期刊-2020-08

长岛孙家村的“蓝色变奏曲”

文/高妍 乔占卫

2020年09月26日

团队养护的铜藻

潮间带的海

藻丛中的鱼卵

从天然海底森林养护,到人工海底森林构建,再到海藻相关产业发展,烟台长岛孙家村的海藻资源科学利用已逐步走上正轨,渔业经济也正悄然转型升级。

这一转变背后,离不开当地政府的政策指引,离不开渔民的积极配合与响应,更离不开中国科学院烟台海岸带研究所(以下简称“海岸带所”)分子藻类学及产品工程团队所提供的强有力的创新技术支撑。

秦松,中国科学院烟台海岸带研究所研究员,分子藻类学及产品工程团队带头人,从事海藻资源利用与海洋生态工程研究多年。长岛孙家村,是他带领团队选定的海藻资源保护与利用科研实验示范点。

5年建设,天然养护与人工新建相结合,生态效益与经济价值两手抓,在海岸带所分子藻类学及产品工程团队的技术支持下,面朝大海的长岛孙家村正谱出一首“蓝色变奏曲”。


养护海藻,支撑渔业


海藻是海带、紫菜、裙带菜、石花菜等海洋藻类的总称,具有重要的生态价值和经济价值。

大型海藻是构成“海底森林”的主体,而海底森林不仅有固碳、降氮,有效缓解水体富营养化的功能,还可为多种无脊椎动物和鱼类提供避敌、索饵、产卵的栖息空间,维持海洋生态平衡。

此外,海藻还是优质的工业原料,在医药、食品、饲料、有机肥料等多个行业应用空间广阔,具有较高的经济价值。

如何做好天然海底森林的养护、构建人工海底森林,同时做好海藻资源的科学利用,是山东这个传统海藻产业大省近年加强推进的主要工作之一,也是海岸带研究所近年重点攻关的一个方向。

海藻资源利用与海藻生态工程,是团队多年坚持的研究事业。多年来,团队完成了多项国家级、省部委级课题:在我国率先开展分子海藻学研究,从分子水平上发现藻胆蛋白光适应进化的证据,揭示了藻类特有抗氧化系统的调控机制,建立了海带遗传转化系统,致力于海藻在海洋生态工程和高值化制品开发中的应用,先后获国家海洋科学技术一等奖2项、二等奖2项,国家海洋工程科学技术二等奖1项。

此次选择长岛孙家村海域作为示范点,是综合考量的结果。

长岛孙家村位于烟台南长山岛东岸,属于《长岛海洋生态文明综合试验区建设实施规划》中的南五岛休闲度假区,具有优良的天然海藻场1200亩,天然渔业资源丰富。

但长期以来,长岛对自身最具生态经济价值开发潜力的海藻资源并未做到有效开发,孙家村也一直走传统渔业经济路线,以筏式养殖、底播增殖和渔家乐为主,渔业经济转产、升级的需求非常迫切。

基于此,2015年,中科院海岸带所与长岛县孙家村结成了科技帮扶对口单位,致力于通过海藻资源养护技术的输出与试点,促进当地渔业资源的健康发展与海藻资源的高值利用。

试点工作从摸底调查和工具种筛选开始。

由于海底森林对于底质、水温、营养盐等环境因素要求较高,所以其构建选址以天然海底森林的邻近基岩岸线区域为先,因此,构建人工海底森林的前提,是先了解天然海底森林的现况。经过一年的摸底调查和监测,团队成员摸清了海藻、水文、底质情况,同时筛选出适合孙家村海域环境的海藻工具种。

通过一年的铜藻移植及截段挂苗实验,团队成员确定了铜藻这一本地马尾藻品种在长岛可长期自持,既可度夏、也可越冬,适宜作为工具种,同时还确定了铜藻越冬的最适水深,从而初步形成了海藻场养护技术体系。

在此基础上,2017年,由海岸带所分子藻类学及产品工程团队提供技术支撑,协助孙家村申请获批了山东首个海藻增殖放流站,以铜藻为工具种研发新型海藻布设装置,开始了“放而不流”的人工海底森林构建工作。

前期实验过程中,团队开发出了绑苗投石技术和悬浮布设技术2套技术模式,方便进行藻礁布设。

藻礁布设的同时,团队还围绕前期实验中观测到的海藻集鱼效果明显的现象,确定了主要的渔业资源养护对象——许氏平鮋,并开展了人工海底森林及邻近海域的渔业资源调查,确定了其在该海域的主要活动路线和时空分布规律,从而为海藻的精准布设确定了依据。

