免费文献传递   相关文献

南麂列岛铜藻场建设设计与初步实施



全 文 :文稿收到日期:2009-05-28
南麂列岛位于浙江省东南部海面,由大小 52 个(面积
大于 500 m2)岛屿组成,海岸线总长 75 km,陆域面积 11.13
km2。南麂岛为主岛,位居列岛中央,其地理坐标为 27°27′N,
121°05′E。该岛呈东南—西北走向,有大沙岙、火焜岙和马
祖岙、国姓岙四个海湾分置于东南和西北两个方向,南麂岛
以形似奔麂状而得名。
南麂列岛海洋自然地理优越,多种水系交汇,海洋生物
种类繁多,区系成分复杂。1990 年南麂列岛海洋自然保护区
经国务院批准成立,1998 年纳入联合国科教文组织世界生
物圈保护区网络,它是一个以保护海洋生物多样性为目标,
以海洋贝藻类及其生态环境为主要对象的特定海洋生态系
统保护区。铜藻 Sargassum horneri 是保护区标志性优势海
藻,也是我国浅海植被珍贵物种[1]。铜藻植株高大,生长快
和巨大的生物量首先引起海洋生态学家关注和兴趣。被列
为暖温带海域海藻场建设的首选海藻。
海藻场生态系统是典型近岸生态系统之一,大型海藻
吸收、固定,并转移海水中的 C、N 和 P 等生源要素,减轻
水域富营养化,同时形成多种海洋生物生长、栖息的局部
稳定的小环境,达到增加生物多样性,修复渔业资源的目
的[2,3]。近年,南麂保护区同样面临全球变暖,出现水温升
高,污染严重等生态危害问题,生物多样性下降,渔业资
源衰退在加剧,铜藻海藻场面积在缩小,乃至成片消失。
修复、重建和营造铜藻海藻场从生态建设高度受到各方面
重视与支持。
1 海藻场建设研究与进展
1.1 海藻场的概念
海藻场是近岸浅海区的硬质底上生长的大型海藻和其
它海洋生物群落共同构成的一种近岸海洋生态系统。海藻
场建设是向适宜度海域内湾投放石块,成型砼块,清理礁面
(含适淹礁、暗礁),清除海胆类敌害生物,为海藻着生创造
适宜基质和环境。通过移栽大型海藻种藻,喷洒海藻孢子水
等方法,促使海藻种子附着、生长,大量繁殖形成藻场。海
藻场一般以 1~2 种大型海藻群落为支撑,并以主导海藻命名
如海带场、巨藻场、马尾藻场等等。海藻场为各门类多种海
洋生物提供隐蔽、避敌、索饵、产卵及着生基质,从而形成
生机蓬勃,稳定变化的生态系统。
1.2 国外海藻场建设研究
日本对海藻场研究起步最早,为应对全球气候变化加
剧,针对海藻场大面积减少情况,20 世纪 80 年代后增加了
科研投入,以昆布和马尾藻为主的人工海藻场建设取得突
破性进展。日本学者对铜藻一直很关注,在生物学研究的基
础上,对铜藻藻床基质筛选,藻床结构及投置方式等藻场生
态工程方面作了广泛的研究。美国以经济利用为目的,开展
了巨藻场和马尾藻场的生态系统研究,20 世纪 80 年代加州
沿岸海藻场毁灭性消失,藻场建设研究得到足够重视,持续
科研投入,海藻场逐渐得以恢复,建设藻场重建效果评估体
系。近年,生物能源生物质研究的启动及对海洋生态环境生
物修复的重视,美国、英国、加拿大等国科学家还在海洋上
南麂列岛铜藻场建设设计与初步实施
【提要】 本文作者结合国内外海藻场建设研究的进展情况,对南麂列岛的铜藻场建设的可行性提出初步的设想和实施建议,
并提出了南麂列岛铜藻场建设课题的方向和题目。
孙建璋等,2009。南麂列岛铜藻场建设设计与初步实施,《现代渔业信息》杂志,24(7):25-28。
关键词:南麂列岛 铜藻 Sargassum horneri 铜藻场建设
第 24 卷 第 7 期
2009 年 7 月
现 代 渔 业 信 息
MODERN FISHERIES INFORMATION
Vol.24 No.7
Jul., 2009
孙建璋 庄定根
(平阳县南麂岛开发有限公司)
中国浙江省平阳县敖江 邮编:325401
王铁杆
(浙江省海洋水产养殖研究所)
中国浙江省温州市 邮编:325005
郑加波 陈万东
(南麂列岛保护区管理局研究所)
中国浙江省平阳县南麂 邮编:325406
水产增养殖
26 第 24 卷 第 7 期现 代 渔 业 信 息
建立“海藻园”新能源基地,加快了人工藻场建设[4-9]。
