鱼礁环境工程所针对的环境问题主要由人为引起,具体可分为两方面:不合理开发利用自然资源,超出环境承载力,使生态环境质量恶化或自然资源枯竭;人口激增、城市化和工农业高速发展引起的环境污染和破坏。鱼礁环境工程属于海洋生态修复工程。鱼礁环境工程对生态环境的改善及修复主要通过鱼礁的环境效应体现,即鱼礁工程首先改变人工鱼礁周围的流、声、光、味、底质等非生物环境,进而营造出适宜生物栖息繁衍的生物环境,从而达到生态修复的目的。
鱼礁环境工程的应用核心原理为人工鱼礁对周边非生物和生物环境的影响。①鱼礁对非生物环境的影响。鱼礁对其周围以及内部的流速流态直接产生影响,鱼礁的外部形状以及内部构造不同,其影响程度也不同。由于鱼礁周围流速的变化,产生“冲淤”现象,即鱼礁根部流速较快区域的细沙土被移出,使鱼礁周围的海底底质变粗,被移出的细沙土又在流速减弱处堆积,从而引起局部海底形态的改变。故而海域中设置鱼礁后,周围光、味、音环境也会发生变化。在光线到达的范围内,鱼礁的周围形成光学阴影,随着照度的增强,在水中形成暗区,暗区的大小,与鱼礁的大小成正比。构成鱼礁的材质各种各样,有些材质的鱼礁在投放后一段时间内,有水溶性物质溶出,另外鱼礁上及周围的生物所产生的分泌物、有机分子的扩散,直接影响鱼礁下流方向的味环境。鱼礁受到流的冲击所产生固有振动和附着在鱼礁上的生物以及聚集在周围的生物发声,可传达到离礁几百米远的地方。②鱼礁对生物环境的影响。鱼礁投放后,其周围海域的非生物环境发生变化,这种变化又引起生物环境的变化。其结果为鱼礁海域的生物量增大。鱼礁投放后形成的上升流,将海底深层的营养盐类带到光照充足的上层,促进了浮游生物的繁殖,提高了海洋初级生产力;同时,鱼礁本身作为一种基底,附着生物开始在其表面着生,鱼礁周围的底栖生物和浮游生物的种类、数量、分布发生变化。
鱼礁的环境功能见人工鱼礁。鱼礁的多洞穴结构和投放后所形成的流、光、音、味以及生物的新环境,为各种不同的鱼类提供索饵、避害、产卵、定位的场所,因而会吸引许多鱼类,在南方海域鱼礁区聚集的鱼的种类超过120种,因此鱼礁工程对于构建丰富的生物群落及生物多样性维护具有重要作用。