CN113622391A - 利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法,属于生态环境保护技术领域。所述方法是在有大型海藻漂浮的区域投放钩虾,通过钩虾的摄食来控制漂浮海藻的生物量,并辅以底栖动物滤食海藻碎片和过量繁殖的钩虾,达到生态调控平衡状态。本发明利用钩虾对海藻的高效摄食作用,通过增加钩虾对漂浮海藻的摄食,促进生态系统物质能量向上一级食物链传递,从而达到调控漂浮海藻生物量的目的,一方面可以降低漂浮海藻生物量、控制大型海藻藻华规模;另一方面可以促进生态系统健康发展。
Description
技术领域
本发明属于生态环境保护技术领域,具体涉及利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法。
背景技术
自2000年以来,近海大型漂浮海藻多发,并在局部海域聚集形成大规模大型藻藻华(如:绿潮和金潮),对沿岸生态环境和生产活动造成严重影响。大量浒苔在沿海岸滩或水域堆积腐烂,对当地生态环境和人民的生活生产也造成了严重影响。研究表明,这些漂浮大型海藻藻华是一些定生海藻种类脱离附着基而漂浮入海,并在合适的环境条件大量增殖形成的。目前针对大型海藻藻华的防控和处置技术方法,主要集中在源头防控和大规模打捞。
对于大规模黄海浒苔绿潮,众多研究表明聚集成灾的漂浮浒苔主要来源于苏北浅滩筏式养殖区,因此绿潮源头区域定生绿藻防治技术成为近几年的研究热点。目前已形成的筏架定生绿藻防控技术,包括利用化学试剂清除筏架定生绿藻和物理防控方法。化学方法主要利用盐酸、柠檬酸、次氯酸钠和二氧化氯等化学试剂清除筏架定生绿藻(CN101822271A、CN102550388A、CN111453824A),需要在养殖区喷洒大量化学试剂,对紫菜养殖和浅滩生态环境存在一定安全风险。物理防控方法包括利用低温处理紫菜养殖网杀灭网帘上残留定生绿藻和微观繁殖体(国家标准GB/T35907-2018《条斑紫菜冷藏网操作技术规范》),主要是针对未有紫菜生长时的网帘前处理,对于紫菜生长和收获期的定生绿藻不能很好的处理;专利CN104957025B通过在筏架上涂抹防绿藻附生漆的方式防止绿藻附着,该方法需要使用大量油漆,成本高,涂覆晾晒工艺复杂且周期长,难以大面积推广应用;CN110122314A主要通过绠绳落滩浅埋技术减少定生绿藻入海,该方法主要适用于淤积性海滩(如:东沙、泥螺沙等),对于侵蚀性海滩(如:腰沙等),泥沙难以有效覆盖,影响杀灭定生绿藻效率。
对于海上漂浮浒苔,主要是利用特制的拦截网、打捞船和浒苔收集装置等进行拦截和打捞,例如:一种漂浮浒苔打捞网(申请号:202020543109.0)、基于机器视觉的浒苔打捞装置(申请号:201911421393.2)、一种海上环保浒苔打捞装置(申请号:201821624902.2)、一种漂浮浒苔打捞网(申请号:201822213466.6)、一种浒苔打捞收集船(申请号:201710535896.7)、一种浒苔打捞船及自动打捞浒苔方法(ZL201510947719.0)、一种射流泵吸式浒苔打捞机(申请号:200910015071.8)、一种同时实现浒苔打捞收集和无害化处理的海上作业船(申请号:201710535897.1)、浒苔拦截网(申请号:201922122990.7)、浒苔拦截网收放卷装置(申请号:201922122988.X)、一种海洋大型漂浮藻类清理机(申请号:201822035338.7)、一种漂浮藻类去除装置(申请号:201910489651.4)等。这些专利均须装备特殊打捞装置的船只进行长时间海上打捞,需要耗费大量人力物力,而且打捞的巨量浒苔需要及时处置,进行资源化利用,否则容易造成次生污染。据统计,山东、江苏每年用于绿潮打捞和处置的费用高达上亿元,给当地政府造成了巨大的财政压力。
