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海洋恢复生态学
1.5.2.6.1 一、 人工藻礁
一、 人工藻礁

利用人工藻礁来形成人工藻场,是各国普遍采用且行之有效的海底资源恢复方式。人工藻礁(artificial algal reef)不仅可以为附生藻类提供生长、繁殖的场所,还能够吸引海洋动物来藻场索饵和繁育,最终达到优化海底环境,保护渔业资源以及提高渔获物质量的目的,是一种恢复海底植被的重要手段。

(一)人工藻礁投放区选址

藻场的选址关系到藻场建设的成功与否。人工藻礁的投放区一般从自然气候、海底地貌、水质条件、生物资源等方面综合调查评估。判断一片海区是否可以用于建设人工藻场,需要对以下几方面的因素展开调查。

1.物理因素

包括潮流、波浪、水温、光照、冲淤、降雨等。

2.化学因素

包括pH、盐度、溶解氧、营养盐、有害物质、二氧化碳的溶解量、污染物等。

3.生物因素

包括捕食者和空间竞争者。

(二)人工藻礁礁体设计

针对修复水域中将要增殖的藻类的自身特点,设计不同材料和形状的藻礁,以达到藻类附着率高、附着后生长好的目的。礁体的设计主要考虑海区的条件。例如,设置藻礁形状时,应该考虑海域波浪条件、海流条件以及海区的底质条件;设计礁体的高度时应该考虑海底沙面的垂直变动范围;为使增殖藻类附着牢固,礁体表面要设计适当大小的突起等(于沛民,2007)。

1.藻礁的材料

传统人工藻礁的建礁材料如石材、木材、钢材、混凝土等目前仍被大量使用。但在近年的人工藻礁建设中,综合考虑到环保因素,使用废弃物如粉煤灰、硫磺固化体、贝壳等材料制作礁体,逐渐成为趋势。此外,有少数藻礁采用人工合成材料(请参考第十章第一节人工鱼礁相关内容)。

2.藻礁的形状

20世纪70年代前人工藻礁的建设是粗放式的,即将废旧的船只、石块等直接沉于海底,作为藻类的附着基。近年来人造藻礁的设计逐渐向精细化、集约化方向发展,其设计特点表现为:表面凹凸、具多孔结构、礁体内部材料添加肥料和营养物质(图10-26)。

图10-26 人工藻礁

(1)表面凹凸:藻礁凹凸粗糙的表面更加利于藻类的附着,且凸部附着的藻类比凹部要多。这主要是因为凸部水流流速大,使藻类生长不受浮泥堆积的影响;凸部上聚集的藻食性动物少,因而对海藻的危害小;海藻的根部在凸部有足够的空间伸张,附着更加牢固,可以减少海浪冲击对其造成的影响。同时,礁体表面的水沟状凹面也适合海胆和鲍鱼等底栖动物生活。

(2)具多孔结构:研究发现,礁体表面和内部的连续孔隙,能够使得氧气和水自由地通过,有利于附着藻类根部的水流循环。这样有利于形成一个由微生物和小型水生生物所组成的小生态群落,也更加有利于礁体表面附着藻类的生长。

(3)在礁体内部材料添加肥料或藻类生长所需营养物质:在藻礁的制礁材料中添加营养盐,营养盐经过长期渗透,可以渗透到藻礁的表面。在这种藻礁的周围,藻类生长茂盛,且对以藻类为食的动物如海胆和鲍鱼的增殖效果也十分明显(于沛民等,2007)。

3.藻类增殖方式的选择

目前普遍采用两种方式:①将人工藻礁直接投放到目标水域,为藻类提供附着基,利用天然的资源来进行藻类增殖,形成藻场;②人为向藻礁上附着藻类孢子或者移植藻类幼体后,再将藻礁投放到目标水域,形成藻场。

其中将大型海藻引入人工藻场的方法有采孢子方法、夹种菜方法和幼苗移植方法。

4.投放前的规划

投放前,应首先调查清楚海底情况,合理规划藻礁的规模与布局,然后按照规划投放。

5.管理维护

藻礁投放后,采用水下探测、潜水调查等多种方法,进行管理维护和数据统计,例如清除藻类敌害生物,清除藻礁上的杂藻,定期记录藻场内的海藻和动物的种类及数量等。藻场建成后需要对藻场建成效果进行评价。藻场建成评价的指标包括移植苗种的成活率、生长速率、生长密度、成熟状况。观察时用目测,辅以水下监测系统。如果监测指标良好,而且移植的藻体开始供给孢子,且孢子萌发产生新的藻体,水域的藻类密度显著上升,海底荒漠化的面积显著缩小,则证明人工藻场建设成功。