東山灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)多層生態(tài)床構(gòu)建對底層游泳動物的聚集效果

，，，，

(福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013)

2017-08-01

福建省屬公益類科研院所基本科研專項(2014R1003-3、2014R1003-10)；閩臺重要海洋生物資源高值化開發(fā)技術(shù)公共服務(wù)平臺(2014FJPT01)；福建重要海洋經(jīng)濟生物種質(zhì)庫與資源高效開發(fā)技術(shù)公共服務(wù)平臺(14PZY017NF17).

劉 勇(1982-)，男，助理研究員，碩士，研究方向為漁業(yè)資源生物學(xué)及生態(tài)學(xué).E-mail：liuyong748@aliyun.com

劉 勇，鄭惠東，許貽斌，等.東山灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)多層生態(tài)床構(gòu)建對底層游泳動物的聚集效果[J].漁業(yè)研究，2017，39(5)：342-348.

東山灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)多層生態(tài)床構(gòu)建對底層游泳動物的聚集效果

劉勇，鄭惠東，許貽斌，陳宇鋒，鄭盛華

(福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013)

利用牡蠣殼、PVC管和網(wǎng)片在福建東山灣養(yǎng)殖區(qū)海域構(gòu)建2種類型的多層生態(tài)床開展養(yǎng)殖海域生態(tài)修復(fù)試驗。根據(jù)2015—2016年開展的3次調(diào)查資料，設(shè)置養(yǎng)殖魚排多層生態(tài)床區(qū)和對照區(qū)，并對其底層游泳動物的種類組成、數(shù)量分布、優(yōu)勢種和多樣性等情況進行了比較分析研究。調(diào)查共采集游泳動物17種，修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)的種類數(shù)量均比對照區(qū)明顯增加；第1次和第2次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)的生物量分別比對照區(qū)高0.88倍和1.34倍，修復(fù)B區(qū)的生物量分別比對照區(qū)高1.46倍和0.28倍。修復(fù)A區(qū)和修復(fù)B區(qū)的優(yōu)勢種分別比本底調(diào)查增加3種、1種，出現(xiàn)了晶瑩蟳(Charybdislucifera)、善泳蟳(C.natator)、青石斑魚(Epinephelusawoara)和褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)等經(jīng)濟種類，兩個修復(fù)區(qū)的第一優(yōu)勢種日本蟳(C.japonica)的生物量均高于對照區(qū)。兩次跟蹤調(diào)查中，修復(fù)A區(qū)的生物多樣性水平均高于對照區(qū)?？傮w上，多層生態(tài)床對修復(fù)海洋漁業(yè)資源具有一定作用。

多層生態(tài)床；聚魚效果；養(yǎng)殖區(qū)；東山灣

東山灣位于福建省東南部，是個半封閉型的海灣，海灣面積約276 km2，水質(zhì)肥沃，自然地理條件優(yōu)越，是多種水產(chǎn)動物棲息、繁育的場所，也是福建省海水養(yǎng)殖的重要水域、海洋農(nóng)牧化示范區(qū)和海洋生態(tài)環(huán)境保護區(qū)[1]。隨著東山灣海域周邊工農(nóng)業(yè)和城市化進程的快速發(fā)展、人類養(yǎng)殖活動的擴大，海洋生態(tài)系統(tǒng)受到的外來壓力日趨加重，使科研人員對東山灣海洋生態(tài)環(huán)境的研究越來越多[2-7]。生態(tài)床通常作為修復(fù)污染水體的一種有效手段，有著不少報道[8-11]，如張瑞斌[12]曾利用潛沒式生態(tài)床技術(shù)對江蘇西渡河的污染水域進行過生態(tài)修復(fù)研究；劉松林等[13]對海南新村灣天然海草床生態(tài)系統(tǒng)溶解有機物的時空變化及控制因素做過相關(guān)研究。但人工構(gòu)建的生態(tài)床系統(tǒng)在海水水域，特別是在漁業(yè)資源修復(fù)方面的應(yīng)用卻鮮有報道。

本研究在網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)構(gòu)建多層生態(tài)床進行生態(tài)修復(fù)實驗，通過對游泳動物種類組成、數(shù)量分布、優(yōu)勢種和多樣性等變動情況的比較分析，探討多層生態(tài)床在游泳動物聚集方面的修復(fù)效果，以期為海灣養(yǎng)殖區(qū)底部環(huán)境的修復(fù)和優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1多層生態(tài)床構(gòu)建

