劉敏，董鵬，劉漢超

(大連海洋大學(xué)遼寧省海洋牧場(chǎng)工程技術(shù)研究中心 大連 116023)

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美國德克薩斯州人工魚礁建設(shè)及對(duì)我國的啟示

劉敏，董鵬，劉漢超

(大連海洋大學(xué)遼寧省海洋牧場(chǎng)工程技術(shù)研究中心 大連 116023)

文章對(duì)美國德克薩斯州墨西哥灣海域人工魚礁建設(shè)情況進(jìn)行介紹，從目的、計(jì)劃、分布、效益、管理等方面進(jìn)行分析，通過查閱相關(guān)資料，吸取美國人工魚礁建設(shè)過程中管理、技術(shù)等方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國人工魚礁建設(shè)提出參考建議。人工魚礁建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要全方位、多方面地開展工作，應(yīng)重點(diǎn)從政府機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)作、法律體系建設(shè)、加大科研投入、完善管理措施、有效利用新型材料等方面入手，積極有效地進(jìn)行人工魚礁建設(shè)和管理。

人工魚礁；海洋生態(tài)；海洋牧場(chǎng)；海洋漁業(yè)

人類對(duì)漁業(yè)資源的過度索取導(dǎo)致世界野生漁業(yè)資源的種類和數(shù)量不斷減少，資源補(bǔ)充嚴(yán)重不足，漁業(yè)資源迅速衰退。重工業(yè)發(fā)展和海域不合理使用使許多國家周邊海洋環(huán)境遭到破壞，世界漁業(yè)資源狀況不斷惡化[1]。20世紀(jì)70年代中期，為恢復(fù)漁業(yè)資源、解決漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展問題，很多國家開始大力開展人工魚礁建設(shè)，其中美國人工魚礁建設(shè)發(fā)展最為迅速，管理較為合理，效果最為明顯。以德克薩斯州墨西哥灣海域?yàn)槔捎谀鞲鐬程烊簧汉鹘钢饾u衰退，海洋環(huán)境不斷惡化，大量海洋動(dòng)植物賴以生存的棲息地遭受破壞，生命活動(dòng)無法正常進(jìn)行。德克薩斯州政府以“德克薩斯人工魚礁計(jì)劃”為指導(dǎo)，建造人工魚礁，這項(xiàng)工作的實(shí)施為海洋中無脊椎動(dòng)物提供生命活動(dòng)所需的硬質(zhì)表面，為魚類提供棲息地和捕食場(chǎng)所。德克薩斯州人工魚礁建設(shè)具有代表性，管理體系較為完善、思想新穎、技術(shù)成熟，人工魚礁以大型船舶和石油天然氣平臺(tái)為主。本文介紹德克薩斯人工魚礁建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)，以期對(duì)我國人工魚礁建設(shè)有所啟發(fā)和借鑒。

1 德克薩斯州人工魚礁發(fā)展背景

德克薩斯州于1940年年末參與人工魚礁計(jì)劃，“德克薩斯州立公園和野生動(dòng)物保護(hù)委員會(huì)”(以下簡稱委員會(huì))被授權(quán)進(jìn)行人工魚礁建設(shè)項(xiàng)目，委員會(huì)員工與其他政府機(jī)構(gòu)、保護(hù)組織、私營企業(yè)和漁業(yè)運(yùn)動(dòng)部門合作，共同維護(hù)和管理人工魚礁區(qū)。20世紀(jì)70年代中期，12艘報(bào)廢的“二戰(zhàn)”船只形成第一批人工魚礁[2]；1990年美國石油天然氣公司將約140個(gè)退役的石油天然氣平臺(tái)捐贈(zèng)給德克薩斯人工魚礁項(xiàng)目，成為德克薩斯州人工魚礁項(xiàng)目的核心。

2 德克薩斯州人工魚礁建設(shè)

事實(shí)證明,石油天然氣平臺(tái)與海洋環(huán)境相兼容，通常只淹沒平臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)中不含碳?xì)浠衔铮瑢?duì)海洋環(huán)境污染極小?？蚣艿拇笮　⑿螤?、設(shè)計(jì)、輪廓、密度等優(yōu)勢(shì)使其成為最持久耐用的人工魚礁材料。使用側(cè)掃聲吶對(duì)石油天然氣平臺(tái)投放位置進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示絕大多數(shù)框架結(jié)構(gòu)幾乎沒有發(fā)生位移。通過鋼材沉浸在海水中的平均腐蝕速率估計(jì)，這些框架結(jié)構(gòu)約有300年的壽命。

