馮雪 范江濤 孫曉 洪潔漳 陳丕茂

摘要：【目的】探索珠海外伶仃人工魚(yú)礁海域魚(yú)類資源增殖效果及礁區(qū)生境動(dòng)態(tài)變化，為人工魚(yú)礁的合理建設(shè)和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā糠謩e于2006年8月及2009年8月、2016年5月，采用拖網(wǎng)調(diào)查方式對(duì)珠海外伶仃人工魚(yú)礁區(qū)附近海域進(jìn)行本底和跟蹤調(diào)查，分析游泳生物種類組成、魚(yú)類資源密度和豐度變化，確定優(yōu)勢(shì)種和群落特征指數(shù)，并通過(guò)礁區(qū)和對(duì)比區(qū)生態(tài)能質(zhì)變動(dòng)趨勢(shì)分析礁區(qū)生態(tài)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?！窘Y(jié)果】調(diào)查共采集游泳生物71種，經(jīng)鑒定隸屬于8目34科46屬，其中魚(yú)類36種，占50.70%;甲殼類32種，占45.07%;軟體類3種，占4.23%。礁區(qū)魚(yú)類占比從39.13%提高到63.89%。珠海外伶仃人工魚(yú)礁區(qū)附近海域魚(yú)類資源密度和豐度在投礁后明顯增加，礁體的投放吸引了中下層魚(yú)類聚集。根據(jù)優(yōu)勢(shì)種分析結(jié)果可知，中下層魚(yú)類為人工魚(yú)礁區(qū)附近海域主要優(yōu)勢(shì)類群。短吻鲾和二長(zhǎng)棘鯛等魚(yú)類成為礁區(qū)及其臨近海域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種類，本底調(diào)查中的優(yōu)勢(shì)種如黃斑藍(lán)子魚(yú)等大鱗舌鰨等優(yōu)勢(shì)度降低。群落特征指數(shù)T檢驗(yàn)結(jié)果表明，礁區(qū)與對(duì)比區(qū)豐富度指數(shù)為極顯著差異（P<0.01）;礁區(qū)生態(tài)能質(zhì)值顯著高于對(duì)比區(qū)（P<0.05）。【結(jié)論】人工魚(yú)礁區(qū)建設(shè)對(duì)有效影響范圍內(nèi)魚(yú)類資源恢復(fù)具有明顯促進(jìn)作用，以人工魚(yú)礁為基礎(chǔ)、資源修復(fù)為關(guān)鍵的海洋牧場(chǎng)建設(shè)，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)和重點(diǎn)方向。

關(guān)鍵詞： 人工魚(yú)礁;群落結(jié)構(gòu);生態(tài)能質(zhì);珠海外伶仃

中圖分類號(hào)： S932.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）12-3228-09

The stock enhancement effect evaluation of artificial reef in Wailingding， Zhuhai

FENG Xue1，2， FAN Jiang-tao1，2， SUN Xiao3， HONG Jie-zhang4， CHEN Pi-mao2*

（1College of Marine Sciences， Shanghai Ocean University， Shanghai? 201306， China; 2South China Sea Fisheries Research Institute， Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of Marine Ranching， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs/Scientific Observing and Experimental Station of South China Sea Fishery

Resources and Environments， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Key Laboratory of Marine Ranching

Technology，Chinese Academy of Fishery Sciences/Guangdong Engineering Technology Research Center of

Marine Recreational Fishery， Guangzhou? 510300，China; 3Jinan Zoo， Jinan? 250031， China;