1.3 国内海藻场建设进展
我国科技工作者为海藻场建设主要致力资源保护和
服务经济建设,并为之做了不懈努力。先后进行了海带
Laminaria japonica、裙 带 菜 Undaria pinnatifi da、石 花 菜
Gelidium amansii和麒麟菜 Eucheuma sp. 藻场的研究。1980~
1983 年多次从美国引种巨藻,在渤海口长山列岛营造巨藻
场。黄渤海沿岸大连、烟台、青岛移植海带成功,极大地丰
富了浅海植被,海带栽培取得举世瞩目的业绩,跃居世界海
藻第一生产大国,同时为缓解我国近海富营养化作出了贡
献,是我国海藻场建设最为成功的范例[10,11]。
2 铜藻场建设的重要性
2.1 铜藻——“丁香屋”——“丁香帐”
铜藻多生长在风浪较为平静海湾的潮下带至 -4 m 以上
浅海岩礁上,是南麂列岛海洋自然保护区浅海植被建群种
(Constructive species)。4~5 月为铜藻生长旺盛期,成片漂浮
海面,蔚为壮观,堪称“海洋森林”,其间适值“丁香”鱼(中
华小公鱼 Anchoriella chinensis 及棱鯷Thrissa spp.、蓝圆鲹
Decapterus maruadsi 幼鱼)旺发,铜藻藻丛为之提供了遮蔽、
避敌、索饵和产卵的栖息地,故有“丁香屋”的俗称。受铜藻
藻丛诱集鱼类的启示,南麂岛渔民用稻草、芦苇编成帘,称
之“丁香帐”,“丁香帐”成片漂浮海面,随波逐浪,成功地诱
集围捕棱鯷和蓝圆鲹等中小型鱼类。“丁香屋”、“丁香帐”是
铜藻生态仿生的创举,来自渔民对铜藻场集鱼效应一个最
朴素的认识[12]。
2.2 铜藻场在消失
1980 年全国海岸带资源试点调查时,南麂列岛各离岛
潮间带石沼和大干潮线附近岩礁都有铜藻分布,南麂岛马祖
岙下间厂、火焜岙关帝庙、大沙岙小虎屿、国姓岙斩不断尾
和火焜岙两岸等 5 处海域铜藻场面积都在 600 m2 以上。2007
年调查只剩下小虎屿和火焜岙北岸两处,面积不到 1980 年
时的 80% 和 20%,其它三处已彻底消失,各离岛已难觅铜藻
踪迹[13]。
2.3 海藻生物多样性下降
1958 年至 2007 年(包括 3 个时段:1958~1965 年、1980~
1985 年和 2000~2007 年)对南麂岛 1 号观察点底栖海藻观测
结果:海藻种类消失 41.7%,并有明显加剧消失趋势;亚热
带性和暖温带性种类比例上升,冷温带性海藻减少;群落
演替异常激烈,石灰质的珊瑚藻类成为绝对优势种;第三
时段和第二时段比较,全年海藻生物量下降 52.5%,春、冬
季分别下降了 54.1% 和 87.2%,夏、秋季分别上升了 11.1%
和 3.2%[14]。铜藻场是一个相对稳定的小生境,藻丛的消
失使多种海洋动物失去了栖息地,钩凝菜 Campylaephora
hypnaeoides、日本对丝藻 Antithamnion nipponicum、多管藻
Polysiphoria spp.、水 云 Eclocarpus spp.、囊 藻 Colpomenia
sinuosa 和浒苔 Enteromopha spp.。刚毛藻 Cladophora spp. 等
海藻着生基质也消失了,所以,铜藻场建设对昔日“贝藻王
国”繁荣将作出贡献。
2.4 海域富营养化问题
南麂列岛终年受台湾暖流影响,在列岛西侧形成南北
走向“流隔”,减轻了大陆冲淡水的陆源污染侵害,岛上没
有工厂,以近海捕捞、海水养殖和旅游观光为主业,列岛海
域水环境应该是好的。近年,由海水富营养化诱发的赤潮频
发,除全球变暖,我国近海环境质量总体下降的大环境外,
旅游业发展及海水动物养殖自身污染造成列岛海域富营养
化不可忽视的因素。大型海藻参与碳循环,大量吸收、储存
和转移氮、磷外,对重金属也有较强的吸附作用,被视为非
常重要的重要的生态环境材料。研究表明,1 km2 马尾藻场
的氮处理能力大约相当于一个 5 万人的生活污水处理厂。铜
藻生长快、生物量巨大、能净化水环境和也有较高经济利用
价值,是南麂列岛海洋环境修复的首选物种。铜藻场建设将
有效地缓解海岛旅游业开发带来的环境压力。
3 南麂列岛藻场建设可行性
