CN101669453A - 一种人工鱼礁配置组合效果的量化和评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种人工鱼礁配置组合效果的量化和评价方法，其以人工鱼礁模型对鱼类等对象生物的诱集效果的试验数据为依据，根据水槽试验中鱼类等对象生物在单个鱼礁周围及多个(2个或3个)鱼礁不同间距配比下鱼礁附近分布状况来量化鱼礁配置的效果，从而得出人工鱼礁适宜的配置组合间距和配置方法。采用本发明人工鱼礁模型对典型岩礁性鱼类及其他鱼礁诱集对象(如刺参、海胆、鲍等海珍品)诱集效果的试验方法，定量分析人工鱼礁模型单体及不同配置组合对鱼群诱集效果的影响，从而有针对性的找出比较适宜的鱼礁配置组合参数，对人工鱼礁建设工程中礁体配置组合具有科学的指导意义。

Description

一种人工鱼礁配置组合效果的量化和评价方法

技术领域：

本发明涉及的是一种人工鱼礁单体及不同间距配置组合下的对鱼诱集效果的量化和评价方法。

背景技术：

人工鱼礁是人为在海中设置的构造物，其目的是改善海域生态环境，营造海洋生物栖息的良好环境，为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。目前国内外已经广泛的开展人工鱼礁建设，进行近海海洋生物栖息地和渔场的修复，而且取得了较好的效果。而在人工鱼礁建设中，如何配置礁体才能对鱼群产生较好的诱集效果一直是困扰人工鱼礁建设的难题之一。而鱼礁的配置组合，首先要明确鱼礁对鱼类等对象生物有效作用(影响)范围，以及鱼礁之间的配置组合间距等基本要素，这些要素在鱼礁配置组合时考虑是否恰当将是直接影响鱼礁对于鱼类的诱集效果。目前，人工鱼礁的建设中对于礁体如何配置组合才能发挥其最大效应还没有一个评价的标准和科学的依据来参考，很多情况都是凭借经验，有些甚至是盲目进行，因而急需有一套针对性的配置模式来指导实践。

通常人们判定鱼礁配置组合对鱼类所产生的诱集效果比较直观的方法有潜水观测、水下摄像等。但是这些方法都是在鱼礁建设以后进行，即使因鱼礁在建设规划时礁体的配置组合效果不好而造成建设效果不佳也不能进行弥补，只能为以后建设积累一些经验。同时这些方法需要较高成本而且对鱼礁配置组合的理论指导作用有限。为此，有必要选择一种既简便易行，又能为鱼礁建设前在规划礁体布局时提供理论指导的方法显得尤为重要。

发明内容：

本发明是在鱼礁建设之前针对具体的建设目标而进行试验研究，目的在于尽量减小在鱼礁建设以后出现的，即使因鱼礁在建设规划时礁体的配置组合效果不好而造成建设效果不佳也不能进行弥补，以及后验证方法(建设之后的潜水、摄像调查等)需要较高成本而且对鱼礁配置组合的理论指导作用有限的缺点，而提供一种先期验证方法即在人工鱼礁建设之前，先通过人工鱼礁模型对于研究典型岩礁性鱼类诱集效果的试验，并根据试验结果定量分析人工鱼礁模型单体及不同配置组合对鱼群诱集效果的影响，从而有针对性的找出比较适宜的鱼礁配置组合参数的量化和评价方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种人工鱼礁配置组合效果的量化和评价方法，其以人工鱼礁模型对鱼类的诱集效果的试验数据为依据，根据水槽试验中鱼类在单个鱼礁周围及不同间距配比下鱼礁附近分布状况来量化鱼礁配置的效果，从而得出人工鱼礁适宜的配置组合间距和配置方法，其具体操作步骤如下：

(1)通过人工鱼礁模型对试验对象生物诱集效果的试验，根据诱集效果的试验统计结果，来量化模型试验中对象生物在单个鱼礁和模型礁组合试验时在水槽及礁体周围的分布情况；

其具体操作过程为：首先在水槽底部建立平面直角坐标系，然后将水槽进行分区，根据试验对象在水槽各区域分布情况的统计结果，按照试验对象在水槽内的平均分布率大小，用surfer6.0及以上版本软件绘制试验对象在水槽中的分布图；

(2)然后确定单个鱼礁的影响范围：以未放置鱼礁时试验对象在水槽各区域的分布情况作为参考，在确定试验中鱼礁模型对试验对象生物产生诱集效果时，以对象生物在鱼礁模型放置区域及附近的分布状况至少优于或等于本底试验时的分布情况，即模型试验时鱼礁所在区域附近平均分布率大于或等于本底试验作为判别标准，将鱼礁周围区域试验对象平均分布率大于本底试验的各个点位所形成的区域，用分布点位所组成区域的形状接近于椭圆的就用椭圆来代表该区域，并计算其面积，近似于圆形就用圆形来代表该区域并计算影响区域的面积，并根据影响区域几何图形的特征确定单个鱼礁的影响半径；