另外,一种快速捕获漂浮铜藻的装置及其构建方法(申请号:201710044326.8)是采收少量漂浮铜藻单体的装置,不适用于大规模漂浮藻的收集和清除。一种清除漂浮刚毛藻的方法(申请号:201510397531.3)主要利用过氧化氢、硫酸亚铁和粘土等沉降剂去除漂浮刚毛藻;一种漂浮藻污染水体的生物治理方法(申请号:201110000737.X),主要利用新州红净化水质,从而达到防止漂浮藻生长的目的,均适用于局部封闭型水域,大规模使用存在一定的环境安全风险。
上述漂浮海藻防控方法均存在一定的局限性。源头防控主要是针对已查明漂浮藻来源,并且源头定生绿藻可防可控的漂浮藻藻华,例如:浒苔绿潮;但对于漂浮藻来源不甚明晰、存在多个来源或者起源与天然海藻床、无法全部清除定生海藻的藻华,这些源头防控技术实施可能性、防控效果等都会大大降低。一些化学杀灭定生绿藻技术也存在一定的环境风险。拦截打捞技术,人力成本高,打捞的巨量海藻生物处置困难。
发明内容
本发明提供一种控制漂浮海藻生物量的方法,在有海藻漂浮的区域投放钩虾,通过钩虾的摄食来控制漂浮海藻的生物量,并辅以底栖动物滤食海藻碎片和过量繁殖的钩虾,达到生态调控平衡状态。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法,是对漂浮海藻的密度、覆盖面积和生长率进行测定,计算钩虾的投放量,在有海藻漂浮的区域投放钩虾,通过钩虾的摄食来防控漂浮海藻;其中每平方米漂浮海藻的钩虾投放量根据以下公式计算获得:
其中,W为单位面积钩虾湿重(g/m2),D为漂浮海藻密度(g/m2),P为钩虾摄食率,即每克钩虾每天摄食漂浮海藻的质量(g/(g·d)),T为计划消耗漂浮海藻的时间(d),G为漂浮海藻的生物量日增长率(%/d)。
钩虾投放时,将实验室中暂养的或从海域采集的钩虾快速运至投放地点,过滤捞出培养用海藻后,均匀倒入有漂浮藻分布的海面,倒入速度不宜过快,以利于钩虾充分附着于漂浮藻上。
在钩虾投放完毕后,定期随机采样观测漂浮藻中的钩虾数量,以保证达到钩虾投放量要求,如果钩虾数量不够,及时补充。
在海藻漂浮处置末期,可用60目II型浮游生物网在海区拖网,收集钩虾以循环利用。收集的钩虾亦可用作虾、蟹、鱼等经济养殖动物的饵料。
为尽量减少可能的生态风险,投放的漂浮藻摄食动物选择天然生长栖息于漂浮海藻的种类。经发明人长期海上监测,目前附生并摄食漂浮海藻的钩虾种类主要包括玻璃钩虾和藻钩虾,这些种类非常容易从漂浮海藻和近岸定生海藻中获取,且易于实验室培养、活性较好;因而,上述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法中采用的钩虾优选的为玻璃钩虾、藻钩虾中的至少一种。钩虾喜荫,可在15~18℃实验室条件下与海藻暂养,并用于后续的投放过程。
上述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法适用于目前常见的漂浮大型海藻,包括浒苔、铜藻和其他大型绿藻、褐藻和红藻等。
上述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法中钩虾啃食海藻后,会产生一定数量碎藻。起初,由于漂浮藻气囊结构被啃食破坏,碎藻片段会下沉。如果海域水深较浅,水底有光照,或碎藻可混合至真光层,碎藻可进行较强的光合作用,重新产生气囊而成漂浮藻。因而,在漂浮海藻的防控处置末期,可用60目II型浮游生物网拖网,收集部分碎藻和钩虾,收集的钩虾亦可用作虾、蟹、鱼等经济养殖动物的饵料。海区剩余碎藻和钩虾,亦可被天然底栖动物摄食,例如滤食性贝类(如牡蛎)或虾蟹类,一方面滤食碎藻,以防止其再次漂浮生长,另一方面可摄食过量生长的钩虾。