改革开放 30 年来,我国社会经济建设快速发展,生态
环境保护与修复的积极意义形成举国上下广泛共识,各级
政府将生态环境列为经济建设的内涵与外延,提出区域性
生态建设目标,专项投入,组积科技攻关,业已取得丰硕成
果。压草固沙,移栽沙棘类固沙植物,恢复沙漠植被,有效
地揭制沙漠化,在一些沙化区改变了沙进人退的被动局面。
三北防护林工程减轻沙尘暴危害方面有了很好的显示度,
这些都是生态环境生物修复的典例。近岸生态系统建设方
面大规模的红树林建设已率先展开,珊瑚礁、海草场、海藻
场建设也在启动或正在积极企划中。
世界上海藻场大都分布在冷水区,或有冷水涌的海域,
铜藻是北太平洋西区特有的特大型褐藻,是暖温带浅海植
被珍贵物种。南麂列岛海洋自然保护区的建立和有力监管,
地产铜藻得以繁衍绵延,为铜藻场建设提供保证。保护区管
理局通过内联外引,组织科技协作攻关,开展铜藻实地生态
学研究,铜藻繁殖生物学及种苗技术研究,进行了铜藻增养
殖技术及经济利用的研究。目前,铜藻工厂化育苗技术基
本成熟,达到量产水平,保障铜藻菜场种藻供应,彻底摆脱
对铜藻野生种源依赖[15-17]。2007 年得到联合国计划开发署
(GEF)《中国南部沿海生物多样性管理》(SCCBO)项目资助,
承担了课题“铜藻海藻场重建及生态环境生物修复”。根据
合同要求,已在南麂岛马祖岙下间厂海区重建 2 个面积大于
100 m2 铜藻场。目前铜藻生长势良好,诱集、集聚海洋生物
有了初步显示。
铜藻一直是我国海洋藻类工作者主要研究对象。近年,
27第 24 卷 第 7 期 现 代 渔 业 信 息
更多的科学家关注应参加的这一科学命题,研究内容涉及
铜藻场集鱼效应,铜藻对无机盐吸收动力学研究,铜藻的经
济利用及作为海洋能源生物等多个方面,为铜藻场建设积
累了基础资料[18-22]。坚持改革开放国民经济持续健康发展,
解决陆源污染入海,维护近海生态系统事关科学发展观的
大事。
综上所述,作者认为南麂列岛铜藻场建设天时地利人
和的主客观条件已成熟,同时对我国近海海藻场建设有很
好的示范意义。
4 海藻场建设方案和初步实施
4.1 基本思路与总体目标
海藻场的主导植物适应温度较低,故多分布在冷水区,
在暖温带和热带海区则不出现大型海藻场。在保护与开发
协调发展的原则下,通过生态设计和项目研究设计,力求探
明和建立具有暖温带海域特色的海藻场生态系统,丰富、充
实、服务于保护区海洋生物多样性的保护目标,与海洋贝藻
类及其生态环境为主要保护对象的海洋生态系统。对目标
海域的水文水质状况,底质状况调查,收集原铜藻场文献资
料,走访原住民,结合近年铜藻实地生态学,铜藻繁殖生物
学及种苗培育,铜藻人工栽培及增殖技术研究成果,南麂列
岛铜藻场建设根据“重点突破,先易后难,逐步展开,讲究
实效”的思路,5 年内完成铜藻场建设总面积约 1 km2 的总体
目标。
4.2 初步实施
海藻场建设设计方案包括三个内容:
4.2.1 修复:在面积缩小的铜藻场通过移植种藻,增加
繁殖群体,清除敌害生物方法,来增殖野生种群,扩大藻场
面积;
4.2.2 重建:在已消灭的藻场,通过礁面清淤泥、除敌
害、移植种藻和喷洒铜藻幼孢子体水,以利幼孢子体附着、
生长,扩大繁殖群体恢复野生种群。
4.2.3 营造:将择有礁石、砾石分布的浅水区投放人工
采苗附着生长铜藻幼苗的石块、成型砼件(藻礁),投放成熟
藻和喷洒幼孢子体水,形成野生种群。
4.2.4 目标海域 7处:①大沙岙小虎屿(修复);②火
焜岙南岸(修复);③马祖岙下间厂(重建);④国姓岙斩不
断尾(重建);⑤火焜岙关帝庙(重建);⑥马祖岙南岸(营
造);⑦火焜岙海测站(营造)。其中①、③、⑥ 3 处为已实
施中的一期建设试点。
拟 建 7 处 铜 藻 场 分 布 在 南 麂 岛 4 个 海 湾 内,岩 基 岸
段,风浪较为平静,湾内流,大干潮浅附近至以下 -2~-3
m 浅水区,海水较为清澈。目标海域主要敌害生物有紫
海 胆 Authocidaris crassispina、 马 粪 海 胆 Herricentrotus
pulcherrimus、细雕刻勒海胆 Temnopleurus toreumaticus 和
