幾種魚礁模型對真鯛誘集效果的研究

田 方, 唐衍力, 唐 曼, 張萍萍

(中國海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院, 山東 青島 266003)

人工魚礁是人工置于天然水域環(huán)境中用于保護和孕育海洋生物資源的構(gòu)造物[1]。20世紀(jì)50、60年代以后, 由于海洋漁業(yè)資源的衰退, 人們保護海洋環(huán)境的意識不斷提高, 人工魚礁才被許多國家重視[2-3]。人工魚礁的主要作用是改變區(qū)域海洋物理變化、營造生態(tài)環(huán)境、誘集魚群、增殖近海漁業(yè)資源[4]。早在20世紀(jì) 70年代, 日本開展了系統(tǒng)的人工魚礁研究,根據(jù)魚類行為及習(xí)性開發(fā)出浮式、沉式、懸浮式系列人工魚礁。韓國則側(cè)重對人工魚礁材料進行了深入研究, 采用特殊混合材料制成附著基板, 較好地解決了海洋植物附著的技術(shù)難題, 為魚類營造了豐富的食物鏈, 大幅度提升了區(qū)域漁業(yè)資源量, 是世界上唯一出口人工魚礁的國家。目前, 各國對人工魚礁效果的研究主要集中在區(qū)域性漁業(yè)資源的調(diào)查研究[5-6], 以資源調(diào)控量的方法評估人工魚礁的效果。國內(nèi)學(xué)者從20世紀(jì)80年代就開展了人工魚礁對魚類行為影響方面的研究[7-16], 條件所限未能深入。至于魚類在礁區(qū)的行為以及哪類魚礁模型誘集魚類效果更好等問題的研究報道較少。

真鯛(Pagrosomus major)是一種優(yōu)質(zhì)、高檔的巖礁性魚類。含有大量的蛋白質(zhì), 味道特別鮮美。近20多年來, 由于過度捕撈, 物種生態(tài)遭受嚴(yán)重破壞,資源枯竭, 真鯛漁汛不復(fù)存在。如何恢復(fù)和優(yōu)化真鯛的生態(tài)環(huán)境、保護和增加其資源量是當(dāng)前亟待解決的問題。本研究通過觀察真鯛對模型礁的行為, 分析不同結(jié)構(gòu)的模型礁體對真鯛聚集率的影響, 探討適于真鯛棲息的人工魚礁結(jié)構(gòu), 以期對增殖型人工魚礁的選型、人工棲息場的建造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗用魚

本實驗于2009年8月在中國海洋大學(xué)漁業(yè)技術(shù)實驗室內(nèi)水槽中進行。實驗用真鯛共100尾, 平均體長(22.1±1.0)cm, 平均體質(zhì)量(179±27)g。在實驗室中馴養(yǎng) 10 d, 以冰鮮玉筋魚(Ammodytes personatus)為飼料, 馴養(yǎng)期間, 水溫為(17.5 ± 0.4)℃, pH 為 7.21 ±0.4, 鹽度為33, 24 h充氣以保證溶解氧的含量穩(wěn)定在5 mg/L以上。試驗期間停止供應(yīng)氧氣和關(guān)閉循環(huán)水。

1.2 模型礁

實驗用模型礁共有 4種, 材料均為 PVC, 灰色,空方體積相同為0.09 m3。A型礁由9根長45 cm、外徑為 15 cm的管組合構(gòu)成, B型礁為正方體(45 cm×45cm×45 cm), 側(cè)面開孔(d=15 cm), C型礁為三棱柱體, 側(cè)面為76 cm×52 cm, 側(cè)面分別開2個圓孔(d=15 cm), D型礁與C型礁外形相同, 側(cè)面不開圓孔(圖 1)。