本发明是从食物链下行效应(top-down)控制漂浮海藻生物量的一种方法,如果海域漂浮海藻生物量过高,大量海藻堆积,其底部的海藻由于没有阳光,很容易腐烂,从而影响水质,这种情况下钩虾不容易存活或很快游离漂浮海藻堆积区,无法发挥其摄食作用。因此,本发明的方法适用于漂浮海藻生物量≤300g/m2的封闭或半封闭海湾的漂浮海藻防控。
如果计算钩虾投放数量W’(单位面积钩虾尾数,单位:尾/m2),按公式W’=W÷M计算,其中W为单位面积钩虾湿重(同上),M为单个钩虾平均湿重(根据南黄海调查现场采样测得单个钩虾平均湿重约0.02g/尾)。
本发明的有益效果为:
本发明主要利用钩虾对海藻的高效摄食作用,通过增加钩虾对漂浮海藻的摄食,促进生态系统物质能量向上一级食物链传递,从而达到调控生产者(漂浮海藻)生物量的目的。本发明的技术方案,一方面可以降低漂浮海藻生物量、控制大型海藻藻华规模;另一方面,可以促进生态系统健康发展。与现有技术中的被动打捞和源头防控技术相比,本发明利用漂浮海藻生态系统中天然组成生物(钩虾)和自然过程或规律(食物链),通过强化其关键过程(钩虾摄食),达到控制漂浮海藻的目的,整个过程天然环保,没有环境安全风险;而且钩虾比较容易获取并培养,可大大降低打捞防控和漂浮藻打捞处置的成本。此外,本发明单位面积钩虾湿重计算公式的采用,可确保投放钩虾后能够达到漂浮海藻生物量控制的预期效果,避免盲目投放引起效果低下或者钩虾过剩的情形。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语,除非有另外说明,一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体实施例,并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。
在南黄海开展玻璃钩虾对漂浮海藻生物量的控制实验。
南黄海的漂浮海藻主要为浒苔和铜藻。漂浮浒苔在4~7月份生长旺盛,生长率为10~40%/d,平均生长率约20%/d;7月以后,由于水温过高(>25℃),浒苔生长率下降。漂浮铜藻在当年12月~次年3月生长较好,生长率为0~30%/d,平均生长率为15%/d,4~5月份生物量达高峰,5月以后生物量快速下降。
对钩虾进行现场采样,测得钩虾的平均湿重约为0.02g/尾。钩虾对不同种类漂浮藻的啃食效率是不同的,根据实验室检测和海上观测,其对漂浮浒苔的摄食率为0.4~0.7g/(g·d),平均摄食率为0.64g/(g·d);对漂浮铜藻的摄食率为0.1~0.4g/(g·d),平均摄食率为0.28g/(g·d)。
实施例1
2009年6月28日~7月12日,在青岛近岸鳌山湾开展围隔实验。围隔装置直径2m,面积为3.14m2,从附近海域捞取漂浮浒苔约500g,放置于围隔装置内。由于表层水温较高(22~25℃),藻体活性较差,漂浮浒苔生物量日增长率为0%,生物量基本维持恒定。
钩虾的投放量计算公式为:
其中,W为单位面积钩虾湿重(g/m2),D为漂浮海藻密度(g/m2),P为钩虾摄食率,即每克钩虾每天摄食漂浮海藻的质量(g/(g·d)),T为计划消耗漂浮海藻的时间(d),G为漂浮海藻的生物量日增长率(%/d)。
计划15天左右消耗完围隔内漂浮浒苔。漂浮浒苔密度D=159g/m2,钩虾摄食率P=0.4~0.7g/(g·d),取平均值0.64g/(g·d),T=15d,G=0%,根据上述公式,计算获得单位面积钩虾湿重(W)为16.6g/m2,根据围隔装置面积,获得钩虾的投放量为52.1g(湿重)。
利用实验室培养的玻璃钩虾,快速运至投放地点,均匀倒入海藻漂浮分布的海面,倒入速度不宜过快,以利于钩虾充分附着于漂浮藻上。
