东山湾网箱养殖区多层生态床构建对底层游泳动物的聚集效果

，，，，

(福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)

2017-08-01

福建省属公益类科研院所基本科研专项(2014R1003-3、2014R1003-10)；闽台重要海洋生物资源高值化开发技术公共服务平台(2014FJPT01)；福建重要海洋经济生物种质库与资源高效开发技术公共服务平台(14PZY017NF17).

刘 勇(1982-)，男，助理研究员，硕士，研究方向为渔业资源生物学及生态学.E-mail：liuyong748@aliyun.com

刘 勇，郑惠东，许贻斌，等.东山湾网箱养殖区多层生态床构建对底层游泳动物的聚集效果[J].渔业研究，2017，39(5)：342-348.

东山湾网箱养殖区多层生态床构建对底层游泳动物的聚集效果

刘勇，郑惠东，许贻斌，陈宇锋，郑盛华

(福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)

利用牡蛎壳、PVC管和网片在福建东山湾养殖区海域构建2种类型的多层生态床开展养殖海域生态修复试验。根据2015—2016年开展的3次调查资料，设置养殖鱼排多层生态床区和对照区，并对其底层游泳动物的种类组成、数量分布、优势种和多样性等情况进行了比较分析研究。调查共采集游泳动物17种，修复A区、修复B区的种类数量均比对照区明显增加；第1次和第2次跟踪调查，修复A区的生物量分别比对照区高0.88倍和1.34倍，修复B区的生物量分别比对照区高1.46倍和0.28倍。修复A区和修复B区的优势种分别比本底调查增加3种、1种，出现了晶莹蟳(Charybdislucifera)、善泳蟳(C.natator)、青石斑鱼(Epinephelusawoara)和褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)等经济种类，两个修复区的第一优势种日本蟳(C.japonica)的生物量均高于对照区。两次跟踪调查中，修复A区的生物多样性水平均高于对照区。总体上，多层生态床对修复海洋渔业资源具有一定作用。

多层生态床；聚鱼效果；养殖区；东山湾

东山湾位于福建省东南部，是个半封闭型的海湾，海湾面积约276 km2，水质肥沃，自然地理条件优越，是多种水产动物栖息、繁育的场所，也是福建省海水养殖的重要水域、海洋农牧化示范区和海洋生态环境保护区[1]。随着东山湾海域周边工农业和城市化进程的快速发展、人类养殖活动的扩大，海洋生态系统受到的外来压力日趋加重，使科研人员对东山湾海洋生态环境的研究越来越多[2-7]。生态床通常作为修复污染水体的一种有效手段，有着不少报道[8-11]，如张瑞斌[12]曾利用潜没式生态床技术对江苏西渡河的污染水域进行过生态修复研究；刘松林等[13]对海南新村湾天然海草床生态系统溶解有机物的时空变化及控制因素做过相关研究。但人工构建的生态床系统在海水水域，特别是在渔业资源修复方面的应用却鲜有报道。

本研究在网箱养殖区构建多层生态床进行生态修复实验，通过对游泳动物种类组成、数量分布、优势种和多样性等变动情况的比较分析，探讨多层生态床在游泳动物聚集方面的修复效果，以期为海湾养殖区底部环境的修复和优化提供参考。

1 材料与方法

1.1多层生态床构建

本研究在东山湾铜陵镇海域的鱼类网箱养殖区(117°30′28.0″～117°30′29.5″E，23°46′2.0″～23°46′9.0″N)构建2种形式的多层生态床，分别投放在修复A区和修复B区。生态床共分三层，主体结构规格为2.0 m×2.0 m×1.2 m(长×宽×高)的立方体，采用PVC管(直径75 mm)构架，PVC管中间设置钢筋并浇筑混凝土，以保证其强度和稳定性。上、中层间距0.5 m，都铺设5 cm网目的网片，在网片上铺设10排牡蛎壳串，每串串有20个牡蛎壳，形成2层牡蛎壳生态帘。而在生态床的底层，修复A区和修复B区分别采用袋装牡蛎壳和散状牡蛎壳作为沉积物层。2015年3月24—27日，完成多层生态床的投放，修复A区和修复B区的修复面积分别达到300 m2和400 m2。