圖1 4種魚礁模型Fig. 1 Four artificial reef models

1.3 試驗裝置

實驗水槽尺寸380 cm×200 cm×110 cm, 實驗時水深為 70 cm, 水槽外側(cè)正中有一透明窗口(80 cm×50 cm), 用以觀測實驗對象在水槽底部活動狀況,水槽配有循環(huán)系統(tǒng)。用白色膠帶將水槽底部平均分為15個區(qū)域(圖2), 1～12為無阻隔實驗區(qū), 13～15區(qū)以玻璃鋼擋板與其他區(qū)域分隔開, 暫養(yǎng)未進行實驗的魚, 5區(qū)和 8區(qū)為魚礁誘集實驗標(biāo)志區(qū), 其中, 單個模型礁實驗礁體放置在5區(qū)和8區(qū)中間位置, 雙模型礁實驗礁體分別放置在5區(qū)和8區(qū)。實驗水槽正上方安裝有彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(LC-480CB), 可以監(jiān)測水槽內(nèi)魚類的活動。其他儀器設(shè)備還包括照度計(TES-1330A, 測量范圍為 0.01～20 000 lx)、鹽度計(測量范圍為1.000～1.070 sg)、pH計(Phs-3D型, 測量范圍為0.00～14.00)等。

圖2 實驗水槽示意圖Fig. 2 Sketch of the experimental flume

1.4 試驗方法

1.4.1 單個模型礁對真鯛誘集效果的比較實驗

實驗分為兩部分, 即無模型礁的對照實驗、4種魚礁的單體實驗, 魚礁模型放置在5、8區(qū)中間位置(圖 2)。光照強度為(6.8±0.4)lx , 真鯛在水槽編號13～15中暫養(yǎng)24 h, 暫養(yǎng)期間循環(huán)水系統(tǒng)啟動, 避免13～15區(qū)域的水質(zhì)對1～12區(qū)域造成影響, 隨機取30尾到1～12區(qū)中進行實驗。每天6:00和12:00依次更換模型礁, 適應(yīng)3 h后開始實驗, 觀察記錄4種魚礁對真鯛的誘集效果, 并用彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機錄像(錄像角度垂直水面), 錄像時間為 9:00～9:30和15:00～15:30(照度計測得此時段水面光強基本相同),錄像結(jié)束后每隔3 min截取一次照片, 每種模型得到10張照片, 做 3組平行試驗。每天晚上實驗結(jié)束后將模型礁取出, 投喂餌料, 開啟循環(huán)水系統(tǒng)和充氧設(shè)備, 第二天早上停止充氣并清理餌料殘渣。平行實驗更換全部30尾真鯛, 更換真鯛后, 暫養(yǎng)1 d, 使其適應(yīng)新的環(huán)境。

1.4.2 雙模型礁對真鯛誘集效果的比較實驗

A+A、B+B、C+C、D+D 分別放置在水槽的 5區(qū)和8區(qū), 實驗步驟與1.4.1相同。

1.4.3 光照對真鯛分布的影響

根據(jù)單礁體實驗選出誘集效果較好的無孔正三棱柱模型礁進行實驗。將真鯛在水槽中暫養(yǎng)24 h, 隨機取30尾為一組進行實驗, 實驗期間停氧、停循環(huán)水, 以防對其產(chǎn)生影響。通過控制水槽正上方 36W日光燈開關(guān)的數(shù)量調(diào)節(jié)光照強度, 選取 3種光強分別為(6.8±0.4)lx, (150±6)lx, (300±12)lx 。適應(yīng) 3 h后進行實驗, 觀察并記錄 3種光照強度下魚礁對真鯛的誘集效果, 并用彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機每隔3 min截取一次照片, 每種光照強度下得到 10張照片, 共進行3組平行試驗。

1.5 統(tǒng)計方法

(1)平均分布率(Mean distribution rate, MDR)[16]

為第i次觀察真鯛在某區(qū)的分布數(shù)量,m為觀察次數(shù),N為實驗真鯛總數(shù)。平均聚集率即為投放模型礁時礁區(qū)的MDR。

(2)實驗數(shù)據(jù)采用 SPSS.17統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 真鯛對魚礁模型的行為反應(yīng)

