《Aquaculture Reports》:Floating cage system for seaweed mariculture: Design and site suitability in the dynamic coastal environment of Bangladesh
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季风气候伴随多变的水文动力条件、传统养殖习惯的普遍存在,以及适宜区域识别困难,是制约孟加拉国海藻养殖活动发展的主要障碍。研究人员提出一种创新型浮动网箱系统,以改进海藻海水养殖技术,特别用于栽培龙须菜(Gracilaria)。该系统在孟加拉国莫赫什卡利水道(Mo
季风气候伴随多变的水文动力条件、传统养殖习惯的普遍存在,以及适宜区域识别困难,是制约孟加拉国海藻养殖活动发展的主要障碍。研究人员提出一种创新型浮动网箱系统,以改进海藻海水养殖技术,特别用于栽培龙须菜(Gracilaria)。该系统在孟加拉国莫赫什卡利水道(Moheshkhali Channel)水域进行测试,用以改变网箱内水文动力,从而促进海藻生长。该生产系统使网箱内海表流速降低约28%,在11月至4月期间实现每月1.77–3.50 kg m?2的产量,日增长率达10.37–14.65%。此外,研究人员尝试构建海藻选址适宜性指数(Site Suitability Index, SSI)模型,利用不同环境变量的适宜性函数,预测莫赫什卡利水道海藻养殖开发的适宜季节与潜在区域。为驱动SSI模型,研究人员建立了大型环境变量数据集,在约52 km2的莫赫什卡利水道内对56个地理空间点位开展月度采样。季风季环境变率最高,与其他季节不同。冬季与季风后季节被确定为最适宜季节,此时水道内有32–39 km2区域被预测为适宜(SSI得分>0.70)开展海藻养殖。关于新生产系统与适宜区识别的研究结果,可推动海藻养殖的水平扩张,并有助于提升孟加拉国海藻产量。
《Aquaculture Reports》刊发的该项研究面向孟加拉国沿海海藻养殖扩张需求。研究背景方面,孟加拉国拥有710 km海岸线及8500 km2浅水区,记录海藻335种,其中龙须菜(Gracilaria,用于工业琼脂生产的红藻)具商业化潜力;但现有半浮式离底长线、离底网技术在潮间带栽培时低潮裸露受光,抑制最优生长,且季风强流、淡水冲注使环境季节变率高,适宜址难判,产业集中于东南沿海,规模有限。因此研究人员开发铁架浮动网箱系统以削减流速、护藻体,并构建选址适宜性指数(Site Suitability Index, SSI)支撑空间规划。
关键技术方法上,研究人员在莫赫什卡利水道及索纳迪亚近岸设56个采样点,于约52 km2范围内做月度环境采样;布设4个2 m3铁框浮动网箱(2 m×1 m×1 m,2.5 cm网目,塑料桶筏式,沉入75 cm)栽培龙须菜;用SCT传感器、pH计、波高仪、流量计测温度、盐度、pH、总悬浮物(Total Suspended Solids, TSS)、NO3–N、PO4–P、有效波高(Significant Wave Height, SWH)与海表流速;以多重线性回归与向前逐步法析因,用方差膨胀因子(Variance Inflation Factor, VIF)检共线性;并以适宜性函数而非广义加性模型(Generalized Additive Model, GAM)建立SSI。
研究结果如下。
2.1 研究区:莫赫什卡利水道含索纳迪亚,半日潮、潮差2–4 m,年雨1500–3700 mm,季风由西南风致80–90%降雨,环境动态强;研究人员据此界定冬、季风前、季风、季风后四季框架。
2.2 海藻养殖:2.2.1 系统设计并部署于Adinath Jetty外潮控海域,四向系泊随潮浮沉,长线距表25 cm挂10 g藻段、节点隔20 cm,每笼500 g种苗;研究人员由结构证明网箱可削流并防碎屑伤藻。2.2.2 种苗采自Nuniarchora天然栖地,每15天一周期、避大潮满月/新月峰值收采,研究人员以插结法保障继代扩培。2.2.3 2019年10月末至2020年4月共12周期,按Hung与Doty式算日增长率(Daily Growth Rate, DGR)与单位面积生物量;研究人员得出笼内流速降约28%,月产1.77–3.50 kg m?2,DGR 10.37–14.65%。2.2.4 每周中潮监测表水参数,研究人员确认盐度、温度、TSS与营养盐时空分异影响栽培。2.2.5 回归显示温度、盐度、海表流速等驱动生长,研究人员以VIF排挤共线变量,指明流速与波高为关键限制。
讨论与结论部分:研究人员指出浮动网箱改水力环境,较半浮离底法更适外海;SSI模型示季风变量最大,冬、季风后最宜,32–39 km2(SSI>0.70)可养龙须菜。结论为:铁架浮动网箱系统降低海表流速约28%并提高龙须菜产量与日增率;基于适宜性函数的SSI可替代大尺度GAM思路,在莫赫什卡利水道定出冬季与季风后为适养季、32–39 km2为适养面;该成果支撑孟加拉国海藻养殖由点状试验走向水平扩张,并可为其他海岸海洋空间规划(Marine Spatial Planning, MSP)提供方法学参照。