人工鱼礁（artificial fish reef）是人工设置的诱使鱼类聚集、栖息的海底堆积物。人工鱼礁可以改善沿海水域的生态环境，为鱼、虾类聚集、栖息、生长和繁殖创造条件；也可作为水下障碍物，用以限制某些渔具在禁渔区内作业，从而利于水产资源的保护。人工鱼礁还包括以锚、碇固定于海底而设置浮体于水域中层或表层的浮鱼礁，专用于诱集大中型中上层鱼类。在沿岸浅水区设置的用于增殖鲍鱼、龙虾、海参和藻类的人工礁，通常也归于广义的人工鱼礁范畴内（图10-2）。

图10-2　人工鱼礁

人工鱼礁按制造材料的不同可分为石块、混凝土、轮胎、玻璃钢、钢材等鱼礁；按形状可分为正方体形、多面体形、锥形、圆筒形、半球形等鱼礁以及多种形状的大型组装鱼礁；按建设目的可分为渔获型（最主要的）、保护型、培育型、诱导型和浅海增殖型等；按建设规模，由小到大依次分为普通型、大型、人工礁渔场和海域礁等。

早在18世纪末，日本已用石块、树枝等天然材料建造原始的人工鱼礁。19世纪末美国也出现了人工鱼礁。20世纪20～30年代，日本、美国都用废轮胎甚至废车辆和船舰造礁。1952年全球有近万艘淘汰的小型拖网渔船被沉没造礁。1954年专门设计制作的钢筋混凝土鱼礁问世，标志了现代鱼礁的诞生。1958年世界上出现了大型组合鱼礁。我国人工鱼礁项目起步较晚，广东省于2001年率先在珠海市万山东澳岛海域和阳江市双山海域使用水泥预制件和旧渔船进行人工鱼礁投放试验。据报道，浙江、海南、江苏、山东、辽宁等地已开展或在计划进行人工鱼礁试验研究。

人工鱼礁一般有较明显的集鱼效果，可以延长鱼类滞留在礁区的时间，扩大渔场，增加渔获资源产量。已发现，人工鱼礁对鲆鲽类（Pleuronectoidei）、鲷类（Sparidae）以及石斑鱼（Epinephelussp spp.）、黑鲪（Sebastodes fuscescens）、六线鱼（Hexagrammos otakii）等定栖性岩礁鱼类具有良好的集鱼和增殖效果。浮鱼礁对诱集金枪鱼（Thunnidae）等有良好作用。人工鱼礁区的捕捞作业利用率和渔获量一般可高于其周围海区，有的渔获量可成倍增加。浅海增殖礁的效果也明显而稳定。

人工鱼礁集鱼的可能机制包括以下几点：①礁上大量附着孳生藻类、甲壳类、贝类、多毛类幼虫等生物，诱集鱼类索饵；②鱼礁形成的上升水流、涡流等可将海底营养盐和沉积的有机物带至中、上层，增加水域的肥沃度，促进饵料生物繁殖生长，进一步吸引鱼类集结；③有些鱼类向人工鱼礁游集、栖息，与其先天的趋触性（与固体物接触的习性）等有关。

人工鱼礁的效果受到诸多因素的制约，其中最主要的因素包括投放区选址、人工鱼礁的设计、安装与维护。

（一）人工鱼礁的投放区选址

合理选择鱼礁投放区是人工鱼礁效能正常发挥的前提，选址不当不仅无法实现预期的目标，造成不必要的财力、物力的损耗，而且还会破坏海底生态环境，甚至对海洋航运带来威胁。因此人工鱼礁投放区选址时应充分考虑多方面的因素。

1.人工鱼礁投放区选址依据

鱼礁投放区的确定受鱼礁用途、海洋生物、水质、底质、气象和水文等诸多因素的影响，因此合理的进行礁区选址是规划设计人工鱼礁的首要工作。

（1）鱼礁的用途：礁区规划设计工作应围绕鱼礁的用途展开。人工鱼礁按其用途可分为休闲型、增殖型、诱集鱼型、产卵型、幼鱼保护型等。国外出现了多用途的人工鱼礁。而目前我国的主要鱼礁类型为休闲型和增殖型两种。休闲型鱼礁主要是满足礁区游人垂钓休闲的需要，应首先考虑适合垂钓的位置和垂钓方式。增殖型鱼礁是为满足商业捕捞的需要，应选择水质和海域环境适合商业捕捞的海域，还应考虑捕捞方式、捕捞强度等因素。

