薛彬++李鐵軍++郭遠(yuǎn)明

摘要 鑒于傳統(tǒng)阿氏拖網(wǎng)等海洋底棲生物采集裝置實際工作中存在的不足，研制了一種新型采樣裝置，試驗研究表明該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是有效采集棲息在海底表面或底泥表層內(nèi)的底棲生物；二是有效解決完成采集后，在拖網(wǎng)裝置往上拉起的過程中底棲生物由拖網(wǎng)裝置的端口脫離的問題；三是有效保證在采集洋底棲生物的過程中，拖網(wǎng)裝置中至少有一部分網(wǎng)孔保持暢通，從而有效采集底棲生物。

關(guān)鍵詞 海洋；底棲生物；采集；方法

中圖分類號 Q178.532 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0228-02

海洋底棲生物的調(diào)查是海洋科學(xué)基礎(chǔ)綜合調(diào)查的重要組成部分，尤其是目前由于受人類活動影響，近岸海底沉積物數(shù)量不斷增多，嚴(yán)重影響到生存在海底基質(zhì)上的底棲生物群落組成及生物量。因此，對于海洋底棲生物的調(diào)查研究逐漸受到重視[1-4]。目前針對海洋底棲生物的采樣方法及工具的研制還停留在20世紀(jì)60年代的水平，制約了相關(guān)研究的發(fā)展，鑒于此研制新的采樣方法及裝置具有現(xiàn)實和科學(xué)的雙重意義[5-15]。

1 阿氏拖網(wǎng)裝置存在的問題

目前采集海洋底棲生物時，通常采用的裝置為“阿氏拖網(wǎng)裝置”，在實際的底棲生物拖網(wǎng)采集過程中，通常是將拖網(wǎng)裝置通過2根繩索直接懸掛系于調(diào)查船只的船舷邊上，通過調(diào)查船只拖動阿氏拖網(wǎng)裝置進(jìn)行底棲生物的采集操作[5-9，13]。裝置在采集海洋底棲生物時存在以下幾個方面的不足：一是在船只拖動阿氏拖網(wǎng)裝置過程中，由于繩索斜向上拖動，使得阿氏拖網(wǎng)裝置受到斜向上的拉力，因而阿氏拖網(wǎng)裝置往往容易被繩索往上拖起，導(dǎo)致位于海底上方，無法采集棲息在海底表面或底泥表層內(nèi)的底棲生物。二是由于阿氏拖網(wǎng)裝置的端口（即采集口）始終處于敞開狀態(tài)，這使得裝置完成采集后，在往上拉起的過程中，網(wǎng)內(nèi)的底棲生物容易受海流及水流影響，導(dǎo)致底棲生物由裝置的端口脫離。三是在船只拖動阿氏拖網(wǎng)裝置的過程中，隨底棲生物一同進(jìn)入拖網(wǎng)內(nèi)的海底沉積物容易將拖網(wǎng)的網(wǎng)孔堵塞，造成水流難以穿過拖網(wǎng)，導(dǎo)致阿氏拖網(wǎng)裝置難以采集底棲生物。

2 改進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)與工作過程

2.1 裝置結(jié)構(gòu)

鑒于上述情況，設(shè)計了一種采集海洋底棲生物的拖網(wǎng)裝置，包括拖拽繩索，拖網(wǎng)箱、平衡桿及配重桿，拖網(wǎng)箱包括端部開口的V形箱體，V形箱體由V形箱體框架及箱體4個側(cè)面上的網(wǎng)狀隔層構(gòu)成，平衡桿設(shè)置在靠近V形箱體底邊的V形箱體框架上，且平衡桿與V形箱體底邊相平行，V形箱體的端部開口的中部設(shè)有安裝板，該安裝板兩側(cè)的V形箱體端部開口處分別形成拖網(wǎng)箱的采集入口，安裝板的相對兩側(cè)邊處分別設(shè)有封遮兩采集入口的端蓋，兩端蓋分別通過第一鉸接軸鉸接在安裝板上，且第一鉸接軸與平衡桿相平行；兩端蓋與V形箱體之間分別設(shè)有用于開閉端蓋的自動開閉端蓋機(jī)構(gòu)；所述安裝板中部設(shè)有過渡連接桿，配重桿的一端通過第二鉸接軸鉸接在過渡連接桿端部，且第二鉸接軸與平衡桿相平行；拖拽繩索的端部固定在配重桿的另一端（圖1）。

研究表明通過平衡桿、過渡連接桿及配重桿的配合作用，在船只拖動拖網(wǎng)裝置的過程中通過配重桿抵消繩索斜向上的拉力，有效避免在船只拖動拖網(wǎng)裝置的過程中拖網(wǎng)裝置容易被繩索往上拖起，使阿氏拖網(wǎng)裝置位于海底上方的問題；保證拖網(wǎng)箱沿海底拖動，從而可有效采集棲息在海底表面或底泥表層內(nèi)的底棲生物。

