基于肥滿度-最大養(yǎng)殖收益的底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝(Patinopecten yessoensis)養(yǎng)殖容量評(píng)估及養(yǎng)殖區(qū)區(qū)劃*

南學(xué)良 魏 皓 蔣增杰 張海彥 聶紅濤①

(1. 天津大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 天津 300072; 2. 天津市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院 天津 300191; 3. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東青島 266071)

近年來(lái), 全球捕撈漁業(yè)生產(chǎn)已達(dá)到極限(FAO,2020), 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為保障人類蛋白供給、降低天然水域水生生物資源利用強(qiáng)度、促進(jìn)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)興旺和漁民生活富裕做出了貢獻(xiàn)(麥康森, 2016)。但養(yǎng)殖收益和養(yǎng)殖環(huán)境之間的矛盾日益突出, 對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行有效的空間規(guī)劃和管理對(duì)改善養(yǎng)殖環(huán)境至關(guān)重要(Nayloret al, 2021)。加之我國(guó)正在加快推進(jìn)養(yǎng)殖水域?yàn)┩康沫h(huán)境整治、養(yǎng)殖生產(chǎn)布局的優(yōu)化和養(yǎng)殖空間的拓展(陳家勇, 2019), 對(duì)養(yǎng)殖區(qū)的選址是水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展的基礎(chǔ)(Nayloret al, 2021)。養(yǎng)殖容量的評(píng)估是科學(xué)的規(guī)劃和管理養(yǎng)殖區(qū)、優(yōu)化養(yǎng)殖生產(chǎn)布局的關(guān)鍵。

養(yǎng)殖容量是將容量應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的一個(gè)重要的生態(tài)學(xué)特例(唐啟升, 1996), 是指單位水體內(nèi), 在保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源和保證應(yīng)有效益等各方面都符合可持續(xù)發(fā)展要求時(shí)的最大養(yǎng)殖量(董雙林等, 1998), 也就是在充分利用海區(qū)的供餌能力和自凈能力的基礎(chǔ)上,養(yǎng)殖群體所能維持的最大現(xiàn)存量(楊紅生等, 1999)。養(yǎng)殖容量需要做到養(yǎng)殖收益和生態(tài)效益的有效統(tǒng)一。由于養(yǎng)殖環(huán)境的不穩(wěn)定, 養(yǎng)殖容量具有明顯的動(dòng)態(tài)性(劉劍昭等, 2000; 賈后磊等, 2003)。大多數(shù)情況下, 為了獲得最大養(yǎng)殖產(chǎn)量而無(wú)限度增加放苗密度(即超容量養(yǎng)殖)使得養(yǎng)殖環(huán)境惡化反而達(dá)不到預(yù)想的養(yǎng)殖收益。20 世紀(jì)70 年代日本科學(xué)家首先注意到容量對(duì)貝類養(yǎng)殖的影響(唐啟升, 1996), 通過(guò)調(diào)整扇貝養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖數(shù)量的方法, 使得扇貝產(chǎn)量穩(wěn)定、病害減少、死亡降低(李慶彪, 1990)。20 世紀(jì)80 年代使用生態(tài)模型研究養(yǎng)殖容量成為主流(Carveret al, 1990; Bacheret al,1997; 朱明遠(yuǎn)等, 2002; Guyondetet al, 2010; Filgueiraet al, 2014; Zhaoet al, 2019)。我國(guó)對(duì)養(yǎng)殖容量的研究始于20 世紀(jì)90 年代初, 李慶彪(1990)介紹了扇貝大量死亡受養(yǎng)殖容量的影響, 并說(shuō)明確定養(yǎng)殖容量的方法;劉慶余(1993)研究了紫貽貝養(yǎng)殖容量問(wèn)題, 闡明了超容量養(yǎng)殖的后果和應(yīng)對(duì)策略; 方建光等(1996a, 1996b)在桑溝灣評(píng)估了扇貝、海帶、牡蠣等養(yǎng)殖物種的養(yǎng)殖容量, 并提出了貝藻間養(yǎng)的方法; 大亞灣(黎輝等,1999)、同安灣(杜琦等, 2000)、大港灣(盧振彬等,2000)、泉州灣(盧振彬等, 2005)等海域也相繼開(kāi)展了對(duì)貝類養(yǎng)殖容量的研究, 這一時(shí)期主要通過(guò)野外實(shí)驗(yàn)評(píng)估養(yǎng)殖生物在所在區(qū)域的養(yǎng)殖容量(Zhanget al,2006)。隨后, 生態(tài)模型被用于研究養(yǎng)殖容量, 如朱明遠(yuǎn)等(2002)在桑溝灣建立了貝藻混養(yǎng)生態(tài)模型評(píng)估貝類的養(yǎng)殖容量; 隨著養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)模型的發(fā)展, 養(yǎng)殖容量的研究在不同物種和地區(qū)得到長(zhǎng)足發(fā)展(史潔等,2010a, 2010b, 2010c; 魏皓等, 2010; 宋廣軍等, 2013;劉學(xué)海等, 2015; Zhaoet al, 2019), 包括對(duì)底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝養(yǎng)殖容量的評(píng)估(Zhaoet al, 2019)。這些研究為所在海區(qū)的養(yǎng)殖活動(dòng)提供了有益指導(dǎo), 但確定養(yǎng)殖容量的方法大多通過(guò)模擬在不同放苗量和收獲方式下產(chǎn)量的差異來(lái)預(yù)估。對(duì)于貝類而言這種養(yǎng)殖容量的評(píng)估方式并不能體現(xiàn)產(chǎn)品的品質(zhì)繼而不能確保最大的養(yǎng)殖收益。蝦夷扇貝養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)模型(Nanet al, 2022)既能給出底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的產(chǎn)量又能提供個(gè)體肥滿度,在評(píng)估底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝養(yǎng)殖容量時(shí)加入肥滿度的影響能獲得更合理的評(píng)估結(jié)果, 為長(zhǎng)海海域養(yǎng)殖生產(chǎn)布局的優(yōu)化和養(yǎng)殖空間的拓展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究海域