1.2效果评价

2015年3月3—4日、2016年4月27—28日和9月6—7日，分别在福建省东山湾网箱养殖区设置J1、J2、J3、J4、D5、D6等6个调查站位进行笼壶作业试捕调查，其中J1、J2设在修复A区，J3、J4设在修复B区，D5、D6设在对照区(图1)。第1航次为本底调查，第2和第3航次分别为第1次和第2次跟踪调查。

各次调查均使用同一规格的定置延绳倒须笼渔具，渔具主尺度为0.159 m2×0.180 m，网目尺寸为25 mm，每一站位投放4个笼，主线绑在养殖渔排上，笼具投放时间为21～24 h。笼壶作业的渔获率按每站每天的渔获量计算(1 d=24 h)，单位为g/d和ind./d。本文规定渔获重量比例大于5%的为优势种。采用Margalef种类丰富度指数(D)、Shannon-Wiener种类多样性指数(H′)和Pielou种类均匀度指数(J)来研究调查站位出现种类的多样性，公式如下：D=(S-1)/lnN，H′=-ΣPi·(lnPi)，J=H′/lnS。式中：S为该调查站位种类数，N为该调查站位总渔获尾数，Pi为该调查站位第i种种类尾数占总渔获尾数的比例。

2 结果与分析

2.1种类数明显增加

2015—2016年东山湾养殖区3个航次的笼壶作业调查，共采集游泳动物17种，其中蟹类11种，占总种数的64.71%，主要有隆线强蟹(Euctraecrenata)、晶莹蟳(Charybdislucifera)、日本蟳(C.japonica)、善泳蟳(C.natator)、双刺静蟹(Galenebispinosa)等；鱼类6种，占35.29%，有青石斑鱼(Epinephelusawoara)、褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)、犬牙细棘鰕虎鱼(Acentrogobiuscaninus)等。

本底调查共采集游泳动物7种，其中修复A区、修复B区、对照区分别为3种、5种和6种；第1次跟踪调查共采集8种，其中修复A区、修复B区、对照区分别为5种、7种和3种，前2者分别是对照区的1.7倍和2.3倍；第2次跟踪调查共采集9种，其中修复A区、修复B区、对照区分别为6种、4种和5种(图2)。

综合2次跟踪调查，修复A区有7种游泳动物，修复B区有9种，对照区有7种，分别比本底调查相应区域增加4种、4种和1种，这说明生态床修复区底层游泳动物的种类数增加更明显。结果表明随着时间的推移，修复A区和修复B区渔业生物出现种数有上升的趋势，生态床建设对渔业生物产生了一定的种类聚集效应。

2.2资源密度指数显著提高

本底调查，修复A区游泳动物的生物量为571.55 g/d，修复B区为716.15 g/d，分别是对照区的0.90倍和1.13倍；第1次跟踪调查，修复A区为595.25 g/d，修复B区为776.70 g/d，分别是对照区的1.88倍和2.46倍；第2次跟踪调查，修复A区为805.25 g/d，修复B区为438.98 g/d，分别是对照区的2.34倍和1.28倍(表1)。

本底调查，修复A区游泳动物的生物密度为10.37 ind./d，修复B区为15.49 ind./d，分别是对照区的0.73倍和1.08倍；第1次跟踪调查，修复A区为14.00 ind./d，修复B区为14.50 ind./d，分别是对照区的1.22倍和1.26倍；第2次跟踪调查，修复A区为21.27 ind./d，修复B区为12.00 ind./d，分别是对照区的3.25倍和1.83倍(表1)。