罗氏海盘车 Asterina rollestoni 等。
大沙岙小虎屿浅水区和火焜岙北岸两处铜藻场面积日
蹙,野生种群在缩小。小虎屿(N27°27.589′,E121°05.710′)
为适淹礁、礁周为中沙底质。大干潮浅附近礁盘延伸到 -2 m
浅水区,礁盘以外为棋布的暗礁,4~5 月为铜藻旺盛期,藻
体成片漂浮海面,蔚为壮观。1990 年 4 月中旬该藻场面积在
600 m2 以上,成藻约 1 万株,2007 年 2 月 26 日调查,藻场面
积约 400 m2,成藻 4 000 株,2009 年 3 月 26 日调查,藻场面
积约 200 m2,成藻 2 000 多株,已采用清除紫海胆等敌害生
物修复措施。
马祖岙下间厂、国姓岙斩不断尾,火焜岙关帝亩 3 处铜
藻场在 2000 年前后消失。下间厂铜藻场为重建一期重点,
1962~1965 年五一节前后有过铜藻收获记录。干藻投售褐藻
胶加工厂,估算生物量 10 kg 以上 /m2,藻场面积≥ 600 m2。
1997 年修建海边公路;土石方下海,下间厂海区混浊的黄
泥水持续 1 年多时间,2000 年藻场彻底消失。2007 年 6 月 18
日潜水观测礁面上有 1~3 cm 淤泥沉积。2009 年 2 月移植藻
种 1 000 株,投放藻礁一座,4 月下旬清除礁面淤泥和紫海类
敌害生物。
马祖岙南岸,国姓岙北岸 -2 m 浅水区为砾石底质,没
有铜藻自然分布。马祖岙南岸为铜藻场一期建设营造试点,
面积 100 m2(长 20 m× 宽 5m),2009 年 4 月上旬移植种藻
100 株,观测幼孢子体着生。
5 课题研究设计
铜藻场建设,在我国是新生事物,有大量课题需要研究
探讨。为使该项目进展顺利,实施中应以科技为依托,借鉴
国内外海藻场建设经验与教训,组织科技攻关,特设计如下
课题。
5.1 南麂列岛藻场生态系统的研究
(1)自然保护区铜藻场生态环境的调查与研究;
(2)南麂列岛铜藻场生态系统和功能结构的研究;
(3)铜藻场生态环境修复和可持续性的研究;
(4)铜藻场良性生态结构的研究;
(5)海藻场对渔业生态系统的影响及集鱼机理的研究;
5.2 铜藻增养殖技术与生态安全
(1)铜藻种苗技术及种藻最佳投放规格研究;
(2)幼孢子体浅海岩礁喷洒等着生技术的研究;
(3)幼孢子体着生和种藻投放量;
(4)铜藻场对自然保护区海洋生物多样性影响;
(5)铜藻人工栽培对自然保护区资源补充和影响。
5.3 藻礁开发技术
(1)礁体材料、结构和大小的设计研究;
(2)藻礁投放地点选择和投放技术;
(3)海藻场渔获技术的研究。
28 第 24 卷 第 7 期现 代 渔 业 信 息
Design and Primary Enforcement of Sargassum horneri
Ground Establishment around Nanji Islands
Sun Jian-zhang,Zhuang Ding-gen
(Nanji Island Development Co.Ltd. of Pingyang County,Pingyang,Zhejiang 325401,China)
Wang Tie-gan
(Marine Aquaculture Research Institute of Zhejiang Province,Wenzhou,Zhejiang 325005,China)
Zheng Jia-bo,Chen Wan-dong
(Research Institute in Administration of Nanji Islands Conservation Zone,Pingyang,Zhejiang 325406,China)
5.4 海藻场的经营管理
(1)渔业立法及法制体系的建立;
(2)经营管理机构和体系及管理方法;
(3)铜藻综合利用研究。
致谢:文章承蒙上海海洋大学章守宇教授审阅并提供
宝贵意见,谨此致谢。
参考文献
[1]曾呈奎,陆保仁 . 中国海藻志 .3 卷 2 册 . 墨角藻目[M]. 北京:
科技出版社,2000.
