崔晨 张云岭 张秀文 潘哲 叶敏 赵祺 齐遵利

摘 要：为评估唐山祥云湾海洋牧场渔业资源的增殖效果，对其投礁前后生物资源进行调查，选取主要经济渔获物为统计对象，结果表明：投礁后主要经济渔获物的生物总量是投礁前的2.5倍，Pileou均匀度指数（J′）是投礁前的1.82倍，Shannon-Weiner多样性指数（H′）是投礁前的2.14倍，种类丰富度指数（R）是投礁前的1.94倍。投礁后礁区在生物资源总量增加的基础上，一些经济种类增加明显，礁区生产力得到了提高，群落结构变得复杂而稳定，渔业资源增殖效果有良好的体现。

关键词：海洋牧场;资源调查;渔业资源;增殖效果

随着我国社会经济的高速发展，人民生活水平不断提高，对海产品质量和数量的需求也在增长[1]。然而近年来过度捕捞、环境污染日益严重以及不断加强的工程建设等人为因素，导致我国近海渔业生物多样性及资源量急剧下降，海洋生物资源及生态环境受到严重破坏[2]。

海洋牧场作为近海生态修复相对特殊的人工生态系统，能够在特定海域中为海洋生物的生长和繁殖提供良好环境[3]。建设海洋牧场，可以增加海洋生物的种类和产量、提高海洋生物的多样性、延长海洋生物的食物链、实现海洋生物资源和渔业的低碳生产[4]。唐山祥云湾海洋牧场所在海域海流速度较为缓慢，有着丰富的营养盐，水质状况较好，适合建设海洋牧场，进行人工鱼礁的投放和增殖放流[5]。

本文通过对祥云湾海洋牧场投礁区投礁前后的渔业资源生物量及生物多样性调查，进行渔业资源增殖效果评估，为海洋牧场的建设和发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 调查区域与调查方法

唐山海洋牧场实业有限公司在占地为57.33 hm2的人工鱼礁区于2017年11月开始投礁，至2018年6月投礁完成。于2017年6月对祥云湾人工鱼礁区进行了投礁前的本底调查，于2019年6月进行了投礁后的跟踪调查。渔业资源调查按《海洋调查规范》（GB 12763-2007） [6]中规定方法进行。调查均租用同一规格渔船，渔船主机功率为99 kW。网具使用刺网，网具全长200 m，共4种规格串连：孔径分别为4、2.5、3、4.5 cm。4种规格网高均为140 cm、长度均为50 m，下网24 h后取回。根据研究海域的位置、面积以及周边情况等确定3个调查站位，各站位具体地理位置如图1及表1所示。

1.2 数据和分析方法

生态优势度选用Pinkas的相对重要性指数（IRI）判断各资源种类的优势种，相对重要性指数包含了生物的丰度、生物量和出现频率三方面的重要信息，常被用做研究群落种类的生态优势度，其计算公式如下：

式中：N为某种生物的丰度与该海域生物总丰度的比值，%;W为某种生物的生物量与总生物量的比值，%;F为某种生物在调查中所出现站位与总站位的比值，%。本文中以所得结果大于等于1 000的鱼类定为优势种，结果在500～1 000的鱼类定为常见种。

Pileou均匀度指数（J′），可以体现某一物种群落在环境中的分布情况。其计算公式如下：

Shannon-Weiner指数（H′）是物种多样性调查最常用的方法，主要反映生物群落结构的复杂程度，其值越大，表明群落结构越复杂[7]。Shannon-Weiner指数计算公式为：

Margalef指数物种多样性指数（R）是物种丰富度和均匀度的函数，是用来描述一个群落的多样性的统计量，其计算公式如下：

（2）—（4）式中：S为各站渔获的种类总和;N为各站总渔获尾数;Pi为第i种的个体数与总个体数的比值。多样性指数越大表示物种的群落结构越复杂，生物资源越丰富[8];均匀度指数越大，表示生物在水体中分布均匀性越强[9]。