觀察真鯛的行為發(fā)現(xiàn), 真鯛喜棲息于光線較弱的陰影區(qū), 未放置模型礁時主要集中于水槽側(cè)壁和四角, 活動頻繁, 沿側(cè)壁相隨游動。放置模型礁后,起初對礁體反應(yīng)不敏感, 1～1.5 h后, 真鯛在模型礁周圍和水槽側(cè)壁活動頻繁, 或棲息于模型內(nèi)部, 或貼附與水槽側(cè)壁。相比于A、B單礁體, 真鯛更喜棲息與C、D兩種礁體內(nèi)。一定數(shù)量的真鯛進入魚礁模型后, 其他真鯛再試圖進入空間相對飽和的這一單體中即遭到驅(qū)逐, 先進入的真鯛用尾部和身體阻止外來個體進入。當(dāng)礁體內(nèi)數(shù)量趨于相對穩(wěn)定時, 模型內(nèi)空間基本被利用, 領(lǐng)域行為發(fā)生極少。

2.2 4種單模型礁的誘集效果

在對照實驗中可以看出, 真鯛在水槽 3區(qū)和12區(qū)分布率均在 16%以上, 而在模型礁標(biāo)志區(qū)分布率均不足6%(圖3)。

圖3 無模型礁時各區(qū)域的平均分布率Fig. 3 Distribution of fish in the background experiment without reef

圖4 D模型礁的誘集效果Fig. 4 The attractive effects of the D reef model

放入模型礁后, 真鯛在水槽中的平均分布率發(fā)生明顯變化, 以D型礁為例, 放入該模型礁后(圖4),真鯛在實驗標(biāo)志區(qū)的平均分布率達到21.50%, 而在3區(qū)和12區(qū)的分布率下降至5.67%和8.22%, 在其他區(qū)域的分布率明顯下降。另外, 4種模型礁單獨放入時標(biāo)志區(qū)的誘集效果對比(圖5), SPSS軟件分析顯示每種模型礁單獨投放的實驗組與對照組相比差異極顯著(P<0.01), 真鯛在實驗標(biāo)志區(qū)的平均聚集率均高于17%。其中A型礁和B型礁、C型礁和D型礁誘集效果無明顯差異(P>0.05), 且C型礁和D型礁的誘集效果明顯高于A型礁和B型礁。B型礁聚集率最低為17.39%, D型礁聚集率最高為21.50%, 而C型礁聚集率相對較高, 且誘集效果的穩(wěn)定性高于其他類型礁。

圖5 4種模型礁單獨放入的誘集效果比較Fig.5 Attractive effects of four reef models put in singly

2.3 4種形狀雙模型礁的誘集效果

用SPSS軟件分析, 與對照組相比, 投放雙模型礁后真鯛在標(biāo)志區(qū)的平均分布率差異性極其顯著(P<0.01)。雙模型礁放入水槽時, 對真鯛的聚集率均高于其所對應(yīng)的單礁體模型放入時的效果, C型礁的聚集率最高, 且誘集效果的平均離散程度最小, D型礁的聚集率較高但平均離散程度最大, B型礁的聚集率較低但誘集效果的平均離散度較小, A型礁的聚集率最低, 誘集效果的平均離散程度較大(圖6)。

圖6 單礁體與雙礁體誘集效果比較Fig. 6 Attractive effects of four reef models which were put in singly or doubly

2.4 不同光照下的誘集效果

實驗以 D型礁為代表, 在 3種不同光照強度下分別測試魚礁的誘集效果。(6.8±0.4)lx的光強下, 真鯛在標(biāo)志區(qū)的平均分布率最大, 達到 22.06%。在(150±6)lx的光強下, 魚礁標(biāo)志區(qū)的平均分布率為18.26%。在(300±12)lx 的光強下, 真鯛在標(biāo)志區(qū)的平均分布率為17.33%。真鯛除了在魚礁標(biāo)志區(qū)分布率較高外, 也喜棲于水槽側(cè)壁, 光照強度為(150±6)lx 時, 12區(qū)的平均分布率高達16.94%。通過方差分析得出: 模型礁在(150±6)lx 和(300±12)lx 的照度下誘集效果沒有顯著性差異(P>0.05)。從3種不同光照下模型礁的誘集效果可看出, 光照強度較弱時真鯛在魚礁標(biāo)志區(qū)的聚集率高, 隨光照強度的增強聚集率逐漸下降(圖7)。

圖7 不同光照強度下的誘集效果Fig. 7 Attractive effects in different light intensities

3 討論

與對照組相比, 投入模型礁后, 標(biāo)志區(qū)真鯛的分布率增大, 說明真鯛對魚礁有明顯的反應(yīng), 誘集效果較明顯, 因此, 真鯛適合在人工魚礁投放區(qū)進行增殖, 此4種模型可作為實際應(yīng)用的參考礁體。