本研究在東山灣銅陵鎮(zhèn)海域的魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)(117°30′28.0″～117°30′29.5″E，23°46′2.0″～23°46′9.0″N)構(gòu)建2種形式的多層生態(tài)床，分別投放在修復(fù)A區(qū)和修復(fù)B區(qū)。生態(tài)床共分三層，主體結(jié)構(gòu)規(guī)格為2.0 m×2.0 m×1.2 m(長×寬×高)的立方體，采用PVC管(直徑75 mm)構(gòu)架，PVC管中間設(shè)置鋼筋并澆筑混凝土，以保證其強度和穩(wěn)定性。上、中層間距0.5 m，都鋪設(shè)5 cm網(wǎng)目的網(wǎng)片，在網(wǎng)片上鋪設(shè)10排牡蠣殼串，每串串有20個牡蠣殼，形成2層牡蠣殼生態(tài)簾。而在生態(tài)床的底層，修復(fù)A區(qū)和修復(fù)B區(qū)分別采用袋裝牡蠣殼和散狀牡蠣殼作為沉積物層。2015年3月24—27日，完成多層生態(tài)床的投放，修復(fù)A區(qū)和修復(fù)B區(qū)的修復(fù)面積分別達到300 m2和400 m2。

1.2效果評價

2015年3月3—4日、2016年4月27—28日和9月6—7日，分別在福建省東山灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)設(shè)置J1、J2、J3、J4、D5、D6等6個調(diào)查站位進行籠壺作業(yè)試捕調(diào)查，其中J1、J2設(shè)在修復(fù)A區(qū)，J3、J4設(shè)在修復(fù)B區(qū)，D5、D6設(shè)在對照區(qū)(圖1)。第1航次為本底調(diào)查，第2和第3航次分別為第1次和第2次跟蹤調(diào)查。

各次調(diào)查均使用同一規(guī)格的定置延繩倒須籠漁具，漁具主尺度為0.159 m2×0.180 m，網(wǎng)目尺寸為25 mm，每一站位投放4個籠，主線綁在養(yǎng)殖漁排上，籠具投放時間為21～24 h。籠壺作業(yè)的漁獲率按每站每天的漁獲量計算(1 d=24 h)，單位為g/d和ind./d。本文規(guī)定漁獲重量比例大于5%的為優(yōu)勢種。采用Margalef種類豐富度指數(shù)(D)、Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)(H′)和Pielou種類均勻度指數(shù)(J)來研究調(diào)查站位出現(xiàn)種類的多樣性，公式如下：D=(S-1)/lnN，H′=-ΣPi·(lnPi)，J=H′/lnS。式中：S為該調(diào)查站位種類數(shù)，N為該調(diào)查站位總漁獲尾數(shù)，Pi為該調(diào)查站位第i種種類尾數(shù)占總漁獲尾數(shù)的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1種類數(shù)明顯增加

2015—2016年東山灣養(yǎng)殖區(qū)3個航次的籠壺作業(yè)調(diào)查，共采集游泳動物17種，其中蟹類11種，占總種數(shù)的64.71%，主要有隆線強蟹(Euctraecrenata)、晶瑩蟳(Charybdislucifera)、日本蟳(C.japonica)、善泳蟳(C.natator)、雙刺靜蟹(Galenebispinosa)等；魚類6種，占35.29%，有青石斑魚(Epinephelusawoara)、褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)、犬牙細棘鰕虎魚(Acentrogobiuscaninus)等。

本底調(diào)查共采集游泳動物7種，其中修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)、對照區(qū)分別為3種、5種和6種；第1次跟蹤調(diào)查共采集8種，其中修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)、對照區(qū)分別為5種、7種和3種，前2者分別是對照區(qū)的1.7倍和2.3倍；第2次跟蹤調(diào)查共采集9種，其中修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)、對照區(qū)分別為6種、4種和5種(圖2)。

綜合2次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)有7種游泳動物，修復(fù)B區(qū)有9種，對照區(qū)有7種，分別比本底調(diào)查相應(yīng)區(qū)域增加4種、4種和1種，這說明生態(tài)床修復(fù)區(qū)底層游泳動物的種類數(shù)增加更明顯。結(jié)果表明隨著時間的推移，修復(fù)A區(qū)和修復(fù)B區(qū)漁業(yè)生物出現(xiàn)種數(shù)有上升的趨勢，生態(tài)床建設(shè)對漁業(yè)生物產(chǎn)生了一定的種類聚集效應(yīng)。

