约需千万年。我们的子孙后代若需观赏、研究这种独特生态系统将只能通过音像、地质考察等手段，他们将失去一个巨大的种质资源库和基因库。

2 天津大神堂活牡蛎礁生态修复工程概况

2011年侧扫声纳测量结果表明，天津大神堂活牡蛎礁共有两个分散的礁体群组成，两个礁群呈东北—西南方向分布，礁群区总面积约为4.75平方千米。2013年的调查结果表明，原有两块礁群破坏严重，已被渔民利用拖网刮平和布设了大量的定制网具。目前礁群分为南北两块，在北部礁群北侧发现两个小礁体，保存良好，面积约60公顷。南部礁群及其西北、东南侧破坏严重。根据现场取样分析，现存的古牡蛎礁中存在大量的死亡牡蛎贝壳，活体牡蛎礁平均仅占31.9%。可见，大神堂浅海活牡蛎礁生态系统退化程度是非常严重的。

针对天津大神堂活牡蛎礁独特生态系统的现状及其所面临的压力，结合大神堂活牡蛎礁本底状况，设计了人工鱼礁建设和增殖放流计划同步进行的生态修复工程。拟通过工程的实施，达到部分修复当地已经消失的活牡蛎礁，改善浅海生态环境状况，提高生物多样性水平，遏制生态系统退化，重建贝鲜蟹肥的海洋渔业，促进海洋经济的可持续发展的目的。通过项目的实施，保护天津大神堂现有的泥质活牡蛎礁生态系统，减缓活牡蛎礁面积下降的趋势，提高人们的保护意识，保持甚至增加现有的活牡蛎礁面积。

天津大神堂活牡蛎礁独特生态系统的保护和修复项目建设地点如图2所示，总面积为3400公顷。项目实施区域内根据修复及效果评估需要设置核心区、修复区及缓冲区（图3）。

图2 项目位置图Fig.2 Location of the project

图3 项目平面布局示意图Fig.3 Layout diagram of the project

（1）天津大神堂活牡蛎礁独特生态系统保护核心区：在活牡蛎礁分布最为集中的区域，设立3 000米×5 000米的呈东北―西南方向（与当地海底砂岗方向一致）的核心区；

（2）天津大神堂活牡蛎礁独特生态系统修复区：在核心区的外围设立面积为1 900公顷的修复区；

（3）天津大神堂活牡蛎礁独特生态系统缓冲区：在修复区的外围设立外围长7 000米、宽9 000米，面积为2 900公顷的缓冲区。

2.1 人工鱼礁

人工鱼礁的类型较多，根据其投放的目的和作用，人工鱼礁可以分成生态保护型（公益型）、渔业开发型和休闲渔业型等种类；按鱼礁的用途，它可以分为诱集鱼礁、增殖鱼礁、产卵礁、幼鱼保护礁和藻礁等；按礁体的材料，它可以分为钢筋混凝土鱼礁、钢制鱼礁、玻璃钢鱼礁、竹制鱼礁、木制鱼礁和废弃物鱼礁等；按鱼礁的设置位置，它又可以分为底置鱼礁、中层鱼礁和浮鱼礁等[6]。

该人工鱼礁礁体的材料以钢筋混凝土为主，技术要求参照《混凝土结构设计规范》GBJ10-89，《港口及航道护岸工程设计与施工规范》JTJ300-2000，对于海水环境中的混凝土，设计年限为50年的混凝土结构，强度等级需要达到C35；参照《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057，抗渗设计采用等级S8。在满足强度、结构稳定以及航行安全的前提下，提高礁体的高度、空方与表面积的比例，使其具有最大几何效应。

针对项目实施海域主要养护与增殖生物扇贝、毛蚶、黑鮶、花鲈等的生态学特性，设计4种增殖型人工鱼礁（大窗箱型鱼礁、大小窗箱型鱼礁、万字型鱼礁和双层贝类增殖鱼礁），最大体积礁体尺寸为1.5米×1.5米×1.5米，鱼礁布放按“5×5”或“6×6”排列，相邻的两个鱼礁相距4米，相邻的两个单位鱼礁之间相距100米。人工鱼礁建设面积37.05公顷，该区域由4个小鱼礁群构成，每个鱼礁群由14座单位鱼礁组成，共投放箱型混凝土构件礁2 600个、总建礁规模0.88万立方米。其中大窗型人工鱼礁1 300个，大小窗型人工鱼礁1 300个，单体礁群以大小窗型礁分布于礁群外围，大窗型布局于中间，两种礁型投放时尽量均匀分布投放。项目建成后将形成约600米× 617米的人工鱼礁修复示范区。