（2）水质：水质严重影响礁区生物的生长与繁殖。例如，含氧量低的水体影响鱼礁功能的发挥。礁区选址要注意周围海域的污染源情况，分析鱼礁使用期内礁区水质的变化趋势。

（3）水深：由于温度和光照是大多数海洋生物进行呼吸作用和光合作用的控制条件，而温度和光照又受到海水深度的影响，因此水深是人工鱼礁发挥作用的限制因素。基于已投放的人工鱼礁运行情况，人工鱼礁一般建设在沿海大陆架。

（4）底质：礁区的底质情况将影响礁体的整体稳定性和使用寿命。建设人工鱼礁最理想的底质环境是有浅层细砂覆盖的坚硬岩石质海床。黏土、淤泥、散砂质的底质不适于人工鱼礁的建造，因为在这类底质中鱼礁可能会出现整体下沉，过多的淤泥还会覆盖甚至掩埋着生在礁体上的生物，阻碍光线的到达，影响鱼礁功能的正常发挥。

（5）波浪：波浪对鱼礁有较大的冲击影响（尤其在大风浪的情况下），这主要表现在波浪力对鱼礁整体稳定性的冲击影响以及引起鱼礁周围底质的起动效应。考虑到波浪对鱼礁的冲击作用，人工鱼礁宜建在20～30m水深的海域中。

（6）海流：礁体的存在改变了其周围原有的海水流态，产生了涡流和上升流。礁体周围流态的变化容易引起海底的冲淤。流速越大，这种影响越显著。因此鱼礁不宜投放在流速过大的海域，一般以不超过0.8m/s为宜。

（7）海洋生物：人工鱼礁的投放区应尽量避开存有大量珊瑚礁以及水草着生和贝类栖息的海床，以避免破坏原有的生态环境。人工鱼礁在建造前应明确其增养殖对象，不同的增养殖对象对海水的敏感程度各不相同，对食物和栖息地的要求也有一定的差异。如增殖对象为洄游性经济鱼类，则应考虑在其洄游路线或产卵场、索饵场、越冬场适当建设人工鱼礁。

（8）其他因素：人工鱼礁建造中需要考虑的其他因素包括鱼礁的使用者、鱼礁与港口航道的距离、传统捕捞区域和方式、今后该地区渔业发展对鱼礁的影响、陆地和水上交通情况、当地基础设施等。应避免在航道、军事用地、水质差的海域、传统的拖网作业区域、沿岸贝类和藻类养殖区、重金属和石油等污染区、不稳定海底以及其他与人工鱼礁不能协调发展的海域投放人工鱼礁。

2.礁区位置的确定

在投礁范围确定以后，进一步的工作是确定各礁区的位置。各礁区布置一般应遵循均匀分布的原则（图10-3），礁区间距以1～2km 为宜。具体布置时应充分考虑鱼礁的用途和投礁范围内的生态环境、底栖生物情况。同时，礁区邻近海域的海上构筑物对鱼礁的影响也不容忽视。各礁区位置确定后，应对它们进行有效地标识，标识中应说明礁体的个数，并确保能容易地从已标识的礁体位置推测出未标识的礁体位置。礁区应尽量避开存有大量珊瑚礁、水草着生、贝类栖息的海床以及航道、锚区和海上倾废区。

图10-3　人工鱼礁投放区示意图（引自赵海涛等，2006）

（二）人工鱼礁礁体设计

1.人工鱼礁礁体设计的原则

人工鱼礁的设计应遵循一定的原则。

（1）可行性：礁体构件的运输、组装和投放过程应切实可行。同时，基底承载力、滑移稳定性和倾覆稳定性等项目都应进行严格计算，确保礁体投放后不发生整体下沉，且不会因波流作用而滑移、倾覆。

（2）不同高度的礁体配合投放：较低的礁体利于底栖鱼类生活，而较高的礁体适合浮游鱼类生活。因此，可以在同一个礁区进行高低鱼礁的搭配，以适应不同种类海洋生物的需要。

（3）良好的透空性：礁体周围生物的种类和数量受礁体内空隙的数量、大小和形状的影响，因此应尽量设计多空、缝隙、隔壁、悬垂物结构的礁体，增加其透空性。

（4）增大礁体的表面积：附着在礁体表面的海洋生物是鱼类的重要饵料之一，而礁体表面积的大小与附着生物的数量有直接的关系，这对于高度较小的深水鱼礁尤其重要，因此在礁体的设计中，应尽可能的增加礁体的表面积，以保证附着生物有较大面积的受光附着面。

