專利名稱：一種人工魚礁配置組合效果的量化和評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種人工魚礁單體及不同間距配置組合下的對魚誘集效果的量化和評價方法。
背景技術(shù)：
人工魚礁是人為在海中設(shè)置的構(gòu)造物，其目的是改善海域生態(tài)環(huán)境，營造海洋生物棲息的良好環(huán)境，為魚類等提供繁殖、生長、索餌和庇敵的場所，達(dá)到保護(hù)、增殖和提高漁獲量的目的。目前國內(nèi)外已經(jīng)廣泛的開展人工魚礁建設(shè)，進(jìn)行近海海洋生物棲息地和漁場的修復(fù)，而且取得了較好的效果。而在人工魚礁建設(shè)中，如何配置礁體才能對魚群產(chǎn)生較好的誘集效果一直是困擾人工魚礁建設(shè)的難題之一。而魚礁的配置組合，首先要明確魚礁對魚類等對象生物有效作用(影響)范圍，以及魚礁之間的配置組合間距等基本要素，這些要素在魚礁配置組合時考慮是否恰當(dāng)將是直接影響魚礁對于魚類的誘集效果。目前，人工魚礁的建設(shè)中對于礁體如何配置組合才能發(fā)揮其最大效應(yīng)還沒有一個評價的標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)的依據(jù)來參考，很多情況都是憑借經(jīng)驗，有些甚至是盲目進(jìn)行，因而急需有一套針對性的配置模式來指導(dǎo)實踐。
通常人們判定魚礁配置組合對魚類所產(chǎn)生的誘集效果比較直觀的方法有潛水觀測、水下攝像等。但是這些方法都是在魚礁建設(shè)以后進(jìn)行，即使因魚礁在建設(shè)規(guī)劃時礁體的配置組合效果不好而造成建設(shè)效果不佳也不能進(jìn)行彌補，只能為以后建設(shè)積累一些經(jīng)驗。同時這些方法需要較高成本而且對魚礁配置組合的理論指導(dǎo)作用有限。為此，有必要選擇一種既簡便易行，又能為魚礁建設(shè)前在規(guī)劃礁體布局時提供理論指導(dǎo)的方法顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在魚礁建設(shè)之前針對具體的建設(shè)目標(biāo)而進(jìn)行試驗研究，目的在于盡量減小在魚礁建設(shè)以后出現(xiàn)的，即使因魚礁在建設(shè)規(guī)劃時礁體的配置組合效果不好而造成建設(shè)效果不佳也不能進(jìn)行彌補，以及后驗證方法(建設(shè)之后的潛水、攝像調(diào)查等)需要較高成本而且對魚礁配置組合的理論指導(dǎo)作用有限的缺點，而提供一種先期驗證方法即在人工魚礁建設(shè)之前，先通過人工魚礁模型對于研究典型巖礁性魚類誘集效果的試驗，并根據(jù)試驗結(jié)果定量分析人工魚礁模型單體及不同配置組合對魚群誘集效果的影響，從而有針對性的找出比較適宜的魚礁配置組合參數(shù)的量化和評價方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種人工魚礁配置組合效果的量化和評價方法，其以人工魚礁模型對魚類的誘集效果的試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)水槽試驗中魚類在單個魚礁周圍及不同間距配比下魚礁附近分布狀況來量化魚礁配置的效果，從而得出人工魚礁適宜的配置組合間距和配置方法，其具體操作步驟如下
(1) 通過人工魚礁模型對試驗對象生物誘集效果的試驗，根據(jù)誘集效果的試驗統(tǒng)計結(jié)果，來量化模型試驗中對象生物在單個魚礁和模型礁組合試驗時在水槽及礁體周圍的分布情況；