另一方面，由于本方案拖網(wǎng)裝置的2個采集入口分別設(shè)有端蓋，在拖網(wǎng)裝置沿海底拖動，采集底棲生物的過程中端蓋打開，使底棲生物由采集入口進(jìn)入拖網(wǎng)箱內(nèi)；而在拖網(wǎng)裝置完成采集并往上拉起的過程中，可以通過端蓋封遮2個采集入口，從而有效地防止完成采集工作后，在拖網(wǎng)裝置往上拉起的過程中底棲生物由拖網(wǎng)裝置的端口脫離的問題。

與此同時，自動開閉端蓋機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在端蓋上、并靠近第一鉸接軸的第三鉸接軸，通過第四鉸接軸鉸接在V形箱體框架上的受力板及連桿，所述第三及第四鉸接軸與第一鉸接軸相平行，且第四鉸接軸位于V形箱體側(cè)面上并靠近端蓋，所述受力板與平衡桿相平行，受力板的端部還設(shè)有與第一鉸接軸相平行的第五鉸接軸，所述連桿的一端鉸接在第三鉸接軸上，另一端鉸接在第五鉸接軸上，且連桿V形箱體外側(cè)；當(dāng)受力板繞第四鉸接軸旋轉(zhuǎn)并抵靠在V形箱體的側(cè)面上時，端蓋將繞第一鉸接軸旋轉(zhuǎn)開啟采集入口；當(dāng)拖拽繩索將拖網(wǎng)箱提起后，所述端蓋將繞第一鉸接軸旋轉(zhuǎn)關(guān)閉采集入口。

本方案的自動開閉端蓋機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)當(dāng)拖網(wǎng)裝置下沉到海底后，自動開閉端蓋機(jī)構(gòu)自動開啟兩端蓋，從而在拖網(wǎng)裝置沿海底拖動的過程中，使底棲生物由采集入口進(jìn)入拖網(wǎng)箱內(nèi)，從而實現(xiàn)對底棲生物的采集；而在拖網(wǎng)裝置完成采集并往上拉起的過程中，自動開閉端蓋機(jī)構(gòu)可以關(guān)閉端蓋，從而封遮兩采集入口，可以有效防止完成采集后，在拖網(wǎng)裝置往上拉起的過程中底棲生物由拖網(wǎng)裝置的端口脫離的問題。

V形箱體中部的V形箱體框架上設(shè)有與平衡桿相平行的第一柵格狀防護(hù)隔層，且第一柵格狀防護(hù)隔層表面上設(shè)有過濾網(wǎng)；所述各網(wǎng)狀隔層位于第一柵格狀防護(hù)隔層與V形箱體上端口之間的V形箱體框架上，所述V形箱體框架上、位于第一柵格狀防護(hù)隔層與平衡桿之間設(shè)有可使第一柵格狀防護(hù)隔層上的過濾網(wǎng)保持暢通的防堵塞裝置，該防堵塞裝置包括通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動設(shè)置在V形箱體框架上的滾筒，若干設(shè)置在滾筒表面上的刷毛及分別固定設(shè)置在滾筒兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動輪，所述轉(zhuǎn)軸與平衡桿相平行，所述刷毛沿轉(zhuǎn)軸徑向延伸，且第一柵格狀防護(hù)隔層上的過濾網(wǎng)與轉(zhuǎn)軸之間的間距小于刷毛端部與轉(zhuǎn)軸之間的間距；所述兩驅(qū)動輪位于V形箱體框架外側(cè)，且兩驅(qū)動輪的表面上周向均布若干徑向延伸的阻力板。

2.2 工作過程

拖網(wǎng)裝置在沿海底拖動的過程中，驅(qū)動輪在其阻力板作用下將帶動滾筒及刷毛轉(zhuǎn)動，而由于第一柵格狀防護(hù)隔層上的過濾網(wǎng)與轉(zhuǎn)軸之間的間距小于刷毛端部與轉(zhuǎn)軸之間的間距，因而在滾筒及刷毛轉(zhuǎn)動的過程中可以不斷的對第一柵格狀防護(hù)隔層上的過濾網(wǎng)進(jìn)行刷洗，有效保證在采集洋底棲生物的過程中，第一柵格狀防護(hù)隔層上的過濾網(wǎng)保持暢通，從而有效采集底棲生物（圖2）。

