專利名稱：用來吸引魚類并使魚類聚集的方法
技術領域：
公開了一種用來吸引魚類并使魚類在海洋區域內聚集的方法。
背景技術：
對魚類增長的消費需求可能導致捕撈業對海洋的開發能力超過其承載 能力。因此，提高海洋區域內能夠維持更大量的魚類的能力是有利的。
發明內容
第一方面，本文提供了一種用來吸引魚類并使魚類在海洋區域內聚集的 方法。該方法包括向海洋的透光層輸送氮源從而導致在所述區域中的浮游植 物的數量增加的步驟。
通過在特定位置處向海洋的特定層輸送外源性氮源，能夠促進該區域內
浮游植物種群的生長。由于缺乏大量元素(macronutrient)氮，海洋中約80% 的浮游植物的生長受到限制。本領域技術人員應該理解的是，由于浮游植物 是海洋食物鏈的基礎，增加浮游植物的數量將使海洋魚類生物量增加。浮游 植物的量的增加不僅能夠將魚類吸引并聚集在該區域內，隨之產生的浮游動 物也為魚類提供了易于利用的食物來源，這能提高被吸引來并聚集在該區域 內的魚類的生長速率。
此外，所限定的海洋區域的這種能夠吸引魚類并使魚類聚集于此的能力 對捕撈業具有巨大的經濟效益。例如，能簡單地識別這種區域(例如，通過 全球定位系統(GPS))，且拖網漁船僅需要在所述區域內用拖網進行捕魚即 可抓獲足夠量的魚類，這極大地節約了燃料和時間。魚類的聚集也進一步地 使"漁業(fishery)"的管理更加便利。在一些實施方式中，所述氮源為尿素。尿素被廣泛地用于農業，并且通 過細菌降解死亡的浮游植物或浮游動物的排泄物，而在天然的海水中產生。
因為易于儲存和運輸、不具有腐蝕性且為pH中性，所以尿素具有優于許多
其他含氮化合物(例如氨)的好處。相對地，氨(或氨溶液)具有腐蝕性、 毒性并被列為危險的化學品。
在一些實施方式中，所述氮源可以從浮艙(floating vessel)(例如，輪 船(ship)或艇(boat))上輸送至海洋的透光層。比起其他的輸送方法(例 如通過管道)，從浮艙上輸送氮源可以具有許多的好處。例如，由于需要管 道的大部分長度延伸至海洋的適當區域，加上為了維護管道所支付的費用， 通過管道提供氮源的方法可能不具有經濟性。此外，管道的出口位于固定的 位置，這可能使富集了浮游植物的區域的大小和數量受到限制，進而限制了 在該區域內將被吸引、聚集并喂肥的魚類的數量。與此相對地，浮艙提供了 在不同的位置以各種方式輸送氮源的靈活性選擇。
在一些實施方式中，所述尿素可以為固粒(prill)形式的尿素。在一些 實施方式中，可以從浮艙上將所述固粒形式的尿素撒播在海洋表面上。
在可選擇的實施方式中，所述尿素為顆粒形式，并在臨輸送前，將所述 尿素與取自海洋的水在浮艙上進行混合。
在一些實施方式中，可以在預定深度(例如，約15m和50m之間)將 所述尿素注入海洋。
在一些實施方式中，被輸送到海洋的氮源的量使透光層內可利用氮的濃 度升高了約50 pg/L-500 pg/L。
在一些實施方式中，可以將一種或多種另外的營養物(例如，含磷營養 物)與氮源一起輸送到透光層中。
在一些實施方式中，該方法還包括監測浮游植物的增加量，并向能夠 進一步增加浮游植物的量或維持所增加的浮游植物的量的區域內加入更多
5的氮源的步驟。
例如，可以通過衛星來監測浮游植物的增加量。可選擇地，可以通過浮
艙下游(down current)的第二艘艇或輪船來監測浮游植物的增加量。
在一些實施方式中，可以將染料(例如六氟化氫(hydrogen hexafluoride ))
與氮源一起加入到透光層中，以協助監測浮游植物的增加量。