（5）良好的透水性：只有保证礁体内有充分的水体交换，才能保证礁体的表面积得到有效利用，确保礁体表面固着生物的养料供给。

（6）较低的成本：以通用型结构为基础，便于低成本加工。

2.人工鱼礁礁体材料的选择

礁体材料的选择直接影响着礁体的结构特征以及礁区生物的增养殖效果。选择时需综合考虑礁区的位置、礁体结构的要求以及运输和礁体投放过程的便捷程度。同时应保证礁体与周围环境相协调以及礁体本身的稳定性和耐久性。例如，建在天然礁体附近的人工鱼礁一般不宜选择对天然礁体造成侵蚀的材料；在海流或风浪较大的海区，礁体一般不宜选择轻质材料。

目前常用的礁体材料可分为天然材料、二次利用的废弃材料和人造材料等3类（赵海涛等，2006；陈应华，2009）。天然材料包括木材、岩石、贝壳等，一般不会对海域环境造成污染，但应考虑其耐久性。二次利用的废弃材料有轮胎、汽车、火车车厢、渔船、石油平台、航空器材、模具等；投放前一般都需要对此类材料进行清理、改造，并进行效果检验，以消除其对海洋环境所造成的危害。人造材料主要是用混凝土或钢筋混凝土制成形状不同的构件。由于人造材料礁体可根据鱼礁的用途和所处的环境制作，因此其效能一般要优于天然材料礁体和二次利用的废弃材料的礁体。一个礁体中的不同位置也可以因地制宜地采用多种不同材料，从而满足不同的使用要求，增加礁区的生物多样性（张立斌，2010）。

3.人工鱼礁礁体规格

人工鱼礁礁体设计时应考虑礁体与周围环境的相互作用，综合考虑距海面高度、波浪作用以及基底类型，确定适宜的礁体规格（图10-4）。

图10-4　礁体简化模型示意图

l为礁体长度； w为礁体宽度；h为礁体高度；d为礁体所在位置的水深；d1为礁体的顶面水深

（三）人工鱼礁的安装与维护

礁体的安装是将选定的鱼礁材料作为构件，通过恰当地组合连接，使之成为一个整体结构。各构件之间的连接强度是礁体整体强度的保证，一旦礁体之间的连接构件发生破坏，将可能导致礁体整体结构的破坏，这对于礁体上着生的生物和相邻礁体的生物都是一种灾难，必将造成礁体周围生态环境的失衡。为使投放后礁体受到的波流作用力最小，礁体的长轴方向应与波流综合流速的方向保持平行。该方向也是礁体内部与外界进行水体交换的最有利方向。

在鱼礁的使用过程中要对其进行检测和必要的维护，以确保鱼礁能够长期有效地发挥其功能。

（1）礁体标识物的检测。定期检查礁体标识物是否完好，能否正确地标识礁体的位置。在每次较大的风浪过后都要对礁体标识物进行检查，及时修补被毁坏的标识物。

（2）礁体构件及稳定性的检查。定期检查礁体构件的连接情况和礁体的整体稳定情况，及时纠正或加固，以免出现更严重的问题而危及礁体。

（3）水质监测。定期监测礁区的水质，清理礁区内对海域环境有危害的垃圾废弃物；研发水下水质自动检测设备，配合水下观察、摄像仪器进行监测。

（4）建立鱼礁档案。建立鱼礁档案，对鱼礁的设计、建造、使用过程中出现地问题及时进行详细地记录。

（四）人工鱼礁效果评估

人工鱼礁投入使用以后，为了及时发现设计中存在的问题，从而采取一定的措施改善其功效，需要对其实际效果进行评估并与预期效果进行比较。效果评估的内容包括：礁体结构的整体稳定性，礁区周围局部的冲淤情况；海域生态环境的改善情况，浮游及底栖生物的增养殖效果、礁区水质的变化等；增养殖目标鱼类数量的增加情况、所捕获鱼的大小；礁区使用者数量的变化；鱼礁的经济收益情况。为确保效果评估的有效性，在人工鱼礁的建造前必须对礁区的底质、水质、生物等情况进行详细的本底调查。

（五）人工鱼礁对鱼类的聚集与增殖效果

1.海州湾人工鱼礁养护资源效果

2003年7月至12月在连云港海州湾投放了250个单体大礁，750个小礁体以及30只船礁，总体积达到13530m3。人工鱼礁投放后鱼礁区生物多样性指数和丰度均有所增加（表10-2）；鱼礁区单位捕捞力量渔获量（catch per unit of effort, CPUE）比投礁前增加1倍左右，其中鱼类的CPUE增加最多。鱼礁区比对照区相对应时期的CPUE显著提高；优势资源种类也有一定的变化（张虎等，2005）。

