基于声学技术定点监测海洋牧场鱼类资源昼夜变化研究

为深入评估海洋牧场人工鱼礁的建设成效,促进海洋资源的有效管理和可持续利用,于2023年7和12月分别在广东珠海大蜘洲和广西北海银滩南部的海洋牧场人工鱼礁区,采用分裂波束式科学探鱼仪(Simrad EK80)对其鱼类资源进行渔业声学定点监测,系统分析了监测海域内的目标强度(Target strength, TS)分布、海域散射系数(Nautical area scattering coefficient, NASC)的昼夜变化及海流状态。结果显示:北海人工鱼礁区的鱼类资源TS变化范围为-51.9~-31.0 dB,平均为-44.8 dB;珠海人工鱼礁区的TS变化范围为-51.7~-25.5 dB,平均为-45.4 dB;人工鱼礁区的鱼类资源TS变化范围及平均值普遍优于对照区,鱼类资源主要在5 m以深的水层分布,且数量更丰富;北海人工鱼礁区底层的NASC与海流速度之间存在显著的正相关关系(p<0.05)。研究结果揭示了海洋牧场渔业资源的昼夜变化规律,丰富了海洋牧场渔业资源监测的研究方法,为海洋牧场效果评估提供了参考依据。

珠海外伶仃海洋牧场春季渔业资源生物碳储量初探

海洋牧场是碳汇渔业的重要组成部分。为评估海洋牧场不同功能区的渔业资源生物储碳情况,利用珠海外伶仃海洋牧场春季拖网调查数据分析渔业资源现状,对渔业资源生物碳含量进行测定,并估算海洋牧场渔业资源生物碳储量。结果显示,珠海外伶仃海洋牧场春季渔业资源生物量为4 505.48 kg,资源密度为458.34 kg·km^(-2),资源密度比对比区高23.34%。硬骨鱼纲的渔业资源生物湿样含碳率为6.53%~17.02%,软骨鱼纲为8.55%~10.19%,甲壳纲为6.70%~11.84%,头足纲为6.48%~9.89%,双壳纲为27.04%~27.39%。珠海外伶仃海洋牧场渔业资源生物碳储量为495.63 kg,碳密度为50.42 kg·km^(-2),碳密度比对比区高46.40%;碳密度排序为:增殖放流区>新人工鱼礁区>旧人工鱼礁区>对比区。初步分析认为,应根据不同渔业资源生物含碳率的差异性,通过投放人工鱼礁、增殖放流等手段调整渔业资源结构,提高海洋牧场的储碳能力。

广西银滩南部海域海洋牧场渔业资源评估

为掌握广西北海银滩海洋牧场海域的鱼类资源状况,分别于2022年3月、2023年1月采用分裂波束式科学探鱼仪(Simrad EK80)对该海域进行了2次声学调查。利用回波积分法并结合拖网采样(网目尺寸:4.0 cm×2.5 cm)对调查海域内生物的尾数密度、生物量密度及空间分布进行了评估分析。结果表明,无论是在人工鱼礁区还是对照区,渔获组成均主要以小型个体为主(2022和2023年的个体平均体质量分别为8.64和29.8 g)。2022年3月人工鱼礁区和对照区声学评估种类平均尾数密度分别为66 003和41 903尾·km^(-2),平均生物量密度分别为726.66和469.90 kg·km^(-2);2023年1月人工鱼礁区和对照区声学评估种类平均尾数密度分别为17 194和11 110尾·km^(-2),平均生物量密度分别为665.94和406.85 kg·km^(-2)。人工鱼礁区表现出明显的集鱼效果。调查海域渔业资源主要分布于5.0 m以深水层,且礁区渔业资源较对照区垂直分布范围更广。2次调查的人工鱼礁区平均单体目标强度(Target strength, TS)均大于对照区,且人工鱼礁区检测出的单体目标较对照区多,分布比对照区更集中,表明人工鱼礁影响了鱼类的资源分布。

珠海外伶仃海洋牧场生态系统服务价值评估研究

参考千年生态系统评估分类体系,将珠海外伶仃海洋牧场生态系统划分为四大类共15项服务。文中利用生态经济学理论和评估技术方法对珠海外伶仃海洋牧场的生态系统服务价值进行了初步评估。研究结果表明:2020年珠海外伶仃海洋牧场生态系统服务总值为6,749.30×10^(4)CNY/a,单位海域面积为686.60×10^(4)CNY/(km^(2)·a);服务价值构成为:供给服务价值(57.52%)>文化服务价值(37.59%)>调节服务价值(4.88%);其中食品供给价值(55.73%)最大,占据了供给服务价值的绝大部分。此外,调节服务价值和文化服务价值也对海洋牧场生态系统服务产生了一定的影响和贡献。