2.2資源密度指數(shù)顯著提高

本底調(diào)查，修復(fù)A區(qū)游泳動物的生物量為571.55 g/d，修復(fù)B區(qū)為716.15 g/d，分別是對照區(qū)的0.90倍和1.13倍；第1次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)為595.25 g/d，修復(fù)B區(qū)為776.70 g/d，分別是對照區(qū)的1.88倍和2.46倍；第2次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)為805.25 g/d，修復(fù)B區(qū)為438.98 g/d，分別是對照區(qū)的2.34倍和1.28倍(表1)。

本底調(diào)查，修復(fù)A區(qū)游泳動物的生物密度為10.37 ind./d，修復(fù)B區(qū)為15.49 ind./d，分別是對照區(qū)的0.73倍和1.08倍；第1次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)為14.00 ind./d，修復(fù)B區(qū)為14.50 ind./d，分別是對照區(qū)的1.22倍和1.26倍；第2次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)為21.27 ind./d，修復(fù)B區(qū)為12.00 ind./d，分別是對照區(qū)的3.25倍和1.83倍(表1)。

本底調(diào)查和第1次跟蹤調(diào)查均在春季進行，修復(fù)A區(qū)第1次跟蹤調(diào)查的生物量、生物密度分別是本底調(diào)查的1.04倍和1.35倍；修復(fù)B區(qū)第1次跟蹤調(diào)查的生物量、生物密度分別是本底調(diào)查的1.08倍和0.94倍。通過比較可知，隨著時間的推移，修復(fù)A區(qū)游泳動物的生物量和生物密度均逐漸增加，且都高于同期的對照區(qū)；修復(fù)B區(qū)的生物量先增加后下降，但也都高于同期的對照區(qū)。

表1 不同區(qū)域游泳動物生物量和生物密度

2.3優(yōu)勢種數(shù)明顯增多

本底調(diào)查，修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)和對照區(qū)的優(yōu)勢種分別有3種、4種和3種(表2)，第一優(yōu)勢種均為日本蟳，生物量分別為342.7 g/d、375.7 g/d和372.5 g/d。

第1次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)和對照區(qū)的優(yōu)勢種分別有4種、4種和3種(表2)，第一優(yōu)勢種均為日本蟳，生物量分別為389.6 g/d、448.6 g/d和139.4 g/d。

第2次跟蹤調(diào)查，修復(fù)A區(qū)、修復(fù)B區(qū)和對照區(qū)的優(yōu)勢種分別有4種、3種和2種(表2)，第一優(yōu)勢種均為日本蟳，生物量分別為567.6 g/d、355.2 g/d和264.5 g/d。

綜合2次跟蹤調(diào)查結(jié)果與本底調(diào)查相比，修復(fù)A區(qū)的優(yōu)勢種種數(shù)增加了3種，修復(fù)B區(qū)增加了1種，對照區(qū)增加了1種；第一優(yōu)勢種日本蟳的生物量，修復(fù)A區(qū)的第1次跟蹤調(diào)查和第2次跟蹤調(diào)查分別比本底調(diào)查增加了13.7%和65.6%，修復(fù)B區(qū)分別增加了19.4%和下降了5.5%，對照區(qū)分別下降了62.6%和29.0%。修復(fù)A區(qū)的經(jīng)濟種類比本底調(diào)查增加了晶瑩蟳和褐菖鲉，修復(fù)B區(qū)增加了晶瑩蟳、善泳蟳和青石斑魚。

表2 不同區(qū)域籠壺作業(yè)漁獲物優(yōu)勢種及重量比例

2.4多樣性分析

籠壺作業(yè)漁獲游泳動物豐富度指數(shù)D、多樣性指數(shù)H′均表現(xiàn)為：本底調(diào)查是對照區(qū)>修復(fù)B區(qū)>修復(fù)A區(qū)，第1次跟蹤調(diào)查是修復(fù)B區(qū)>修復(fù)A區(qū)>對照區(qū)，第2次跟蹤調(diào)查是修復(fù)A區(qū)>對照區(qū)>修復(fù)B區(qū)；均勻度指數(shù)J，本底調(diào)查是修復(fù)A區(qū)>修復(fù)B區(qū)>對照區(qū)，第1次跟蹤調(diào)查是對照區(qū)>修復(fù)A區(qū)>修復(fù)B區(qū)，第2次跟蹤調(diào)查是對照區(qū)>修復(fù)B區(qū)>修復(fù)A區(qū)(圖3)。

注：a表示本底調(diào)查，b表示第1次跟蹤調(diào)查，c表示第2次跟蹤調(diào)查。

Note：a indicated background survey，b indicated 1sttracking survey，c indicated 2ndtracking survey.