4Guangdong Land Surveying and Planning Institute，Guangzhou? 510075， China）

Abstract：【Objective】In order to provide scientific evidence for the rconstruction and planning of artificial reefs，it explored the fish stock enhancement effect of artificial reef and the dynamic change of habitat in Wailingding， Zhuhai.【Method】In August 2006，August 2009，and May 2016，trawl survey was used to conduct baseline and tracking surveys in the waters near the Wailingding artificial reef area，Zhuhai. Analyzed the changes of species composition，resource density and abundance changes of fish，determined dominant species and community characteristic indexes，and analyzed the ecological effects and structural stability of the reef area through the change of eco-exergy. 【Result】The results showed that a total of 71 species were collected，which were identified as belonging to 8 orders，34 families and 46 genera， of which 36 species of fish accounted for 50.70%，32 species of crustaceans accounted for 45.07%，and 3 species of mollusca accoun-ted for 4.23%. The proportion of fish in the artificial reef area increased from 39.13% to 63.89%. The density and abundance of fish resources in the waters near the Wailingding artificial reef area increased after the reef was released，and the release of the reef has attracted the accumulation of middle and lower fish. The results of dominant species showed that fishes were the main dominant species in this area. Leiognathus brevirostris and Parargyrops edita were the dominant species in the artificial area and its adjacent waters， while the dominant species in the background survey， such as Siganus oramin and Cynoglossus macrolepidotus were less dominant. T test of community characteristic index showed that the richness index was highly significantly different between artificial reef area and control area（P<0.01）， and the eco-exergy of artificial reef area was significantly higher than control area（P<0.05）. 【Conclusion】The construction of artificial reef area can greatly promote the recovery of fish resources within the effective influence area. The construction of marine pasture based on artificial reef and the key of resource restoration is the trend and key direction of future development.

Key words： artificial reef; community structure; eco-exergy; Wailingding，Zhuhai

Foundation item： Key Area Research and Development Project of Guangdong（2020B1111030002）; Basic Research Fund of the Chinese Academy of Fishery Sciences（2020TD06）