其具體操作過程為首先在水槽底部建立平面直角坐標(biāo)系，然后將水槽進(jìn)行分區(qū)，根據(jù)試驗對象在水槽各區(qū)域分布情況的統(tǒng)計結(jié)果，按照試驗對象在水槽內(nèi)的平均分布率大小，用smfer6.0及以上版本軟件繪制試驗對象在水槽中的分布(2) 然后確定單個魚礁的影響范圍以未放置魚礁時試驗對象在水槽各區(qū)域的分布情況作為參考，在確定試驗中魚礁模型對試驗對象生物產(chǎn)生誘集效果時，以對象生物在魚礁模型放置區(qū)域及附近的分布狀況至少優(yōu)于或等于本底試驗時的分布情況，即模型試驗時魚礁所在區(qū)域附近平均分布率大于或等于本底試驗作為判別標(biāo)準(zhǔn)，將魚礁周圍區(qū)域試驗對象平均分布率大于本底試驗的各個點位所形成的區(qū)域，用分布點位所組成區(qū)域的形狀接近于橢圓的就用橢圓來代表該區(qū)域，并計算其面積，近似于圓形就用圓形來代表該區(qū)域并計算影響區(qū)域的面積，并根據(jù)影響區(qū)域幾何圖形的特征確定單個魚礁的影響半徑；
(3) 確定礁體組合配置時礁體的影響范圍，其方法同(2)中單個魚礁影響范圍的確定；
(4) 礁體組合配置時每個礁體的影響范圍與礁體單獨放置時等效性的比較，其與單個魚礁影響范圍確定方法相似，先確定出魚礁組合時，魚礁組合整體的影響范圍即魚礁影響區(qū)域的面積大小，然后與單個相同類型礁體的影響范
圍進(jìn)行比較面積大?。?br> (5)礁體組合配置時礁體的最佳配置距離的確定，即當(dāng)單個礁體的影響效應(yīng)指數(shù)和影響范圍達(dá)到最大時的礁體組合配置距離為最佳組合配置距離。
本發(fā)明的應(yīng)用明確了魚礁對魚類等對象生物有效的作用(影響)范圍，以及魚礁之間的配置組合間距等基本要素，這些要素在魚礁配置組合時考慮是否恰當(dāng)直接影響魚礁對于魚類的誘集效果，采用本發(fā)明人工魚礁模型對典型巖礁性魚類及其他魚礁誘集對象(如刺參、海膽、鮑等海珍品)誘集效果的試驗方法，定量分析人工魚礁模型單體及不同配置組合對魚群誘集效果的影響，從而有針對性的找出比較適宜的魚礁配置組合參數(shù)，對人工魚礁建設(shè)工程中礁體配置組合具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明實施流程圖
圖2為本發(fā)明實施例中所采用的單個魚礁
圖3為單礁試驗時魚在水槽中的分布情況
圖4為雙礁組合I試驗時魚在水槽中的分布情況
圖5為雙礁組合n試驗時魚在水槽中的分布情況
圖6為3礁組合試驗時魚在水槽中的分布情況圖7為魚礁組合試驗相應(yīng)指數(shù)比較
具體實施例方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
參考圖l: 一種人工魚礁配置組合效果的量化和評價方法，其以人工魚礁模型對魚類的誘集效果的試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)水槽試驗中魚類在單個魚礁周圍及不同間距配比下魚礁附近分布狀況來量化魚礁配置的效果，從而得出人工魚礁適宜的配置組合間距和配置方法，其具體操作步驟如下通過人工魚礁模型集魚效果試驗，根據(jù)試驗魚在水槽及模型礁周圍的分布情況，其中平均分布率用P來進(jìn)行統(tǒng)計，定量分析魚礁單體魚礁組合的影響范圍及魚礁組合的較適宜配置間距；然后確定單個魚礁的影響范圍；礁體組合配置時每個礁體的影響范圍與礁體單獨放置時等效性的比較；礁體組合配置時礁體的最佳配置距離的確定，即當(dāng)單個礁體的影響效應(yīng)指數(shù)和影響范圍達(dá)到最大時的礁體組合配置距離為最佳組合配置距離，在本實用新型中采用如圖2所示作為單個魚礁。
以下結(jié)合所附實例來對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實例l:許氏平鈾單礁效應(yīng)量化
以20cmx20cmx20cm的十字形礁模型為例，在2.5mx0.9mxl.0m水槽中進(jìn)行試驗，試驗魚為許氏平鈾，共10尾。對魚礁單體的影響范圍進(jìn)行量化。一些關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如下