長(zhǎng)海海域位于黃海北部, 包含獐子島、大長(zhǎng)山島、小長(zhǎng)山島、廣鹿島、烏莽島及海洋島等傳統(tǒng)養(yǎng)殖區(qū)(圖1)。獐子島養(yǎng)殖區(qū)是目前中國(guó)最大的蝦夷扇貝底播養(yǎng)殖區(qū)(Zhaoet al, 2019), 大長(zhǎng)山島和小長(zhǎng)山島附近海域以筏式養(yǎng)殖為主(Yuanet al, 2010; 李洪波等, 2012)。由于我國(guó)加強(qiáng)養(yǎng)殖生產(chǎn)布局的優(yōu)化和養(yǎng)殖空間的拓展(陳家勇, 2019), 因此, 本文假設(shè)長(zhǎng)海海域均為底播養(yǎng)殖方式來(lái)探究底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的適宜生長(zhǎng)區(qū)域, 為后續(xù)養(yǎng)殖區(qū)規(guī)劃和養(yǎng)殖空間拓展提供科學(xué)支撐。

圖1 研究區(qū)及蝦夷扇貝養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)模型的網(wǎng)格點(diǎn)分布Fig.1 The study area and grid points in the ecosystem model of the Yesso scallop culture

1.2 模型配置及數(shù)據(jù)來(lái)源

蝦夷扇貝養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)模型(Nanet al, 2022)由水動(dòng)力模型ROMS (Regional Ocean Modelling System)、生態(tài)模式CoSiNE (The Carbon, Silicate and Nitrogen Ecosystem)以及蝦夷扇貝個(gè)體生長(zhǎng)模型DEB (Dynamic energy budget)耦合而成。模型水平分辨率為1/24°×1/24°, 整個(gè)長(zhǎng)海海域在38.70°～39.40°N 和122.30°～123.50°E 共810 個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(圖1)。模型中溫度、鹽度、溶解氧和營(yíng)養(yǎng)鹽的初始場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)自 WOA 13 V2(World Ocean Atlas 2013 V2)。葉綠素初始條件使用NEMO-PISCES (nucleus for european modelling of the ocean-pelagic interactions scheme for carbon and ecosystem studies)全球模擬結(jié)果(https://doi.org/10.48670/moi-00015)。大氣強(qiáng)迫數(shù)據(jù)來(lái)自ERA-Interim再分析資料, 包括風(fēng)應(yīng)力、熱通量、太陽(yáng)輻射以及淡水通量等。開(kāi)邊界溫度、鹽度、流速和水位數(shù)據(jù)來(lái)自HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model,https://hycom.org/)全球再分析結(jié)果。