隨后，對聚集在所述區域的魚類進行捕獲，例如，通過拖網捕魚的方法。 第二方面，本發明提供了使用第一方面的方法的實施方式而被捕獲的魚
類，其中，被吸引并聚集在所述區域內的魚類隨后被捕獲。
具體實施例方式
現在描述本發明所述的方法的具體實施方式
。
本發明所述的方法中，由于海洋區域內的浮游植物的量增加了，因此魚 類被吸引并聚集到所述區域內。可以通過向海洋的透光層輸送氮源來增加浮 游植物的量。
大氣中的二氧化碳溶解于海洋中時以離子形式存在，并通過光合作用過 程而被攝入到海洋浮游植物體內。然而在某些海洋區域內，在光照期間溶解 于海洋表面的二氧化碳向有機碳(即，浮游植物)的轉化，受到大量元素 (macromitrient)氮的可利用度的限制。人們認為由于氮的缺乏，海洋中約 80%的浮游植物的生長受到限制。
因此，上述區域應該是海洋中缺乏氮的區域，可以通過加入氮源而增加 浮游植物的量。本領域技術人員能夠知悉如何來確定合適進行這種方法的區 域。
所述氮源可以自行加入到海洋區域中。然而，由于輸送氮的量和最大浮 游植物量(即，最大生物量)之間存在數天的延遲(例如，4-8天，取決于 海洋溫度和其他本領域已知的因素)，通常需要從遠離所述區域的位置輸送
6氮源，接著通過洋流運輸到該區域，并通過混合進行稀釋等。
有利的是，本發明所述的方法中，魚類被吸引并聚集到海洋的特定區域
內，并在所述區域內被養肥。由于已知所述區域的位置，因此，能比使用傳
統的捕魚方法更經常且更容易地捕獲所聚集的魚群。
通常情況下，所述透光層(大致與混合層相對)從海洋的表面延伸至約
50米的深度。然而，所述透光層可以延伸至IOO米或更深。所述透光層的實 際深度是多樣化的，這取決于多種因素，包括風力和由于海洋的表層水和低 層大氣之間的溫度差而造成的熱損失。可以使用本領域公知的技術測定具體 區域內的透光層的深度。
輸送后，氮源在透光層內分布的深度可以取決于多種因素。這是由于極 少的陽光能在海洋中穿透如此之深，在IOO米以下幾乎不存在浮游植物。類 似地，由于陽光過于強烈，在海面上數米處也幾乎沒有浮游植物。如此一來， 需要將尿素分布在這些水位之間，并位于最適于浮游植物生長的地方(例如， 約15m至50m深度之間)。基于對將向其中輸送氮源的海水的測量，本領域 技術人員已知如何來確定氮源分布最合適的深度或深度的范圍。
由于易于處理、高氮含量并且由于發現它天然地存在于海水中，本發明 所用的氮源通常為尿素。然而，在一些實施方式中，所述氮源可以為氨或銨 鹽的一種(溶液或氣態)。作為細菌對死亡的浮游植物或浮游動物的排泄物 進行降解的產物，氨也能天然地產生于海水中。也可以使用其他的氮源，例 如硝酸鈉和硝酸。
在一些實施方式中，所述氮源為固粒形式的尿素。所述固粒形式的尿素 是通過在氣流中使熔融的尿素液滴(droplets)冷卻而形成的接近球形顆粒的 尿素。雖然其他形式的尿素(甚至其他氮源)可以在24小時內通過對流混 合而豎直地(vertically)完全混合，但是固粒形式的尿素的使用能夠有利地 避免加入尿素后立即出現高濃度的峰值。可以用任何合適的方法將尿素固粒分散至海洋表面的混合層內，例如，
使用從輪船的甲板上撒播尿素的農業播種器(agricultural spreader)。可以使 用各種大小和等級的播種器，主要使用離心加速的原理以使用風機的方式從 源極(source)處輸出所述顆粒物質。所述源極通常由具有葉片(vanes)的 旋轉盤組成，原料借助重力通過安裝其上的加料斗而被加入。