3 討論

東山灣是福建省東南部一個半封閉型的海灣，也是福建省重要的海水養(yǎng)殖區(qū)，現(xiàn)已形成以鮑魚、龍須菜和魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖為主的養(yǎng)殖格局[14]。由于過度養(yǎng)殖再加上水交換條件差，網(wǎng)箱養(yǎng)殖殘餌、排泄物等大量沉積導(dǎo)致海水富營養(yǎng)化、水質(zhì)惡化，近年來八尺門養(yǎng)殖生物大面積死亡事件時有發(fā)生，因此，網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)受損生境的修復(fù)迫在眉睫。

海草生態(tài)床對沿海生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義，不僅可以為海洋生物提供重要的棲息地和為許多生物提供重要的食物來源，而且在全球碳氮磷循環(huán)中也具有重要作用。韓秋影等[15]評估了廣西合浦海草床生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值，表明海草床生態(tài)系統(tǒng)能對水產(chǎn)養(yǎng)殖、灘涂和近海漁業(yè)等諸多方面產(chǎn)生不小的價值。湯坤賢等[16-17]利用大型海藻生態(tài)修復(fù)技術(shù)在東山灣開展小規(guī)模網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)生態(tài)修復(fù)試驗，取得較好效果。

本研究利用牡蠣殼等環(huán)保材料，以牡蠣殼網(wǎng)袋礁和牡蠣殼生態(tài)床相結(jié)合的方式在網(wǎng)箱底部構(gòu)建多層生態(tài)床，從而重構(gòu)網(wǎng)箱底部生態(tài)系統(tǒng)，優(yōu)化和修復(fù)底部環(huán)境。本底調(diào)查采集到游泳動物7種，兩次跟蹤調(diào)查共13種，其中修復(fù)A區(qū)和修復(fù)B區(qū)均增加4種，而對照區(qū)僅增加1種，表明隨著時間的推移，人工構(gòu)建的生態(tài)床修復(fù)區(qū)對底層游泳動物具有一定的聚集效應(yīng)。由于本實驗主要在網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)部海域進行，無法使用拖網(wǎng)和刺網(wǎng)等作業(yè)方式，僅采用籠壺作業(yè)方式，具有一定的選擇性，而且投籠數(shù)量較小，因此所獲的游泳動物主要是底層蟹類和魚類，且數(shù)量有限。如果條件允許，可在后續(xù)研究中增加釣具等其他作業(yè)方式，以期更加全面地了解養(yǎng)殖區(qū)游泳動物的種類。修復(fù)A區(qū)第1次和第2次跟蹤調(diào)查的生物量分別比本底調(diào)查增加4.15%和40.89%，也分別比同期的對照區(qū)增加88.49%和提高1.34倍；修復(fù)B區(qū)第1次和第2次跟蹤調(diào)查生物量分別比本底調(diào)查增加8.45%和下降38.70%，分別比同期的對照區(qū)提高1.46倍和增加27.70%。可見，在一定時間內(nèi)，人工構(gòu)建的多層生態(tài)床區(qū)對底層游泳動物的生物量具有增加作用，隨著時間的延長，修復(fù)A區(qū)生物量的聚集效應(yīng)比修復(fù)B區(qū)更加明顯，優(yōu)勢種也多1種。在生物多樣性方面，游泳動物種類豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)在本底調(diào)查時為對照區(qū)>修復(fù)B區(qū)>修復(fù)A區(qū)，在第1次跟蹤調(diào)查時為修復(fù)B區(qū)>修復(fù)A區(qū)>對照區(qū)，在第2次跟蹤調(diào)查時為修復(fù)A區(qū)>對照區(qū)>修復(fù)B區(qū)。結(jié)果表明，人工構(gòu)建的多層生態(tài)床對修復(fù)海洋漁業(yè)資源、提高生物多樣性水平具有一定作用，短期內(nèi)2種模式的多層生態(tài)床修復(fù)區(qū)均表現(xiàn)出較好的效果，但隨著時間的延長，在對漁業(yè)資源的聚集以及生物多樣性水平的恢復(fù)方面，修復(fù)A區(qū)要好于修復(fù)B區(qū)。

[1]蔡清海等.福建主要港灣的環(huán)境質(zhì)量[M].北京：海洋出版社，2007.