2 结果

2.1 投礁前后生境对比

大规模的捕捞、围海造田、污水排放等行为使得海洋环境不堪重负，渔业资源量逐渐衰退。海洋环境的恶劣发展，经由食物网、整个生态系统能量的传递，严重威胁到了社会经济的发展[10]。人工投放鱼礁后，浮游生物、底栖生物数量明显增多，为经济海产品提供优质适口的天然饵料，也为海洋生物栖息提供了优质的场所。

2.2 投礁前后游泳生物种类组成变动情况

如表2和表3所示，投礁后游泳生物种类由投礁前的15种增加到25种，是投礁前的1.67倍。投礁前魚类只有6种，投礁后鱼类种类上升到10种，占渔获游泳生物种类的40%。投礁前海域中甲壳类只有6种，投礁后甲壳类增加到9种。投礁前后头足类均为2种。

2.3 投礁前后游泳生物资源密度及资源量变动情况

投礁后，礁区海域鱼类、甲壳类的资源密度均得到了较明显的增加。游泳生物资源密度由投礁前的4 541.13 kg/km2增加到投礁后的11 539.59 kg/km2，增加了2.54倍;其中鱼类资源密度由投礁前的858.27 kg/km2增加到1 269.36 kg/km2，增加了1.48倍;甲壳类资源密度由投礁前的1 089.87 kg/km2增加到投礁后的3 115.69 kg/km2，是投礁前的2.86倍;头足类资源密度由投礁前的2 179.74 kg/km2，下降到投礁后461.58 kg/km2，是投礁前的0.48倍。

如表4所示，投礁后生物量总量多达6.61 t，而投礁前总生物量只有2.60 t，投礁后经济渔获物总生物量是投礁前经济渔获物总生物量的2.54倍。投礁前渔获物种类只有15种，而投礁后经济渔获物种类增加到25种，鱼类和甲壳类种类和资源量的增加从侧面反映了海洋牧场投礁区更适宜这些经济海产品的生长，头足类的资源减少可能是由于被捕食和环境改变所致。

2.4 投礁前后游泳生物生物多样性的变动

如图2和表5所示，投礁后游泳生物J′是投礁前的1.82倍;游泳生物H′也获得提升，投礁后是投礁前的2.14倍;生物R增长了1.94倍。从生物多样性的几个指标来看，投礁后礁区和非投礁区生物群落结构趋于复杂与稳定，渔业资源总量更加丰富。

2.5 投礁前后游泳生物优势种变动

投礁前后该海域优势种在数量和排名上发生了变动。投礁前后各渔获物优势种见表6。

投礁前，主要有矛尾鰕虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）、大泷六线鱼（Hexagrammos otakii）、许氏平鮋（Sebastes schlegelii）、皮氏叫姑鱼（Johnius belangerii）、焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）等经济鱼类，其中焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）为优势种，皮氏叫姑鱼（Johnius belangerii）为常见种，大泷六线（Hexagrammos otakii）和许氏平鮋（Sebastes schlegelii）为少见种，软体动物如长蛸（Octopus variabilis）、日本枪乌贼（Loligo japonica）;节肢动物如日本蟳（Charybdis japonica）、三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）、日本对虾（Penaeus japonicus）、口虾蛄（Oratosquilla oratoria）等共15种经济渔获物。

投礁后，主要有许氏平鮋（Sebastes schlegelii）、大泷六线鱼（Hexagrammos otakii）、矛尾鰕虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）、髭缟虾虎鱼（Tridentiger barbatus）、皮氏叫姑鱼（Johnius belangerii）、半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis）、青鳞小沙丁鱼（Sardinella zunasi）、焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）、白姑鱼（Pennahia argentata）、赤鼻棱鳀（Thryssa kammalensis）在内的十种经济鱼类，其中焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）为优势种，其他为少见种。另外有节肢动物如日本蟳（Charybdis japonica）、葛氏长臂虾（Palaemon gravieri）、日本对虾（Penaeus japonicus）、口虾蛄（Oratosquilla oratoria）等，软体动物短蛸（Octopus ocellatus）、长蛸（Octopus variabilis）等共25种经济渔获物。