適當的撒播距離為距播種器約20m，并在固粒之間提供良好的間隔 (sepamtion)。固粒在落入透光層的過程中溶解，形成能夠立即向測流擴散 的含富集物的水的羽流(plume)。溶解完成所期望的最大深度低于混合層的 深度。由于缺乏陽光，落入到該水位以下的尿素不會對浮游植物的生長增加 帶來什么貢獻。
固粒的下落深度是下落速度和溶解速率的函數。可商購得到的固粒化的 尿素含有氣泡，這些氣泡降低了固體尿素的球體的容重(bulk density)。隨 著固粒沉降并溶解，外周部分減少而空氣與尿素的體積比增加。因此，固粒 的容重降低，固粒和海水間的相對密度之差也降低。在該下落過程中的某一 點處，固粒的密度變得比海水的密度小，固粒具有浮力且開始向表面回升。 在這之后，氣泡立即從殘留的尿素中釋放出，后者重新發生沉降。
如此一來，從輪船甲板上撒播尿素固粒可以使尿素在整個透光層中較好 地得到垂直分散，且絕大多數的氮將被理想地分布于15-50m的深度。此外， 按此方式進行撒播時，還可以實現尿素在整個透光層內的良好的水平分散。 可以理解的是，尿素固粒相對易于處理。
在一種可選擇的實施方式中，氮源為顆粒形式的尿素，它可以從浮艙上
以固體形式被分散，或者在臨輸送前，將其與取自海洋的水在浮艙上進行混合。
本領域技術人員可以理解的是，溶解于取自海洋的海水中的尿素溶液的 性質(例如，溫度、密度和鹽度)與溶解尿素的海水的性質相似。實際上，如果尿素溶液是相對較稀的溶液，其性質將與周圍的海水非常相似。如此一
來，在浮游植物獲取尿素中的氮之前，含有尿素的海水在水體(water column) 中不會發生明顯的上升或下沉。
通常在預定深度(例如，約15-50 m)處，將尿素注入所述區域從而在 最適于浮游植物生長的深度形成濃縮液。
無論使用何種用于向海洋的透光層輸送氮源的方法，輸送至海洋的氮源 的量通常會使在加入了所述氮源的海洋中的可利用氮的濃度在最開始時增 加了約50 pg/L。
例如，可利用氮的濃度可以增加約100 pg/L-300 pg/L，或約200 pg/L-400 Mg/L，其中海水中的混合層非常深或剪切擴散性非常高。
當所述氮源被輸送至透光層(如果采用連續注射)，盛行的洋流將帶走 所加入的氮，從而形成含富集物的水的區域(patch)或羽流(plume)。理想 地，加入了足夠量的氮源(以及任選的其他營養物)，因此，所加入的營養 物濃度在最大浮游植物濃度的區域處接近于零(即，加入的全部氮被該區域 內的增加的浮游植物消耗掉)。
為了確定在何處向海洋輸送氮源以最大可能地增加該區域內的浮游植 物的量，有必要對來自海水的天然浮游植物株進行培養瓶富集，所述海水取 自使用了氮(以及任選的其他營養物，例如磷)的海域，這是由于達到最大 生長的時間取決于海水的溫度等。例如，己經發現達到最大生長的時間從蘇 祿海(Sulu Sea)處的4天到較冷緯度處的(例如大西洋中的加那利海流 (Canary Current)) 8天不等。由于洋流以及較大的擴散變異性，較長的培 育期間將增加含富集物的羽流發生改變的易感性。這將使一些用來吸引魚類 并使魚類聚集的區域比其他區域面臨更大的挑戰，例如在40 cms—1的洋流處， 注射位置下游(down current)約280km左右，將在注射后8天產生最大面 積的生物量。
9通常根據經驗計算輸送至海洋的氮源的量，對區域內浮游植物的目標濃 度迸行反向研究，并考慮對浮游植物群的稀釋和達到最大生物量的時間。例
如，在一些實施方式中，將足夠的尿素輸送到海洋中，從而使總加入量為2^M 的氮可以為最大生物量區域的浮游植物所利用。當同時存在擴散和被浮游植 物攝入時，理想情況下在該區域內引入的氮不會剩余，而被全部消耗。