海洋牧场建设技术研究进展

海洋牧场是养护渔业资源、修复生态环境、实现海洋渔业资源与近海生态系统和谐发展的重要途径。综述了国内外海洋牧场生物资源评估技术、生物增殖技术、物种驯化控制技术、人工鱼礁水动力特性技术、人工鱼礁结构及工程材料开发技术、海洋牧场监测技术6项技术的定义、方法及其应用效果,从研究基础、科技水平和支撑发展3个层面分析了我国海洋牧场面临的问题,并展望了我国海洋牧场技术的发展趋势和研究方向。

南海柘林湾海洋牧场生物碳储量研究

文章以柘林湾海洋牧场海洋生物为研究对象,采用元素分析法,对海洋生物不同组织器官灰化前后碳(C)质量分数进行测定。在此基础上,估算灰化前柘林湾海洋生物C质量分数,探讨海洋牧场生物碳储量。结果表明,1)灰化前柘林湾海洋牧场各生物主要组织器官肌肉、骨骼/壳、内脏C质量分数均值变化分别为37.72%~47.41%、11.23%~34.91%、27.58%~33.95%,其中硬骨鱼纲、甲壳纲(虾)、腹足纲、双壳纲等固碳能力较强,但除头足纲外,总体差别不大。灰化后,主要组织器官肌肉、骨骼/壳、内脏C质量分数均值变化分别为1.83%~8.28%、1.90%~12.54%、0.62%~8.29%,其中腹足纲和双壳纲储碳能力较强;2)2013年柘林湾海洋牧场海洋生物储碳约为6.728×104t。其中人类捕捞从海洋中移除C约0.155×10~4t,占总碳储量的2.31%;沉积在海底的C约0.11×10~4t,占总碳储量的1.7%;封存在海洋内的并不断进入碳循环的C约6.46×10~4t,占总碳储量的95.98%。不同海洋生物碳汇特征不同,海洋牧场可有效提高区域碳汇强度。

海洋牧场景观生态分类研究:以柘林湾海洋牧场为例

近年来,中国海洋牧场研究与建设发展迅速,带动了海洋牧场休闲渔业和旅游业的发展,但由于海洋牧场休闲渔业发展模式较为单一,对海洋牧场可观赏性景观开发理论方面研究较少。本研究以柘林湾海洋牧场为例,应用景观生态分类理论方法,对其进行景观生态分类,建立柘林湾海洋牧场景观生态分类系统,将柘林湾海洋牧场划分为3个一级景观、5个二级景观和16个三级景观,并应用空间分析技术绘制了各级景观生态分类示意图,讨论分析了其景观分布状况。该研究初步形成了海洋牧场景观生态分类系统,可为下一步进行海洋牧场景观格局规划研究提供理论依据,对海洋牧场生态、经济和社会效益的提高及可持续发展具有重要的理论意义。

粤东柘林湾海洋牧场景观结构与格局的分析研究

海洋牧场与休闲渔业融合发展是我国海洋牧场发展方向之一,现阶段海洋牧场休闲产业规模较小,类型较为单一,主要以游钓和潜水休闲为主,其景观观赏性功能有待深入挖掘和开发。海洋牧场景观格局研究主要针对海洋牧场景观资源的形成、分布及其在景观空间上排列和布局等方面,发现并了解其生态系统或空间属性变异程度表观现象。本研究以粤东柘林湾海洋牧场示范区为案例,采用景观格局分析法对景观要素特征指数及景观异质性指数进行计算,研究表明,粤东柘林湾海洋牧场示范区自然景观为景观基质,半自然景观斑块面积最多,故破碎度指数最高,受人类活动影响最大,对生物多样性保护及景观生境维护应加强;文化景观与整体景观分离度较大,导致整体景观连通性较差,影响景观效果;滨海景观斑块较少,丰富度不高,但根据调查显示周边旅游资源丰富,因此缺乏与粤东柘林湾海洋牧场结合开发利用。总之,本研究通过解析海洋牧场景观格局空间内不同景观的分布状况及相互之间的作用和影响,为下一步进行景观生态规划提供数据支持,并为开发和利用海洋牧场休闲渔业与生态景观可持续化发展,综合提升海洋牧场的生态、经济和社会价值提供支撑。