2.2 增殖放流

2.2.1 底播增殖贝类

据调查，在牡蛎礁附近海域生活着牡蛎、青蛤、扁玉螺、缢蛏、栉孔扇贝、甲虫螺和毛蚶等种类非常丰富的海洋贝类，是渤海非常宝贵的贝类种质资源库，是天津市重要的贝类渔场。但是由于近年来活牡蛎礁体的急剧减小，该海域的生态系统多样性也收到了严重的破坏，渔业资源的种类和数量都大幅度降低。为了有效地恢复该海区的生物多样性，改善生态结构，增强该海区的生态服务功能，转变海洋开发利用方式，推动绿色海洋经济发展，采用自然贝类资源的养护和人工增养殖相结合恢复贝类资源。

在天然种质资源比较少的情况下，由于成贝数量少且分散，繁殖量小，资源量短期内难以上升，因此应采取移植亲贝的措施。同时进行人工规模化繁殖、培育青蛤、扇贝苗种，并根据现有资源密度情况逐年确定投放数量。变贝类资源的护养为人工增殖和护养相结合，可有效缩短资源恢复时间并能创造转高的效益。根据天津大神堂活牡蛎礁海域自然生态条件，选取了毛蚶、青蛤和栉孔扇贝为底播增殖贝类物种。根据以上增殖种的栖息习性，在修复区和缓冲区的边缘，增殖青蛤、栉孔扇贝；在缓冲区内，增殖毛蚶。完成后以期使底栖生物相对资源量恢复到正常水平。

2.2.2 资源恢复性增殖

近海海域人类活动加剧，生态环境受到严重破坏，带来的不仅仅是天然活牡蛎礁的逐渐消失，渔业资源枯竭，优质鱼比例越来越小，渔业资源结构极不合理也是随之而来严重后果。根据现状调查结果，天津大神堂牡蛎礁附近海域游泳动物27种，其中鱼类15种，占55.6%；甲壳类10种，占37.0%；头足类2种，占7.4%。主要优势种为口虾蛄；重要种和常见种主要为焦氏舌鳎、日本蟳、六丝钝尾鰕虎鱼、斑鰶、火枪乌贼等，游泳动物均匀度，多样性指数均变化不大，总体呈现较低水平。

资源恢复性增殖放流品种主要选择当前苗种繁育技术成熟、增殖效果显著、适应项目区海域水生态环境、经济价值较高的品种，同时，兼顾各个品种之间的合理搭配。以期恢复良好的食物链结构。根据天津大神堂海域生态环境选择花鲈、黑鮶、黑鲷为资源恢复性增殖放流品种，在天津大神堂海域实施苗种放流。

2.2.3 效果评估

针对人工鱼礁的集鱼效果，国内外研究人员开展过许多对比研究，认为投放人工鱼礁可使大量生物群落聚集在鱼礁区，起到资源养护的效果，并且现人工鱼礁区的资源种类和资源量明显比天然海区高[9-12]。张虎等人对海州湾人工鱼礁养护资源效果进行了初步的研究，结果表明，人工鱼礁投放后鱼礁区生物多样性指数和丰度均有所增加，鱼礁区的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）比投礁前增加1倍左右，其中鱼类的CPUE增加最多，并且鱼礁区比对照区相对应时期的CPUE要高许多，优势资源种类也有一定的变化[13]。陈勇等人中国在南海的人工鱼礁效果调查显示，春夏季投礁一个月后，礁体表面的附着生物覆盖率达100%，3个月内每平方米的湿重达21千克，种类多达152种，其中73.7%可供鱼类食用，广东近海的鱼礁表面附着生物量是周围底栖生物量的1 000倍以上[14]。

针对该次投放人工鱼礁的效果，采用直接对比法对生态修复效果进行评价。直接对比法即对比恢复的和自然的生态系统的结构和功能参数，包括生物和非生物环境参数。

（1）项目区域的牡蛎礁变化。通过工程前后现状调查资料的对比，评价项目区域的水深地形的变化。通过工程前后调查资料的对比，评价牡蛎礁的面积厚度的变化等，对天津浅海区活体牡蛎礁的分布、形态及生长状况等保护修复状况进行评价。