因此，有必要在所需最大生長的區域上游數天位置處計劃引入氮源，從 而使加入的氮源的量得到最優化。與此同時， 一些影響含富集物的水移動的 參數(包括流速、表面混合層的深度、擴散速率和達到最大浮游植物生物濃 度的時間)等變量都是難以控制的環境因素。主要的可控變量是將被輸送氮 的海洋的面積、氮源(和任選其他的營養物)的初始濃度，以及釋放位置。
如果從浮艙上輸送氮源，可以在垂直于洋流方向上以帶狀分布的方式加 入尿素以有利地利用擴散，然后在混合層深度以上進行擴散和對流混合，從 而在數天后平衡氮的濃度。可以設計該過程從而使浮游植物群達到最大生長 時具有均勻的濃度。
為了進行本發明所述的方法，輪船形式的浮艙的貨倉可以裝載有尿素， 優選為固粒狀或顆粒狀的尿素。尿素沒有被列為危險化學品，并具有合適的 儲存穩定性和流動性。因此，輪船可以航行至海洋的任意區域，其中浮游植 物的量將隨著尿素的加入而增加。例如，輪船可以錨固在大陸架邊緣附近或 航行于使用GPS所預定的位置。
當輪船位于所期望的海洋位置處時，可以將尿素吹入文丘里管(venturi) 內與海水混合，以提供約5%重量/體積(w/v)尿素的溶液，并將得到的溶 液通過來自輪船的管道注入透光層內被測定為最適于浮游植物生長的深度 來進行輸送。
可選擇地，可以將尿素和海水的稠溶液噴入水中，其中，所述稠溶液能 在沉至透光層的過程中被稀釋。可選擇地，可以如以上所描述的方式從輪船甲板上撒播尿素固粒(或尿素顆粒)。
輪船可以在沿預定路徑航行的過程中輸送尿素，選擇所述路徑以在所需 區域內能引起大規模的浮游植物生長。可選擇地，輪船可以在全部所述區域 內以網格形式航行。如以上所述，在一些實施方式中，在垂直于洋流的方向 上帶狀分布的方式輸送尿素，并且所述區域位于下游數天處。
如以上所述，將氮源輸送至海洋中約一周后，所述區域內將出現最大生 物量的浮游植物群。可以在輸送點下游監測該浮游植物群的存在，例如通過 衛星或通過第二艘艇(或通過初試注入尿素的輪船)，如果需要可以測量浮 游植物的濃度。
如有需要，含有尿素的輪船(或另一艘輪船)可以返回至所述海洋區域， 并加入另外的尿素以進一步的增加所需區域內浮游植物的量或維持所需區 域內浮游植物所增長的量。
釋放的氮源(例如，尿素)在透光層內形成含富集物的羽流，它通過洋 流在整個透光層內進行運輸。洋流和擴散，協助了氮在該區域內的分散。所 加入的氮與陽光一起促使了透光層內的浮游植物繁殖，同時消耗了氮源(例 如，尿素)和其他加入的營養物或天然產生的營養物。通過這一方式，可以 如愿地保持巨大的浮游植物群。
浮游植物數量的增加將導致浮游動物的增加，并吸引那些以浮游植物和 /或浮游動物為食的海洋生物。這反過來會吸引以其他海洋生物為食的海洋生 物。因此，該區域將吸引到高集中度的魚類，并且由于已知具有增多的浮游 植物種群的區域的精確位置(例如，通過用衛星進行監測或利用局部洋流知 識和輸送點)，吸引魚類并使魚類聚集的位置也因而被知悉。因此，與魚類 沒有如此集中的情況相比，可以更方便且更經濟地(例如，由于花費了更少 的燃料和時間)捕獲(例如通過用拖網)被吸引并聚集的魚類。此外，因為 魚類被吸引并聚集到具有充足食物來源的區域內，所以它們的生長速率將得到顯著的提高。
