3种人工鱼礁模型对黑棘鲷的诱集效果研究

李 磊，陈 栋，彭建新，张建明，王 磊，陈 帅，全为民，蒋 玫，姜亚洲

（1．中国水产科学研究院东海水产研究所，上海 200090；2．江苏省海洋渔业指挥部，南京 210003）

渔业资源是人类重要的蛋白质来源之一，但由于海洋污染的毒害作用、海洋生境被破坏、气候变暖、海洋酸化、海洋渔业捕捞压力的增加、海洋致病微生物的扩散等方面的原因，全球的海洋渔业资源均在显著衰退［1］。与此同时，渔业资源结构也发生了显著改变，由高营养层次鱼种向低值和低营养层次鱼种转化，具体体现在捕捞对象不断更替，渔获物中幼鱼比例不断升高，底层鱼类所占比例不断减少，中、上层鱼类及虾、蟹和水母类比例逐年增加［2］。如何对渔业资源进行养护，维持其现有水平，甚至提高渔业资源水平成为一个全球性的问题。海洋牧场是人类对这个问题的解决方式之一，海洋牧场可以理解为一种新型的渔业增养殖系统，不同海域对应的模式不同，主要通过海底构造物（主要指人工鱼礁）的放置，改变局部海域的阴影效应、流场效应、声响效应等非生物环境，为部分海洋生物营造良好的栖息生境，提供一个繁衍生息的场所，最终达到保护、增殖鱼类等海洋生物资源的目的［3］。按用途分类，人工鱼礁的种类可以分为：诱集鱼礁、增殖鱼礁、产卵礁、幼鱼保护礁和藻礁等。由于不同海域的海流、底质等海洋环境以及海洋牧场目标存在差别，需根据不同海域的特点和目标需要设置不同构造类型的人工鱼礁。对人工鱼礁是否能达到预定效果的评估主要通过现场资源调查或潜水调查等方式进行［4－9］，在人工鱼礁放置之前，通过室内模拟试验研究人工鱼礁的效果也是一种重要的评估手段［6，10－13］，可以尽量确保人工鱼礁在现场投放后效果达到最优。

黑棘鲷（Sparusmacrocephlus）属岩礁性经济鱼类，人工繁育技术成熟，是中国沿海众多海域优先考虑的增殖放流对象之一，也是研究人工鱼礁对鱼类诱集效果的典型鱼类之一。周艳波等［14］在试验水槽内观察了10种礁体模型对黑棘鲷的诱集效果并对其效果强弱进行了评价；王淼［15］研究了黑棘鲷在4种不同礁体模型垂直间距下的行为特征，结果表明黑棘鲷幼鱼在不同礁体水平间距和垂直间距条件下的趋礁性是不同的；何大仁等［13］研究了3种不同口径鱼礁模型，结果表明3种鱼礁模型对黑棘鲷具明显诱集作用，但作用无明显差别。上述研究中，人工鱼礁的构造均是针对不同海域的增殖生物和海域水文等特点而设计的，具有一定的海域特异性。因此，本文针对国内某海域水文特点及增殖生物，设计了3种人工鱼礁，通过室内人工鱼礁模型模拟试验，观察3种礁体模型对黑棘鲷的诱集效果，以期为人工鱼礁的现场投放及后期评估提供数据支撑。

1 材料与方法

1．1 试验用海水

试验所用海水取自启东市自然海区大潮时海水（31°50′5．60″N、121°53′40．92″E），盐度 21，pH 8．1，海水经砂滤、充分曝气后备用。

1．2 试验用鱼的驯养

试验用鱼为江苏省海洋水产研究所提供的人工繁殖的黑棘鲷，体长平均为（5．12±0．75）cm，体质量平均为（6．18±1．21）g，首先将黑棘鲷于池中暂养96 h，暂养期间使用配合饲料投喂黑棘鲷，然后挑选健康的黑棘鲷用于试验。

1．3 试验装置

试验在江苏省金海岸水产研究所室内养殖用水池中进行，水池为白色瓷砖贴面，其规格为5．0 m×3．0 m×1．4 m（长 ×宽 ×高），试验时水深保持在0．6 m。

试验用人工鱼礁模型为江苏省某人工鱼礁投礁区计划使用的礁体—1／10不锈钢制模型，如图1所示，分为M1型人工鱼礁模型（箱体礁）、M2型人工鱼礁模型（三角形礁）、M3型人工鱼礁模型（框架礁），礁体模型尺寸均为30 cm×30 cm。