0 引言

【研究意義】珠江口及其鄰近海域漁業(yè)資源豐富，是多種生物的產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)和洄游通道，也是多種瀕危珍稀水生生物的棲息地。長(zhǎng)期的過(guò)度捕撈致使近海漁業(yè)資源日益枯竭，海洋生物棲息地退化，生態(tài)荒漠化趨勢(shì)日益嚴(yán)重。近年來(lái)，隨著珠江口附近海域捕撈強(qiáng)度的不斷加大，漁業(yè)資源環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，資源增殖和恢復(fù)能力下降，漁獲物種類日趨單一，低齡化、小型化和低質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重。人工魚(yú)礁是一種設(shè)置在海中的水下構(gòu)筑物，旨在保護(hù)和改善特定水域生態(tài)環(huán)境，從而養(yǎng)護(hù)和增殖水生生物資源的設(shè)施（楊吝等，2005;Schroeter et al.，2015）。魚(yú)礁的投放可提高海底空間異質(zhì)性及改變海底流場(chǎng)，開(kāi)展人工魚(yú)礁建設(shè)是修復(fù)棲息地、養(yǎng)護(hù)海洋資源（Fukunaga and Bailey-Brock，2008）及提高漁業(yè)產(chǎn)出的重要手段?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】人工魚(yú)礁建設(shè)在世界漁業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已有上百年歷史。1932年，日本政府制定“沿岸漁業(yè)振興政策”，1975年以法律形式明確發(fā)展人工魚(yú)礁建設(shè)，頒布《沿岸漁場(chǎng)儲(chǔ)備開(kāi)發(fā)法》（劉卓和楊紀(jì)明，1995）。韓國(guó)、美國(guó)和澳大利亞等國(guó)家也相繼開(kāi)展了人工魚(yú)礁及海洋牧場(chǎng)的相關(guān)建設(shè)和研究工作。我國(guó)人工魚(yú)礁探索始于1979年廣西北部灣，之后沿海地區(qū)普遍開(kāi)展研究。人工魚(yú)礁的建設(shè)投放，對(duì)海域漁業(yè)資源的空間分布影響顯著，主要表現(xiàn)為顯著的集魚(yú)特性，投礁后魚(yú)礁區(qū)內(nèi)部資源豐度大于魚(yú)礁區(qū)外部，魚(yú)礁區(qū)內(nèi)的生物多樣性得到進(jìn)一步豐富（Steimle and Meier，1997;王歡歡等，2018），同時(shí)魚(yú)礁的投放為生物提供了豐富的餌料及良好的庇護(hù)場(chǎng)所，在本能的驅(qū)使下，魚(yú)類的產(chǎn)卵、索餌和避敵等行為逐步向魚(yú)礁區(qū)內(nèi)移動(dòng)（劉鴻雁等，2018）。當(dāng)前關(guān)于人工魚(yú)礁投放對(duì)生物的效應(yīng)研究主要集中在礁區(qū)資源養(yǎng)護(hù)效果的研究，包括針對(duì)礁區(qū)浮游植物（雷安平等，2009）、浮游動(dòng)物、仔稚魚(yú)、大型底棲生物、魚(yú)礁附著生物和漁業(yè)資源等群落結(jié)構(gòu)和資源變動(dòng)的分析（李勇等，2013;陳晨等，2016）。廖秀麗等（2013）研究投礁前后楊梅坑礁區(qū)浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其年際變化，投礁后浮游植物優(yōu)勢(shì)種年際更替明顯，投礁后豐度顯著上升，表明人工魚(yú)礁的投放對(duì)浮游植物的生長(zhǎng)具有積極效應(yīng)。郭書(shū)新等（2017）對(duì)青山灣人工魚(yú)礁區(qū)及附近海域魚(yú)卵和仔稚魚(yú)開(kāi)展調(diào)查，結(jié)果表明人工魚(yú)礁區(qū)魚(yú)類浮游生物群落多樣性較高，人工魚(yú)礁的投放已形成多樣化小生境。王亮根等（2018）研究礁區(qū)浮游動(dòng)物群落特征并對(duì)仔稚魚(yú)分布趨勢(shì)進(jìn)行了初步探討。對(duì)人工魚(yú)礁區(qū)資源量開(kāi)展調(diào)查，是評(píng)價(jià)人工魚(yú)礁建設(shè)及其生態(tài)修復(fù)效果的重要手段之一，通過(guò)使用定置三重刺網(wǎng)、網(wǎng)籠、拖網(wǎng)和聲學(xué)等手段對(duì)礁區(qū)及附近漁獲物進(jìn)行分析可知，人工魚(yú)礁在生態(tài)資源修復(fù)方面具有良好的效果（李娜娜等，2011）。海洋牧場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中人工魚(yú)礁的投放對(duì)礁區(qū)水環(huán)境的影響也是研究的重要內(nèi)容之一。在礁體流場(chǎng)效應(yīng)研究方面，主要涉及人工魚(yú)礁布設(shè)產(chǎn)生的流場(chǎng)和潮汐動(dòng)力影響（丁玲等，2018）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】為解決前人研究時(shí)間跨度較短、所建設(shè)人工魚(yú)礁持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)較少及數(shù)據(jù)覆蓋周期不全面等問(wèn)題，本研究選擇建礁前后10年的調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行人工魚(yú)礁區(qū)長(zhǎng)時(shí)間序列的生態(tài)效果評(píng)價(jià)，追蹤觀察和分析人工魚(yú)礁對(duì)資源養(yǎng)護(hù)效果的可持續(xù)性影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】基于珠海外伶仃人工魚(yú)礁區(qū)投礁前本底調(diào)查和投礁后2次跟蹤調(diào)查的結(jié)果，分析投礁前后海域游泳生物種類組成和群落結(jié)構(gòu)的變動(dòng)趨勢(shì)，評(píng)價(jià)投礁對(duì)漁業(yè)資源增殖的效果，以期豐富生態(tài)修復(fù)的效果評(píng)價(jià)，為珠海外伶仃礁區(qū)進(jìn)一步管理和建設(shè)，以及今后我國(guó)人工魚(yú)礁及海洋牧場(chǎng)的發(fā)展提供基礎(chǔ)資料和理論支撐。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)域及站位布設(shè)

珠海外伶仃人工魚(yú)礁區(qū)及附近海域調(diào)查范圍為東經(jīng)114°02′～114°06′、北緯22°05′～22°07′海域，其中礁區(qū)位于珠海外伶仃島附近海域，面積2.16 km2，工程建造并投放礁體1781個(gè)，礁體空方量37497 m3。本研究依據(jù)投礁范圍，設(shè)置人工魚(yú)礁區(qū)站位5個(gè)，其中，1個(gè)站位處于礁區(qū)中心，4個(gè)站位處于礁區(qū)邊界，礁區(qū)外設(shè)置對(duì)比區(qū)站位1個(gè)（圖1），因礁區(qū)內(nèi)部無(wú)法進(jìn)行拖網(wǎng)調(diào)查，拖網(wǎng)主要在邊界4個(gè)站位附近開(kāi)展，對(duì)比區(qū)同理，拖網(wǎng)范圍為以對(duì)比站為中心附近區(qū)域。根據(jù)章守宇等（2006）的研究結(jié)果，投放魚(yú)礁所產(chǎn)生的流場(chǎng)效應(yīng)范圍一般不超過(guò)魚(yú)礁規(guī)模的50倍，本研究將對(duì)比區(qū)站位設(shè)置在距魚(yú)礁中心區(qū)約3.74 km的區(qū)域。