本底调查和第1次跟踪调查均在春季进行，修复A区第1次跟踪调查的生物量、生物密度分别是本底调查的1.04倍和1.35倍；修复B区第1次跟踪调查的生物量、生物密度分别是本底调查的1.08倍和0.94倍。通过比较可知，随着时间的推移，修复A区游泳动物的生物量和生物密度均逐渐增加，且都高于同期的对照区；修复B区的生物量先增加后下降，但也都高于同期的对照区。

表1 不同区域游泳动物生物量和生物密度

2.3优势种数明显增多

本底调查，修复A区、修复B区和对照区的优势种分别有3种、4种和3种(表2)，第一优势种均为日本蟳，生物量分别为342.7 g/d、375.7 g/d和372.5 g/d。

第1次跟踪调查，修复A区、修复B区和对照区的优势种分别有4种、4种和3种(表2)，第一优势种均为日本蟳，生物量分别为389.6 g/d、448.6 g/d和139.4 g/d。

第2次跟踪调查，修复A区、修复B区和对照区的优势种分别有4种、3种和2种(表2)，第一优势种均为日本蟳，生物量分别为567.6 g/d、355.2 g/d和264.5 g/d。

综合2次跟踪调查结果与本底调查相比，修复A区的优势种种数增加了3种，修复B区增加了1种，对照区增加了1种；第一优势种日本蟳的生物量，修复A区的第1次跟踪调查和第2次跟踪调查分别比本底调查增加了13.7%和65.6%，修复B区分别增加了19.4%和下降了5.5%，对照区分别下降了62.6%和29.0%。修复A区的经济种类比本底调查增加了晶莹蟳和褐菖鲉，修复B区增加了晶莹蟳、善泳蟳和青石斑鱼。

表2 不同区域笼壶作业渔获物优势种及重量比例

2.4多样性分析

笼壶作业渔获游泳动物丰富度指数D、多样性指数H′均表现为：本底调查是对照区>修复B区>修复A区，第1次跟踪调查是修复B区>修复A区>对照区，第2次跟踪调查是修复A区>对照区>修复B区；均匀度指数J，本底调查是修复A区>修复B区>对照区，第1次跟踪调查是对照区>修复A区>修复B区，第2次跟踪调查是对照区>修复B区>修复A区(图3)。

注：a表示本底调查，b表示第1次跟踪调查，c表示第2次跟踪调查。

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

3 讨论

东山湾是福建省东南部一个半封闭型的海湾，也是福建省重要的海水养殖区，现已形成以鲍鱼、龙须菜和鱼类网箱养殖为主的养殖格局[14]。由于过度养殖再加上水交换条件差，网箱养殖残饵、排泄物等大量沉积导致海水富营养化、水质恶化，近年来八尺门养殖生物大面积死亡事件时有发生，因此，网箱养殖区受损生境的修复迫在眉睫。

海草生态床对沿海生态系统具有重要意义，不仅可以为海洋生物提供重要的栖息地和为许多生物提供重要的食物来源，而且在全球碳氮磷循环中也具有重要作用。韩秋影等[15]评估了广西合浦海草床生态系统服务功能价值，表明海草床生态系统能对水产养殖、滩涂和近海渔业等诸多方面产生不小的价值。汤坤贤等[16-17]利用大型海藻生态修复技术在东山湾开展小规模网箱养殖区水质生态修复试验，取得较好效果。

