CN101674725A - 用来吸引鱼类并使鱼类聚集的方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种用来吸引鱼类并使鱼类在海洋区域内聚集的方法，该方法包括向海洋的透光层输送氮源从而使所述区域内的浮游植物的量增加的步骤。

Description

用来吸引鱼类并使鱼类聚集的方法

技术领域

公开了一种用来吸引鱼类并使鱼类在海洋区域内聚集的方法。

背景技术

对鱼类增长的消费需求可能导致捕捞业对海洋的开发能力超过其承载能力。因此，提高海洋区域内能够维持更大量的鱼类的能力是有利的。

发明内容

第一方面，本文提供了一种用来吸引鱼类并使鱼类在海洋区域内聚集的方法。该方法包括向海洋的透光层输送氮源从而导致在所述区域中的浮游植物的数量增加的步骤。

通过在特定位置处向海洋的特定层输送外源性氮源，能够促进该区域内浮游植物种群的生长。由于缺乏大量元素(macronutrient)氮，海洋中约80％的浮游植物的生长受到限制。本领域技术人员应该理解的是，由于浮游植物是海洋食物链的基础，增加浮游植物的数量将使海洋鱼类生物量增加。浮游植物的量的增加不仅能够将鱼类吸引并聚集在该区域内，随之产生的浮游动物也为鱼类提供了易于利用的食物来源，这能提高被吸引来并聚集在该区域内的鱼类的生长速率。

此外，所限定的海洋区域的这种能够吸引鱼类并使鱼类聚集于此的能力对捕捞业具有巨大的经济效益。例如，能简单地识别这种区域(例如，通过全球定位系统(GPS))，且拖网渔船仅需要在所述区域内用拖网进行捕鱼即可抓获足够量的鱼类，这极大地节约了燃料和时间。鱼类的聚集也进一步地使“渔业(fishery)”的管理更加便利。

在一些实施方式中，所述氮源为尿素。尿素被广泛地用于农业，并且通过细菌降解死亡的浮游植物或浮游动物的排泄物，而在天然的海水中产生。因为易于储存和运输、不具有腐蚀性且为pH中性，所以尿素具有优于许多其他含氮化合物(例如氨)的好处。相对地，氨(或氨溶液)具有腐蚀性、毒性并被列为危险的化学品。

在一些实施方式中，所述氮源可以从浮舱(floating vessel)(例如，轮船(ship)或艇(boat))上输送至海洋的透光层。比起其他的输送方法(例如通过管道)，从浮舱上输送氮源可以具有许多的好处。例如，由于需要管道的大部分长度延伸至海洋的适当区域，加上为了维护管道所支付的费用，通过管道提供氮源的方法可能不具有经济性。此外，管道的出口位于固定的位置，这可能使富集了浮游植物的区域的大小和数量受到限制，进而限制了在该区域内将被吸引、聚集并喂肥的鱼类的数量。与此相对地，浮舱提供了在不同的位置以各种方式输送氮源的灵活性选择。

在一些实施方式中，所述尿素可以为固粒(prill)形式的尿素。在一些实施方式中，可以从浮舱上将所述固粒形式的尿素撒播在海洋表面上。

在可选择的实施方式中，所述尿素为颗粒形式，并在临输送前，将所述尿素与取自海洋的水在浮舱上进行混合。

在一些实施方式中，可以在预定深度(例如，约15m和50m之间)将所述尿素注入海洋。

在一些实施方式中，被输送到海洋的氮源的量使透光层内可利用氮的浓度升高了约50μg/L-500μg/L。

在一些实施方式中，可以将一种或多种另外的营养物(例如，含磷营养物)与氮源一起输送到透光层中。

在一些实施方式中，该方法还包括：监测浮游植物的增加量，并向能够进一步增加浮游植物的量或维持所增加的浮游植物的量的区域内加入更多的氮源的步骤。

例如，可以通过卫星来监测浮游植物的增加量。可选择地，可以通过浮舱下游(down current)的第二艘艇或轮船来监测浮游植物的增加量。

在一些实施方式中，可以将染料(例如六氟化氢(hydrogen hexafluoride))与氮源一起加入到透光层中，以协助监测浮游植物的增加量。

随后，对聚集在所述区域的鱼类进行捕获，例如，通过拖网捕鱼的方法。

第二方面，本发明提供了使用第一方面的方法的实施方式而被捕获的鱼类，其中，被吸引并聚集在所述区域内的鱼类随后被捕获。

具体实施方式

现在描述本发明所述的方法的具体实施方式。

本发明所述的方法中，由于海洋区域内的浮游植物的量增加了，因此鱼类被吸引并聚集到所述区域内。可以通过向海洋的透光层输送氮源来增加浮游植物的量。

大气中的二氧化碳溶解于海洋中时以离子形式存在，并通过光合作用过程而被摄入到海洋浮游植物体内。然而在某些海洋区域内，在光照期间溶解于海洋表面的二氧化碳向有机碳(即，浮游植物)的转化，受到大量元素(macronutrient)氮的可利用度的限制。人们认为由于氮的缺乏，海洋中约80％的浮游植物的生长受到限制。