開(kāi)邊界處的潮汐數(shù)據(jù)由OTPS (oregon state university tidal prediction software)模型計(jì)算所得, 包括K1、O1、Q1、P1、M2、S2、K2和N2等8 個(gè)分潮的潮位和潮流數(shù)據(jù)。葉綠素、溶解氧和營(yíng)養(yǎng)鹽的開(kāi)邊界條件使用的是 NEMOPISCES 全球模型的月平均結(jié)果。水溫和餌料濃度是影響蝦夷扇貝生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素(Nanet al, 2022)。模型基于蝦夷扇貝的生理學(xué)特性(Kooijman, 2010), 當(dāng)蝦夷扇貝同化的餌料能量小于蝦夷扇貝維持自身結(jié)構(gòu)所需能量時(shí)受餌料脅迫; 溫度超出呼吸活動(dòng)的耐受范圍時(shí)受到溫度脅迫。模型中的死亡率根據(jù)溫度和餌料脅迫下蝦夷扇貝的生理實(shí)驗(yàn)結(jié)果(高振錕, 2016)按溫度脅迫、餌料脅迫、溫度和餌料雙重脅迫加入, 取值分別為6.00%、6.33%和13.30%。蝦夷扇貝養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)模型的放苗密度從1 ind/m2到50 ind/m2逐一計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)扇貝的生長(zhǎng)情況, 每年的模擬時(shí)間(每年12 月1 日至次年11 月30 日)及蝦夷扇貝苗種規(guī)格(殼長(zhǎng) 3.80 cm, 軟體部干重 0.23 g)均參照前人(Jianget al, 2020)的觀測(cè)設(shè)定。模型可輸出溫度、葉綠素、浮游生物、蝦夷扇貝個(gè)體殼長(zhǎng)、殼高、濕重、干重和體積等狀態(tài)變量。Nan 等(2022)已對(duì)底層水溫、葉綠素、殼長(zhǎng)、干重等做了嚴(yán)格校驗(yàn)并應(yīng)用于探究長(zhǎng)海海域底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝生長(zhǎng)能力空間差異的原因。

1.3 養(yǎng)殖收益的計(jì)算及養(yǎng)殖容量的確定

基于養(yǎng)殖容量的定義(董雙林等, 1998; 楊紅生等,1999), 本文使用不同放苗密度下的養(yǎng)殖收益作為確定養(yǎng)殖容量和最適放苗密度的參考。僅以產(chǎn)量(以濕重表示)計(jì)算得到的養(yǎng)殖收益并不能說(shuō)明蝦夷扇貝的個(gè)體品質(zhì), 故引入肥滿度(Crosbyet al, 1990)說(shuō)明產(chǎn)出蝦夷扇貝的肥滿情況, 其計(jì)算公式如下:

其中,IC為蝦夷扇貝的肥滿度(單位: g/cm3);WDF為模型輸出的蝦夷扇貝個(gè)體的軟體部干重(單位: g);V表示模型輸出的蝦夷扇貝的個(gè)體體積(單位: cm3)。在于佐安等(2016)計(jì)算養(yǎng)殖收益的公式中去掉維護(hù)成本、設(shè)備成本、環(huán)境影響和勞動(dòng)力成本, 加入Min-max 標(biāo)準(zhǔn)化處理之后的肥滿度IC用以消除扇貝品質(zhì)對(duì)養(yǎng)殖收益的影響, 標(biāo)準(zhǔn)化公式為

其中,xi*表示第i個(gè)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的值;xi表示第i個(gè)數(shù)的原始值;xmax表示最大值;xmin表示最小值; 標(biāo)準(zhǔn)化處理之后的數(shù)值范圍在0～1 之間。養(yǎng)殖收益可表示為

