| 标题 | 东极青浜岛2016年网箱养殖水质的评价与分析 |
| 范文 | 徐晴晴 赵晟 [摘要]以舟山东极青浜岛大黄鱼养殖基地2016年3～12月份的水质监测数据资料为依据， 采用单因子评价法和潜在性富营养化法得出青浜岛海域水质评价等级，并分析了其海域的溶解无机氮和溶解无机磷的月变化及其影响因素。结果表明，7、8、9、10月份其海域的无机氮超标，11、12月份的磷酸盐超标，其余均满足二类海水水质标准的要求。其中夏秋季，由于受台风天气和养殖模式的影响，海水中氮营养元素偏高，使得该海域易发生赤潮，从而影响该海域的养殖业的发展。 [关键词]养殖水域；单因子评价法；潜在性富营养化法；营养盐 [中图分类号]X824 [文献标识码]A 随着海洋捕捞量的急剧下降和市场海产品的需求量的不断增加，近年来近海养殖业不断发展，其规模也在不断地扩大。海水网箱养殖逐渐成为我国海水养殖的重要产业之一。网箱养殖在过去20年快速发展，是全球水产养殖业中增长最快的产业之一。然而近几年由于网箱养殖数量成倍的增长，养殖规模的不断扩大，其带来的养殖海域环境问题也日益突出。网箱养殖产生的残饵、代谢排泄物等有机废物，或沉积到网箱下方的底泥中，使沉积物质量迅速恶化并影响底栖生物群落结构，或分解产生氮磷营养盐释放到水中，影响和刺激水生植物和藻类的生长，造成附近海域水体富营养化而引发赤潮，进而影响整个网箱养殖系统甚至还会威胁野生生物和人类的健康。赵冬至等对我国赤潮灾害记录分析表明，在河口型赤潮、海湾型赤潮、养殖型赤潮、沿岸流型、上升流型及外海性赤潮六类中，养殖型赤潮约占总次数的27%。 大黄鱼 （Larimichthys crocea）属石首鱼科黄鱼属，是我国传统四大海产之一，是我国近海渔业的主要经济鱼类。舟山渔场曾以盛产大黄鱼、小黄鱼等四大海产而闻名，但由于人们的捕捞过度、环境的改变、渔场和生物种群结构的不断变迁、人类近岸生产和经济活动等多种原因加上亲体保护不力，致使本地野生大黄鱼资源近于枯竭。根据2016年渔业统计年鉴，浙江省2015年大黄鱼捕捞量为446t，占全国的0.43%；大黄鱼养殖量为6512t，约占全国海水大黄鱼养殖的4.38%。近年来舟山近海养殖业慢慢发展起来，并具有逐年扩大的趋势。为加大普陀区东极镇的现代渔业养殖，东极大黄鱼总养殖面积达28.8hm2，安装大型深水网箱66只，养殖操作平台约200m2，贝藻养殖筏架长5000m。青浜岛隶属浙江省舟山市普陀区东极镇，海岸线长达 10.5km。青浜岛海域属于正规半日潮潮汐类型，常年风浪较大，受黄海南下的沿岸流黄海水团、台湾北上的台湾暖流，及长江、钱塘江的多重影响，使得较为复杂的海流为海区带来了大量的营养物质。该海域受西南季风及东北季风的影响较为明显，其水体的透明度、温度、盐度因此呈现出季节性变化的特征。近年来青浜岛水产养殖业发展中，受人类渔业生产活动等人为因素，导致引发该海域的海洋环境问题。 本文主要研究分析2016年3月到12月份的青浜岛网箱养殖水域的水质，采用单因子评价法和潜在性富营养化法分析该海域水质质量，以氮磷元素的含量为指标，分析其网箱养殖对该海域赤潮的影响，为大黄鱼网箱养殖业的发展提供帮助。 1 材料与方法 青浜岛大黄鱼养殖基地位于122°41′54″E，30°11′59″N（见图1）。 水质监测数据从2016年3月份到12月份，监测项目为7 项， 即水温、pH、DO、PO4-P、无机氮 （ NO3 -N、NO2 -N、NH4 -N 之和）。水质中各监测项目按 GB17378.4-2007 海洋监测规范规定的方法执行。