因此，上述区域应该是海洋中缺乏氮的区域，可以通过加入氮源而增加浮游植物的量。本领域技术人员能够知悉如何来确定合适进行这种方法的区域。

所述氮源可以自行加入到海洋区域中。然而，由于输送氮的量和最大浮游植物量(即，最大生物量)之间存在数天的延迟(例如，4-8天，取决于海洋温度和其他本领域已知的因素)，通常需要从远离所述区域的位置输送氮源，接着通过洋流运输到该区域，并通过混合进行稀释等。

有利的是，本发明所述的方法中，鱼类被吸引并聚集到海洋的特定区域内，并在所述区域内被养肥。由于已知所述区域的位置，因此，能比使用传统的捕鱼方法更经常且更容易地捕获所聚集的鱼群。

通常情况下，所述透光层(大致与混合层相对)从海洋的表面延伸至约50米的深度。然而，所述透光层可以延伸至100米或更深。所述透光层的实际深度是多样化的，这取决于多种因素，包括风力和由于海洋的表层水和低层大气之间的温度差而造成的热损失。可以使用本领域公知的技术测定具体区域内的透光层的深度。

输送后，氮源在透光层内分布的深度可以取决于多种因素。这是由于极少的阳光能在海洋中穿透如此之深，在100米以下几乎不存在浮游植物。类似地，由于阳光过于强烈，在海面上数米处也几乎没有浮游植物。如此一来，需要将尿素分布在这些水位之间，并位于最适于浮游植物生长的地方(例如，约15m至50m深度之间)。基于对将向其中输送氮源的海水的测量，本领域技术人员已知如何来确定氮源分布最合适的深度或深度的范围。

由于易于处理、高氮含量并且由于发现它天然地存在于海水中，本发明所用的氮源通常为尿素。然而，在一些实施方式中，所述氮源可以为氨或铵盐的一种(溶液或气态)。作为细菌对死亡的浮游植物或浮游动物的排泄物进行降解的产物，氨也能天然地产生于海水中。也可以使用其他的氮源，例如硝酸钠和硝酸。

在一些实施方式中，所述氮源为固粒形式的尿素。所述固粒形式的尿素是通过在气流中使熔融的尿素液滴(droplets)冷却而形成的接近球形颗粒的尿素。虽然其他形式的尿素(甚至其他氮源)可以在24小时内通过对流混合而竖直地(vertically)完全混合，但是固粒形式的尿素的使用能够有利地避免加入尿素后立即出现高浓度的峰值。

可以用任何合适的方法将尿素固粒分散至海洋表面的混合层内，例如，使用从轮船的甲板上撒播尿素的农业播种器(agricultural spreader)。可以使用各种大小和等级的播种器，主要使用离心加速的原理以使用风机的方式从源极(source)处输出所述颗粒物质。所述源极通常由具有叶片(vanes)的旋转盘组成，原料借助重力通过安装其上的加料斗而被加入。

适当的撒播距离为距播种器约20m，并在固粒之间提供良好的间隔(separation)。固粒在落入透光层的过程中溶解，形成能够立即向测流扩散的含富集物的水的羽流(plume)。溶解完成所期望的最大深度低于混合层的深度。由于缺乏阳光，落入到该水位以下的尿素不会对浮游植物的生长增加带来什么贡献。

固粒的下落深度是下落速度和溶解速率的函数。可商购得到的固粒化的尿素含有气泡，这些气泡降低了固体尿素的球体的容重(bulk density)。随着固粒沉降并溶解，外周部分减少而空气与尿素的体积比增加。因此，固粒的容重降低，固粒和海水间的相对密度之差也降低。在该下落过程中的某一点处，固粒的密度变得比海水的密度小，固粒具有浮力且开始向表面回升。在这之后，气泡立即从残留的尿素中释放出，后者重新发生沉降。

如此一来，从轮船甲板上撒播尿素固粒可以使尿素在整个透光层中较好地得到垂直分散，且绝大多数的氮将被理想地分布于15-50m的深度。此外，按此方式进行撒播时，还可以实现尿素在整个透光层内的良好的水平分散。可以理解的是，尿素固粒相对易于处理。