其中, 產(chǎn)量用扇貝殼高計(jì)算得到的濕重(單位: kg/m2)表示; 為了剔除價(jià)格變動(dòng)因素, 文中使用可比價(jià)格計(jì)算養(yǎng)殖收益, 即直接用產(chǎn)量乘某一年的不變價(jià)格計(jì)算(郭越等, 2012)。不變價(jià)格是以同類產(chǎn)品某年的平均價(jià)格作為固定價(jià)格, 用于計(jì)算各年的價(jià)值, 消除各時(shí)期價(jià)格變動(dòng)的影響, 保證前后時(shí)期之間、地區(qū)之間、計(jì)劃與實(shí)際之間指標(biāo)的可比性(江西省發(fā)展和改革委員會(huì)課題組等, 2010), 因此, 文中以2014 年為基期, 使用該年各規(guī)格蝦夷扇貝的價(jià)格(表1, 于佐安等,2016)計(jì)算2007～2017 年考慮肥滿度后的養(yǎng)殖收益。實(shí)際生產(chǎn)中底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的回捕率在40%左右(柳忠傳等, 1995), 本文計(jì)算的是蝦夷扇貝的理論最大收益并未考慮回捕率。需要說(shuō)明的是, 本文主要是為了探討扇貝的養(yǎng)殖容量和分區(qū), 所計(jì)算的養(yǎng)殖收益只是為了統(tǒng)一考慮養(yǎng)殖產(chǎn)量和養(yǎng)殖品質(zhì)而便于比較的綜合指標(biāo), 并不是實(shí)際養(yǎng)殖收益。

表1 蝦夷扇貝規(guī)格及市場(chǎng)價(jià)格Tab.1 The shell length and cost of Yesso scallop

通過(guò)計(jì)算各放苗密度下的養(yǎng)殖收益后, 選取各網(wǎng)格點(diǎn)的最大養(yǎng)殖收益所對(duì)應(yīng)的放苗密度為最適放苗密度, 蝦夷扇貝總干重為對(duì)應(yīng)網(wǎng)格點(diǎn)的養(yǎng)殖容量。

1.4 養(yǎng)殖區(qū)區(qū)劃

養(yǎng)殖區(qū)用養(yǎng)殖收益劃分?？紤]扇貝肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益為0.00 元/m2的海域直接認(rèn)定為不宜底播養(yǎng)殖區(qū), 其余海域?qū)紤]肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益按年用Min-max 標(biāo)準(zhǔn)化方法[公式(2)]做處理。養(yǎng)殖收益的年際差異能反映出各網(wǎng)格點(diǎn)的養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn), 各網(wǎng)格點(diǎn)考慮扇貝肥滿度后的養(yǎng)殖收益的距平值取絕對(duì)值后用Min-max 標(biāo)準(zhǔn)化方法[公式(2)]做處理。標(biāo)準(zhǔn)化處理后的考慮扇貝肥滿度的養(yǎng)殖收益及養(yǎng)殖收益的距平值按照模型網(wǎng)格點(diǎn)使用k-means (Krishnaet al,1999)做聚類分析, 分類數(shù)用肘部法(Maruthoet al,2018)選取。

2 結(jié)果與分析

2.1 肥滿度

肥滿度的時(shí)空差異明顯。以放苗密度15 ind/m2為例, 長(zhǎng)海海域多年平均肥滿度范圍在 0.26～0.48 g/cm3之間, 空間上呈現(xiàn)由獐子島附近海域至長(zhǎng)海海域東北部的高值條帶區(qū)向兩側(cè)降低的趨勢(shì)(圖2)。除2007 年外, 長(zhǎng)海海域西北部的肥滿度均最低。肥滿度小于0.3 g/cm3的范圍2010 年最大, 2014 年最小。研究區(qū)西北部的肥滿度低主要受底層水溫的限制(Nanet al, 2022), 在適宜扇貝生長(zhǎng)的時(shí)段, 殼長(zhǎng)和軟體部干重均增長(zhǎng)較快, 但是當(dāng)?shù)讓铀疁叵拗粕蓉悢z食的時(shí)段, 扇貝只能通過(guò)消耗快速增長(zhǎng)期存儲(chǔ)在軟體部干重中的能量來(lái)維持自身生存(Kooijman, 2010),使得軟體部干重降低, 肥滿度偏小。長(zhǎng)海海域南部的蝦夷扇貝受餌料的限制殼長(zhǎng)和軟體部干重均生長(zhǎng)緩慢(Nanet al, 2022), 蝦夷扇貝的肥滿度相對(duì)西北部較高, 只有在確定扇貝的大小時(shí)的肥滿度才能說(shuō)明扇貝的品質(zhì)。