1．4 试验方法

试验分为3种人工鱼礁模型的单体试验组和无人工鱼礁模型的对照组，人工鱼礁模型试验组如图2所示，在水池底部用白色胶带将水槽均匀分割成8个1．25 m ×1．5 m（长×宽）的区域，其中放置人工鱼礁模型的区域为Y3～Y6，Y 1、Y 2，Y 7、Y 8为无人工鱼礁模型区域。每个水池分别放入100尾黑棘鲷，试验过程中室内遮光处理，使用水槽顶部日光灯提供照明，水面光强基本相同，水温在23℃左右。试验时间为8∶00至当天22∶00，使用水池两侧的高清摄像头录像以观察鱼类的行为活动，每2 h拍摄一次照片，统计黑棘鲷在各个区域的分布情况。对照组不放置人工鱼礁模型，其它条件与人工鱼礁模型试验组保持一致。试验过程中监测水体溶解氧、pH、盐度、温度等环境条件。

图1 3种人工鱼礁模型示意图Fig．1 Three artificial reefmodels

图2 人工鱼礁试验示意图Fig．2 Sketch of areas in experiment

1．5 数据处理与分析

受试鱼类在每个区域出现的平均分布率（P）为鱼类在某个区域出现的次数与鱼类在各个区域出现的次数的百分比，具体公式为：

式（1）中，Ni为第i次试验时鱼类在某个区域的出现次数，ni为第i次试验中鱼类在各个区域出现的总次数。所有数据均以平均值±标准差（Means±SD）表示，试验数据采用 SPSS 17．0软件进行独立样本 t检验，显著性水平 P设为0．05。

2 结果与分析

2．1 对照组（无人工鱼礁模型）试验

进行对照组（无人工鱼礁模型）试验过程中，大部分黑棘鲷趋向于以个体为单位呈离散型分布游动，但并不贴壁。

从对照组的试验结果（图3）可以看出，黑棘鲷在各试验区域的平均分布率较为均匀，平均分布率为（12．50±2．52）%，不存在显著性差异（P＞0．05）。各试验区域的分布率高低依次为Y4＞Y8＞Y6＞Y7＞Y1＞Y2＞Y3＞Y5，各试验区域的平均分布率不存在特定的规律，其中黑棘鲷在计划放置人工鱼礁模型区域（Y3～Y6）的平均分布率为（12．38±1．11）%，黑棘鲷在其余区域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率为（12．63±2．25）%，两个大区域之间也不存在显著性差异（P＞0．05）。

图3 对照组试验黑棘鲷在各区域的分布Fig．3 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in the control group

2．2 人工鱼礁模型诱集试验

刚放入人工鱼礁模型时，黑棘鲷分布情况与对照组试验类似，在经过1 h左右的适应后，相比对照组，大部分黑棘鲷集中在人工鱼礁模型内部、外部或周围活动，少部分离散分布在其余区域。

从M1型人工鱼礁模型诱集试验的结果（图4）可以看出，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域（Y3～Y6）和其余区域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率差异明显。其中，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域平均分布率为（19．38±1．30）%，人工鱼礁模型试验区域之间的平均分布率不存在显著性差异（P＞0．05）；黑棘鲷在其余区域的平均分布率为（5．63±3．30）%，其余区域之间的平均分布率之间不存在显著性差异（P＞0．05）。黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域的平均分布率显著高于其余区域的平均分布率（P＜0．05）（图4）。黑棘鲷在各试验区域的分布率高低顺序为Y6＞Y3＞Y5＞Y4＞Y8＞Y7＞Y1＝Y2。

从M2型人工鱼礁模型试验的结果（图5）可以看出，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域（Y3～Y6）和其余区域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率差异明显。其中，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域平均分布率为（17．50±1．29）%，人工鱼礁模型试验区域之间的平均分布率不存在显著性差异（P＞0．05）；黑棘鲷在其余区域的平均分布率为（7．50±2．32）%，其余区域之间的平均分布率不存在显著性差异（P＞0．05）。黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域的平均分布率显著高于其余区域的平均分布率（P＜0．05）（图5）。黑棘鲷在各试验区域的分布率高低顺序为Y4＞Y5＞Y3＞Y6＞Y8＞Y7＝Y1＞Y2。

图4 M 1型人工鱼礁模型试验黑棘鲷在各区域的分布Fig．4 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in M 1 artificial reefmodel group