在一种可选择的实施方式中，氮源为颗粒形式的尿素，它可以从浮舱上以固体形式被分散，或者在临输送前，将其与取自海洋的水在浮舱上进行混合。

本领域技术人员可以理解的是，溶解于取自海洋的海水中的尿素溶液的性质(例如，温度、密度和盐度)与溶解尿素的海水的性质相似。实际上，如果尿素溶液是相对较稀的溶液，其性质将与周围的海水非常相似。如此一来，在浮游植物获取尿素中的氮之前，含有尿素的海水在水体(water column)中不会发生明显的上升或下沉。

通常在预定深度(例如，约15-50m)处，将尿素注入所述区域从而在最适于浮游植物生长的深度形成浓缩液。

无论使用何种用于向海洋的透光层输送氮源的方法，输送至海洋的氮源的量通常会使在加入了所述氮源的海洋中的可利用氮的浓度在最开始时增加了约50μg/L-500μg/L。

例如，可利用氮的浓度可以增加约100μg/L-300μg/L，或约200μg/L-400μg/L，其中海水中的混合层非常深或剪切扩散性非常高。

当所述氮源被输送至透光层(如果采用连续注射)，盛行的洋流将带走所加入的氮，从而形成含富集物的水的区域(patch)或羽流(plume)。理想地，加入了足够量的氮源(以及任选的其他营养物)，因此，所加入的营养物浓度在最大浮游植物浓度的区域处接近于零(即，加入的全部氮被该区域内的增加的浮游植物消耗掉)。

为了确定在何处向海洋输送氮源以最大可能地增加该区域内的浮游植物的量，有必要对来自海水的天然浮游植物株进行培养瓶富集，所述海水取自使用了氮(以及任选的其他营养物，例如磷)的海域，这是由于达到最大生长的时间取决于海水的温度等。例如，已经发现达到最大生长的时间从苏禄海(Sulu Sea)处的4天到较冷纬度处的(例如大西洋中的加那利海流(Canary Current))8天不等。由于洋流以及较大的扩散变异性，较长的培育期间将增加含富集物的羽流发生改变的易感性。这将使一些用来吸引鱼类并使鱼类聚集的区域比其他区域面临更大的挑战，例如在40cms^-1的洋流处，注射位置下游(down current)约280km左右，将在注射后8天产生最大面积的生物量。

通常根据经验计算输送至海洋的氮源的量，对区域内浮游植物的目标浓度进行反向研究，并考虑对浮游植物群的稀释和达到最大生物量的时间。例如，在一些实施方式中，将足够的尿素输送到海洋中，从而使总加入量为2μM的氮可以为最大生物量区域的浮游植物所利用。当同时存在扩散和被浮游植物摄入时，理想情况下在该区域内引入的氮不会剩余，而被全部消耗。

因此，有必要在所需最大生长的区域上游数天位置处计划引入氮源，从而使加入的氮源的量得到最优化。与此同时，一些影响含富集物的水移动的参数(包括流速、表面混合层的深度、扩散速率和达到最大浮游植物生物浓度的时间)等变量都是难以控制的环境因素。主要的可控变量是将被输送氮的海洋的面积、氮源(和任选其他的营养物)的初始浓度，以及释放位置。

如果从浮舱上输送氮源，可以在垂直于洋流方向上以带状分布的方式加入尿素以有利地利用扩散，然后在混合层深度以上进行扩散和对流混合，从而在数天后平衡氮的浓度。可以设计该过程从而使浮游植物群达到最大生长时具有均匀的浓度。

为了进行本发明所述的方法，轮船形式的浮舱的货仓可以装载有尿素，优选为固粒状或颗粒状的尿素。尿素没有被列为危险化学品，并具有合适的储存稳定性和流动性。因此，轮船可以航行至海洋的任意区域，其中浮游植物的量将随着尿素的加入而增加。例如，轮船可以锚固在大陆架边缘附近或航行于使用GPS所预定的位置。

当轮船位于所期望的海洋位置处时，可以将尿素吹入文丘里管(venturi)内与海水混合，以提供约5％重量/体积(w/v)尿素的溶液，并将得到的溶液通过来自轮船的管道注入透光层内被测定为最适于浮游植物生长的深度来进行输送。

可选择地，可以将尿素和海水的稠溶液喷入水中，其中，所述稠溶液能在沉至透光层的过程中被稀释。可选择地，可以如以上所描述的方式从轮船甲板上撒播尿素固粒(或尿素颗粒)。

轮船可以在沿预定路径航行的过程中输送尿素，选择所述路径以在所需区域内能引起大规模的浮游植物生长。可选择地，轮船可以在全部所述区域内以网格形式航行。如以上所述，在一些实施方式中，在垂直于洋流的方向上带状分布的方式输送尿素，并且所述区域位于下游数天处。

如以上所述，将氮源输送至海洋中约一周后，所述区域内将出现最大生物量的浮游植物群。可以在输送点下游监测该浮游植物群的存在，例如通过卫星或通过第二艘艇(或通过初试注入尿素的轮船)，如果需要可以测量浮游植物的浓度。