国内外海洋牧场发展历程与定义分类概述

海洋牧场是国内外长期广泛应用的海洋渔业发展举措。本文对国内外海洋牧场发展情况以及已有定义、分类情况进行了总结和分析。国外普遍将渔业资源增殖等同海洋牧场,从20世纪40年代以来人工鱼礁已从较单纯的聚鱼功能,拓展为海洋牧场生境保护和修复功能,目标是渔业资源增殖和利用。东北亚国家如日本、韩国建设人工鱼礁的目标是大规模增殖、聚集和捕获渔业资源;欧美诸多国家建设人工鱼礁主要是为了增殖保护渔业资源和开发休闲渔业。国外以渔业资源增殖为主旨的海洋牧场建设成败皆有,成功的方面仍值得中国借鉴。国外对海洋牧场定义和分类的数量较少,定义的提出和使用相对严谨。多年来,中国高度重视海洋牧场建设,将其作为水生生物资源养护、渔民转产转业和海洋生态文明建设的重要手段加以扶持。海洋牧场在建设规模、产出效果、技术水平、发展机制等方面取得了巨大进步。但由于起步较晚,产业和科技总体上仍处于初级阶段,存在一系列问题亟待解决。在20世纪60年代至70年代,国内学者提出海洋牧场和海洋农牧化概念,并将二者进行了区分,其后诸多学者也将渔业资源增殖等同海洋牧场。近年来国内海洋牧场发展迅速,但海洋牧场定义不够规范,数量繁多、含义空泛、严谨性不足。最后,本文就海洋牧场发展趋势、发展理念、目标定位、建设内容、研究支撑等方面进行了总结和展望,认为实事求是并理性把握好现阶段海洋牧场的发展理念、定位、内容和目标,加强对农业农村部现有海洋牧场水产行业标准的宣传尤其是定义和分类的宣传,引导海洋牧场研究和建设工作有序开展,对于切实有效支撑海洋牧场健康发展十分重要。

南海柘林湾-南澳岛海洋牧场渔业资源本底声学评估

为掌握南海柘林湾—南澳岛海洋牧场水域渔业资源本底情况,于2011年4月到2012年2月,使用Simrad EY60科学探鱼仪先后于不同月份对其进行了4次调查。调查显示2011年4月,21种评估鱼类总平均数量密度和平均资源量密度分别为2.68×104个/km2和0.73 t/km2;2011年8月,38种评估鱼类总平均资源数量密度和平均资源量密度分别为6.49×104个/km2和0.71 t/km2;2011年11月,33种评估鱼类总平均资源数量密度和平均资源量密度分别为4.14×104个/km2和0.93 t/km2;2012年2月,15种评估鱼类总平均资源数量密度和平均资源量密度分别为1.45×104个/km2和0.36 t/km2。结果表明,4个月资源量密度均不高;11月资源密度和资源量最高;2月资源密度和资源量最低,声学评估种类明显减少。4月积分值主要分布于4~8 m水层;8月积分值于4~14 m水层内分布比较均匀;11月积分值主要分布水层与4月相似,但10 m以深水体所占百分比高于4月;2月积分值主要分布于4~10 m水层,尤其是6~8 m水层。资源密度与水深之间无明显线性关系。各月份调查站点资源密度与SST无明显线性关系。各月份平均丰度密度与SST呈明显线性关系（R2=0.997 4）。各月份平均资源量密度与SST呈一定线性关系（R2=0.287 2）。研究证实声学方法在海洋牧场渔业资源评估过程中表现出良好的效果,推动了声学技术在海洋牧场渔业资源研究领域的发展,为今后我国深入开展海洋牧场渔业资源增殖效果评估研究提供了现实基础和科学依据。

柘林湾海洋牧场生态系统服务价值评估

采用生态系统服务理论,对柘林湾海洋牧场建设前后生态系统服务价值进行了系统评估。在此基础上,运用ArcGIS分析了柘林湾海洋牧场网箱养殖区、海藻增殖区、贝类底播区、人工鱼礁区、增殖放流区等不同功能区生态系统服务价值的空间分布特征。结果表明,2011—2013年,柘林湾生态系统服务价值从海洋牧场建设前的58 613万元上升至建设后的67 370万元。价值构成未发生明显变化,表现为供给服务价值最高,文化服务价值次之,调节服务价值相对较低。柘林湾海洋牧场不同功能区服务功能价值空间分布特征大致为网箱养殖区>海藻增殖区>贝类底播区>人工鱼礁区>增殖放流区。