應該理解的是，從浮艙上輸送氮源(例如，尿素)可以提供優于其他輸 送營養物的方法(例如，如果使用固定的管道)的多種優點。例如，如上所 述，所述浮艙可以用來在海洋的大范圍內產生長期存在的浮游植物群。因此， 與魚類分布在更廣泛的區域或單獨的區域的情況相比，能更方便地監控捕魚 活動，從而可以周期性地在特定區域內進行捕獲，而較少可能發生過量捕獲。 同時，尿素是優選的氮源，也可以使用其他作為氮源的化合物(例如氨) (任選地與尿素結合使用)。如上所述，由于氨不像尿素那樣易于處理，而 且實際上氨被歸為危險化學品，因此氨是較次優選的。但是，在一些實施方 式中這些問題可以得到克服，也可以通過位于輪船下的出口鼓入氣態氨來向 透光層加入氨。可選擇地，還可以將溶液形式的氨噴灑在海洋表面，從而使 氨沉入透光層，或直接從輪船下的預定深度處將氨加入到透光層中。
此外，如果確定存在能進一步地增加所述區域內的浮游植物的數量的營 養物，還可以向氮源中加入其他有用的營養物(例如，磷)并輸送至透光層 (或分別輸送)。
本領域技術人員可以理解的是，本文所述的方法不限于以上所描述的具 體實施方式。
在隨附的權利要求書和前述的說明書中，除非上下文由于表述語言或必 要的含義而表示相反的含義，用于"包括"或其變體"單數形式的含有"或 "狀語含有"用作開放式理解，即，限定存在所述特征但也并不排除在不同 的實施方式中存在或加入的其他特征。
1權利要求
1、一種用來吸引魚類并使魚類在海洋區域內聚集的方法，其中，該方法包括向海洋的透光層輸送氮源從而使所述區域內的浮游植物的量增加的步驟。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中，所述氮源為尿素。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述氮源是從浮艙中輸送的。
4、 根據權利要求1-3中的任意一項所述的方法，其中，所述氮源為固粒形式的尿素。
5、 根據權利要求4從屬于權利要求3時所述的方法，其中，所述固粒形式的尿素是從所述浮艙中撒播到海洋表面的。
6、 根據權利要求3從屬于權利要求2時所述的方法，其中，所述尿素為顆粒形式，并且在臨輸送前將所述尿素與取自海洋的水在所述浮艙上進行混合。
7、 根據權利要求6所述的方法，其中，在預定深度將所述尿素注入到海洋中。
8、 根據權利要求7所述的方法，其中，所述預定深度為15-50 m。
9、 根據權利要求1-8中的任意一項所述的方法，其中，輸送至海洋的所述氮源的量 得所述透光層內的可利用氮的濃度升高了約50 Hg/L-500
10、 根據權利要求l-9中的任意一項所述的方法，其中，將一種或多種另外的營養物與所述氮源一起輸送到所述透光層。
11、 根據權利要求IO所述的方法，其中，所述一種或多種另外的營養物為含磷營養物。
12、 根據權利要求1-11中的任意一項所述的方法，其中，該方法還包括監測所述浮游植物的增加量，并在能夠進一步增加所述浮游植物的量或維持所增加的浮游植物的量的區域內加入更多的氮源的步驟。
13、 根據權利要求1-12中的任意一項所述的方法，其中，聚集在所述區域內的魚類隨后被捕獲。
14、 根據權利要求13所述的方法，其中，所述魚類是通過拖網捕獲的。
15、 使用權利要求13或14所述的方法捕獲的魚類。
全文摘要
本文提供了一種用來吸引魚類并使魚類在海洋區域內聚集的方法，該方法包括向海洋的透光層輸送氮源從而使所述區域內的浮游植物的量增加的步驟。
文檔編號A01K99/00GK101674725SQ200880013672
公開日2010年3月17日 申請日期2008年4月24日 優先權日2007年4月27日
發明者I·S·F·瓊斯 申請人:海洋營養基金有限公司