CN111631125A - 一种海上悬浮式鳗草无土移植装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沿海水域的水质净化及海草床的恢复与重建技术领域，特别涉及一种海上悬浮式鳗草无土移植装置及其应用。该装置包括框架、悬浮组件、围网及植株固定装置，植株固定装置设置于框架内，用于鳗草植株的固定；围网设置于框架的外侧；悬浮组件设置于框架的上端，用于整个装置在海水中的悬浮。本发明可以实现鳗草的无土移植，并能方便快速地进行大范围的悬浮式鳗草移植，进而实现鳗草海草床的悬浮式构建。
Description
技术领域
本发明涉及沿海水域的水质净化及海草床的恢复与重建技术领域，特别涉及一种海上悬浮式鳗草无土移植装置及其应用。
背景技术
海草是唯一一类具有地下根和根状茎的沉水性海洋高等植物，大面积的连片海草被称为海草床。海草床是近岸海域中生产力极高的生态系统，与红树林、珊瑚礁一起称为三大典型的海洋生态系统。
海草床提供了重要的生态系统服务功能，高产的海草床为海洋水生动物提供了产卵、孵化、育幼和生长的场所，使得重要的经济鱼类有较高的生产力和生物量，不仅对水生动物资源维护和渔业可持续发展具有关键的作用，同时给社会经济的发展带来了直接价值。海草具有较高的固碳能力，是海岸带重要的“蓝色碳汇”，联合国组织在发布的《蓝碳报告》中确认了海草床蓝碳生态系统在减缓全球气候变化和碳循环过程中至关重要的作用。
鳗草(Zostera marina L.)，隶属于鳗草科(Zosteraceae)，鳗草属(Zostera)，广布于北半球温带海域，主要生长在地势平缓的泥沙质浅水海底，在潮间带到潮下带的浅水区域皆有分布。在我国黄渤海海草分布区中，鳗草分布最为广泛，也是多数海草床的优势种，主要分布在辽宁、河北和山东沿海。
近年来随着气候变化和城市工业化发展，海草床受到越来越严重的破坏。据统计自1879年全球海草首次有记录以来，已经有29％的海草资源消失，其消失的速度更是从1940年的0.9％/年升高到7％/年，并且仍在加速。我国北方沿海鳗草海草床退化情况也十分严重，原是中国鳗草分布南界的日照石臼所现成为煤炭输出港，已无鳗草分布；山东威海乳山鳗草床也已经消失；山东烟台莱州湾芙蓉岛原有的1300ha鳗草床已经严重退化为5ha。
光合作用是决定海草生长、存活的关键生理因素，因此光照是限制海草床分布水深的决定因子。由于受人类活动的影响，沿岸水域水体浑浊度增加，透光度降低，导致海草因光线不足而大量衰退，海草的分布深度也受到了限制。目前，在我国沿海，海草床主要分布在6米以浅水域。鳗草海草床也同样如此，6米以深水域鳗草退化严重，基本无鳗草分布。目前国内外在海草床的恢复方面相继开展了有关研究，植株移植法和种子种植法是主要的恢复方法。以往的移植法都是将采集来的海草植株通过各种方式将其固定在海底土壤底质中使其生长，如直插法、枚订法、绑石法等等。这些方法虽然取得了良好的移植效果，但主要在6米以浅水域实施，而较深水域海底由于受光照的限制，海草很难成活，因此无法通过直接海草移植和种植活动恢复海草床，需要待水质改善海水透光度增加后方可进行海草移植或种植活动。
近些年来，沿海网箱养鱼日益增多，且网箱养殖的鱼类一般都是市场价值较高的肉食性鱼类，需要不断投喂饵料(人工饲料或冰鲜杂鱼)。而网箱养鱼对海域的污染问题愈来愈被人们所诟病，其中养殖产生污染的一个重要因素就是投饵对海域的污染。
2014年，水产养殖业对人类水产品消费的贡献首次超过野生水产捕捞业，成为渔业生产的主体，标志着海洋渔业将向“以养为主”转变。在国际社会大力推进蓝色经济的背景下，“深蓝渔业”应运而生，而作为深蓝渔业的主体深远海工业化绿色水产养殖业更是日益兴起。鉴于海草床对鱼虾贝蟹等海洋生物的重要作用，如何将海草床与水产养殖有机的结合起来将对渔业经济的发展发挥重要的作用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种海上悬浮式鳗草无土移植装置及其应用，可以实现鳗草的无土移植，并能方便快速地进行大范围的悬浮式鳗草移植，进而实现鳗草海草床的悬浮式构建。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海上悬浮式鳗草无土移植装置，包括框架、悬浮组件、围网及植株固定装置，
所述植株固定装置设置于框架内，用于鳗草植株的固定；