2.1 建設(shè)計(jì)劃

“德克薩斯人工魚礁計(jì)劃”首先確定計(jì)劃參與者和資金需求，確保目標(biāo)海域地理、水文、生物、生態(tài)及其他條件均符合人工魚礁的投放要求；其次運(yùn)用科學(xué)的機(jī)制和方法監(jiān)測(cè)和管理人工魚礁，并在地圖描繪人工魚礁建設(shè)的優(yōu)先區(qū)域，創(chuàng)建人工魚礁管理基金，保證計(jì)劃的成功實(shí)施。

“德克薩斯人工魚礁計(jì)劃”規(guī)定人工魚礁要投放在優(yōu)先區(qū)域，提高該區(qū)域漁業(yè)資源水平以及商業(yè)捕魚機(jī)會(huì)，大力發(fā)展休閑漁業(yè)。使用船舶、石油天然氣平臺(tái)等作為底棲生物礁，雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜但不影響結(jié)構(gòu)的完整性，面向效果最大化，加強(qiáng)對(duì)人工魚礁區(qū)的監(jiān)管，確定物種的豐富度、穩(wěn)定性、增長率、死亡率以及環(huán)境影響因素對(duì)魚礁物種帶來的影響。人工魚礁區(qū)可采捕的漁業(yè)資源量由德克薩斯州及其毗鄰專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的漁業(yè)管理部門規(guī)定。

2.2 建設(shè)目的

2.2.1 最大限度地保護(hù)和增殖漁業(yè)資源

人工魚礁被放置在德克薩斯州海域及其毗鄰專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，可以提高魚礁群落中珊瑚魚類和其他生物的組成，增加潛在產(chǎn)卵數(shù)量。石油天然氣平臺(tái)的投放為藤壺、珊瑚、海綿、蛤蜊、苔蘚和水螅等無脊椎動(dòng)物提供生命活動(dòng)所需的硬質(zhì)表面。除當(dāng)?shù)匚锓N外，人工魚礁還能吸引其他物種，使其暫停在魚礁區(qū)，魚礁區(qū)生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)可能來自于附著在魚礁表面的無脊椎動(dòng)物，也可能來自于魚礁結(jié)構(gòu)。石油天然氣平臺(tái)對(duì)群落的發(fā)展和生態(tài)的相互作用是很好的鋪墊。

2.2.2 有效利用廢棄物，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，緩解政府和企業(yè)壓力

接近優(yōu)先區(qū)域的石油天然氣平臺(tái)在進(jìn)行報(bào)廢處理時(shí)，拆除耗資巨大且回收再利用價(jià)值低，盲目拆除不但會(huì)使框架結(jié)構(gòu)底部已經(jīng)形成的魚礁生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，而且有可能使污染海洋環(huán)境的平臺(tái)構(gòu)件遺留在海中。將其作為廢棄物贈(zèng)予委員會(huì)，經(jīng)過特殊處理成為人工魚礁，不但有效利用廢棄物，使原有的魚礁生態(tài)系統(tǒng)不受破壞，而且本身位于優(yōu)先區(qū)域附近無須移動(dòng)，減少資金損耗，進(jìn)一步緩解政府和企業(yè)的壓力[2]。

2.2.3 促進(jìn)商業(yè)漁業(yè)和休閑漁業(yè)發(fā)展，便于當(dāng)?shù)貪O民使用

通過增加人工魚礁區(qū)的表面積，提高德克薩斯州以及聯(lián)邦水域人工魚礁潛力，使人工魚礁區(qū)生物種類逐漸增多，目標(biāo)物種捕獲的成功率提高。此外，吸引大量漁民、垂釣愛好者和潛水愛好者前來，其中漁民可以進(jìn)行捕撈作業(yè)，垂釣愛好者和潛水愛好者可以進(jìn)行休閑活動(dòng)，促進(jìn)商業(yè)漁業(yè)和休閑漁業(yè)共同發(fā)展[2]。

2.2.4 獲得良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益

隨著人工魚礁區(qū)的不斷建設(shè)和完善，休閑漁業(yè)發(fā)展迅速，人們涉足人工魚礁區(qū)的次數(shù)逐年增多，到德克薩斯休閑旅游的游客不斷增加，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展；前往人工魚礁區(qū)進(jìn)行休閑活動(dòng)需租賃大量船只，拉動(dòng)船租等其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展[2]。通過對(duì)人工魚礁區(qū)的資源量和環(huán)境因子進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)一些經(jīng)濟(jì)物種的種類和數(shù)量大幅增加，魚礁區(qū)海域環(huán)境得到明顯改善，人工魚礁的建設(shè)為魚類及其他海洋生物提供了良好的棲息場(chǎng)所[2]。