1. 2 采樣方法

采用拖網(wǎng)調(diào)查方式，分別在投礁前（2006年8月）及投礁后（2009年8月、2016年5月）分別進(jìn)行1次本底調(diào)查和2次跟蹤調(diào)查。樣品采集和分析方法參照GB 12763—2007《海洋調(diào)查規(guī)范》及GB 17378—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所獲漁獲物進(jìn)行種類鑒定、技術(shù)、稱重和生物學(xué)測(cè)量。

1. 3 指標(biāo)計(jì)算

以調(diào)查方式及漁獲數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算各站種類的漁獲組成、資源密度、生物多樣性指數(shù)、均勻度、豐富度指數(shù)、相對(duì)重要性指數(shù)、單純度和相似性指數(shù)等相關(guān)參數(shù)。

（1）拖網(wǎng)漁業(yè)資源密度（D）。采用底拖網(wǎng)掃海面積法估算，計(jì)算公式：

D=[cQ×a]

式中，D單位為kg/km2，c為平均每小時(shí)拖網(wǎng)漁獲量[kg/（網(wǎng)·h）]，Q為網(wǎng)具捕獲率（取0.5），a為每小時(shí)網(wǎng)具取樣面積[km2/（網(wǎng)·h）]。

（2）Shannon-Winener多樣性指數(shù)（H'）。反映游泳生物的多樣性，計(jì)算公式：

H'=[?i=1SPiln] （Pi，2）

式中，S為各站漁獲的種類總數(shù)，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比值。

（3）Pielou均勻度指數(shù)（J'）。反映游泳生物的均勻度，計(jì)算公式：

J'=H'/ln （S，2）

（4）Margalef種類豐富度指數(shù)（R）。計(jì)算公式：

R=[（S?1）lnN]

式中，N為各站總漁獲尾數(shù)。

（5）Pinkas相對(duì)重要性指數(shù)（Index of relative importance，IRI）。以此指標(biāo)確定游泳生物的優(yōu)勢(shì)種組成，IRI>1000時(shí)，定為優(yōu)勢(shì)種（王雪輝等，2010）。

IRI=F×（M+W）

式中，F(xiàn)為漁獲的某一種類在總調(diào)查站位出現(xiàn)的頻率;M為漁獲的某一種類尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比;W為漁獲的某一種類重量占總重量的百分比。

（6）游泳生物單純度指數(shù)（C）。計(jì)算公式：

C=[i=1Sn2iK2]

式中，ni為第i種的種類豐度，K為總豐度。

（7）投礁前后游泳生物相似性Jaccard物種相似性指數(shù)（Sj）。計(jì)算公式：

Sj=[ja1+b1?j]

式中，j為2個(gè)樣本（群落）共有的物種種類數(shù)，a1為樣本（群落）A中的物種種類數(shù)，b1為樣本（群落）B中的物種種類數(shù)。參考黃曉敏等（2019）提出的Jaccard群落相似性原理，當(dāng)0

（8）生態(tài)能質(zhì)（Eco-exergy）。即將熱力學(xué)的能質(zhì)概念借鑒應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)的研究，是一種生物相對(duì)環(huán)境所具有的自由能，計(jì)算公式：

Exd=Ed×[i=1TCi]×βi

式中，Exd為生態(tài)能質(zhì)密度，Ed為單位質(zhì)量碎屑自由能，T為物種種類數(shù)，Ci為第i種的生物量，βi為第i種物種相對(duì)于碎屑的權(quán)重轉(zhuǎn)換因子。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行預(yù)處理和統(tǒng)計(jì)，利用SPSS 19.0進(jìn)行T檢驗(yàn)和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 魚(yú)類種類組成及相似性分析