(3)确定礁体组合配置时礁体的影响范围，其方法同(2)中单个鱼礁影响范围的确定；

(4)礁体组合配置时每个礁体的影响范围与礁体单独放置时等效性的比较，其与单个鱼礁影响范围确定方法相似，先确定出鱼礁组合时，鱼礁组合整体的影响范围即鱼礁影响区域的面积大小，然后与单个相同类型礁体的影响范围进行比较面积大小；

(5)礁体组合配置时礁体的最佳配置距离的确定，即：当单个礁体的影响效应指数和影响范围达到最大时的礁体组合配置距离为最佳组合配置距离。

本发明的应用明确了鱼礁对鱼类等对象生物有效的作用(影响)范围，以及鱼礁之间的配置组合间距等基本要素，这些要素在鱼礁配置组合时考虑是否恰当直接影响鱼礁对于鱼类的诱集效果，采用本发明人工鱼礁模型对典型岩礁性鱼类及其他鱼礁诱集对象(如刺参、海胆、鲍等海珍品)诱集效果的试验方法，定量分析人工鱼礁模型单体及不同配置组合对鱼群诱集效果的影响，从而有针对性的找出比较适宜的鱼礁配置组合参数，对人工鱼礁建设工程中礁体配置组合具有科学的指导意义。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实施流程图

图2为本发明实施例中所采用的单个鱼礁

图3为单礁试验时鱼在水槽中的分布情况

图4为双礁组合I试验时鱼在水槽中的分布情况

图5为双礁组合II试验时鱼在水槽中的分布情况

图6为3礁组合试验时鱼在水槽中的分布情况

图7为鱼礁组合试验相应指数比较

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参考图1：一种人工鱼礁配置组合效果的量化和评价方法，其以人工鱼礁模型对鱼类的诱集效果的试验数据为依据，根据水槽试验中鱼类在单个鱼礁周围及不同间距配比下鱼礁附近分布状况来量化鱼礁配置的效果，从而得出人工鱼礁适宜的配置组合间距和配置方法，其具体操作步骤如下：通过人工鱼礁模型集鱼效果试验，根据试验鱼在水槽及模型礁周围的分布情况，其中平均分布率用P来进行统计，定量分析鱼礁单体鱼礁组合的影响范围及鱼礁组合的较适宜配置间距；然后确定单个鱼礁的影响范围；礁体组合配置时每个礁体的影响范围与礁体单独放置时等效性的比较；礁体组合配置时礁体的最佳配置距离的确定，即：当单个礁体的影响效应指数和影响范围达到最大时的礁体组合配置距离为最佳组合配置距离，在本实用新型中采用如图2所示作为单个鱼礁。

以下结合所附实例来对本发明作进一步详细描述。

实例1：许氏平鲉单礁效应量化

以20cm×20cm×20cm的十字形礁模型为例，在2.5m×0.9m×1.0m水槽中进行试验，试验鱼为许氏平鲉，共10尾。对鱼礁单体的影响范围进行量化。一些关键技术指标如下：

平均分布率P：设某区每次试验有Ni尾鱼分布，共进行M次试验则该区的平均分布率为：

$P=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i}{\mathrm{MN}}\×100\%$ 其中N为试验鱼尾数。

影响范围(用单个礁长表示)：鱼礁最大影响半径/鱼礁特征长度。

影响范围线尺度比：为鱼礁影响区域的面积与鱼礁投影面积之比的平方根 $(\mathrm{\λ}=\sqrt{s_1/s_2})$ 其中s₁为鱼礁影响区域面积，s₂为鱼礁投影面积。

单礁影响效应指数为：鱼礁影响范围(鱼礁影响区域面积)/鱼礁个数×单个鱼礁影响面积。

两礁间距指数：指两鱼礁之间相邻一侧的外沿水平距离/单个鱼礁特征长度。

图2中黑色实三角表示平均分布率P＜5％，黑色实心圆表示10％＞P≥5％黑色空心三角表示20％＞P≥10％，黑色空心圆表示P≥20％。

图3表明了单礁试验时鱼的分布情况和礁的影响范围，经过量化得出鱼礁的影响范围为椭圆形区域，其长轴为：63cm，短轴为：35cm；则椭圆面积为：1730.9cm²；则影响范围约为单个礁长的1.75～3.15倍，影响范围的线尺度比为：2.08。

实例2：许氏平鲉礁组合效应量化

以20cm×20cm×20cm的十字形礁模型为例，在4m×1.0m×1.0m水槽中进行试验，试验鱼为许氏平鲉，共20尾。对不同间距配比鱼礁组合的影响范围进行量化。

经过对图4所示双礁组合I试验时鱼在水槽中的分布情况和礁的影响范围进行量化，得出：礁的影响区域为2个长轴为：72.8cm，短轴为：39.7cm的椭圆形区域，椭圆的面积之和为：4542.2cm²。其中每个礁的影响范围约为单个礁长的1.98～3.64倍。线尺度比为：2.38，两礁中心点的距离为：158.1cm两礁间距为：133.4cm，两礁间距指数为：6.7；单礁影响效应指数为：1.31。单个礁体对鱼类产生诱集效果，但礁体之间未出现交互作用。礁组合对鱼类的诱集效果几乎等于单个鱼礁诱集效果之和。

