摘 要：人工渔礁区建设是海洋牧场建设的重要组成部分，对近海的海洋生物栖息地和渔场的修复具有良好的效果。本文以相关的海洋环境保护理论、可持续发展理论等为指导，借助实证调查、比较分析等方法，对唐山曹妃甸海区人工渔礁区建设方案进行分析，并对其生态效益进行分析，海区人工渔礁区建设具有良好的生态效益，包括环境保护效应、幼鱼保护效应及维护生态平衡效应。
关键词：人工渔礁区；曹妃甸；生态效益
我国作为一个拥有1.8万km以上海岸线的海洋大国，充分挖掘和开发海洋资源，是我国保持可持续发展的重要战略之一。但近年来，随着我国海洋经济的发展，开发利用海洋的活动日益增多，导致了我国近海海域污染日益严重，我国海域海洋生态环境将面临前所未有的威胁和破坏。为摆脱目前的困境，解决开发和可持续的矛盾，唯一的出路在于发展生态渔业，建设海洋牧场，才能保持我国渔业的可持续发展。海洋牧场的构想，最早是日本在1971年海洋开发审议会提出来的，1978-1987年日本着手实施“海洋牧场”计划，建成了世界上第一个海洋牧场—日本黑潮牧场。所谓海洋牧场，是指在一个特定的海域内，采用规模化的渔业设施和系统化的管理体制，建设适合水产资源生长、繁育、栖息的人工场，通过增值放流的方法，将生物苗种放流入海，然后利用自然的海洋生态环境和微量的饵料投入进行苗种育成，并采用鱼群控制、环境监控等先进技术进行科学管理，使渔业资源量增大，有计划且高效地进行渔获的半人工调控的渔业生态增殖养殖系统。而人工渔礁是海洋牧场建设的重要组成部分，对近海海洋生物栖息地和渔场的修复具有良好的效果。人工鱼礁是指认为在海中设置的构造物，其目的是改善海域生态环境，营造海洋生物栖息的良好环境，为鱼类等生物提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增值和提高渔获量的目的。近年来许多学者对人工鱼礁的流场及水动力效应进行了大量的研究，对渔礁的设计及制作具有重要的指导意义。
曹妃甸工业区处于唐山南部沿海、渤海湾中心地带，距大陆岸线18 km。曹妃甸毗邻京津冀城市群，2004-2020年规划填海310km2，拟完成一座海上唐山的建设，建成以大码头、大钢铁、大化工、大电能为核心的工业区。其建设对海洋环境及生物资源的影响是巨大的。填海区域工程建设前后潮流（包括海流） 场、周围地形地貌、沉积物冲蚀淤积、生产污水及生活污水的排放量等方面将发生明显变化，这些变化将对曹妃甸乃至整个渤海海生态环境和生物资源是非常不利的，海洋底栖生物、浮游生物及游泳生物等资源将部分遭受破坏。为实现曹妃甸工业区经济的可持续发展，取得在发展工业经济的同时保证海洋生态、环境、生物资源不被破坏，应开展曹妃甸海洋生态修复工作。
一、礁区建设
1.建设地点及建设条件。人工鱼礁建设是一项长期的基本建设，一旦投放，无法更改。为了充分发挥人工鱼礁增殖、修复和保护渔业资源、改善水域生态环境的作用，人工鱼礁投放地点的选则是非常重要的，它是关系到人工鱼礁建设成败的关键。海洋牧场人工渔礁区域位于唐山曹妃甸海域（见图1），水深范围在15m之内。距龙岛及陆地比较近，便于礁区的生产管理和发展休闲渔业。
该区域属海洋性气候，多年平均气温12.6 ℃。海域辽阔，海区水质洁净，水文状况稳定，盐度、PH值适中，溶解氧含量丰富，透明度高。经主管部门监测认定符合《NY5052-2001海水养殖用水水质》标准。人工造礁后底栖饵料繁盛，适合开展赤贝、刺参、河豚等海珍品增养殖和大型藻类的养殖。
3.人工渔礁建设