經(jīng)分析鑒定，游泳生物調(diào)查采集的拖網(wǎng)漁獲樣品中共有游泳生物71種，隸屬8目34科46屬，包含魚(yú)類5目25科30屬36種，占50.70%，甲殼類2目8科15屬32種，占45.07%，軟體類1目1科1屬3種，占4.23%。礁區(qū)本底及跟蹤調(diào)查共捕獲游泳生物59種，對(duì)比區(qū)調(diào)查共捕獲游泳生物49種（表1），說(shuō)明人工魚(yú)礁區(qū)附近海域投礁后游泳生物與投礁前相比具有更加豐富的種類數(shù)。礁區(qū)魚(yú)類總種類數(shù)由投礁前的9種逐步上升至投礁后的10種及23種，跟蹤調(diào)查種類數(shù)分別為本底調(diào)查的1.11倍和2.56倍。拖網(wǎng)調(diào)查結(jié)果顯示礁區(qū)魚(yú)類種類數(shù)占游泳生物總數(shù)的比重逐漸升高，從本底調(diào)查的39.13%提高到第二次跟蹤的63.89%。對(duì)比區(qū)第一次跟蹤調(diào)查游泳生物種類數(shù)與投礁前本底調(diào)查相比變化不大，第二次跟蹤調(diào)查游泳生物種類數(shù)略有增加，但依舊小于同期礁區(qū)調(diào)查結(jié)果，同時(shí)對(duì)比區(qū)各門(mén)類所占比例大致穩(wěn)定，未發(fā)生明顯變動(dòng)。第二次跟蹤調(diào)查拖網(wǎng)魚(yú)類漁獲總尾數(shù)達(dá)到2974尾，其中，礁區(qū)2384尾、對(duì)比區(qū)590尾，漁獲數(shù)量遠(yuǎn)大于本底調(diào)查的88尾及投礁后第一次跟蹤調(diào)查的163尾（圖2），說(shuō)明投礁后礁區(qū)及附近海域漁業(yè)資源經(jīng)過(guò)多年恢復(fù)，資源明顯好轉(zhuǎn)。

從礁區(qū)和對(duì)比區(qū)魚(yú)類生物群落相似度來(lái)看，投礁前的本底調(diào)查相似性指數(shù)為0.286，投礁后2次跟蹤調(diào)查相似性指數(shù)分別為0.500和0.520（表1）。投礁后的第二次跟蹤調(diào)查兩區(qū)域相似性指數(shù)最高，二者為較相似，投礁前本底調(diào)查指數(shù)則呈現(xiàn)較不相似狀態(tài)。結(jié)果表明相似性指數(shù)在建設(shè)前后呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢(shì)，整體來(lái)看隨著工程的結(jié)束和群落環(huán)境的恢復(fù)，兩區(qū)域的相似度在波動(dòng)中不斷增加，體現(xiàn)了投礁對(duì)其有效輻射面積內(nèi)生物資源和環(huán)境具有顯著的促進(jìn)作用。

2. 2 魚(yú)類資源密度和豐度變化

投礁后2次跟蹤調(diào)查拖網(wǎng)結(jié)果（表2）表明，礁區(qū)魚(yú)類資源密度分別為2106.280和2861.685 kg/km2，均高于2006年投礁前本底調(diào)查的1698.264 kg/km2。礁區(qū)魚(yú)類資源密度均高于同期調(diào)查對(duì)比區(qū)結(jié)果，投礁后2次跟蹤調(diào)查礁區(qū)資源密度分別為對(duì)比區(qū)的4.35和5.58倍。從跟蹤調(diào)查拖網(wǎng)結(jié)果（表3）可知，礁區(qū)魚(yú)類豐度分別為48007.9和205961.1 ind/km2，均高于2006年投礁前本底調(diào)查的14398.8 ind/km2。礁區(qū)魚(yú)類豐度明顯增加，第二次跟蹤調(diào)查魚(yú)類豐度為投礁前本底調(diào)查的14.30倍，對(duì)比區(qū)魚(yú)類豐度呈波動(dòng)狀態(tài)。礁體的投放改變了礁區(qū)及周圍海域的棲息環(huán)境，隨著時(shí)間的推移，礁區(qū)吸引了更多的中下層魚(yú)類的聚集，從而導(dǎo)致礁區(qū)和對(duì)比區(qū)魚(yú)類豐度差距顯著。

