生态混凝土鱼礁的应用及发展趋势★

徐 丹 徐文祥 刘红飞 洪剑涛 梁永华

(嘉兴学院建筑工程学院，浙江 嘉兴 314000)

0 引言

海洋是生命的摇篮，它有着丰富的资源，为生命的诞生和繁衍提供条件，而且有强大的自然净化能力。但是随着科学技术以及社会生产力的迅速发展和提高，人类也加大了对海洋的开发力度，随之而来的就是日益严重的海洋污染问题。而海洋的自净能力有限，当海洋中的污染物质超出海洋某个区域的自净能力范围，此区域就会被污染，水质就会恶化，从而出现海洋富营养化的现象[1]。海洋富营养化给人类的生产生活带来了很大损失，为防止海洋富营养化，投放生态混凝土鱼礁已是形式所趋。党的十九大报告中明确要求“加快建设海洋强国”，现下国家高度重视现代化海洋牧场建设，海洋牧场作为海洋经济十分重要的一环，迎来了新的机遇。

1 概念

1.1 生态混凝土的概念

生态混凝土是近年来受关注颇多的，通过选材、采用特殊工艺制造的具有特殊结构与表面特性的新型混凝土材料，与我们所熟知的“绿色”混凝土概念类似。“绿色”偏重节约能源和资源，不污染环境，利于可持续发展；而“生态”更强调对生态环境的直接改善[2]。对生态混凝土的合理应用，将大大减轻环境压力，体现了人类积极解决环境问题的态度，最大程度地实现人类与生态环境的协调发展。

1.2 生态混凝土鱼礁的概念

人工鱼礁是人为设置在海中的固定设施，其用材多种多样，而生态混凝土鱼礁则是一种新人工鱼礁。

生态混凝土鱼礁——是一种由生态混凝土制作而成的具有多孔结构的新型混凝土鱼礁。其多孔结构使水和空气在其连续孔洞内通过或存在，从而增加鱼类及各类海洋生物的附着地及生存空间[3]。生态混凝土鱼礁的建设有利于改善海洋生态环境，维持海洋生态平衡，保护生物多样性，促进渔业增殖及海洋经济的发展[4]。

2 生态混凝土鱼礁的意义

人工鱼礁是海洋牧场的核心设施，其目的是改善海域生态环境，为鱼类及海洋生物提供索饵、避敌、生长和繁殖的场所，营造良好的海洋栖息环境，促进藻类等生物的生长，进而吸引鱼群前来觅食。但传统的人工鱼礁材料不能很好地满足生态需求，甚至对海洋环境产生了一定污染。随着社会的进步和科技的发达，人类对保护环境和资源的意识逐渐增强，维持人类与生态环境的平衡刻不容缓。近年来，海洋生态环境问题的日益恶化和海洋渔业资源的急剧减少，对人类和生态环境的和谐发展产生了巨大的威胁，因此科学合理地发展、建设生态混凝土鱼礁是我们所能做的，也是必须做到的。

相较于传统人工鱼礁而言，生态混凝土鱼礁能更好地发挥其生态效益，在净化水污染和扩大生存空间等方面发挥着重要作用，实现人类与生态环境的和谐发展。有规划地投放生态混凝土鱼礁，使其形成一个生物保护圈，利于各类营养物质自由循环流通，为海洋生物提供生存空间，从而形成和谐互利的生态环境，利于保护和维持生物的多样性。具有多孔结构的生态混凝土鱼礁，能为各种生物提供栖息地及繁衍场所，从而形成天然的生态系统，做到在不破坏原有生态系统的前提下，改善和扩展海洋生物的生存空间。因此，对生态混凝土鱼礁的研究及应用建设，是全人类为修复和改善海洋生态环境所做的努力，具有重要的现实意义及深远的历史意义。

3 生态混凝土鱼礁的应用现状

3.1 国际生态混凝土鱼礁的应用现状

20世纪，作为海洋渔业生态工程之一的人工鱼礁建设工程兴起[5]。20世纪60年代～70年代，大部分沿海国家在世界各地都相继对人工鱼礁建设展开研究。在亚洲地区，东南亚列国的建礁范围不大，投放的鱼礁质料多为废旧轮胎；而日本、韩国和我国台湾的建礁历史最早，对人工鱼礁投入的资金量大、投放的鱼礁数目至多。近年来，日本注重研究发展贝壳礁和高层鱼礁，力求从材料角度升级和优化鱼礁。2000年，岛根县滨田市投放了被认为是当时世界上最高的人工鱼礁——高40 m、体积3 558空方的高层鱼礁，在材料和高度方面达到了突破。