所述围网设置于所述框架的外侧；
所述悬浮组件设置于所述框架的上端，用于整个装置在海水中的悬浮。
所述框架包括底板及沿周向设置所述底板边缘上的多个支架，所述围网设置于所述支架的外侧。
所述底板的四周设有围板。
所述围板的高度为3-4cm。
所述植株固定装置包括至少两个上下间隔设置的隔网，所述隔网与支架连接，所述鳗草植株竖直插设于隔网的网格内，其根部接触底板。
两层所述隔网之间的间距为5-8cm；所述隔网的网口的规格为1.5cm*1.5cm。
所述支架的高度为1-1.2m；所述围网的高度为80-100cm，所述围网网口的规格为0.8cm*0.8cm。
所述悬浮组件包括浮球、浮绠及垂绳，其中垂绳的一端与框架连接，另一端与浮球连接；所述浮绠用于连接多个浮球。
一种如上所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置的应用，所述海上悬浮式鳗草无土移植装置通过悬浮组件固定在自然海域的空旷水域；或固定在沿海水产养殖网箱内；或固定在沿海浮筏养殖筏架上；或固定在深海养殖网箱内；所述海上悬浮式鳗草无土移植装置可用于水产养殖和肉食性鱼类资源的生态恢复。
所述海上悬浮式鳗草无土移植装置可以在海区规模化投放，相邻装置之间的间距为4-6米。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明通过用垂绳、不锈钢支架、隔网、底板做成的鳗草固定装置，可以通过浮球、浮绠悬挂在海中，使海草离开底质进行生长繁殖，底板为pvc板，四周带有高度为3-4cm的围板，可积累适量自然沉降的泥沙及有机碎屑，为海草根部提供营养物质。不锈钢支架四周用围网包围,可以抵挡水流的冲击，对海草具有保护作用。
2.将本发明中海上悬浮式鳗草无土移植装置固定在自然海域的空旷水域，可以实现鳗草的无土移植，并能方便快速地进行大范围的悬浮式鳗草移植，进而实现鳗草海草床的悬浮式构建。海草能净化海区的水质；悬挂于上层装置中的鳗草其生植株产生成熟的种子后，可以在海流的作用下脱落播种，种子散播也有助于自然海草床的恢复或重建；此外，鳗草海草床能够聚集大量的浮游动物，并为它们提供食物和栖息地，进而吸引以浮游动物为食的肉食性鱼类前来觅食、栖息、繁殖和育幼，这将有助于该海区肉食性鱼类资源的快速恢复。
3.将本发明中海上悬浮式鳗草无土移植装置固定在沿海水产养殖网箱内或沿海浮筏养殖筏架上或深海养殖网箱内，可以形成一种海草-肉食性鱼类生态养殖方法。海草自身会聚集大量的浮游动物，为其提供食物以及合适的产卵场、栖息地、育幼场，用于养殖肉食性的鱼类(特别是幼鱼)时，无需投饵，从而也避免了水产养殖对水体的污染；同时，该装置也可以为网箱内的经济鱼类提供产卵、孵化、育幼和生长的场所，从而提高经济鱼类的生产力和生物量。
4.本发明装置通过浮球、浮绠悬挂在海中能够回收重复利用，所使用的材料不会遗留海区对海区构成污染。
附图说明
图1为本发明海上悬浮式鳗草无土移植装置的结构示意图；
图2为本发明中植株固定装置的结构示意图；
图3为本发明中框架的结构示意图。
图中：1为浮球；2为浮绠；3为垂绳；4为支架；5为围网；6为鳗草植株；7为隔网；8为围板；9为底板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种海上悬浮式鳗草无土移植装置，包括框架、悬浮组件、围网5及植株固定装置，植株固定装置设置于框架内，用于鳗草植株6的固定；围网5设置于框架的外侧；悬浮组件设置于框架的上端，用于整个装置在海水中的悬浮。
如图2-3所示，本发明的实施例中，框架包括底板9及沿周向设置底板9边缘上的多个支架4，围网5设置于支架4的外侧，围网可以抵挡水流的冲击，对海草具有保护作用。
进一步地，底板9的四周设有围板8，围板8内可积累适量的泥沙碎屑，为海草提供营养物质。
具体地，本实施例中，底板9为矩形结构，其四角分别垂直连接一支架4，支架4的高度为1-1.2m；围网5的高度为80-100cm，围网5网口的规格为0.8cm*0.8cm；围板8的高度为3-4cm。
如图2所示，本发明的实施例中，植株固定装置包括至少两个上下间隔设置的隔网7，隔网7与支架4连接，鳗草植株竖直6插设于隔网7的网格内，其根部接触底板(9)。
具体地，本实施例中，植株固定装置包括两个上下间隔设置的隔网7，两层隔网7之间的间距为5-8cm；隔网7的网口的规格为1.5cm*1.5cm。