2.3 建設(shè)情況

德克薩斯州墨西哥灣海域建設(shè)人工魚礁區(qū)66個(gè)，人工魚礁區(qū)面積最小為16.19 hm2、最大為153.78 hm2，投放水深為9.14～94.49 m，其中高島人工魚礁區(qū)離岸較遠(yuǎn)、分布較為密集。由于石油平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)有一定高度，德克薩斯人工魚礁大都投放在深水區(qū)，其中投放在18.29 m以上水深的人工魚礁占總數(shù)的83%。人工魚礁的來源主要包括德克薩斯公園和野生動(dòng)物協(xié)會(huì)捐贈(zèng)的混凝土涵洞、海事管理浮標(biāo)、球形人工魚礁、海軍駁船，海洋救助服務(wù)公司捐贈(zèng)的拖船、駁船，德克薩斯沿海海洋委員會(huì)捐贈(zèng)的貨輪(“二戰(zhàn)”時(shí)期美國建造)，德克薩斯休閑漁業(yè)協(xié)會(huì)、服務(wù)社及其他協(xié)會(huì)捐贈(zèng)的球形人工魚礁、采石場(chǎng)巖石，美國海岸警衛(wèi)隊(duì)捐贈(zèng)的混凝土防波堤構(gòu)件，石油天然氣公司(能源公司)捐贈(zèng)的石油天然氣平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)、石油管道、鉆井框架、生產(chǎn)組件等。

德克薩斯州對(duì)墨西哥灣海域人工魚礁建設(shè)格外重視，擁有最高級(jí)別的人工魚礁項(xiàng)目，由委員會(huì)以及沿海漁業(yè)部門共同管理。12艘“二戰(zhàn)”報(bào)廢船只沉入海底，是德克薩斯州第一次使用穩(wěn)定、耐用、復(fù)雜的材料制成人工魚礁；之后約有90個(gè)石油天然氣平臺(tái)作為人工魚礁被投放到墨西哥灣德克薩斯沿海水域，并收到超過1000萬美元的捐款。德克薩斯州人工魚礁以船舶和石油天然氣平臺(tái)為主，其中以海上石油天然氣平臺(tái)為核心(表1)。

表1 德克薩斯州各類人工魚礁區(qū)數(shù)量及比例

2.4 效益

最近一項(xiàng)調(diào)查顯示，德克薩斯州沿岸船只平均每年有1 582次魚礁旅行，到人工魚礁區(qū)的漁業(yè)休閑活動(dòng)占全部活動(dòng)的40%，現(xiàn)在每年約有5.2萬外來游客到德克薩斯州進(jìn)行休閑垂釣，且人數(shù)還在不斷上升[3]。

早在1999年德克薩斯州潛水運(yùn)動(dòng)每年就給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來最少200萬美元的收入，隨著人們對(duì)潛水資源需求的不斷增加，人工魚礁提供了更多機(jī)會(huì)，現(xiàn)在每年有超過6 000名潛水者到德克薩斯州開展休閑潛水運(yùn)動(dòng)[3]。在人工魚礁區(qū)進(jìn)行潛水以及一些新增項(xiàng)目促使游客消費(fèi)，提高地區(qū)經(jīng)濟(jì)潛力。

人工魚礁的建設(shè)使德克薩斯州漁業(yè)資源蘊(yùn)藏量增加10倍以上，如“SHIP”人工魚礁區(qū)的建立為海洋生物創(chuàng)造約7 060.63 m2的硬質(zhì)表面棲息地，在德克薩斯州南部河流已經(jīng)觀察到66種魚類，其中包括42種主要珊瑚礁物種。人工魚礁區(qū)為無脊椎動(dòng)物提供可附著的硬質(zhì)表面，無脊椎動(dòng)物和魚類將魚礁區(qū)的貝殼等生物當(dāng)做食物來源并躲避敵害；人工魚礁的高垂直剖面吸引上層魚和底層魚，也能提供棲息地，魚類在夜間遠(yuǎn)離人工魚礁、白天便返回尋求掩護(hù)；除土著物種外，人工魚礁還會(huì)吸引瞬態(tài)物種，這些物種會(huì)滯留在礁區(qū)數(shù)小時(shí)或數(shù)天[4]。

綜上所述，人工魚礁區(qū)建設(shè)效果明顯，區(qū)內(nèi)生物種類不斷增加，海洋環(huán)境明顯改善，漁業(yè)資源日益豐富。人工魚礁區(qū)不僅成為海洋生物的天堂，而且成為人們漁業(yè)休閑活動(dòng)的最佳選擇地。