水生生物环境丰容技术及其应用研究进展

水生生物作为人类生活的重要组成部分,其在养殖、运输以及展示等过程中福利水平低下现象层出不穷,寻求合适的方法来解决水生生物福利低下的问题,成为保障并提升水生生物福利的一大重要工作。环境丰容作为一项能够通过对圈养动物生存环境进行优化,提升圈养动物福利水平,使得圈养动物获得生理和心理健康,展示其自然行为的技术,成为保障和提升水生生物福利的一个重要手段。目前,与国外相比,国内对水生生物环境丰容技术的研究还处于起步阶段,如何利用环境丰容技术改善水生生物的生存环境,保障并提升水生生物福利水平日益成为研究热点。为此,本文综述了环境丰容的定义、发展历程、环境丰容与动物福利的关系以及在水生生物中的4种主要环境丰容技术。同时,就水生生物环境丰容技术存在的问题进行讨论并提出建议,以期为水生生物环境丰容提供更多方案参考和理论支撑。

超声波遥测系统及其在海洋生物领域的应用研究进展

超声波遥测是研究海洋动物行为和生理的重要手段之一,目前已应用于鱼类、头足类、甲壳类以及一些哺乳类和爬行类动物的研究,并在水产增养殖和自然资源保护领域得到重视。介绍了超声波遥测系统的组成和定位原理,回顾了超声波遥测技术在国内外海洋生物研究领域的应用进展,分析了其目前存在的问题并对未来的发展前景进行了展望。

柘林湾海洋牧场不同功能区食物网结构

海洋牧场是由多个功能区组成的生态系统工程,不同功能区的生态环境和食物网结构各不相同,通过研究不同功能区食物网结构有助于了解功能区之间生态系统差异。实验通过对南澳柘林湾海洋牧场渔业资源环境调查,利用碳氮稳定同位素技术对海洋牧场不同功能区食物网结构进行比较,并借助SIBER对稳定同位素数据进行分析。结果显示,海洋牧场调查共采获生物种类78种,其中,消费者的δ^(13)C比值介于–19.94‰~–13.62‰,δ^(15)N比值介于8.78‰~15.29‰,营养级范围介于1.73~3.64。不同功能区同位素数据对比表明,人工鱼礁区生物资源相对丰富,食物网结构较为复杂;海藻增殖区中生物生态位分布最广,营养冗余程度较高;贝类增殖区生物生态位较窄,营养级分布较为集中。在不同功能区生态系统稳定性对比中,人工鱼礁区生态系统稳定性最佳,海藻增殖区生态系统稳定性较差。

粤东柘林湾海洋牧场渔业资源增殖效果评估

为评价粤东柘林湾海洋牧场的建设效果,以环境卫星遥感和现场调查相结合的方法,对柘林湾海洋牧场建设前(2011年8月)和建设后(2013年8月)海表温度(sea surface temperature,SST)、叶绿素a质量浓度(chlorophyll a concentration,Chl a)、总渔获物的单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)、生物多样性、底栖动物的生物量及栖息密度等进行了对比分析。结果表明,柘林湾海洋牧场建设后,海域氮磷比(N/P)接近16,Chl a质量浓度由海洋牧场建设前的7.5～12.3 mg·m^(-3)提高到建设后的10.4～16.2 mg·m^(-3)。总渔获物CPUE从2.1～5.5 kg·h^(-1)提高到5.8～14.5 kg·h^(-1)。鱼类、甲壳类、头足类和贝类的种类数分别增加了25种、3种、2种和3种,鱼类、甲壳类、头足类和贝类群落的Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别提高了0.5、0.4、0.1和1.0,底栖动物的生物量及栖息密度均有所增加。柘林湾海洋牧场的建设在一定程度上改善了渔业生境,对渔业资源的养护和增殖具有积极作用。

珠海外伶仃岛海域海洋牧场选址探讨

海洋牧场选址是海洋牧场建设前需首要考虑的重要环节,适宜的选址是确保海洋牧场建设成功的前提。文章从海岸线稳定性、海洋功能区划、海洋生态红线、养殖水域滩涂规划、海洋工程和设施等5个方面选取了34个指标作为海洋牧场适宜性评价的因素,建立海洋牧场选址指标体系。在此基础上,根据珠海外伶仃岛海域实际情况,选取岛屿海岸线长度和面积变化强度、海洋功能区划、海洋生态红线、养殖水域滩涂规划、港口、锚地、通航密集区、海底管线等8个指标,采用地理信息系统空间分析方法,对珠海外伶仃岛海域海洋牧场选址进行适宜性评价。结果表明,研究区域内无最适宜和较适宜进行海洋牧场建设的区域,一般适宜和不适宜的区域所占面积分别为33.09和45.59 km2,其中适宜海洋牧场建设区域与珠海市目前已建人工鱼礁和规划海洋牧场区域范围相近。