圖2 2007～2017 年肥滿度的時(shí)空分布Fig.2 Spatio-temporal distribution of the condition index from 2007 to 2017

2.2 考慮肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益

考慮肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益是各網(wǎng)格點(diǎn)在各放苗密度下養(yǎng)殖收益中的最大值, 多年區(qū)域平均值范圍在 0.00～9.77 元/m2之間(圖 3)?？臻g上,2007～2017 年考慮肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益的高值均位于獐子島與小長(zhǎng)山島之間, 并向長(zhǎng)海海域東北部延伸; 長(zhǎng)海海域南部的養(yǎng)殖收益均最低。時(shí)間上, 考慮肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益2010 年明顯為多年最低,區(qū)域平均為1.36 元/m2; 2014 年年為多年最大, 區(qū)域平均為4.74 元/m2。

2.3 最適放苗密度及養(yǎng)殖容量

考慮肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益所對(duì)應(yīng)的放苗密度為對(duì)應(yīng)海域的最適放苗密度。2007～2017 年長(zhǎng)海海域考慮肥滿度后的底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝最大養(yǎng)殖收益的多年平均值所對(duì)應(yīng)的最適放苗密度存在明顯時(shí)空差異(圖4), 最適放苗密度范圍在3～17 ind./m2之間,區(qū)域平均為12 ind./m2?？臻g上, 長(zhǎng)海海域西北部年際差異最大, 最適放苗密度范圍在7～34 ind./m2之間;研究區(qū)南部最適放苗密度最低, 大部分海區(qū)低于3 ind./m2, 主要由于該海域底層餌料濃度低所致(Nanet al, 2022), 這也說(shuō)明該海區(qū)不適宜開(kāi)展蝦夷扇貝底播養(yǎng)殖。時(shí)間上, 2010 年最適放苗密度為多年最大,長(zhǎng)海海域西北部達(dá)到34 ind./m2。

圖4 2007～2017 年最大養(yǎng)殖收益所對(duì)應(yīng)的最適放苗密度的時(shí)空分布Fig.4 Spatio-temporal distribution of scallop density from 2007 to 2017

2007～2017 年長(zhǎng)海海域多年平均底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的養(yǎng)殖容量范圍為 2.99～67.00 g/m2, 平均值為36.57 g/m2, 廣鹿島以南海域到獐子島南部, 再經(jīng)過(guò)海洋島直至研究區(qū)東北部的條帶區(qū)養(yǎng)殖容量最大,南部邊緣區(qū)最小(圖5)。養(yǎng)殖容量的年際差異明顯,2010 年區(qū)域平均最小為25.57 g/m2, 研究區(qū)西北部和南部養(yǎng)殖容量低于30 g/m2, 僅獐子島和海洋島附近海域高于40 g/m2; 2009 年區(qū)域平均最大為42.17 g/m2(表2), 獐子島與大長(zhǎng)山島之間向研究區(qū)東北部延伸海域養(yǎng)殖收益均高于60 g/m2, 使得區(qū)域平均較高。雖然研究區(qū)西北部部分海域底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝放苗密度可達(dá)到34 ind./m2, 但養(yǎng)殖容量卻低于30 g/m2, 說(shuō)明底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的養(yǎng)殖容量受養(yǎng)殖環(huán)境限制,并不隨放苗密度的增加而增大。

圖5 2007～2017 年蝦夷扇貝養(yǎng)殖容量的時(shí)空分布Fig.5 Spatio-temporal distribution of production-carrying capacity from 2007 to 2017

表2 2007～2017 養(yǎng)殖容量與最適放苗密度的比較Tab.2 Comparison in production-carrying capacity and scallop density from 2007 to 2017