建设龙岛生态增殖型人工鱼礁区，龙岛海域条件优良，以多种类型的人工鱼礁为载体，与其他渔业资源保护和增殖措施相结合，建设集海洋资源开发、增殖、海上游钓、潜水、水下摄影、水下婚礼、休闲旅游等多功能于一体的“海洋牧场。辐射面积为642公顷，礁区面积为100公顷，在海中投放石料、水泥块构件、废旧渔船造礁，达到单位鱼礁的体积为400-600空方，每9-10个单位鱼礁组成一个鱼礁群。并配合投放鱼类、海参、鲍鱼等苗种，移植藻类，建立起优良的海洋生态渔业基地，改善生态环境， 限制底拖网渔船作业， 保护海洋生物资源。同时还可以发展休闲渔业和滨海旅游，根据不同区域水深，开展潜水、水下摄影、水下婚礼，将引进大型船只等游乐设备，逐步建成具备现代休闲娱乐功能、体现龙岛海滨旅游特色的大型综合性 “海上乐园”。
3.1 人工鱼礁单体建造
人工鱼礁单体是用于建造鱼礁场的单个构造物，是构成单位鱼礁的最基本的单位。形状多种多样，大小和材质也不同，其构造必须具备良好的流场效应、生物效应，能够有效地增殖资源、诱集鱼类的功能。迄今为止，已开发出来的鱼礁单体，其种类达到数百种。其水动力性能、生物附着性能、聚集鱼类性能得到了许多学者的研究，综合考虑到经济实惠、安全耐用、多空间与表面积、制造与投放方便等因素，该海区主要用两大类渔礁单体：
1） 利用钢筋混凝土构件建设人工鱼礁
钢筋混凝土构件作为人工鱼礁单体，其结构牢固、强度大，可以制成各种各样的形状和大小、易于组合。
（1） 钢筋混凝土礁体设计要求：①达到最佳的聚鱼效果；②充分考虑礁体的使用寿命，一般不得低于30年；③适宜海域底质构造和海域自然环境特点；④考虑投资成本效益。
（2）材料要求：①钢筋直径为6.5mm以上，在箱体各面双层编制，整体相连牢固；②水泥标号在425#以上；③沙应为粗沙粒，不得含有泥土，以防止影响铸体强度；④石子的每块大小约为1-3cm；⑤混凝土的比例是：水泥：沙：石子=1：2：3；⑥混凝土的强度要求达到C25以上。
（3）礁体形状：应根据当地生物资源的类型和海区的水深，设计适宜的礁体形状和高度，礁体的形状有正方体、圆柱体、圆锥体、半球体、船型体、以及组合体等。
（4）制作要求：①箱体整体制作，一次成型；②箱体每一面制作平整，不得发生倾斜；③水泥浇注时要用振动棒振动、浇实，不得有空隙；④制作成型、牢固后，方可用于投放造礁。
2） 利用废旧船体建设人工鱼礁
废旧船体是较理想的人工鱼礁单体，它结构紧，空间大，便于藻类附着和鱼类聚集、运输和投放施工方便。在用废旧船体建设人工鱼礁时应注意以下事项：
（1）船体拆解：①拆解前，对船体进行拍照，记录拆解前船上设施，建立拆解档案，以备检查；②机械设施全部拆除，舱门、船窗、玻璃等全部拆除，舱与舱门之间要贯通；③在不破坏船体结构、保障顺利沉船的情况下，对船上其他设施进行拆除；④清除船舱内的一切杂物，以免造成污染；⑤拆解完毕，对船进行拍照，按船单独建立拆解档案。
（2）船体清污：①所有油污等污染物必须彻底清除干净，利用清污材料进行处理，清污材料不得形成新的污染；②船表涂抹水泥，舱底灌注混凝土，浇注牢固；③清除船舱内的一切杂物。
（3）船体加固：船体拆解、清污后，对船体进行全面检查，为保证沉船造礁的使用寿命，船的主体要保持牢固，检修后，进行相关加固处理。
（4）船体压载：为保证沉船施工时船体能够顺利沉放，同时便于海产品增殖，根据船体大小，一般185马力以上压载40吨，185马力以下压载30吨。压载时，每个船舱全部铺满，同时要检查船体内是否留有污染物（充分考虑沉放运输能力，多数应在海上施工沉放前加载石料）。