平均分布率P:設(shè)某區(qū)每次試驗有Ni尾魚分布，共進(jìn)行M次試驗則該區(qū)的平均分布率為
P = ^~xlOO% 其中N為試驗魚尾數(shù)。
影響范圍(用單個礁長表示)魚礁最大影響半徑/魚礁特征長度。
影響范圍線尺度比為魚礁影響區(qū)域的面積與魚礁投影面積之比的平方根(;uV^T)其中A為魚礁影響區(qū)域面積，^為魚礁投影面積。
單礁影響效應(yīng)指數(shù)為魚礁影響范圍(魚礁影響區(qū)域面積)/魚礁個數(shù)X單個魚礁影響面積。
兩礁間距指數(shù)指兩魚礁之間相鄰一側(cè)的外沿水平距離/單個魚礁特征長度。
圖2中黑色實三角表示平均分布率P〈59&,黑色實心圓表示1(m〉P》5。/。黑色空心三角表示20%〉P》10%，黑色空心圓表示P》20%。
圖3表明了單礁試驗時魚的分布情況和礁的影響范圍，經(jīng)過量化得出魚礁的影響范圍為橢圓形區(qū)域，其長軸為63cm，短軸為35cm;則橢圓面積為1730.9 cm2;則影響范圍約為單個礁長的1.75 3. 15倍，影響范圍的線尺度比為2.08。實例2:許氏平觸礁組合效應(yīng)量化
以20cmX20cmX20cm的十字形礁模型為例，在4mXl. OmXl. 0m水槽中進(jìn)行試驗，試驗魚為許氏平鈾，共20尾。對不同間距配比魚礁組合的影響范圍進(jìn)行量化。
經(jīng)過對圖4所示雙礁組合I試驗時魚在水槽中的分布情況和礁的影響范圍進(jìn)行量化，得出礁的影響區(qū)域為2個長軸為72.8cm，短軸為39.7cm的橢圓形區(qū)域，橢圓的面積之和為4542..2cm2。其中每個礁的影響范圍約為單個礁長的1.98 3.64倍。線尺度比為2.38，兩礁中心點的距離為158. 1 cm兩礁間距為:133.4cm，兩礁間距指數(shù)為6.7;單礁影響效應(yīng)指數(shù)為1.31。單個礁體對魚類產(chǎn)生誘集效果，但礁體之間未出現(xiàn)交互作用。礁組合對魚類的誘集效果幾乎等于單個魚礁誘集效果之和。
經(jīng)過對圖5所示雙礁組合II試驗時魚在水槽中的分布情況和礁的影響范圍進(jìn)行量化，得出礁的影響區(qū)域為長軸為100cm，短軸為80cm的橢圓形區(qū)域，橢圓的面積為6280 cm2 。其中每個礁的影響范圍約為單個礁長的2 2.5倍。線尺度比為2.8，礁體中心點距離為50cm，礁體間距為30cm，兩礁
間距指數(shù)為1.5;單礁影響效應(yīng)指數(shù)為1.81。魚礁在此間距配比下，魚礁組合的對魚類的誘集效果小于單個體魚礁誘集效果之和。
經(jīng)過對圖6所示3礁組合時魚在礁區(qū)分布情況進(jìn)行量化，得出礁的影響
區(qū)域為"V"字形區(qū)域，其面積為9905.9 cm2。線尺度比為2. 87其中每個礁的影響范圍約為單個礁長的1. 81 3. 4倍。相鄰兩個礁體中心點距離為111.8cm，礁體間距85.44cm，兩礁間距指數(shù)為4.27;單礁影響效應(yīng)指數(shù)為1.91。此時，礁體之間均有較多魚分布，在此間距配比下魚礁對魚的誘集作用明顯，而且魚礁對誘集效果在礁與礁之間出現(xiàn)明顯交互作用。魚礁組合對魚類的誘集效果大于單體魚礁誘集效果之和。
從圖7中可以看出當(dāng)距離系數(shù)是4 5時，其單礁影響效應(yīng)指數(shù)和影響范圍尺度比均能達(dá)到較高值。即魚礁組合時其間距為單個礁體特征尺度的4 5倍時，能夠產(chǎn)生較好集魚效果。此外黑木等在回流水槽中，觀察和測定了圓筒型、四角型魚礁模型周圍水流的變化。根據(jù)觀測，單個魚礁的流影高度是礁高的1. 5倍，其長度是礁高的6倍以上，大型魚礁的流影高度大約是礁高的1倍，長度約為礁高的3 5倍左右，從魚礁產(chǎn)生的流影范圍這個角度來衡量，單礁組合的距離指數(shù)為4 5是適宜的。