人工藻礁的選型與藻類附著效果的初步研究.pdf

1、本文綜述了日本、美國人工礁的研究進展，重點介紹了人工藻礁的生態(tài)學意義及其制作過程中材料與形狀的選擇，藻場的生態(tài)意義及人工藻場建設(shè)等方面的內(nèi)容。重點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，例如石莼，滸苔，鼠尾藻，馬尾藻，海帶的附著生長情況。同時在不同光照條件下觀察了海帶幼孢子體在不同材料附著基上的附著生長情況，并進行了海帶垂掛深度實驗。主要研究結(jié)果如下： 1．日本、美國是世界上人工礁開發(fā)和利用最發(fā)達的國家。日本在20世

2、紀50年代就開始人工礁的研究，并作為國家事業(yè)計劃，每年進行大規(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型的人工礁，并形成了較大規(guī)模的人工礁漁場和藻場，給魚、貝類提供了良好的生息場所，有效地保護了漁業(yè)資源，取得了明顯的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。日本人工礁事業(yè)之所以成功，主要在于國家對人工礁的關(guān)注，大量的資金投入，高素質(zhì)的漁民，礁體建設(shè)過程中科學的態(tài)度和方法。美國人工礁建設(shè)的原則、宗旨和運作、管理方法與其它國家和地區(qū)有著明顯的

3、不同。礁體建設(shè)分為兩個階段：自主提出申請階段、科學論證審批許可階段。美國人工礁投放很多，但政府對人工礁事業(yè)投資卻比日本少。首先，投放很多廢棄物作礁體，建礁費用低。再者，商業(yè)性投資發(fā)達，社會團體、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5400萬人次參加游釣，游釣業(yè)占全美漁業(yè)總產(chǎn)值的35％。 2．目前我國沿岸藻場破壞嚴重，在藻場的修復(fù)過程中，可以采用投放人工藻礁的方式。人工藻礁通過以下幾方面的作用機制可

4、促進藻場的恢復(fù)：第一，提供海藻的附著和生長基質(zhì)；第二，增加空間異質(zhì)性；第三，藻礁吸引各種動物，形成平衡的生態(tài)系統(tǒng)；第四，可以在短期內(nèi)形成藻類優(yōu)勢種群。人工藻礁礁體的設(shè)計在人工藻礁的建設(shè)和投放中是重要而復(fù)雜的一項工作，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，石塊作為近海藻類的附著基。近年來人造藻礁的設(shè)計逐漸向精細化、集約化方向發(fā)展，其設(shè)計有幾個趨勢：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生長所需營養(yǎng)物質(zhì)，另外許多國家沿岸堤壩設(shè)施的水下部分都涉及帶有藻礁的功能，其目的是讓藻類易于在其表面附著，附著后可以健康迅速生長。藻礁投入使用后，沿岸藻類群落明顯增多，海底森林茂盛，聚居的經(jīng)濟魚類、貝類在種類和數(shù)量上都有所提高。 3．藻場是水深大約在20 m以內(nèi)

6、，海草或海藻群落發(fā)達的場所。大多數(shù)藻場的底質(zhì)都是巖礁底，藻場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，其中以褐藻門的大型種類形成的藻場最為重要。藻場是海洋中初級生產(chǎn)力最高的區(qū)域之一，在藻場內(nèi)和藻場周圍棲息著豐富的動植物。藻場在海洋生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的意義，是海洋初級生產(chǎn)力的重要貢獻者之一。在海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中，藻場所起的作用主要有以下幾方面：第一，直接為藻食動物提供食物；第二，進入碎屑食

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

8、需要對藻場內(nèi)的海藻和動物的種類及數(shù)量有所把握，對造成效果進行評價。 4．在9±0.5℃條件下，研究了海帶育苗場和實驗室控溫控光水槽中不同附著基和光照強度對海帶幼孢子體附著和生長的影響。實驗結(jié)果表明，不同材料附著基和光照強度對海帶幼孢子體的生長都有極顯著影響(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)，但在鏡面上的生長效果最好(P<0.05)。在25001x，15001x，5001x的

9、實驗室條件下，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效果較好(P<0.05)。其中自然光強下以鏡子做附著基的實驗組生長顯著好于其他實驗組(P<0.05)。實驗證明波動的自然光線是海帶幼孢子體生長的最佳光照條件，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展海區(qū)藻類自然附著實驗。經(jīng)在潮間帶放置四個半月后，附著的藻類共有3門13種，優(yōu)勢種為綠藻門(Chlorophyta)

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

11、與形狀的模型礁放在室內(nèi)車間中人工附著馬尾藻幼體，培養(yǎng)一段時間后投放到潮間帶觀察其表面馬尾藻幼體的附著生長情況，實驗歷時三個半月。不同材料的模型礁實驗證明：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，橡膠上無馬尾藻幼體附著，附著效果最差。不同形狀的模型礁實驗證明：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)車間中人工附著鼠尾藻和海帶幼體，培養(yǎng)一段時間后觀察測量其表面鼠尾藻和海帶幼體的附著情況，實驗歷時兩個半月。不同材料的模型礁實驗證明：(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)；其中鮑魚殼模型礁上附著的鼠尾藻幼體較多，鐵皮和橡膠上

13、無鼠尾藻幼體附著。(2)各種不同材料的模型礁上海帶幼體的附著率無顯著差異(p>0.05)。不同形狀的模型礁實驗證明：(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，測量發(fā)現(xiàn)，隨著深度的增加，海帶幼體的平均長度顯著縮短(p<0.05)，爛苗率顯著增加(p