2. 3 優(yōu)勢(shì)種變化分析

從投礁前后調(diào)查結(jié)果（表4）可知，礁區(qū)及對(duì)比區(qū)魚(yú)類優(yōu)勢(shì)種有部分重疊，也有所差異。礁區(qū)歷次調(diào)查出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種有11種，分別為斑點(diǎn)雞籠鯧（Drepane punctata）、大鱗舌鰨（Cynoglossus macrolepidotus）、四線天竺鯛（Apogon quadrifasciatus）、青纓鲆（Crossorhombus azureus）、卵鰨（Solea ovata）、黃斑藍(lán)子魚(yú)（Siganus oramin）、短吻鲾（Leiognathus brevirostris）、二長(zhǎng)棘鯛（Parargyrops edita）、多齒蛇鯔（Saurida tumbil）、日本金線魚(yú)（Nemipteras japonicus）和鹿斑鲾（Leiognathus ruconius），其中，本底調(diào)查及第二次跟蹤調(diào)查優(yōu)勢(shì)種有5種，第一次跟蹤調(diào)查優(yōu)勢(shì)種有3種。

對(duì)比區(qū)歷次調(diào)查出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種有7種，分別為黃斑藍(lán)子魚(yú)、大鱗舌鰨、矛尾鰕虎魚(yú)（Chaeturichthys stigmatias）、二長(zhǎng)棘鯛、短吻鲾、多齒蛇鯔和麗葉鲹（Caranx kalla），其中，本底調(diào)查優(yōu)勢(shì)種3種，2次跟蹤調(diào)查優(yōu)勢(shì)種分別為2種和4種（表5）。與投礁前的本底調(diào)查及投礁后不久的第一次跟蹤調(diào)查結(jié)果對(duì)比可知，經(jīng)過(guò)多年恢復(fù)和發(fā)展，短吻鲾和二長(zhǎng)棘鯛等魚(yú)類取代黃斑藍(lán)子魚(yú)和大鱗舌鰨，成為礁區(qū)及其臨近海域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種類。

2. 4 群落特征指數(shù)

由圖3可看出，礁區(qū)多樣性指數(shù)（[H]'）變化范圍為1.131～2.062，平均值為1.721;均勻度（J'）變化范圍為0.491～0.938，平均值為0.686;豐富度指數(shù)（R）變化范圍為1.995～2.829，平均值為2.531;單純度（C）變化范圍為0.142～0.539，平均值為0.303。對(duì)比區(qū)多樣性指數(shù)變化范圍為0.844～1.416，平均值為1.098;均勻度為0.406～0.523，平均值為0.467;豐富度指數(shù)變化范圍為1.637～2.194，平均值為1.905;單純度變化范圍為0.357～0.656，平均值為0.521。礁區(qū)與對(duì)比區(qū)群落特征指數(shù)T檢驗(yàn)結(jié)果表明，二者在豐富度指數(shù)呈極顯著性差異（P=0.002<0.01），多樣性指數(shù)及均勻度則無(wú)顯著性差異（P>0.05）。單純度結(jié)果顯示，對(duì)比區(qū)單純度較魚(yú)礁區(qū)高，說(shuō)明礁區(qū)群落結(jié)構(gòu)更加多樣化，種間比例更均勻。

2. 5 生態(tài)能質(zhì)值結(jié)果估算

人工魚(yú)礁區(qū)和對(duì)比區(qū)的本底及跟蹤調(diào)查游泳生態(tài)能質(zhì)值估算如表6所示。本底調(diào)查中人工魚(yú)礁區(qū)及對(duì)比區(qū)捕獲魚(yú)類的總生態(tài)能質(zhì)值為21445.34 kJ/km2，投礁后2次跟蹤調(diào)查魚(yú)類總生態(tài)能質(zhì)值分別為24175.91和31491.83 kJ/km2。礁區(qū)生態(tài)能質(zhì)值結(jié)果顯示，投礁前后變化明顯，魚(yú)類生態(tài)能質(zhì)值從本底調(diào)查的15847.01 kJ/km2上升至跟蹤調(diào)查的19654.33和26703.24 kJ/km2，2次跟蹤調(diào)查結(jié)果分別為本底調(diào)查的1.24和1.69倍。對(duì)比區(qū)生態(tài)能質(zhì)值狀態(tài)平穩(wěn)，整體略有降低。礁區(qū)生態(tài)能質(zhì)值明顯高于對(duì)比區(qū)，針對(duì)礁區(qū)和對(duì)比區(qū)魚(yú)類投礁后的生態(tài)能質(zhì)值進(jìn)行T檢驗(yàn)，結(jié)果表明，投礁區(qū)域與對(duì)比區(qū)域魚(yú)類漁獲的生態(tài)能質(zhì)值具有顯著性差異（P=0.034<0.05）。