3.2 单位鱼礁建造
单位鱼礁是由若干个鱼礁单体构成的最小规模的鱼礁渔场。单位鱼礁的规模以400m3·空以上的体积为标准。单位鱼礁形式通常是小型鱼礁单体的集合体，也可以是大型组合鱼礁与小型鱼礁单体的组合。
3.3鱼礁群建造
鱼礁群是由若干个单位鱼礁按照一定规则排列成为一个鱼礁场，鱼类可以在鱼礁群范围内、单位鱼礁之间游动。对沉船造礁，每个鱼礁群由9个单位鱼礁构成，每个鱼礁群的规模达到3600m3·空以上。对钢筋混凝土鱼礁，每个鱼礁群由9个单位鱼礁构成，每个鱼礁群的规模达到3600m3·空以上。
3.4人工鱼礁的运输、投放
人工鱼礁的投放要保证有比较精确的投放位置，投放地点的精度控制在5m以内。要利用好GPS定位系统，将礁体投放到预定地点。同时，要考虑“仪器”误差，以及水流、风向、水深等因素的影响。每投放一个，要记录投放的地点、编号。一个单位鱼礁施工完毕后，再转移到下一个单位鱼礁海区。
对钢筋混凝土礁体投放，要根据投放条件、设备、礁体的大小和强度、鱼礁的布局要求而定。可以利用起吊机械将礁体吊起，并从海面一直放到海底，然后才脱钩。也可以将小型鱼礁吊到水面，让其自由落下。对于船型礁体，则拖曳到预定礁区，打开船底进水孔，使礁体自由沉下。礁体可以分多层投放，投放完毕后，建立档案。
二、生态效益分析
项目通过人工造礁、海藻移植和贝类底播，创造稳定的近海局部水域生态系统。为各种海洋动植物的生长和繁殖提供良好的栖息环境，促进资源自然增殖，实现高生物量的生态平衡。为各种海洋资源的修复和增殖创造了有利条件，并逐渐修复海洋“生物链”，从而彻底改变海洋生物环境，成为可持续发展的海洋资源宝库，为海洋渔业的健康发展带来根本性的转变。
1.环境保护效应
人工鱼礁具有改善海洋环境的作用。当鱼礁投放入海后，可使原来荒芜的海底变成繁盛的鱼类栖息场、索饵场、产卵场和繁殖场。无论在南方或北方海域的人工鱼礁海域，春、夏两季，潜水员在水下观察时都能看到很多鱼卵附着在礁体上。鱼礁投入海底后改变了海底地形和海底流场，在鱼礁附近原为沙质的海底上多了一层沉淀物，久而久之就有改变底质的可能。
2. 幼鱼保护效应
提供仔（稚）鱼庇护及鱼类栖息、索饵和产卵场所，增殖和保护渔业资源。鱼类的繁殖一般是在春、夏两季，此时海水中饵料丰富，鱼卵孵化快。虽然鱼类具有较高的繁殖力，但由于大多数鱼类不具备保护幼鱼的本能，因此，能够成活并加入繁殖群体的鱼类比例很低。如：鲽怀卵25～50万粒，大黄鱼怀卵150万粒，鳕怀卵500万，大菱鲆怀卵900万粒，以平均1尾鱼产卵100万粒计，能成活到可繁殖下一代的也仅有1尾鱼。可见，幼鱼死亡率极高。而人工鱼礁与海洋牧场则可以在如下3个方面为幼鱼提供保护：
① 当遭遇大鱼追捕时，幼鱼可躲入鱼礁里，回避捕食者的捕食。
② 鱼礁的设置，可使幼鱼避开大风浪的冲击。
③ 鱼礁区饵料丰富，环境安静，不仅能供给幼鱼提供食物，有利于幼鱼生长，而且可以让幼鱼更快速地躲避各种敌害。
3. 维护生态平衡
由于藻礁的存在，会吸引各类生物到藻场栖息，从而形成完整的能量流动和物质循环途径，最终维持稳定的生态系统。藻礁的存在，会吸引大量藻食性动物。有关研究表明，在人工礁体的附近区域，海藻被藻食性鱼类啃食的程度会显著高于远离礁体的区域。同时，大型藻类的天敌—海胆也会迅速在藻场繁殖。因此，礁体的投放和处理必须注意这一点，通过清除敌害生物或引进敌害生物的天敌来控制敌害的数量。
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