2.4 養(yǎng)殖區(qū)區(qū)劃結(jié)果

對(duì)2007～2017 年標(biāo)準(zhǔn)化處理后的考慮蝦夷扇貝肥滿度的養(yǎng)殖收益按網(wǎng)格點(diǎn)使用k-means (Krishnaet al, 1999)做聚類分析, 分類數(shù)由肘部法(Maruthoet al,2018)確定為4。按聚類結(jié)果將養(yǎng)殖區(qū)劃分為4 類。研究區(qū)南部大部分海域?yàn)椴贿m宜底播養(yǎng)殖區(qū)(圖6, 紫色區(qū)域), 該區(qū)域主要由于餌料的匱乏使得底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝生長(zhǎng)緩慢(Nanet al, 2022)。廣鹿島及小長(zhǎng)山島西北部海域?yàn)榈褪找鎱^(qū)(圖6, 綠色區(qū)域), 該區(qū)域主要是因?yàn)榈讓铀疁氐募竟?jié)差異大所致, 冬季溫度過(guò)低而夏季溫度過(guò)高, 使得一年中適宜生長(zhǎng)的時(shí)間較短(Nanet al, 2022), 雖然該區(qū)域餌料豐富, 在底層水溫和餌料濃度完全匹配的階段蝦夷扇貝生長(zhǎng)較快,但是, 在溫度限制攝食的時(shí)段內(nèi)只能通過(guò)消耗儲(chǔ)存在軟體部干重中的能量來(lái)維持基本機(jī)能的運(yùn)轉(zhuǎn), 從而使得蝦夷扇貝的殼長(zhǎng)較大, 但是肥滿度不夠; 研究區(qū)中部靠近不適宜底播區(qū)的條帶區(qū)域受餌料限制同樣為低收益區(qū)。研究區(qū)中部與低收益底播區(qū)相接的區(qū)域以及研究區(qū)西北部大長(zhǎng)山島附近海域?yàn)橹惺找鎱^(qū)(圖6, 黃色區(qū)域)。從獐子島和長(zhǎng)山島之間的海域向東北部的條帶區(qū)域?yàn)楦呤找鎱^(qū)(圖6, 紅色區(qū)域)主要是由于該區(qū)域溫度限制相對(duì)較少, 餌料相對(duì)充足, 也就是說(shuō)該區(qū)域溫度和餌料匹配的天數(shù)明顯高于其他區(qū)域, 從而使得底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的收益較高, 適宜底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的發(fā)展。

圖6 底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝養(yǎng)殖區(qū)區(qū)劃圖Fig.6 The planning of bottom culture area for Yesso scallop

3 討論

3.1 肥滿度對(duì)養(yǎng)殖收益的影響

長(zhǎng)海海域底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝在未考慮肥滿度時(shí)的最大養(yǎng)殖收益在空間上均呈現(xiàn)出北部淺水高、南部海盆低的分布特征(圖7), 多年平均最大養(yǎng)殖收益的范圍在0.51～14.91 元/m2之間, 平均值為6.21 元/m2。未考慮肥滿度時(shí)的最大養(yǎng)殖收益高值位于大長(zhǎng)山島北部, 低值位于長(zhǎng)海海域南部。2010 年為多年區(qū)域平均最低, 養(yǎng)殖收益為3.69 元/m2; 2015 年為多年區(qū)域平均最高, 養(yǎng)殖收益為8.19 元/m2(表3)。

考慮扇貝肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益(圖3)與不考慮扇貝肥滿度的最大養(yǎng)殖收益(圖7)相比(表3), 研究區(qū)西北部明顯偏低, 主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)北部受底層水溫的限制, 適宜蝦夷扇貝生長(zhǎng)的時(shí)間較短(Nanet al, 2022)。由于不適宜生長(zhǎng)天數(shù)較長(zhǎng), 蝦夷扇貝通過(guò)消耗累積到軟體部中的能量維持自身生存, 從而導(dǎo)致底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的肥滿度不高。可以看出, 考慮扇貝肥滿度后的最大養(yǎng)殖收益的時(shí)空分布更加合理,可作為研究區(qū)規(guī)劃的依據(jù)。

表3 2007～2017 是否考慮肥滿度對(duì)養(yǎng)殖收益的影響Tab.3 Comparison in total profit with/without consideration of condition index from 2007 to 2017

圖7 2007～2017 年未考慮肥滿度的最大養(yǎng)殖收益的時(shí)空分布Fig.7 Spatio-temporal distribution of total profit considering no condition index from 2007 to 2017