3 資金及管理

人工魚礁建設(shè)和發(fā)展的每個(gè)階段都需要一定的資金、物資和勞動(dòng)力作為支持，其中資金通常由個(gè)人和政府機(jī)構(gòu)捐贈(zèng)，物資由聯(lián)邦、州或地方政府提供幫助或捐贈(zèng)。人工魚礁的選址通常與魚礁類型和資金數(shù)量有關(guān)。德克薩斯州立法規(guī)定，人工魚礁區(qū)建設(shè)的資金要來源于國家財(cái)政總收入以外。地方政府支持發(fā)展人工魚礁，額外的津貼收入來自魚礁材料的回收，并且這些資金也被用于人工魚礁的發(fā)展[3-6]。立法機(jī)構(gòu)設(shè)立人工魚礁基金，由委員會(huì)負(fù)責(zé)使用，以便進(jìn)行人工魚礁的管理。在人工魚礁建設(shè)過程中，該基金是相關(guān)部門唯一的資金來源。對(duì)人工魚礁進(jìn)行開發(fā)、維護(hù)和標(biāo)記的經(jīng)費(fèi)不應(yīng)超過人工魚礁基金的累積收入，創(chuàng)建和維護(hù)的成本由人工魚礁捐贈(zèng)者承擔(dān)，委員會(huì)只負(fù)責(zé)最大限度地減少這些成本[7]。

德克薩斯州海上石油平臺(tái)人工魚礁項(xiàng)目中有50%的經(jīng)費(fèi)由石油天然氣公司捐助，獲得資助的項(xiàng)目人員負(fù)責(zé)研究、管理、維護(hù)和新建人工魚礁，這也使該項(xiàng)目能夠自給自足，不需要政府撥款。德克薩斯州自1961年開始建設(shè)人工魚礁，受捐款總額超過919萬美元[3-6]，其中1989年以前沒有資助信息，1989年以后每年都有捐款資助，從1995年開始捐款金額基本呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，由此可知人工魚礁受重視程度不斷提高[1-7]。

4 對(duì)我國人工魚礁建設(shè)的啟示

4.1 政府重視人工魚礁建設(shè)，加強(qiáng)地方合作

為達(dá)到預(yù)期效果，須投放大量人工魚礁，最大限度地增加人工魚礁區(qū)面積。我國政策與美國不同，在人工魚礁發(fā)展過程中項(xiàng)目很難實(shí)現(xiàn)自給自足，因此政府可以出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠和補(bǔ)助政策，與地方企業(yè)和個(gè)人合作。美國德克薩斯州的石油天然氣平臺(tái)大都由企業(yè)捐贈(zèng)，從改造到投放均由企業(yè)負(fù)責(zé)、政府監(jiān)管。我國沿海企業(yè)和漁民也可以自發(fā)投放人工魚礁，自覺對(duì)人工魚礁區(qū)進(jìn)行管理，在改善海洋環(huán)境和補(bǔ)充漁業(yè)資源的同時(shí)，有效減輕政府部門的壓力[2-9]。

4.2 立法規(guī)范人工魚礁的投放和管理

人工魚礁的建設(shè)一定要加強(qiáng)管理和監(jiān)督。目前我國沿海各地均有人工魚礁管理辦法，但缺少相關(guān)法律法規(guī)。如美國德克薩斯州明文規(guī)定，人工魚礁的投放要合理，不在通航水域或錨地盲目、隨意投放人工魚礁。因此，通過制定相關(guān)法律法規(guī)，繪制功能區(qū)劃圖，將人工魚礁區(qū)標(biāo)注在圖上，更好地管理人工魚礁[6-11]。

4.3 加強(qiáng)科學(xué)研究，加大科研經(jīng)費(fèi)投入

學(xué)習(xí)美國德克薩斯州先進(jìn)理念，選擇更加耐用、穩(wěn)定和環(huán)保的人工魚礁材料，設(shè)計(jì)更加合理的人工魚礁結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)漁業(yè)資源保護(hù)方面的一系列研究，提高監(jiān)測(cè)和評(píng)估人工魚礁和生態(tài)環(huán)境的能力，同時(shí)注重對(duì)魚類棲息地的基礎(chǔ)研究。我國人工魚礁在材料和設(shè)計(jì)等方面與美國依然有一定差距，應(yīng)加大相關(guān)經(jīng)費(fèi)投入，鼓勵(lì)更多研究人員從事人工魚礁研究[3-11]。