本研究利用牡蛎壳等环保材料，以牡蛎壳网袋礁和牡蛎壳生态床相结合的方式在网箱底部构建多层生态床，从而重构网箱底部生态系统，优化和修复底部环境。本底调查采集到游泳动物7种，两次跟踪调查共13种，其中修复A区和修复B区均增加4种，而对照区仅增加1种，表明随着时间的推移，人工构建的生态床修复区对底层游泳动物具有一定的聚集效应。由于本实验主要在网箱养殖区内部海域进行，无法使用拖网和刺网等作业方式，仅采用笼壶作业方式，具有一定的选择性，而且投笼数量较小，因此所获的游泳动物主要是底层蟹类和鱼类，且数量有限。如果条件允许，可在后续研究中增加钓具等其他作业方式，以期更加全面地了解养殖区游泳动物的种类。修复A区第1次和第2次跟踪调查的生物量分别比本底调查增加4.15%和40.89%，也分别比同期的对照区增加88.49%和提高1.34倍；修复B区第1次和第2次跟踪调查生物量分别比本底调查增加8.45%和下降38.70%，分别比同期的对照区提高1.46倍和增加27.70%。可见，在一定时间内，人工构建的多层生态床区对底层游泳动物的生物量具有增加作用，随着时间的延长，修复A区生物量的聚集效应比修复B区更加明显，优势种也多1种。在生物多样性方面，游泳动物种类丰富度指数和多样性指数在本底调查时为对照区>修复B区>修复A区，在第1次跟踪调查时为修复B区>修复A区>对照区，在第2次跟踪调查时为修复A区>对照区>修复B区。结果表明，人工构建的多层生态床对修复海洋渔业资源、提高生物多样性水平具有一定作用，短期内2种模式的多层生态床修复区均表现出较好的效果，但随着时间的延长，在对渔业资源的聚集以及生物多样性水平的恢复方面，修复A区要好于修复B区。

[1]蔡清海等.福建主要港湾的环境质量[M].北京：海洋出版社，2007.

[2]姜双城，林培梅，蔡玉婷，等.基于PCA法的春、夏季东山湾海域富营养化特征[J].海洋学研究，2015，33(1)：81-88.

[3]陈财珍，林静，许贻斌，等.福建省东山湾海洋生态环境中石油烃类分布特征与评价[J].海洋开发与管理，2015，32(10)：73-77.

[4]余颖，姜琳琳，钟硕良.福建省东山湾生态环境中多氯联苯的残留特征[J].南方水产科学，2014，10(1)：64-70.

[5]郑盛华，杨妙峰，席英玉，等.东山湾表层沉积物5种重金属元素含量分布及其与主要环境因子的关系[J].应用海洋学学报，2014，33(2)：251-257.

[6]席英玉，林永青，杨妙峰，等.春、夏季东山湾海水中Hg、As的分布状况及其影响因素[J].福建水产，2014，36(4)：278-284.

[7]李连杰.基于PSR模型的半封闭海湾生态系统健康评估——以福建东山湾为例[D].汕头：汕头大学，2015.

[8]刘超翔，胡洪营，张健，等.人工复合生态床处理低浓度农村污水[J].中国给水排水，2002，18(7)：1-4.

[9]丛科明，刘书宇，王立，等.复合生态床修复北方景观水体的影响因素研究[J].中国给水排水，2009，25(13)：77-79.

[10]张媛，张驰，郭旋，等.复合生态床的植物配置与净化效能研究[J].中国给水排水，2010，26(5)：96-99.

[11]侯霜，李子富，张扬.不同生态床对剩余污泥脱水和稳定化的影响[J].环境科学研究，2015，28(4)：589-595.

[12]张瑞斌.苏南地区河道低污染水生态修复技术研究[J].中国环保产业，2015，(10)：46-48.

[13]刘松林，江志坚，周沉冤，等.海南新村湾海草床生态系统溶解有机物的时空变化及其控制因素[J].生态学杂志，2016，35(8)：2144-2151.

[14]陈宇锋，陈小红，陈月忠，等.春、夏季东山湾不同区域异养细菌的分布及其影响因子[J].福建水产，2014，36(2)：110-118.

[15]韩秋影，黄小平，施平，等.广西合浦海草床生态系统服务功能价值评估[J].海洋通报，2007，26(3)：33-38.

[16]汤坤贤.龙须菜在网箱养殖区的生物修复研究[J].中国水产科学，2007，14(3)：488-492.

[17]汤坤贤，焦念志，游秀萍，等.菊花心江蓠在网箱养殖区的生物修复作用[J].中国水产科学，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，Fisheries 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