[2]姜雙城，林培梅，蔡玉婷，等.基于PCA法的春、夏季東山灣海域富營養(yǎng)化特征[J].海洋學(xué)研究，2015，33(1)：81-88.

[3]陳財珍，林靜，許貽斌，等.福建省東山灣海洋生態(tài)環(huán)境中石油烴類分布特征與評價[J].海洋開發(fā)與管理，2015，32(10)：73-77.

[4]余穎，姜琳琳，鐘碩良.福建省東山灣生態(tài)環(huán)境中多氯聯(lián)苯的殘留特征[J].南方水產(chǎn)科學(xué)，2014，10(1)：64-70.

[5]鄭盛華，楊妙峰，席英玉，等.東山灣表層沉積物5種重金屬元素含量分布及其與主要環(huán)境因子的關(guān)系[J].應(yīng)用海洋學(xué)學(xué)報，2014，33(2)：251-257.

[6]席英玉，林永青，楊妙峰，等.春、夏季東山灣海水中Hg、As的分布狀況及其影響因素[J].福建水產(chǎn)，2014，36(4)：278-284.

[7]李連杰.基于PSR模型的半封閉海灣生態(tài)系統(tǒng)健康評估——以福建東山灣為例[D].汕頭：汕頭大學(xué)，2015.

[8]劉超翔，胡洪營，張健，等.人工復(fù)合生態(tài)床處理低濃度農(nóng)村污水[J].中國給水排水，2002，18(7)：1-4.

[9]叢科明，劉書宇，王立，等.復(fù)合生態(tài)床修復(fù)北方景觀水體的影響因素研究[J].中國給水排水，2009，25(13)：77-79.

[10]張媛，張馳，郭旋，等.復(fù)合生態(tài)床的植物配置與凈化效能研究[J].中國給水排水，2010，26(5)：96-99.

[11]侯霜，李子富，張揚.不同生態(tài)床對剩余污泥脫水和穩(wěn)定化的影響[J].環(huán)境科學(xué)研究，2015，28(4)：589-595.

[12]張瑞斌.蘇南地區(qū)河道低污染水生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015，(10)：46-48.

[13]劉松林，江志堅，周沉冤，等.海南新村灣海草床生態(tài)系統(tǒng)溶解有機物的時空變化及其控制因素[J].生態(tài)學(xué)雜志，2016，35(8)：2144-2151.

[14]陳宇鋒，陳小紅，陳月忠，等.春、夏季東山灣不同區(qū)域異養(yǎng)細菌的分布及其影響因子[J].福建水產(chǎn)，2014，36(2)：110-118.

[15]韓秋影，黃小平，施平，等.廣西合浦海草床生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估[J].海洋通報，2007，26(3)：33-38.

[16]湯坤賢.龍須菜在網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的生物修復(fù)研究[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2007，14(3)：488-492.

[17]湯坤賢，焦念志，游秀萍，等.菊花心江蘺在網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的生物修復(fù)作用[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2005，12(2)：156-161.

Theattractingeffectofmulti-layerecologicalbedonbottomnektonincagecultureareainDongshanBay

LIUYong，ZHENGHuidong，XUYibin，CHENYufeng，ZHENGShenghua

(Key Laboratory of Cultivation and High-value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，F(xiàn)isheries Research Institute of Fujian，Xiamen 361013，China)

Two types of multi-layer ecological bed were constructed by using oyster shell，PVC tube and netting mesh to carry out experiments of ecological restoration in Dongshan Bay culture area in Fujian.According to three surveys carried out in 2015 to 2016，fishery species composition，quantity distribution，dominant species and diversity were studied by comparative analysis in the area of multi-layer ecological bed and control area.The surveys collected a total of 17 fisheries species，nekton species from restoration area A and restoration area B increased obviously more than the control area.In the first and second tracking survey，the biomass of restoration area A was 0.88 times and 1.34 times higher than the control area respectively，and restoration area B respectively 1.46 times and 0.28 times higher than the control area.Compared with the background survey，the dominant species of restoration area A and B increased 3 kinds and 1 kind respectively，the economic species such asCharybdislucifera，C.natator，EpinephelusawoaraandSebastiscusmarmoratusappeared from two tracking surveys，and the biomass of the first dominant speciesC.japonicain two ecological bed areas was higher than that in the control area.The biological diversity of restoration area A from two tracking surveys was higher than that of the control area.On the whole，the multi-layer ecological bed had a certain effect on the restoration of marine fishery resources.

multi-layer ecological bed；attracting effect；culture area；Dongshan Bay

S953.1

A

1006-5601(2017)05-0342-07