各评价因子均使用我国1997年发布的《海水水质标准》中第二类水质标准值进行评价。 1.1 单因子评价法 水质质量现状评价主要以pH、DO、PO4-P 、无机氮（DIN）4种要素作为评价因子。 单因子评价法，即通过对某一评价因子的多次实测监测数据的极值或平均值，和该因子的标准值进行比较的评价方法。在水环境质量评价中，当某项指标超过相应功能的标准值时，就表示该水体未能完全满足该功能的要求。单因子评价法可以方便了解调查水域是否满足功能要求，是水环境影响评价中最常用的方法。 采用单项指标污染指数，其计算公式为： 式中 ：SDO，j为DO的评价指数；DOf为某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度（mg/L），计算公式采用 DOf =468/（31.6+T），T 为水温（℃）；DOj 为j监测点的溶解氧实测值，mg/L；DOs为溶解氧的评价标准限值，mg/L 。 1.2 潜在性富营养化法 潜在性富营养化法，即由郭卫东等提出，他们认为海水只有得到适量的氮（对氮限制水体而言）或磷（对磷限制水体而言）的補充，使N /P的比值接近正常值，才能使海水中相对过剩的氮或磷营养盐对富营养化的贡献真正体现出来，这种现象称为潜在性富营养化。以此概念为基础，参照我国海水水质标准，同时兼顾氮、磷含量及N：P值，提出了分类分级的富营养化评价模式，其划分标准见表1。 2 结果与分析 2.1 评价结果 2016年青浜岛大黄鱼网箱养殖基地海域平均水温为19.6℃，其中最高气温在7、8月份，平均为26.1℃，最低气温在3月份，平均为11.3℃。平均盐度为27‰，其中最高在10月份，大约为32‰。pH、溶解氧（DO）、无机氮（DIN）和磷酸盐（PO4-P）的评价结果如表1所示，根据参评要素的实测值对水质进行评价分类，优于或等于二类水质标准为未超标，劣于二类水质标准为超标。由此可知7、8、9、10月份其海域的无机氮超标，11、12月份的磷酸盐超标，其余均满足二类海水水质标准的要求。 2.2 DIN和DIP的月变化情况及分析 青浜岛大黄鱼网箱养殖水域的DIN、DIP含量随监测月份的变化情况，如图2所示。DIN平均浓度为0.503mg/L，浓度范围为0.027～1.614mg/L，3到6月份和11月份含量较低，8月份达到最高。DIP的浓度范围为0.010～0.056mg/L，平均为0.020mg/L，其中在12月份达到最高，8月份达到最低。若是按季节划分，两项营养盐浓度都呈现出明显的季节变化，DIN的浓度呈现为夏秋季节高于春冬季节，DIP的浓度则相反。从无机氮的结构组成上看（见图3），该网箱养殖海域DIN的主要成分是氨氮（NH4-N）和硝酸盐（NO3-N），其中NO3-N所占的比例较大，范围大约为36%～98%，NH4-N次之，大约为2%～60%，变化波动相对较大，其中夏秋季所占比例明显高于春冬季，亚硝酸盐（NO2-N）所占比例最低。舒延飞等对哑铃湾网箱养殖区水化学环境的调查分析中，发现夏秋季氨氮的含量显著增加，是非养殖区海域的2～5倍。其原因可能为夏季水温上升，鱼类的代谢活动加快，主要以氨氮和尿素的氨排泄量增加，加上水中及底泥中排泄物、残饵、腐殖质随着水温上升而加快分解，使得养殖区氨氮的含量相对增加。这种自身污染现象，将严重影响养殖海域的水体和浮游植物的生长。钱国栋在黄海海域，通过不同氮源对黄海浮游植物生长影响的围隔实验研究发现浮游植物可以不同程度上且按一定顺序利用各种形态氮，且氮源的种类也会影响浮游植物的生长模式。 