3.2 養(yǎng)殖區(qū)區(qū)劃的合理性及對(duì)現(xiàn)有底播養(yǎng)殖區(qū)的建議

基于蝦夷扇貝底播養(yǎng)殖規(guī)劃的各養(yǎng)殖區(qū)(圖6),求取各養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖容量、最適放苗量和最大養(yǎng)殖收益的多年平均值作為指導(dǎo)養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)的參考值(表4)。長(zhǎng)海海域西北部的低收益養(yǎng)殖區(qū)參考放苗量為13 ind./m2; 研究區(qū)中部與不宜養(yǎng)殖區(qū)相接的低收益養(yǎng)殖區(qū)參考放苗量為15 ind./m2; 位于研究區(qū)西北部和研究區(qū)中部與低收益養(yǎng)殖區(qū)和高收益養(yǎng)殖區(qū)相接的中收益養(yǎng)殖區(qū)的扇貝參考放苗量分別為 12 和13 ind./m2; 高收益養(yǎng)殖區(qū)參考放苗量為12 ind./m2。本文區(qū)域平均放苗密度為12～15 ind./m2, 與Helm (2005)給出的殼高3 cm 左右底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的放苗密度的參考范圍10～20 ind./m2相近。由于各養(yǎng)殖區(qū)海域較大, 表4 中的參考值只能作為達(dá)到平均養(yǎng)殖收益的參考, 而在實(shí)際小范圍底播養(yǎng)殖活動(dòng)中, 蝦夷扇貝的放苗量應(yīng)按照?qǐng)D4 實(shí)施更為合理。在后續(xù)工作中需要按照具體養(yǎng)殖區(qū)域給予具體的養(yǎng)殖放苗量范圍。對(duì)比參考放苗密度和參考養(yǎng)殖收益(表4)說(shuō)明在實(shí)際蝦夷扇貝養(yǎng)殖過(guò)程中只是盲目的增加養(yǎng)殖放苗量并不能達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。

表4 不同養(yǎng)殖區(qū)參考放苗密度及參考收益統(tǒng)計(jì)Tab.4 Reference scallop density and reference total profit in each aquaculture area

長(zhǎng)海海域現(xiàn)有底播養(yǎng)殖區(qū)(圖1)基本分布在底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝高、中收益養(yǎng)殖區(qū)范圍內(nèi)(圖6), 蝦夷扇貝底播養(yǎng)殖區(qū)向長(zhǎng)海海域南部海域的拓展需要謹(jǐn)慎, 因?yàn)樵摵Ｓ蚴艿金D料限制, 底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的生長(zhǎng)受到影響(Nanet al, 2022)。

4 結(jié)論

基于蝦夷扇貝底播養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)模型在考慮扇貝肥滿度的情況下探究底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的養(yǎng)殖收益, 并評(píng)估養(yǎng)殖容量。經(jīng)研究得到如下結(jié)論: (1) 考慮肥滿度后的底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝養(yǎng)殖收益的空間分布更合理。(2) 底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝的養(yǎng)殖容量及最適放苗密度的空間差異明顯。(3) 長(zhǎng)海海域底播養(yǎng)殖區(qū)可劃分為4 類, 高收益區(qū)位于獐子島和小長(zhǎng)山島之間并向研究區(qū)東北部延伸的條帶海域, 適宜底播養(yǎng)殖的發(fā)展, 參考放苗量為12 ind./m2; 中收益區(qū)位于研究區(qū)西北部和中部均與低收益區(qū)和高收益區(qū)相接, 參考放苗量分別為13 和12 ind./m2; 研究區(qū)西北部由于受溫度限制產(chǎn)品肥滿度不足, 屬于低收益區(qū), 參考放苗量為13 ind./m2; 研究區(qū)中部與不宜養(yǎng)殖區(qū)相接的條帶區(qū)域受餌料限制同樣屬于低收益區(qū), 參考放苗量為15 ind./m2; 研究區(qū)南部海域不適宜底播養(yǎng)殖。(4) 長(zhǎng)海海域現(xiàn)有蝦夷扇貝底播養(yǎng)殖區(qū)基本分布在底播養(yǎng)殖蝦夷扇貝高、中收益養(yǎng)殖區(qū)范圍內(nèi), 向長(zhǎng)海海域南部的拓展需要謹(jǐn)慎。