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特f正和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1、一種人工魚礁配置組合效果的量化和評價方法，其特征在于，具體操作步驟如下(1)通過人工魚礁模型對試驗對象生物誘集效果的試驗，根據(jù)誘集效果的試驗統(tǒng)計結(jié)果，來量化模型試驗中對象生物在單個魚礁和模型礁組合試驗時在水槽及礁體周圍的分布情況；其具體操作過程為首先在水槽底部建立平面直角坐標(biāo)系，然后將水槽進(jìn)行分區(qū)，根據(jù)試驗對象在水槽各區(qū)域分布情況的統(tǒng)計結(jié)果，按照試驗對象在水槽內(nèi)的平均分布率大小，繪制試驗對象在水槽中的分布圖；(2)然后確定單個魚礁的影響范圍以未放置魚礁時試驗對象在水槽各區(qū)域的分布情況作為參考，在確定試驗中魚礁模型對試驗對象生物產(chǎn)生誘集效果時，以對象生物在魚礁模型放置區(qū)域及附近的分布狀況至少優(yōu)于或等于本底試驗時的分布情況，即模型試驗時魚礁所在區(qū)域附近平均分布率大于或等于本底試驗作為判別標(biāo)準(zhǔn)，將魚礁周圍區(qū)域試驗對象平均分布率大于本底試驗的各個點位所形成的區(qū)域，用分布點位所組成區(qū)域的形狀接近于橢圓的就用橢圓來代表該區(qū)域，并計算其面積，近似于圓形就用圓形來代表該區(qū)域并計算影響區(qū)域的面積，并根據(jù)影響區(qū)域幾何圖形的特征確定單個魚礁的影響半徑；(3)確定礁體組合配置時礁體的影響范圍，以未放置魚礁時試驗對象在水槽各區(qū)域的分布情況作為參考，在確定試驗中魚礁模型對試驗對象生物產(chǎn)生誘集效果時，以對象生物在魚礁模型放置區(qū)域及附近的分布狀況至少優(yōu)于或等于本底試驗時的分布情況，即模型試驗時魚礁所在區(qū)域附近平均分布率大于或等于本底試驗作為判別標(biāo)準(zhǔn)，將魚礁周圍區(qū)域試驗對象平均分布率大于本底試驗的各個點位所形成的區(qū)域，用分布點位所組成區(qū)域的形狀接近于橢圓的就用橢圓來代表該區(qū)域，并計算其面積，近似于圓形就用圓形來代表該區(qū)域并計算影響區(qū)域的面積，并根據(jù)影響區(qū)域幾何圖形的特征確定魚礁組合的影響半徑，并通過以下的公式魚礁影響范圍(魚礁影響區(qū)域面積)/魚礁個數(shù)×單個魚礁影響面積單礁換算成單個魚礁的；換算成單礁影響效應(yīng)指數(shù)，以便于和單礁影響效果的比較。(4)礁體組合配置時每個礁體的影響范圍與礁體單獨放置時等效性的比較，其與單個魚礁影響范圍確定方法相似，先確定出魚礁組合時，魚礁組合整體的影響范圍即魚礁影響區(qū)域的面積大小，然后與單個相同類型礁體的影響范圍進(jìn)行比較面積大??；(5)礁體組合配置時礁體的最佳配置距離的確定，即當(dāng)單個礁體的影響效應(yīng)指數(shù)和影響范圍達(dá)到最大時的礁體組合配置距離為最佳組合配置距離。
全文摘要
本發(fā)明公開的是一種人工魚礁配置組合效果的量化和評價方法，其以人工魚礁模型對魚類等對象生物的誘集效果的試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)水槽試驗中魚類等對象生物在單個魚礁周圍及多個(2個或3個)魚礁不同間距配比下魚礁附近分布狀況來量化魚礁配置的效果，從而得出人工魚礁適宜的配置組合間距和配置方法。采用本發(fā)明人工魚礁模型對典型巖礁性魚類及其他魚礁誘集對象(如刺參、海膽、鮑等海珍品)誘集效果的試驗方法，定量分析人工魚礁模型單體及不同配置組合對魚群誘集效果的影響，從而有針對性的找出比較適宜的魚礁配置組合參數(shù)，對人工魚礁建設(shè)工程中礁體配置組合具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。
文檔編號A01K61/00GK101669453SQ200910196888
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者碩 張 申請人:上海海洋大學(xué)