轉(zhuǎn)軸與阻力板端部之間的間距大于轉(zhuǎn)軸與V形箱體側(cè)面之間的間距。本方案結(jié)構(gòu)保證拖網(wǎng)裝置在沿海底拖動的過程中，阻力板可以與海底基質(zhì)或底泥接觸，從而帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動滾筒及刷毛轉(zhuǎn)動。

V形箱體上、與平衡桿相平行的V形箱體的兩側(cè)面上的網(wǎng)狀隔層均由設(shè)置在V形箱體框架上的第二柵格狀防護(hù)隔層與設(shè)置在第二柵格狀防護(hù)隔層內(nèi)側(cè)的過濾網(wǎng)構(gòu)成；V形箱體上、另外兩側(cè)面的網(wǎng)狀隔層直接由過濾網(wǎng)構(gòu)成。由于拖網(wǎng)裝置下沉到海底后，V形箱體上與平衡桿相平行的V形箱體的兩側(cè)面中的一側(cè)面將成為與海底直接接觸的側(cè)面，因而本方案在這兩側(cè)面上設(shè)置第二柵格狀防護(hù)隔層來保護(hù)過濾網(wǎng)，有效避免拖網(wǎng)裝置在沿海底拖動的過程中，過濾網(wǎng)直接與海底基質(zhì)或底泥接觸而使過濾網(wǎng)磨損。將安裝板設(shè)計成矩形，且安裝板與平衡桿相平行。

3 結(jié)論

新型海洋底棲生物采集方法及裝置具有3個主要優(yōu)點(diǎn)：有效采集棲息在海底表面或底泥表層內(nèi)的底棲生物；有效解決完成采集后，在拖網(wǎng)裝置往上拉起的過程中底棲生物由拖網(wǎng)裝置的端口脫離的問題；有效保證在采集洋底棲生物的過程中，拖網(wǎng)裝置中至少有一部分網(wǎng)孔保持暢通，從而有效采集底棲生物。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 柏育材，徐兆禮.舟山漁場衢山島海域春夏季十足目和口足目的分布特征[J].上海海洋大學(xué)學(xué)報，2011，20（1）：96-101.

[2] 徐兆禮，陳佳杰.小黃魚洄游路線分析[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2009，16（6）：931-940.

[3] 董愛國，翟世奎，MATTHIAS ZABEL，等.長江口及鄰近海域表層沉積物中重金屬元素含量分布及其影響因素[J].海洋學(xué)報（中文版），2009，31（6）：54-68.

[4] 壽鹿，高愛根，曾江寧，等.底質(zhì)環(huán)境對浙江衢山島潮間帶大型底棲動物分布的影響[J].動物學(xué)雜志，2007，42（3）：79-83.

[5] 孫習(xí)武，孫滿昌，張碩，等.海州灣人工魚礁二期工程海域大型底棲生物初步研究[J].生物學(xué)雜志，2011，28（1）：57-61.

[6] 黃金良，李青生，黃玲，等.中國主要入海河流河口集水區(qū)劃分與分類[J].生態(tài)學(xué)報，2012，32（1）：3512.

[7] 丘耀文，顏文，王肇鼎，等.大亞灣海水，沉積物和生物體中重金屬分布及其生態(tài)危害[J].熱帶海洋學(xué)報，2005，24（5）：69-76.

[8] 張虎，郭仲仁，劉培廷，等.蘇北淺灘生態(tài)監(jiān)控區(qū)大型底棲生物分布特征[J].南方水產(chǎn)科學(xué)，2009，5（1）：29-35.

[9] 林雙淡.廈門港灣底棲魚類群落結(jié)構(gòu)的基本特征及其季節(jié)差異[J].臺灣海峽，1985，4（2）：201-208.

[10] 陶磊，尤仲杰，施慧雄，等.象山港大型底棲動物生態(tài)學(xué)初步研究[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2010，3（1）：49-55.

[11] 張鳳英，莊平，徐兆禮，等.長江口中華鱘自然保護(hù)區(qū)底棲動物[J].生態(tài)學(xué)雜志，2007，26（8）：1244-1249.

[12] 牛顯春，周建敏，黃艷仙，等.茂名近岸海域生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測[J].水土保持研究，2006，13（2）：269-271.

[13] 韓慶喜，李寶泉，韓秋影，等.漁業(yè)捕撈對威海港附近海域底上大型底棲群落結(jié)構(gòu)影響的初步研究[J].海洋通報，2011，30（2）：121-126.

[14] 劉錄三，孟偉，田自強(qiáng)，等.長江口及毗鄰海域大型底棲動物的空間分布與歷史演變[J].生態(tài)學(xué)報，2008，28（7）：3027-3034.

[15] 高愛根，楊俊毅，陳全震，等.達(dá)山島，平島，車牛山島鄰近海域大型底棲生物分布特征[J].海 洋 學(xué) 報，2003，25（6）：135-141.