（2）生态环境质量。跟踪监测项目实施过程中，牡蛎礁生态系统的环境质量变化；同时结合水动力预测，分析项目实施后牡蛎礁区域水动力状况变化及淤积情况的变化等。

（3）栖息地功能。牡蛎礁是具有较高生物多样性的海洋生境，它为许多底栖动物和鱼类提供了良好的栖息与摄食场所。通过分析工程实施前后以及与对照点的比对，项目区域内的生物多样性指数、丰度、均匀度以及群落特征等指标，尤其是底栖生物的状况，对牡蛎礁的栖息地功能的恢复进行评价。

（4）资源恢复。通过增殖放流后，对项目实施区域的渔业资源进行调查，结合工程实施前的现状监测及历史资料，对该区域的渔业资源的恢复情况进行总体评价。

（5）天津大神堂活体牡蛎礁区域人工干扰等。由于附近海域渔业活动频繁，拖网或张网捕捞以及海洋工程建设带来淤积等，牡蛎礁体赖以存活的生态环境遭到严重破坏，活牡蛎礁高度迅速下降，空壳率逐年上升。尤其是牡蛎幼体赖以生存的附着基（贝壳等）逐年减少，生态环境和贝类资源遭受了严重的破坏。通过收集相关海域使用资料以及采取的管理保护措施后的情况，进行对比分析，评价保护和修复后带来的社会及经济效益。

为了有效评估人工鱼礁投放对于大神堂牡蛎礁区域内海洋生态环境的修复效果，在人工鱼礁投放前期进行了海洋环境的本地调查，并在人工鱼礁投放之后进行了效果评估的跟踪监测航次，参考效果评估第三项，选取底栖生物的生态评价指标对人工鱼礁修复的效果进行评估，经过前后海洋环境的调查，发现底栖生物群落的评价指标在人工鱼礁投放之后显著高于投放之前，具体如表1所示。

表1 人工鱼礁投放前后底栖生物群落变化Tab.1 Changes in the benthic community before and after the launch of artificial fishing reef

根据调查结果，人工鱼礁投放后天津大神堂牡蛎礁海域范围内底栖生物的多样性指数、丰富度及均匀度相比于投礁之前都有了显著了提高，这说明人工鱼礁对于海洋环境的修复以及资源养护发挥了积极的作用。由于目前人工鱼礁的投放期仅为一年，增殖放流期为半年，后续将针对牡蛎礁体的生长情况、渔业资源的恢复情况进行专项调查，综合性地评价本生态修复工程的修复效果。

3 结语

过去20多年来，牡蛎礁恢复取得了较大的进展，尤其在美国东海岸建立大量人工牡蛎礁，这对牡蛎种群恢复，水环境改善和河口渔业的可持续发展是十分有利的。天津近岸大神堂生态活牡蛎礁是亟待保护的典型牡蛎礁生态系统，通过对该区域实施生态修复工程，采用生态与生物资源综合监测与评估技术、生态功能群构建及生物资源恢复技术，进行区域生态和生物资源补充调查，生境修复及生物多样性保护，保护天津大神堂现有的泥质活牡蛎礁生态系统，减缓活牡蛎礁面积下降的趋势，提高人们的保护意识，保持甚至增加现有的活牡蛎礁面积，为该区域重大生态和环境工程建设提供科技支撑，为海洋渔业的发展创造条件，促进海洋经济发展。

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Elementary Study on the Fishery Resources Conservation and the Ecological Restoration of the Live Oyster Reef in Dashentang，Tianjin

Yu Qingyun，Zhang Xiaoli，Han Xixi
（North China Sea Environmental Monitoring Center，Qingdao 266033，China）

Through the artificial fishing reef and ecological oyster reef construction，artificial propagation and releasing in Tianjin，the disappearing live oyster reef is being restored，slowing down the trend of oyster reef decrease，enhancing the public protection awareness，and maintaining or even increasing the existing live oyster reef.With the help of ecological restoration，the marine ecological environment has been improved，the diversity of marine biology enhanced and the degeneration of eco-system restrained.In addition，the restoration projects will help to recover the marine fishery and promote the sustainable development of marine economy.

Artificialfishingreef；Oysterreef；Ecologicalrestoration；Resourcesconservation；Marinefishery

F326.4

：A

：2095-1647（2014）05-0016-07

2014-10-11

于庆云，男，博士，主要研究方向：海洋环境保护、生态修复等，E-mail：yuqingyun@bhfj.gov.cn。