经过对图5所示双礁组合II试验时鱼在水槽中的分布情况和礁的影响范围进行量化，得出：礁的影响区域为长轴为：100cm，短轴为：80cm的椭圆形区域，椭圆的面积为：6280cm²。其中每个礁的影响范围约为单个礁长的2～2.5倍。线尺度比为：2.8，礁体中心点距离为：50cm，礁体间距为：30cm，两礁间距指数为：1.5；单礁影响效应指数为：1.81。鱼礁在此间距配比下，鱼礁组合的对鱼类的诱集效果小于单个体鱼礁诱集效果之和。

经过对图6所示3礁组合时鱼在礁区分布情况进行量化，得出：礁的影响区域为“V”字形区域，其面积为：9905.9cm²。线尺度比为：2.87其中每个礁的影响范围约为单个礁长的1.81～3.4倍。相邻两个礁体中心点距离为：111.8cm，礁体间距85.44cm，两礁间距指数为：4.27；单礁影响效应指数为：1.91。此时，礁体之间均有较多鱼分布，在此间距配比下鱼礁对鱼的诱集作用明显，而且鱼礁对诱集效果在礁与礁之间出现明显交互作用。鱼礁组合对鱼类的诱集效果大于单体鱼礁诱集效果之和。

从图7中可以看出当距离系数是4～5时，其单礁影响效应指数和影响范围尺度比均能达到较高值。即鱼礁组合时其间距为单个礁体特征尺度的4～5倍时，能够产生较好集鱼效果。此外黑木等在回流水槽中，观察和测定了圆筒型、四角型鱼礁模型周围水流的变化。根据观测，单个鱼礁的流影高度是礁高的1.5倍，其长度是礁高的6倍以上，大型鱼礁的流影高度大约是礁高的1倍，长度约为礁高的3～5倍左右，从鱼礁产生的流影范围这个角度来衡量，单礁组合的距离指数为4～5是适宜的。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1、一种人工鱼礁配置组合效果的量化和评价方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

(1)通过人工鱼礁模型对试验对象生物诱集效果的试验，根据诱集效果的试验统计结果，来量化模型试验中对象生物在单个鱼礁和模型礁组合试验时在水槽及礁体周围的分布情况；

其具体操作过程为：首先在水槽底部建立平面直角坐标系，然后将水槽进行分区，根据试验对象在水槽各区域分布情况的统计结果，按照试验对象在水槽内的平均分布率大小，绘制试验对象在水槽中的分布图；

(2)然后确定单个鱼礁的影响范围：以未放置鱼礁时试验对象在水槽各区域的分布情况作为参考，在确定试验中鱼礁模型对试验对象生物产生诱集效果时，以对象生物在鱼礁模型放置区域及附近的分布状况至少优于或等于本底试验时的分布情况，即模型试验时鱼礁所在区域附近平均分布率大于或等于本底试验作为判别标准，将鱼礁周围区域试验对象平均分布率大于本底试验的各个点位所形成的区域，用分布点位所组成区域的形状接近于椭圆的就用椭圆来代表该区域，并计算其面积，近似于圆形就用圆形来代表该区域并计算影响区域的面积，并根据影响区域几何图形的特征确定单个鱼礁的影响半径；

(3)确定礁体组合配置时礁体的影响范围，以未放置鱼礁时试验对象在水槽各区域的分布情况作为参考，在确定试验中鱼礁模型对试验对象生物产生诱集效果时，以对象生物在鱼礁模型放置区域及附近的分布状况至少优于或等于本底试验时的分布情况，即模型试验时鱼礁所在区域附近平均分布率大于或等于本底试验作为判别标准，将鱼礁周围区域试验对象平均分布率大于本底试验的各个点位所形成的区域，用分布点位所组成区域的形状接近于椭圆的就用椭圆来代表该区域，并计算其面积，近似于圆形就用圆形来代表该区域并计算影响区域的面积，并根据影响区域几何图形的特征确定鱼礁组合的影响半径，并通过以下的公式

鱼礁影响范围(鱼礁影响区域面积)/鱼礁个数×单个鱼礁影响面积单礁换算成单个鱼礁的；

换算成单礁影响效应指数，以便于和单礁影响效果的比较。

(4)礁体组合配置时每个礁体的影响范围与礁体单独放置时等效性的比较，其与单个鱼礁影响范围确定方法相似，先确定出鱼礁组合时，鱼礁组合整体的影响范围即鱼礁影响区域的面积大小，然后与单个相同类型礁体的影响范围进行比较面积大小；

(5)礁体组合配置时礁体的最佳配置距离的确定，即：当单个礁体的影响效应指数和影响范围达到最大时的礁体组合配置距离为最佳组合配置距离。

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