4.4 加強(qiáng)執(zhí)法力度，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，減少漁業(yè)資源的損耗和浪費(fèi)

近年來我國漁業(yè)資源衰退較為明顯，投放人工魚礁恢復(fù)漁業(yè)資源需要經(jīng)過一段時(shí)間。我國雖然已有許多法律法規(guī)保護(hù)海洋環(huán)境和漁業(yè)資源，但力度還有待提高。在人工魚礁區(qū)建設(shè)過程中，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)魚礁區(qū)的監(jiān)管和保護(hù)，加大執(zhí)法力度。美國各州都有法規(guī)規(guī)定，為保證漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展，對(duì)禁漁期和禁漁區(qū)的非法捕撈作業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格處罰，對(duì)破壞海洋生態(tài)資源和環(huán)境的行為要處以一定數(shù)量的罰款[2-12]。

4.5 完善資金管理

科學(xué)合理的資金管理對(duì)我國人工魚礁建設(shè)至關(guān)重要?？梢越梃b美國德克薩斯州人工魚礁發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，成立專門的人工魚礁基金會(huì)，獨(dú)立于政府機(jī)構(gòu)，管理撥款、捐款和額外津貼等所有資金，規(guī)定人工魚礁由建設(shè)到投放所有環(huán)節(jié)的資金都來源于此，不但使經(jīng)費(fèi)易于管理，而且使人工魚礁建設(shè)的各個(gè)階段更加順利地進(jìn)行[3-10]。

4.6 運(yùn)用大型構(gòu)造作為人工魚礁

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國防和能源等方面的建設(shè)不斷加強(qiáng)，建造的大型構(gòu)造也越來越多，包括大型艦船、船舶、海上風(fēng)能發(fā)電機(jī)、海上石油天然氣平臺(tái)等。在若干年后，許多大型結(jié)構(gòu)都將面臨退役或報(bào)廢，如何將其合理利用成為需要考慮的問題。借鑒美國經(jīng)驗(yàn)，可將其發(fā)展成為人工魚礁，有效利用廢棄物，不但改善海洋環(huán)境，而且節(jié)約大量資金[3-12]。

5 結(jié)語

人工魚礁建設(shè)是一項(xiàng)投資大、周期長、收益大的工程。美國德克薩斯州人工魚礁建設(shè)主要以船舶、石油天然氣平臺(tái)、大型混凝土涵洞等大型結(jié)構(gòu)為主，在魚礁材料的收購、處理、運(yùn)輸、投放和管理方面已經(jīng)非常成熟。美國政府大力支持人工魚礁建設(shè)，取得很大成果，在改善海洋環(huán)境、提高漁業(yè)資源的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展休閑漁業(yè)。我國人工魚礁發(fā)展在技術(shù)、思想等方面已有很大進(jìn)步，但與美國相比仍有一定差距，僅從人工魚礁投放角度考慮就仍略帶盲目性，導(dǎo)致我國人工魚礁發(fā)展較慢，與休閑漁業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目開展較少。21世紀(jì)我國對(duì)人工魚礁建設(shè)的研究和探索應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高重視程度，學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)思想和技術(shù)，做好管理和研究，使人工魚礁建設(shè)走上健康、科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的道路。

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Construction of Artificial Reef in Texas of U.S. and Its Enlightenment to China

LIU Min，DONG Peng，LIU Hanchao

(Center for Marine Ranching Engineering Science Research of Liaoning，Dalian Ocean University，Dalian 116023,China)

In this paper，the construction of artificial reefs in the Gulf of Mexico in the United States of America was introduced and analyzed from the aspects of construction purpose，plan，distribution，benefit，management and so on.Some suggestions were proposed through accessing to relevant information，including the management，technology and other aspects of experience during the process of artificial reef construction in the United States.Artificial reef construction is a systematic project need to be all-round efforts，the construction and management of artificial reefs from coordinating the operation of government agencies，building legal system，increasing investment in scientific research，improving management measures and making effective use of new materials should be focused on.

Artificial reef，Marine ecology，Marine ranching，Marine fishery

2017-01-23；

2017-03-06

國家科技支持計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD18B03、2013BAD23B01).

劉敏，碩士研究生，研究方向?yàn)楹Ｑ竽翀?chǎng)人工魚礁區(qū)建設(shè)，電子信箱：1849440733@qq.com

董鵬，碩士研究生，研究方向?yàn)楹Ｑ竽翀?chǎng)魚礁生態(tài)系統(tǒng)，電子信箱：610001387@qq.com

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1005-9857(2017)04-0021-05