投放第5天,经取样估算,围隔内漂浮浒苔密度为112.5g/m2,漂浮浒苔内钩虾生物量约为13.3g/m2,按比例增加钩虾至16.6g/m2;投放第10天,经取样估算,围隔内漂浮浒苔密度为33.4g/m2,钩虾生物量密度约为16.0g/m2,未增加钩虾投放;投放第15天,围隔内仅有稀疏漂浮浒苔,经取样估算,密度<1g/m2,围隔装置底部有少量碎藻和较多钩虾,经称量,钩虾生物量约为38g,可循环利用或用作虾、蟹、鱼等的养殖饵料。
实施例2
2021年4月27日~5月11日,在江苏盐城响水县三圩盐场养殖池塘(34°25′8″N、119°53′44″E)开展漂浮海藻防控实验。养殖池塘面积约为750平方米,为南美白对虾和梭子蟹混养池塘。实验期间,养殖池塘内分布有漂浮绿藻,经检测,漂浮绿藻主要包括浒苔、曲浒苔和盘苔三个种。经取样监测,漂浮绿藻密度约为50g/m2,估算池塘内漂浮绿藻总生物量为37.5kg。养殖户提供,近期养殖池塘内漂浮绿藻增长率为10%/d~13%/d,平均为12%/d。
根据钩虾投放量计算公式:
计划10天左右清除池塘内漂浮绿藻。漂浮绿藻密度D=50g/m2,钩虾摄食率P=0.4~0.7g/(g·d),取平均值0.64g/(g·d),T=10d,G=12%/d,计算获得单位面积钩虾湿重(W)为17.2g/m2,根据池塘面积,钩虾的总投放量为12.9kg(湿重)。
池塘漂浮绿藻内自然生长有玻璃钩虾,密度约为10g/m2,池塘内自然生长钩虾总生物量约为7.5kg。根据上述计算,另外增加实验室培养的玻璃钩虾约5.4kg,快速运至投放地点,均匀倒入漂浮绿藻内。
投放第2天,经取样估算,池塘内漂浮绿藻密度为30.8g/m2,漂浮浒苔内钩虾生物量约为17.0g/m2;投放第5天,经取样估算,池塘内漂浮绿藻密度为14.8g/m2,钩虾生物量密度约为17.5g/m2;投放第8天,池塘内漂浮绿藻密度为5.5g/m2,钩虾生物量密度约为16.5g/m2;投放第10天,池塘内仅有零星漂浮绿藻,密度低于0.2g/m2,且藻体呈碎片状,漂浮能力和生长能力均较弱。经取样检测,池塘底部有少量碎藻和钩虾,碎藻密度低于0.1g/m2,钩虾生物量密度约为0.5g/m2。大量钩虾和碎藻已被养殖的对虾和梭子蟹摄食,池塘内对虾和梭子蟹生长良好,不用额外投放饵料。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
2.根据权利要求1所述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法,其特征在于,在钩虾投放完毕后,定期随机采样观测漂浮海藻中的钩虾数量,以保证达到钩虾投放量要求,如果钩虾数量不够,及时补充。
3.根据权利要求1所述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法,其特征在于,所述钩虾为玻璃钩虾、藻钩虾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法,其特征在于,所述大型海藻为浒苔、铜藻、绿藻和褐藻中的至少一种。
5.根据权利要求1所述利用钩虾摄食防控漂浮海藻的方法,其特征在于,在钩虾摄食防控漂浮海藻的末期,用60目II型浮游生物网进行拖网,收集部分碎藻和钩虾。
6.权利要求1-5任一项所述方法在封闭或半封闭海湾防控漂浮海藻中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述封闭或半封闭海湾中漂浮海藻的生物量≤300g/m2。
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