在無礁時, 真鯛大多分布在水槽邊緣區(qū)域, 這與真鯛的生活習(xí)性有關(guān)。放入魚礁后, 不同形狀的模型礁對真鯛的聚集率不同, 反映了真鯛對魚礁具有選擇性。本實驗采用 4種體積相等但陰影面積不等的模型礁進行試驗, 在單體實驗中可以看出, 陰影面積較大的C和D兩種模型誘集效果較好, 陰影面積最大的 D型誘集效果最好, 此實驗結(jié)果與魚礁的陰影效應(yīng)相符[9,17]。投放雙模型礁后, 標(biāo)志區(qū)的聚集率明顯高于單體的聚集率, 說明礁體的數(shù)量對誘集效果有明顯的影響。反觀, 雙礁體聚集率大多小于單體聚集率的2倍, 分析其原因, 可以概括為兩種: (1)在實驗真鯛總數(shù)量一定的前提下, 魚礁的誘集效果會趨于一定的極限。C+C雙模型礁放入后聚集率達25.44%, 魚礁總的誘集程度趨于飽和時, 聚集率不會達到相應(yīng)單體放入時 2倍, 這與唐衍力[16]等關(guān)于不同形狀和材料的魚礁模型對短蛸誘集效果的研究結(jié)果一致; (2)因為陰影效應(yīng)的作用, 真鯛會趨向礁區(qū), 聚集于礁體內(nèi)部或者周圍, 但是, 由于真鯛有一定的領(lǐng)域行為, 會驅(qū)趕進入到自己領(lǐng)域的其他生物,在陰影面積一定的前提下, 標(biāo)志區(qū)的聚集率不可能成倍的增加。

光照強度改變時, 魚礁標(biāo)志區(qū)的聚集率仍然最高, 聚集率和光照強度成反比, 光線相對較弱的水槽側(cè)壁真鯛聚集率上升。光照強度增強, 水槽側(cè)壁和魚礁內(nèi)部的陰影效果相比于魚礁周圍較暗, 領(lǐng)域性行為開始凸顯, 因此聚集在礁體周圍的真鯛向礁體內(nèi)部及水槽側(cè)壁移動。光照強度為(300±12)lx時, 真鯛多聚集于有陰影的池壁正說明此點。周艷波[18]等關(guān)于 3種光照條件下六面錐型罩式人工魚礁模型對花尾胡椒鯛(Plectorhinchus cinctus)的誘集效果的研究中, 誘集效果隨著光照強度的降低而減弱, 與本實驗的結(jié)果相反, 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因分析可能有2種: (1)魚礁模型的陰影部分有足夠的表面積, 聚集率就會隨光照增加, 而真鯛表現(xiàn)一定的領(lǐng)域行為,超過其生存空間, 就會迫使部分真鯛離開礁體內(nèi)部,轉(zhuǎn)而聚集于水槽側(cè)壁光線相對較弱的區(qū)域。本實驗所用真鯛個體相對于魚礁模型較大, 不能很有效地模擬實際人工魚礁區(qū);(2)魚類的側(cè)線對流態(tài)的改變非常敏感, 它們據(jù)此判斷魚礁的存在, 本實驗在無流態(tài)的水槽中進行, 降低了真鯛對礁體的敏感性,在遠(yuǎn)離礁體的水槽邊緣分布的真鯛可能會把側(cè)壁當(dāng)作礁體的一部分, 從而影響實驗結(jié)果, 實驗當(dāng)中應(yīng)當(dāng)盡可能的模擬自然環(huán)境, 消除流場造成的誤差。

另外, 魚類聚集在魚礁周圍, 除了與其本能和趨性有關(guān)外, 還與水域環(huán)境, 如餌料、流態(tài)、陰影、音響等諸多因素有關(guān)。人工魚礁對真鯛的誘集效果可能受到溫度、鹽度等自然環(huán)境以及人工魚礁周圍生物環(huán)境的影響[19], 今后實驗中還要加強對實際礁區(qū)的觀察和對比。

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