表10-2　人工鱼礁区与对照区资源种类对比（引自张虎等，2005）

2.人工鱼礁对赤点石斑鱼（Epinephelus akaara）的诱集效果

何大仁和丁云（1995）研究不同孔径鱼礁模型对赤点石斑鱼行为的影响。研究中所用三种人工鱼礁模型分别由孔径为8cm、10cm和15cm的3层（每层2根）30cm长的灰色聚乙烯塑料管组合而成。三种模型分别高24cm、30cm和45cm，分别宽16cm、20cm和45cm（图10-5）。研究表明：鱼礁对赤点石斑鱼有明显诱集效果，随着模型口径的增大，鱼在礁体放置区分布百分率有增大趋势，且口径大的鱼礁模型有较好的聚鱼效果（何大仁和丁云，1995）。

3.人工鱼礁模型对黑鲷（Sparus macrocephlus）幼鱼的诱集效果

周艳波等（2011）在试验水槽内（图10-6）观察了深圳杨梅坑人工鱼礁区实际投放的10种礁体模型（图10-7）对黑鲷的诱集效果，结果表明模型礁对试验鱼的诱集成效由高到低依次为10号礁、9号礁、1号礁、2号礁、7号礁、4号礁、5号礁、6号礁、8号礁、3号礁。

图10-5　鱼礁模型示意图

图10-6　试验水槽平面示意图

图10-7　10种礁体模型示意图

（六） 人工鱼礁的生态与经济效益

人工鱼礁对鱼类资源恢复效果较好，主要体现在提高鱼礁区生产力，改善生物资源的群落结构上。我国已有很多成功案例。

1.广东省南澳县人工鱼礁

该县分别于1981年和1983年，在北角山距岸2km的水域，投放鱼礁300个，礁体总体积为887.7m3。投放前该水域仅有中华小公鱼（Stolephorus chinensis）、金色小沙丁鱼（Sardinella aurita）等低质鱼类10余种；投放鱼礁后品种逐渐增多，计有石斑鱼（Epinephelussp spp.）、黄鳍鲷（Acanthopagrus latus）、鲈鱼（Perca fluviatilis）、中国鲳（Pampus chinensis）、大黄鱼（Pseudosciaena crocea）、中国龙虾（Panulirus stimpsoni）等优质渔业经济物种50多种。其中石斑鱼、黄鳍鲷、大黄鱼等，个体重量多在2kg以上，鱼（Miichthys miiuy）重达36kg。自1984年1月鱼礁全部投放完毕至1985年8月为止，共计在礁区捕捞鱼、虾8240kg，产值8.73万元，为投资费7万元的124.7%（傅锦章和许啯，1985；许国，2001）。

2.广东省电白县人工鱼礁

该县鱼礁总体积为4957m3，覆盖面积1.8×105 m2。投礁后测得浮游生物量为附近水域的2.9倍。小鱼、小虾的迅速增加，诱集了大量的优质鱼类，形成了良好的渔场。1983年的产值达34万元，比同一海区非人工鱼礁水域所捕产量提高6.6倍。

3.浙江省嵊泗县人工鱼礁

2004～2005年对嵊泗人工鱼礁一期工程建设效应的初步评估显示（刘舜斌等，2007）：投礁后，礁区渔业资源生物量的相对变化率呈现上升趋势，平均增幅达75%，到了秋季生产力达到2004年同期的4倍多，而对照区的资源量则以36% 的平均幅度减小；投礁前，生物多样性相差不多，投礁后，鱼礁区的生物多样性逐渐赶上并超过对照区，平均高出25%左右；对照区的经济种种类数维持在10种左右，而鱼礁区随着礁体的投放，经济种增加多达25种。这些结果表明，鱼礁投放后，鱼礁区生产力提高，群落结构也明显改善，初步体现出了人工鱼礁良好的生态、经济效应。

4.汕头市澄海人工鱼礁

2003和2007年分别对汕头市澄海人工鱼礁区进行了投礁前的本底调查和投礁后的跟踪调查（王宏等，2008）。结果表明，投礁后礁区海域游泳生物的资源密度明显比投礁前高，增加了25.63倍；礁区海域各类资源种类均比投礁前丰富，总种数由投礁前的23种增加至41种，比投礁前增加了0.78倍（表10-3）；蟹类种数增加最多，增加了1.75倍；在本底调查中没有出现的经济种类龙头鱼（Harpodon nehereus）和红星梭子蟹（Portunus sanguinolentus）在跟踪调查中已成为主要优势种；Shannon-Wiener多样性指数（H′）在礁区和对照区均比投礁前有所增加。鱼礁投放后，鱼礁区集鱼效果和群落结构明显改善，人工鱼礁建设取得了明显的生态效益和经济效益。

表10-3　人工鱼礁区与对照区各类群渔获资源密度（引自王宏等，2008）