南海柘林湾鱼类群落结构季节变动的研究

为阐明南海柘林湾鱼类群落结构的动态变化,基于2011年4月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和2012年2月(冬季)对南海柘林湾拖网调查的数据,对柘林湾鱼类群落结构季节动态、鱼类营养级指数季节变化进行了初步分析。结果显示,各季节调查共捕获鱼类99种,底层鱼类占49.49%,暖水性鱼类占78.78%,肉食性鱼类占79.79%。各季节质量百分比和数量百分比优势种以拟矛尾■虎鱼(Parachaeturichthys polynema)、龙头鱼(Harpodon nehereus)、皮氏叫姑鱼(Johnius belengeri)等为主。柘林湾鱼类资源密度和资源尾数密度最高季节为夏季,各季节鱼类个体体质量大多小于15 g。春、秋季鱼类组成相对丰富,冬季生物量优势度最高。柘林湾鱼类以中级肉食性和高级肉食性为主,年度平均营养级指数为3.478,属于中级水平,夏季高营养级鱼类平均体质量最高。

西沙—中沙海域春季鸢乌贼资源与海洋环境的关系

根据2006-2010年春季(3-5月)大型罩网渔船的生产监测数据,运用广义线性模型(Generalized Linear Model,GLM)对鸢乌贼单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort,CPUE)进行标准化,同时结合卫星遥感数据(海表温度、叶绿素a浓度及海面风场)对西沙-中沙海域春季鸢乌贼资源量变化和海洋环境的关系进行统计分析。结果表明,春季鸢乌贼资源在海表温度(Sea Surface Temperature,SST)25~28.5℃、叶绿素a浓度(chlorophyll aconcentration,Chl a)0.1~0.16mg/m3时随着水温的升高和叶绿素a浓度的降低而增大,资源量最高的SST范围为27~28.5℃、Chl a范围为0.1~0.13mg/m3。西沙-中沙海域春季Chl a峰值出现在3月份,该时期为鸢乌贼的繁殖高峰期。鸢乌贼的资源量在5月份达到峰值,其对Chl a的响应时间延迟约2个月。此外,2008年春季鸢乌贼资源量波动较大,与2007-2008年的拉尼娜事件引起的气候异常有关。研究结果对于了解西沙-中沙海域鸢乌贼资源变动规律、指导鸢乌贼资源科学生产、开发南海外海渔业资源等具有重要意义。

南方紫海胆摄食习性的初步研究

采用实验生态学的方法研究了成体南方紫海胆(Anthocidaris crassispina)的摄食和活力情况。结果表明,紫海胆在5种海藻共存的情况下,对不同海藻类具有不同选择性,日摄食率有显著性差异,对琼枝麒麟菜(Betaphycus gelatinum)的嗜食性最高,其次为半叶马尾藻(Sargassum hemiphyllum)、石花菜(Gelidium amansii)、石莼(Ulva lactuca),对刺松藻(Codium fragile)的喜好性较差。紫海胆的摄食受水温、海藻种类和自身体质量的影响,在23~27℃时活力和摄食状态最佳,水温升高和降低均会显著抑制其摄食;成体紫海胆对石莼、半叶马尾藻和琼枝麒麟菜的日摄食率有显著差异;在最适摄食水温下,紫海胆日摄食率随体质量增加呈显著的指数下降趋势。

鲻鱼在饥饿状态下的耗氧率和排氮率与其体质量及水温变化关系研究

研究了南海近海野生鲻鱼(Mugil cephalus)在饥饿状态下的呼吸和排泄与其体质量及水温变化的关系。实验鲻鱼捕自大亚湾近海海域,实验方法采用成熟的二因素五水平中心复合实验设计和响应曲面法,实验设计5组梯度水温,分别为16℃、20℃、24℃、28℃和32℃,同时,鲻鱼按体质量的均值设计5组,分别为(5.66±0.38)g、(9.74±0.58)g、(13.58±0.37)g、(18.37±0.44)g和(27.68±0.38)g,研究野生鲻鱼在实验条件下的耗氧率、排氮率和氧氮比值[n(O):n(N)]的变化规律。结果表明,体质量越小的鲻鱼,在水温越高的环境中对耗氧率及排氨率影响越显著,且体质量对耗氧率及排氨率的影响作用明显大于水温的作用。不同体质量鲻鱼的n(O):n(N)比值为10.15~19.52,在水温24℃条件下,体质量(27.68±0.38)g实验组氧氮比值最大,说明其体内蛋白质与脂肪混合代谢机能旺盛,生长速率快。因此,可以确定24℃左右为鲻鱼生长的最适水温。