本发明的实施例中，悬浮组件包括浮球1、浮绠2及垂绳3，其中垂绳3的一端与框架连接，另一端与浮球1连接；浮绠2用于连接多个浮球1。
具体地，垂绳3两端各留空一段距离，上端栓浮球1和浮绠2，下端栓不锈钢支架。垂绳3采用传统聚乙烯或其他抗海水腐蚀的绳子，垂绳长根据自然海区水深而定，垂绳3的长度为5-7米。不锈钢材质的支架底端固定于底板9的四角，高度为1-1.2m，支架4四周用围网5包围,围网网口的规格为0.8cm*0.8cm，高度为80-100cm；距离支架4底端3-10cm处，有上下两层隔网7，隔网网口的规格为1.5cm*1.5cm，两层隔网之间间隔5-8cm。围网5和隔网7均采用网目尺寸稳定、耐冲击性、耐磨性较好的聚乙烯材料。底板9为pvc板，规格为1m*1m，四周带有高度为3-4cm的围板8。四个支架4上分别连接一垂绳3，各垂绳3的端部连接有浮球1。
从自然海草床中采集高度为20-30cm的鳗草植株，将其固定在两层隔网7之间，鳗草植株的根茎从上往下垂直穿过上下两层隔网7固定在底板9和下层隔网7之间，而叶鞘固定在上下两层隔网7之间；每隔2-3个网口固定一株鳗草茎枝，整个装置固定鳗草的密度为500-800茎枝/m2。然后将该装置投放到适宜的自然海区或深海养殖网箱并固定在浮绠上，让鳗草自然生长繁殖。可以实现鳗草的无土移植，并能方便快速地进行大范围的悬浮式鳗草移植，进而实现鳗草海草床的悬浮式构建。海草能净化海区的水质；悬挂于上层装置中的鳗草其生植株产生成熟的种子后，可以在海流的作用下脱落播种，种子散播也有助于自然海草床的恢复或重建；此外，鳗草海草床能够聚集大量的浮游动物，并为它们提供食物和栖息地，进而吸引以浮游动物为食的肉食性鱼类前来觅食、栖息、繁殖和育幼，这将有助于该海区肉食性鱼类资源的快速恢复。
一种如上所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置的应用，该海上悬浮式鳗草无土移植装置可用于水产养殖和肉食性鱼类资源的生态恢复，通过悬浮组件固定在自然海域的空旷水域；或固定在沿海水产养殖网箱内；或固定在沿海浮筏养殖筏架上；或固定在深海养殖网箱内。
进一步地，该海上悬浮式鳗草无土移植装置可以在海区规模化投放，多个海上悬浮式鳗草无土移植装置于适宜的自然海区或深海养殖网箱顺次投放，装置通过浮球1、浮绠2悬浮固定在沿海6m以深的海域中，该装置所在的水层深度为2-4m，相邻两装置之间的间距为4-6米。装置投放具体深度由海区的水体透明度决定。
鳗草移植为无土移植，能方便快速地进行大范围的悬浮式鳗草移植，实现鳗草海草床的悬浮式构建，净化海区的水质，同时通过种子散播也有助于自然海草床的恢复或重建。此外，利用该装置构建的鳗草海草床能聚集大量的浮游动物，将有助于海区内肉食性鱼类资源的恢复。
该海上悬浮式鳗草无土移植装置可以用于水产养殖，养殖肉食性的鱼类(特别是幼鱼)，无需投饵，将幼鱼投入该装置后，顶部需加盖一层密网，防止幼鱼逃逸。该海上悬浮式鳗草无土移植装置可以用于沿海或深海网箱养殖渔业，为网箱内的经济鱼类提供产卵、孵化、育幼和生长的场所，提高经济鱼类的生产力和生物量。
实施例一
在某海湾运用本发明的方法进行了自然海区无土移植鳗草植株试验。
如图1所示，采用网口规格为1.5cm*1.5cm，上下间隔8cm的两层合成纤维隔网7，将高度为20-30cm的鳗草植株6竖直固定在其中，其根部接触底板9。每个网口内固定1株鳗草茎枝，大约每隔2-3个网口固定1株，整个装置固定鳗草的密度为600茎枝/m2。采用四根常规聚乙烯垂绳3将固定有鳗草植株装置的四根不锈钢支架4拴住。所选择的投放海区有良好光照条件、无严重污染的泥沙海底，平均照度至少为表层照度的10％。将装置通过浮球1、浮绠2悬浮固定在沿海6m以深的海域中，该装置所在的水层深度为2-4m，具体深度由自然海区水体透明度决定。装置投入海区内后将垂绳3与浮绠2系在一起，将装置固定，然后再将四根垂绳3的顶端拴住四个浮球1，可选择PE材质浮球，直径为600mm，浮力25kg左右。回收装置时，根据浮球1、浮绠2确定装置位置，然后顺着垂绳3将整个装置拖拽至船上，从而实现了装置的回收重复利用。
试验结果如下：