如有需要，含有尿素的轮船(或另一艘轮船)可以返回至所述海洋区域，并加入另外的尿素以进一步的增加所需区域内浮游植物的量或维持所需区域内浮游植物所增长的量。

释放的氮源(例如，尿素)在透光层内形成含富集物的羽流，它通过洋流在整个透光层内进行运输。洋流和扩散，协助了氮在该区域内的分散。所加入的氮与阳光一起促使了透光层内的浮游植物繁殖，同时消耗了氮源(例如，尿素)和其他加入的营养物或天然产生的营养物。通过这一方式，可以如愿地保持巨大的浮游植物群。

浮游植物数量的增加将导致浮游动物的增加，并吸引那些以浮游植物和/或浮游动物为食的海洋生物。这反过来会吸引以其他海洋生物为食的海洋生物。因此，该区域将吸引到高集中度的鱼类，并且由于已知具有增多的浮游植物种群的区域的精确位置(例如，通过用卫星进行监测或利用局部洋流知识和输送点)，吸引鱼类并使鱼类聚集的位置也因而被知悉。因此，与鱼类没有如此集中的情况相比，可以更方便且更经济地(例如，由于花费了更少的燃料和时间)捕获(例如通过用拖网)被吸引并聚集的鱼类。此外，因为鱼类被吸引并聚集到具有充足食物来源的区域内，所以它们的生长速率将得到显著的提高。

应该理解的是，从浮舱上输送氮源(例如，尿素)可以提供优于其他输送营养物的方法(例如，如果使用固定的管道)的多种优点。例如，如上所述，所述浮舱可以用来在海洋的大范围内产生长期存在的浮游植物群。因此，与鱼类分布在更广泛的区域或单独的区域的情况相比，能更方便地监控捕鱼活动，从而可以周期性地在特定区域内进行捕获，而较少可能发生过量捕获。

同时，尿素是优选的氮源，也可以使用其他作为氮源的化合物(例如氨)(任选地与尿素结合使用)。如上所述，由于氨不像尿素那样易于处理，而且实际上氨被归为危险化学品，因此氨是较次优选的。但是，在一些实施方式中这些问题可以得到克服，也可以通过位于轮船下的出口鼓入气态氨来向透光层加入氨。可选择地，还可以将溶液形式的氨喷洒在海洋表面，从而使氨沉入透光层，或直接从轮船下的预定深度处将氨加入到透光层中。

此外，如果确定存在能进一步地增加所述区域内的浮游植物的数量的营养物，还可以向氮源中加入其他有用的营养物(例如，磷)并输送至透光层(或分别输送)。

本领域技术人员可以理解的是，本文所述的方法不限于以上所描述的具体实施方式。

在随附的权利要求书和前述的说明书中，除非上下文由于表述语言或必要的含义而表示相反的含义，用于“包括”或其变体“单数形式的含有”或“状语含有”用作开放式理解，即，限定存在所述特征但也并不排除在不同的实施方式中存在或加入的其他特征。

Claims (15)

1、一种用来吸引鱼类并使鱼类在海洋区域内聚集的方法，其中，该方法包括向海洋的透光层输送氮源从而使所述区域内的浮游植物的量增加的步骤。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述氮源为尿素。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述氮源是从浮舱中输送的。

4、根据权利要求1-3中的任意一项所述的方法，其中，所述氮源为固粒形式的尿素。

5、根据权利要求4从属于权利要求3时所述的方法，其中，所述固粒形式的尿素是从所述浮舱中撒播到海洋表面的。

6、根据权利要求3从属于权利要求2时所述的方法，其中，所述尿素为颗粒形式，并且在临输送前将所述尿素与取自海洋的水在所述浮舱上进行混合。

7、根据权利要求6所述的方法，其中，在预定深度将所述尿素注入到海洋中。

8、根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定深度为15-50m。

9、根据权利要求1-8中的任意一项所述的方法，其中，输送至海洋的所述氮源的量使得所述透光层内的可利用氮的浓度升高了约50μg/L-500μg/L。

10、根据权利要求1-9中的任意一项所述的方法，其中，将一种或多种另外的营养物与所述氮源一起输送到所述透光层。

11、根据权利要求10所述的方法，其中，所述一种或多种另外的营养物为含磷营养物。

12、根据权利要求1-11中的任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：监测所述浮游植物的增加量，并在能够进一步增加所述浮游植物的量或维持所增加的浮游植物的量的区域内加入更多的氮源的步骤。

13、根据权利要求1-12中的任意一项所述的方法，其中，聚集在所述区域内的鱼类随后被捕获。

14、根据权利要求13所述的方法，其中，所述鱼类是通过拖网捕获的。

15、使用权利要求13或14所述的方法捕获的鱼类。