在科技不断发展的同时，人类也更加注重对生态环境的保护，以维持生态平衡和生物多样性。国际上，高效耐久型鱼礁成为渔业发达的沿海国家及地区的研究应用方向，各国围绕生态环境修复及资源保护这一主题展开研究，旨在提高人工鱼礁的耐久性[6]，将人工鱼礁胶凝材料的碱度降低在合理范围内，以保证碱度适宜鱼类及其他生物生存。目前，全球已有50多个国家和地区建设生态混凝土鱼礁，并且生态混凝土鱼礁在日本、韩国、俄罗斯、挪威等国家的生产与应用已经十分成熟。

3.2 我国生态混凝土鱼礁的应用现状

我国真正意义上的人工鱼礁建设始于20世纪70年代末，相较于许多国家而言起步较晚。1979年，广西最先对人工鱼礁进行研究[7]；1981年，广东和山东也相继展开研究工作，并取得了初步成效。在20世纪80年代，更多的单位对人工鱼礁开展相关研究，进行小规模的人工鱼礁试点扶植，并且在山东、辽宁、浙江、江苏、福建、广东、广西、海南等沿海地区进行生产与试点应用，而且获得了较好的效益。鱼礁的制作材料多种多样，先后使用过废船、石材、混凝土、钢材、玻璃钢、木材等材料。山东作为最早建设海洋牧场的省份之一，在20世纪80年代，就将石材作为早期的人工鱼礁礁体投入胶东沿海海底，实现海洋牧场的初步建设。2005年，山东开始实施“渔业资源修复行动计划”，从资源补充、生态修复到海域保护，多措并举以养护水生生物资源，自此山东海洋牧场进入大规模建设阶段。2002年，关于建设人工鱼礁的议案通过后，广东省才真正开始大规模地投入使用人工鱼礁[8]。在之后的十几年里，广东省各个沿海地级市都有人工鱼礁建设项目，山东和辽宁的发展也很迅速，规模逐渐扩大。

2018年10月29日～31日，在大连举行了2018中国国际海洋牧场大会。这是世界上第一个以“海洋牧场”为主题的国际性展览会，也是规模最大的海洋牧场主题活动，得到了环球海洋相关行业的注目。专家和学者们汇聚一堂，共同研讨海洋牧场的发展趋势及海洋建设方面的新技术、新模式、新成果。此次大会以“生态、资源、绿色、共享”为主题，向专家和学者们展现了国内外海洋牧场的新技术、新方法、新成果，同时展开多项重要会议活动，这说明中国的海洋牧场已经构成了较大规模。由此可见，人们越来越重视对生态环境的保护，并且逐步改善传统人工鱼礁的用材，研制生态型鱼礁。而今，生态混凝土鱼礁的应用更加广阔，全国已建成64个国家级海洋牧场示范区、233个海洋牧场，海洋面积跨越850 km2，投放鱼礁6 094万空立方米有余，其社会生态效益日趋明显[9]。

4 生态混凝土鱼礁的发展趋势

传统的人工鱼礁用材，已无法满足如今快速发展的社会环保需求。因此混凝土作为人工鱼礁的制作材料，其生态化是传统混凝土材料需要做出的改变和升级。生态混凝土鱼礁的发展和应用已然势不可挡，为了保护海洋生态环境和维持经济可持续发展，我们就必须对传统的人工鱼礁材料进行改善优化。因而展开对人工鱼礁生态性、碱度、耐久性的相关钻研，并使其得以普遍应用，是混凝土工艺成长的趋向。

近年来，已经有相关研究对人工鱼礁进行了改良，从耐久性和碱度方面对混凝土进行了改善。低碱度的混凝土比起传统的硅酸盐混凝土，更适合作为人工鱼礁的材料，更益于保护生态环境。高效耐久型人工鱼礁的投放，推动了海洋经济的可持续发展，有利于取得长期效益，节省投资。今后生态混凝土鱼礁也必将朝着集系统化、规模化、集成化等多元化于一体的方向继续前进[10]。