2019年第三期海藻布设时,还新增了海黍子这一工具种,并根据渔业资源调查结果,将海藻场布设的范围调整为H型。

三年三期,团队初步建立了“以藻集鱼”的海藻场养护与构建技术,累计布设海藻10万株,藻礁1000余方,包括铜藻2787.2亩、海黍子1114.2亩,总示范面积达3901亩。

通过五个季度的渔业资源跟踪调查及数据模型构建,团队发现“藻场区许氏平鲉3月龄幼鱼的平均体长、体重和尾数密度均显著高于对照区”。同时数据显示:渔获生物量密度和尾数密度的季节性变化趋势一致,均表现为:夏季>秋季>冬季>春季。而2019年8月(夏季)调查渔获生物量密度较2018年8月同比增加63%,渔获尾数密度较2018年8月同比增加43%,渔业生物资源量增加显著。

这一数据令人振奋,表明人工海底森林的构建,对许氏平鲉幼鱼具有显著的聚集效果和养护作用,这意味着,海岸带所分子藻类学及产品工程团队在孙家村试点海域在实现了养护海藻资源的同时,有效支撑了当地优势渔业资源的恢复与发展。

目前,海藻场已经纳入国家级海洋牧场建设规划中,但主要实施区域位于东海和南海,铜藻作为工具种的海藻场生态工程也主要集中于东海。此次海岸带所分子藻类学及产品工程团队在长岛孙家村的海藻场建设试点工作,是当前黄渤海海域面积最大的海藻养护工程,其所推出的海藻场养护技术体系是有针对性的基于黄渤海海域而开发建立,更表现出突出的生态效益和经济效益,具有重要示范效应与借鉴价值。


海上“绿水青山”和“金山银山”


靠山吃山、靠水吃水,背靠大海,自然是要吃海。但怎么“吃”,有讲究。

团队一直都清楚,海藻资源养护“有别于养殖、保护和修复,是生物资源的保护性利用,即保护与利用相结合的实践思路”,兼顾生态价值与经济价值,才是实现资源可持续发展的有效模式,也是实现海上“绿水青山”变“金山银山”的重要途径。

在孙家村海域5年来的科研工作已证实,选择适宜的海藻工具种开展人工海底森林的布设,可在休渔期为许氏平鮋、大泷六线鱼等多个渔业经济种的仔稚体提供重要的栖息生境,显著提升其成活率。海藻资源的保护和补充,可帮助恋礁性经济种度过生活史中最为脆弱的时期,因此长岛天然海藻资源的保护,和人造海底森林的布设是休闲渔业健康发展的重要保障。

此外,长岛天然海底森林的冠层海藻种类众多,适宜作为生态工程工具种的种源地,服务于黄渤海近海的海域整治和渔业资源恢复。这部分海藻种质,在攻克繁殖和规模化培养技术的基础上,可在养护生物资源的同时形成稳定的资源输出模式,从而作为生态产品实现经济价值。

在海岸带所分子藻类学及产品工程团队的技术支撑下,除现代渔业发展之外,孙家村的生态旅游、海洋文化等生态友好型产业也在逐步构建中。

通过前期科学考察,团队确定孙家村海域分布有40余种黄渤海常见海藻,以鼠尾藻、海黍子和野生海带、裙带菜、石花菜为优势种。

2019年,团队邀请专业的水下摄像团队进行了摸底工作,发现该海域天然和人工海底森林的水下景观价值较高,有多种底栖和游泳经济生物分布,具有开展“海藻公园”浮潜体验和水下采捕的潜力。

目前,孙家村已建设“海藻公园”一处,后续将进一步完善近岸各季节的“海藻公园”展示路线,并建设相应的陆上展示空间,开发海藻主题的特色文旅产品,有望发展为当地休渔期的重要经济来源。

据了解,接下来海岸带所分子藻类学及产品工程团队将在长岛乃至黄渤海海域,进行海藻场养护的示范推广,预计三年内推广至万亩以上,在高温季节有效补充近岸的大型海洋植被,为多种恋礁性经济鱼类的仔稚体提供栖息生境,从而促进天然渔业资源的恢复和发展。

另一方面,团队将积极推进海藻资源的原位加工与利用,“简化海藻肥制备工艺,针对铜藻、海黍子等海藻生态工程的工具种,形成适合海岛环境条件的海藻‘小罐肥’加工工艺,应用于长岛本地的苹果、樱桃以及大棚蔬菜等经济作物种植中,实现化肥的替代和增效减施,以海藻肥为载体,通过绿色加工工艺实现海洋生物质的规模转化,促进海岛生态农业的发展。”

科技兴海、绿色发展,在陆海双生态,环境与人类双健康的发展思路下,相信在以海岸带所分子藻类学及产品工程团队为代表的海洋科技人推动下,未来将有更多的孙家村在蓝色经济的大潮中实现蓬勃发展。