3 討論

3. 1 種類組成和優(yōu)勢(shì)種分析

人工魚(yú)礁建設(shè)是保護(hù)和增殖漁業(yè)資源的有效手段（劉同渝，2003），魚(yú)礁的投放對(duì)其有效影響范圍內(nèi)生物群落的聚集和恢復(fù)，尤其是魚(yú)類誘集和養(yǎng)護(hù)具有顯著促進(jìn)作用（董天威等，2015）。本研究通過(guò)對(duì)珠海外伶仃海域本底和跟蹤調(diào)查結(jié)果分析得出，投礁后海域魚(yú)類種類數(shù)、尾數(shù)及資源密度隨著時(shí)間的推移明顯增多。由此可知，魚(yú)礁對(duì)魚(yú)類生境變化的正促進(jìn)效應(yīng)明顯，同時(shí)帶動(dòng)輻射礁區(qū)周邊海域，與礁區(qū)中心相隔近4 km的對(duì)比區(qū)魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)和資源也有一定程度的向好，說(shuō)明礁體對(duì)海域的影響作用范圍較廣（王新萌等，2016）。礁區(qū)種類數(shù)增幅大于對(duì)比區(qū)，其中原因可能是，一方面由于魚(yú)礁的投放限制了拖網(wǎng)等捕撈手段的開(kāi)展，降低了礁區(qū)的捕撈壓力，使捕撈壓力更多的向?qū)Ρ葏^(qū)等其他區(qū)域延伸;另一方面魚(yú)礁改變了區(qū)域內(nèi)生境構(gòu)造，形成了誘集效應(yīng)、陰影效應(yīng)、流場(chǎng)效應(yīng)和棲息空間（Williams-Grove and Szedlmayer，2017;姜昭陽(yáng)等，2019），營(yíng)造出對(duì)魚(yú)類尤其是礁棲型魚(yú)類具有吸引力的棲息環(huán)境，有效重建傳統(tǒng)產(chǎn)卵場(chǎng)和索餌場(chǎng)，從而形成礁區(qū)與對(duì)比區(qū)種類數(shù)、資源密度和豐度的不同變化趨勢(shì)。調(diào)查區(qū)域魚(yú)類優(yōu)勢(shì)種的變動(dòng)表明隨著時(shí)間延長(zhǎng)和環(huán)境穩(wěn)定，二長(zhǎng)棘鯛和短吻鲾?shù)戎鸩桨l(fā)展為區(qū)域內(nèi)的優(yōu)勢(shì)種。

通過(guò)礁區(qū)和對(duì)比區(qū)群落相似程度分析投礁前后物種組成的變化，外伶仃人工魚(yú)礁區(qū)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，礁區(qū)與對(duì)比區(qū)群落由投礁前的較不相似變?yōu)檩^相似，第二次跟蹤調(diào)查相似度進(jìn)一步升高。產(chǎn)生變化的原因與投礁作用有關(guān)，投礁初期打破了局部海域原有的生態(tài)環(huán)境，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的緩沖，海域進(jìn)行了自我調(diào)節(jié)（王偉定等，2010），而后續(xù)長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)性變動(dòng)，則不同生境下的區(qū)域又產(chǎn)生一定的差異。一般來(lái)說(shuō)隨著距離的增加，群落相似度會(huì)逐漸降低（黃曉敏等，2019），但第一次跟蹤調(diào)查時(shí)間距建設(shè)時(shí)間較近，由于生境的突然改變，群落結(jié)構(gòu)正在劇烈動(dòng)態(tài)變化中，可能由于生物交流活動(dòng)的頻繁而產(chǎn)生更高的相似性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間緩沖后的第二次跟蹤調(diào)查，則為較穩(wěn)定的狀態(tài)，其結(jié)果呈現(xiàn)一定的相似性。本研究認(rèn)為目前魚(yú)礁建設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)，生態(tài)效應(yīng)僅初步顯現(xiàn)（王軍等，2012;劉永虎等，2016）。