图5 M 2型人工鱼礁模型试验黑棘鲷在各区域的分布Fig．5 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in M 2 artificial reefmodel group

从M3型人工鱼礁模型试验的结果（图6）可以看出，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域（Y3～Y6）和其余区域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均分布率差异明显。其中，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域平均分布率为（16．13±1．71）%，人工鱼礁模型试验区域之间的平均分布率不存在显著性差异（P＞0．05）；黑棘鲷在其余区域的平均分布率为（8．88±1．88）%，其余区域之间的平均分布率不存在显著性差异（P＞0．05）。整体上，黑棘鲷在人工鱼礁模型试验区域的平均分布率高于其余区域的平均分布率，但两个区域之间整体上并不存在显著性差异（P＞0．05）。此外，人工鱼礁模型试验区域中的Y5区域黑棘鲷的平均分布率（18．50±1．50）%显著高于无鱼礁模型的各区域（Y1、Y2、Y7、Y8）的平均 分布 率 （8．88±1．88）%。黑棘鲷在各试验区域的分布率高低顺序为Y4＞Y5＞Y3＞Y6＞Y8＞Y7＝Y1＞Y2。

图6 M 3型人工鱼礁模型试验黑棘鲷在各区域的分布Fig．6 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in M 3 artificial reefmodel group

2．3 黑棘鲷在3种人工鱼礁模型试验区域的平均分布率比较

黑棘鲷在3种人工鱼礁模型（M1、M2、M3）试验区域的平均分布率如图7所示，其平均分布率分别为（19．38±1．30）%、（17．50±1．29）%、（16．13±1．71）%，平均分布率高低顺序为 M1＞M2＞M3，但黑棘鲷在3种人工鱼礁模型（M1、M2、M3）试验区域的平均分布率不存在显著性差异（P＞0．05）。

图7 黑棘鲷在3种人工鱼礁模型试验区域的平均分布率Fig．7 Average distribution percentage of S．macrocephlus in each area in three artificial reefmodel groups

3 讨论与小结

本试验设计的3种人工鱼礁功能以诱集为主，与未放置人工鱼礁模型的对照组相比，投入人工鱼礁模型后，3种人工鱼礁模型试验区黑棘鲷的平均分布率明显增大（图4，图5，图6），这说明3种人工鱼礁对黑棘鲷均具有一定程度的诱集效果。黑棘鲷作为一种礁岩性鱼类，喜欢躲在水底礁石或障碍物周围躲避急流，节省体力，同时进行摄食［16］，因此，3种人工鱼礁模型对黑棘鲷具有诱集效果应该是由黑棘鲷的生活习性决定的。但不同结构的人工鱼礁模型对黑棘鲷的诱集效果（图7）存在差异，显示了由人工鱼礁模型的构造对黑棘鲷诱集效果的差异。

黑棘鲷栖息于礁体周边时，通常会把礁体看作是某一标记物或者自己的领地，出于逃避敌害、索饵和休息嬉戏的需求，会贴近、停留、穿越鱼礁礁体内部，因此，人工鱼礁模型的构造会影响黑棘鲷的上述活动［13］。在本试验中，M1型人工鱼礁模型对黑棘鲷的诱集效果最佳，这可能是由于M1型人工鱼礁模型设计的孔洞允许黑棘鲷穿越，且模型的有效空间最大、遮盖效果最佳。M2型人工鱼礁模型的有效空间、遮盖效果次于M1型人工鱼礁模型，因此M2型人工鱼礁模型对黑棘鲷的诱集效果也差于M1型人工鱼礁模型。M3型人工鱼礁模型属于框架性，模型的有效空间、遮盖效果有限，其对黑棘鲷的诱集效果与M1、M2型人工鱼礁模型相比更差，但并不存在显著性差异（图7），其原因依然与黑棘鲷的岩礁性习性有关。鱼类在人工鱼礁的进出与鱼礁区水流、水温、光照强度、饵料的质和量、敌害生物的密度等生态条件有密切关系，因此，复合环境因子下人工鱼礁对鱼类的诱集效果评估是下一步研究的方向。

综上，本文小结如下：

1）3种人工鱼礁模型对黑棘鲷均具有一定的诱集效果，其中M1型诱集效果最好，M2型诱集效果次之，M2型诱集效果最差，3种人工鱼礁模型对黑棘鲷的诱集效果之间不存在显著性差异。

2）人工鱼礁模型的构造和黑棘鲷的生活习性共同决定了3种人工鱼礁模型对黑棘鲷的诱集效果。