[2]葛长宇 . 大型海藻在海水养殖系统中的生物净化作用[J]. 渔业
现代化,2006(4):11-13.
[3]杨宇峰,费修绠 . 大型海藻对富养化海水养殖区生物修复的研
究与展望[J]. 青岛海洋大学学报,2003,33(1):54-57.
[4]何培民,张寒野,徐珊楠 . 我国海洋环境生态修复与海藻生物能
产业链发展[C]// 邓楠 . 2005 中国可持续发展论坛——中国可
持续发展研究会 2005 年学术年会论文集(下册). 上海:同济大
学出版社,2005:184—186.
[5]Nagelkerken,G. van der Velde,M. w. Gorissen,G. J. Meijer,T.
ven’t Hof and C.den Hartog. Lmportance of Mangroves.Seagrass
Beds and the Shahlow Coral Reef as a Nursery for L mportant Coral
Reef Fishes,Vsing a Visual Census Technigue[J]. Esturine,
Coastal and shelf Science,2000(51):31-44.
[6]Umezaki L. Ecological studies of Sargassum horneri(Turner)
C.Agardh in Obama Bay,Japan Sea[J]. Bullitin of the Japanese
Society of Scientific Fishenies,1984,50:1 193-1 200.
[7]YOSHIDA Goro,MURASE Noboru,ABAT Shogo,et al.. Ecotypic
differentiation seasonality among Sargassum horneri(Fucales,
Phaeophyta)populations in Hiroshima Bay,Seto Inland sea,Japan
[J]. Phycologia,2004,43(6):703-710.
[8]Chang Geun CHOI,Hyung Geun Kim,Chul Hyun Sohn.
Transplantation of Young fronds of Sargassum horneri for
Construction of Seaweeds beds[J]. Kor Fish Soc,2003,36(5):
469-473.
[9]章守宇,孙宏超 . 海藻场生态系统及其工程学研究进展[J]. 应
用生态学报,2007,18(7)1 647-1 653.
[10]李宏基 . 中国海带养殖若干问题[M],北京,海洋出版社,
1996.
[11]刘恬敬,李索瑛,刘绪炎,等,巨藻(Macrocystis pyrifera)引进
与人工育苗[J]. 海洋水产研究,1981,3:69-79.
[12]孙建璋,杭金欣 . 南麂列岛底栖海藻的初步调查[J]. 植物分类
学报,1976,14(1):51-56.
[13]孙建璋,逄少军,陈万东,等,中国南麂列岛铜藻 Sargassum
horneri 实地生态学的初步研究[J]. 南方水产,2008,4(3):
58-63.
[14]孙建璋,庄定根 . 南麂海藻资源状况堪忧[J]. 现代渔业信息,
2008,23(12):30-31.
[15]孙建璋,逄少军,庄定根,等,铜藻 Sargassun horneri 繁殖生
物学及种苗培育研究[J]. 南方水产,2008,4(2):6-13.
[16]郑海羽,孙建璋,等 . 保护性开发南麂列岛铜藻 Sargassum
horneri(Turn.)Ag. 资 源 的 思 考[J]. 现 代 渔 业 信 息,2008,23
(10):25-26.
[17]Shao Jun Pang. FengLiu-Ti Feng Shan. Su Qin Gao. Zhi Huai
Zhang.CaHivation,of the Brown alga Sangassum horneri:sexual
yeprodwction and sseeclling production in tank culture wmder
reduced solar irradiace in ambient temperature[J]. Appl Phycol
DOI 10.1007/s10811-008-9386-5.
[18]章守宇,汪振华,林 军,等,枸杞岛海藻场夏,秋季的渔业资
源变化[J]. 海洋水产研究,2007,28(1):46-52.
[19]孙宏超,章守宇.铜藻对几种无机盐吸收动力学的初步研究[J].
上海水产大学学报,2007,16(6):573-579.
[20]袁清香,付 玲,铜藻 Sargassun horneri 的集中化学成分研究
[J]. 广东化工,2006,33(5):42-43.
[21]朱亚珠,郝云彬 . 铜藻膳食纤维提取条件的研究[J]. 浙江海洋
学院学报 .2008,27(2):151-155.
[22]武冬雪,韩晓弟,韶 杰,等 . 铜藻提取液对月见草种子萌发及
幼苗的影响[J]. 中国林副特产,2008,5:19-21.