3. 2 群落結(jié)構(gòu)多樣性分析

在生態(tài)系統(tǒng)中針對(duì)群落結(jié)構(gòu)多樣性研究的工作越來(lái)越多，生物多樣性指數(shù)是研究群落結(jié)構(gòu)和變化的指標(biāo)之一。礁區(qū)多樣性指數(shù)變動(dòng)幅度不大，表明區(qū)域內(nèi)多樣性不突出，但仍可看出礁區(qū)高于對(duì)比區(qū)，可能是由于投礁后礁區(qū)形成的空間異質(zhì)性較高，為浮游生物、底棲生物和魚(yú)卵等提供可庇佑的生存環(huán)境，從而使礁區(qū)的生物多樣性明顯高于對(duì)比區(qū)（董天威等，2015）。單純度越高，群落結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單（張濤等，2010），調(diào)查中發(fā)現(xiàn)對(duì)比區(qū)在3次調(diào)查中，單純度均高于人工魚(yú)礁區(qū)，說(shuō)明相較于礁區(qū)而言對(duì)比區(qū)的群落結(jié)構(gòu)更加趨于單一化。群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與其復(fù)雜程度密切相關(guān)，單一的群落結(jié)果更容易受到外界變化的沖擊，魚(yú)礁的投放豐富了生物的棲息環(huán)境，礁區(qū)抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力在對(duì)比區(qū)之上。

3. 3 生態(tài)能質(zhì)分析

能值作為描述生態(tài)系統(tǒng)的指標(biāo)，其變化可反映生態(tài)系統(tǒng)中物種組成和生態(tài)結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)（張永澤等，1997）。能值和生態(tài)學(xué)研究的結(jié)合，是學(xué)科交叉和滲透的結(jié)果，通過(guò)能值的變化，可對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變動(dòng)趨勢(shì)和預(yù)期結(jié)果進(jìn)行評(píng)估分析（Bastianoni，1998）。投礁工程建設(shè)的開(kāi)展以及礁體投放后的生態(tài)效應(yīng)對(duì)周邊生物群落的影響并不是一成不變的，隨著周圍環(huán)境條件和地形地貌的改變，生態(tài)群落也持續(xù)保持變動(dòng)和演替，生態(tài)系統(tǒng)則在不斷變動(dòng)過(guò)程中趨于能值最大化的結(jié)構(gòu)程度（Santos and Monteiro，1997）。珠海外伶仃人工魚(yú)礁區(qū)建設(shè)周期為2007年5月—2009年1月，投礁完成后的2次跟蹤調(diào)查分別為2009和2016年。隨著時(shí)間的推移，人工魚(yú)礁區(qū)魚(yú)類Exergy值不斷增大，表明投礁后的魚(yú)礁生態(tài)系統(tǒng)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性由脆弱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槲锓N增多、穩(wěn)定度提高的健康結(jié)構(gòu)。王宇等（2018）針對(duì)天津近岸海域人工魚(yú)礁區(qū)展開(kāi)的漁業(yè)資源增殖效果評(píng)估結(jié)論也顯示，大神堂礁區(qū)物種多樣性不斷增加，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有一定的改善。本研究中礁區(qū)與對(duì)比區(qū)能值差異進(jìn)一步加大，表明礁區(qū)具有更復(fù)雜和穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)。人工魚(yú)礁的建設(shè)和投放，對(duì)珠海外伶仃礁區(qū)附近區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)多樣性和穩(wěn)定性有一定的改善和促進(jìn)作用，隨著時(shí)間的推移和生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步修復(fù)完善，其作用和優(yōu)勢(shì)將更加明顯。

4 結(jié)論

珠海外伶仃人工魚(yú)礁建設(shè)海域魚(yú)類生物資源恢復(fù)向好明顯，人工魚(yú)礁建設(shè)對(duì)改善魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)、增加生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有明顯促進(jìn)作用，隨著礁區(qū)規(guī)模的擴(kuò)大和時(shí)間的推移，人工魚(yú)礁建設(shè)定會(huì)更好地發(fā)揮其資源養(yǎng)護(hù)的效應(yīng)。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）