3 讨论

3.1 投礁后海域生态环境得到改善

人工鱼礁的生态效果主要是通过两个方面原因实现的，一是鱼礁对周边理化生物环境的改变;二是鱼类等海洋生物的生活习性而导致的聚集效应[11]。

调查表明，唐山海洋牧场投礁后渔业资源生物量总量是投礁前渔业资源生物量总量的2.5倍，投礁后海域生物群落多样性指数及均匀度指数均高于非投礁区，表明投放人工鱼礁不但能够有效保护渔业资源，而且能够使礁区内生物群落结构更为复杂，抵抗力稳定性更高。

投礁区海域由于海底人工投放的各类礁石，对渔业资源捕捞带来一些阻力，所以，捕捞期渔民很少用大型刺网、拖网对礁区生物进行捕捞，由于人工投放鱼礁、藻礁不仅为海洋生物提供了舒适的栖息场所，还为其提供了必要且优质的天然饵料，有利于提高海域的自净能力，礁区内渔业资源更为丰富，生物多样性更高，群落结构更为稳定。投礁前海域经历了捕捞期的过度捕捞，渔业资源总量急剧衰减，投礁前渔业资源总量远不及投礁后，群落生物多样性明显偏低，群落结构相对不稳定。

3.2 调查的局限性

由于受条件的限制，我们只能在礁区进行刺网调查，以所得渔获物的量来估算该海域的渔业资源生物量，有许多种类或个体是不能捕捞到的，并没有在统计范围内，前后两次调查使用了相同的采样方式，做到两部分海域在捕捞条件上的一致性;由于魁蚶、刺参、扇贝为海洋牧场养殖品种，也不在统计范围内。

综合上述原因，本文对于唐山海洋牧场投礁区生物量总量及群落结构的判定存在一定的误差，调查结果低于实际生物量总量，群落结构也不及实际生物群落高级。

4 结论

海洋牧场的生态效益和经济效益受到所在海域的自身自然环境、投礁的数量、种类、投放规模和管理等因素影响，需要经过较长时间才能明显体现，通过调查、后期的研究结果及数据整理分析，初步表明祥云湾海洋牧场投礁增加了该海域生物量总量、提高了物种多样性，初步体现了改善海洋环境的基本功能。

参考文献：

[1] 朱文东.智慧渔业背景下智慧型海洋牧场发展研究[D].舟山：浙江海洋大学，2019.

[2] 朱驊.从碳汇渔业到蓝色粮仓的发展机制[J].上海海洋大学学报，2019，28（6）：968-975.

[3] 杨红生.我国海洋牧场建设回顾与展望[J].水产学报，2016，40（7）：1133-1140.

[4] 陈勇.中国现代化海洋牧场的研究与建设[J].大连海洋大学学报，2020，35（2）：147-154.

[5] 刘绍娟，张春明，高峰.浅析唐山市海洋牧场建设的必要性[J].河北渔业，2016（7）：73-74.

[6] 国家海洋局.海洋调查规范 第6部分：海洋生物调查： GB 12763.6-2007[S].北京：中国标准出版社，2008.

[7] 陈燕琴，申志新，刘玉婷.柴达木水系格尔木河秋季浮游植物群落结构特征初步研究[J].青海农林科技，2012（2）：10-15，60.

[8] 章宬.莫干山风景名胜区风景林特征与评价研究[D].杭州：浙江农林大学，2013.

[9] 陈曦，胡瑾，王林.水生态系统健康评价中常见方法评述[J].治淮，2010（12）：27-29.

[10] 洪洋.基于海洋生态环境维护的蓝色农业发展推动思考[J].农村经济与科技， 20 20， 31 （04）： 9 -10.

[11] 姜昭阳，郭战胜，朱立新，等.人工鱼礁结构设计原理与研究进展[J].水产学报，2019，43（9）： 1881-1889.