某海域4月份投放了6个上述悬浮式鳗草无土移植装置，5月份观察，海草存活良好，生殖株明显发育，开始开花，海草上聚集很多小虾、小鱼等小型动物，还有大型肉食性鱼类、大型螃蟹等动物；6-7月份观察，海草生长旺盛，生殖株开始结种，小型浮游动物、游泳动物以及大型肉食性鱼类等动物明显聚集；8-9月份观察，海草生长状态依然良好，各类动物的密度也保持在较高水平。
因此，本实施例的试验结果表明，本发明所涉及的悬浮式鳗草无土移植装置能实现鳗草在自然海域中离开底质，健康生长的目的，同时结果还表明该装置确实能聚集大量的小型浮游动物，进而吸引并聚集以浮游动物为食的肉食性鱼类，有助于该海区肉食性鱼类资源的快速恢复。
综上所述，本发明装置是将鳗草植株固定在装置底部的两层隔网之间，然后将该装置投放到适宜的自然海区或深海养殖网箱并固定在浮绠上，让鳗草自然生长繁殖。采用本发明可以实现鳗草在较深水域的无土移植，克服了6米以深水域海草难以成活的困境，有助于改善沿海水域的水质状况，同时通过海草种子散播有助于恢复6米以深水域海底的海草床，逐渐实现较深水域鳗草海草床的恢复或重建。本发明还可以应用于渔业资源养护和水产养殖中，繁殖、育幼和养殖肉食性鱼类(特别是幼鱼)，无需投喂饵料；也可以应用于深海网箱鱼类养殖中，为网箱内的经济鱼类提供产卵、孵化、育幼或生长的场所，提高经济鱼类的生产力和生物量。利用本装置还能方便有效地进行海草床中渔业资源的定量调查，量化海草床对渔业资源的重要作用。本发明装置通过浮球、浮绠和垂绳悬挂在海中能够回收重复利用，所使用的材料不会遗留海区对海区构成污染。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，包括框架、悬浮组件、围网(5)及植株固定装置，
所述植株固定装置设置于框架内，用于鳗草植株(6)的固定；
所述围网(5)设置于所述框架的外侧；
所述悬浮组件设置于所述框架的上端，用于整个装置在海水中的悬浮。
2.根据权利要求1所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，所述框架包括底板(9)及沿周向设置所述底板(9)边缘上的多个支架(4)，所述围网(5)设置于所述支架(4)的外侧。
3.根据权利要求2所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，所述底板(9)的四周设有围板(8)。
4.根据权利要求3所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，所述围板(8)的高度为3-4cm。
5.根据权利要求2所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，所述植株固定装置包括至少两个上下间隔设置的隔网(7)，所述隔网(7)与支架(4)连接，所述鳗草植株(6)竖直插设于隔网(7)的网格内，其根部接触底板(9)。
6.根据权利要求5所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，两层所述隔网(7)之间的间距为5-8cm；所述隔网(7)的网口的规格为1.5cm*1.5cm。
7.根据权利要求2所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，所述支架(4)的高度为1-1.2m；所述围网(5)的高度为80-100cm，所述围网(5)网口的规格为0.8cm*0.8cm。
8.根据权利要求1所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置，其特征在于，所述悬浮组件包括浮球(1)、浮绠(2)及垂绳(3)，其中垂绳(3)的一端与框架连接，另一端与浮球(1)连接；所述浮绠(2)用于连接多个浮球(1)。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置的应用，其特征在于，所述海上悬浮式鳗草无土移植装置通过悬浮组件固定在自然海域的空旷水域；或固定在沿海水产养殖网箱内；或固定在沿海浮筏养殖筏架上；或固定在深海养殖网箱内；所述海上悬浮式鳗草无土移植装置可用于水产养殖和肉食性鱼类资源的生态恢复。
10.根据权利要求9所述的海上悬浮式鳗草无土移植装置的应用，其特征在于，所述海上悬浮式鳗草无土移植装置可以在海区规模化投放，相邻装置之间的间距为4-6米。
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