2.3 潜在性富营养的月变化情况及分析 青浜岛大黄鱼网箱养殖水域N/P值得月变化情况如图4所示，N/P值的变动很大（2～404）。根据潜在性富营养化划分，可知该海域7到10月份主要为ⅣP磷限制潜在性富营养，11月份为ⅤN氮中等限制潜在性富营养，12月份为Ⅲ富营养。尹艳娥等对2007～2009年长江口及邻近海域富营养化趋势分析中，也指出长江口及邻近海域的营养级主要集中在III级（富营养）和ⅤP级（磷中等限制潜在性富营养），且长江口海域受磷限制富营养化程度越来越高。磷限制潜在性富营养，即N：P值大于60，说明富营养化水体中氮的含量大大超过磷的含量，N/P比值严重不平衡。有研究表明，正常海水中的N/P值约为16：1，偏离该值过高或过低均可能对海水中浮游植物的生长产生影响。由图3可以看出3～6月份和11、12月N/P值低于海水正常值，7～10月份远高于海水正常值。其中5、6月份为最低，其可能原因是由于浮游植物生长主要消耗的是氮源，使得P较N相对丰富导致N/P值偏低。夏秋季，由于大风天气和养殖鱼类的代谢情况，使得N元素较高，从而导致N/P值偏大，同时也说明了此阶段N为此海域初级生产力的限制因子。青浜岛作为一个远陆地的岛屿，其营养盐的变化主要是受气候、台风、海洋浮游植物的生长等因素的影响。春季，海洋浮游植物生长旺盛，吸收大量的N、P元素，且网箱养殖鱼类的密度和个体较小，其释放的营养元素也较少；而在7～9月份末，该地区受台风的影响，其海上风浪大，海水搅动厉害，使得海底的营养盐上升至表面，2016年9、10月份舟山先后迎来强台风马勒卡、鲇鱼和超强台风暹芭，使得舟山近岸海域出现2.5～3.5m有效波高，从而出现在7到10月份期间DIN含量很高，且期间也是赤潮的高发期。 3 结论 通过对青浜岛大黄鱼养殖海域2016年3～12月份的监测，分析了该海域营养化情况，可得以下结论。 （1）3～6月份的水质均符合二类水质的标准，而在7～10月份DIN超标，11、12月份DIP超标；且从DIN的结构组成中可以看出，该网箱养殖海域DIN的主要成分是NH4-N和NO3-N，其中夏秋季NH4-N的增加，可能会影响浮游植物的生长。 （2）根据N/P值和潜在性营养化分析，该养殖海域夏秋季N/P值超过正常值，存在ⅣP磷限制潜在性富营养，可能会引发赤潮的发生，进而影响该海域的养殖业的发展。 [参考文献] [1] 廖红芳，郑忠明，REGAN Nicholaus，等.象山港大黄鱼Pseudosciaena crocea网箱养殖区沉积物-水界面营养盐通量研究[J].海洋学研究，2016，34（01）：84-92. [2] 赵冬至，赵玲，张丰收.我国海域赤潮灾害的类型、分布与变化趋势[J].海洋环境科学，2003（03）：7-11. [3] 赵盛龙，王日昕，刘绪生.舟山渔场大黄鱼资源枯竭原因及保护和增殖对策[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2002（02）：160-165. [4] 王保栋.长江口及邻近海域富营养化状况及其生态效应[D].青岛：中国海洋大学，2006. [5] 徐兆礼，白雪梅，袁骐，等.长江口浮游植物生态研究[J].中国水产科学，1999（S1）：52-54. [6] 国家环境保护总局科技标准司编.中国湖泊富营养化及其防治研究[M].北京：中国环境科学出版社，2001. [7] 张武昌，孙松，李超伦，等.白令海浮游植物添加营养盐培养实验[J].极地研究，2000（04）：245-252. [8] 郭卫东，章小明，杨逸萍，等.中国近岸海域潜在性富營养化程度的评价[J].台湾海峡，1998（01）：64-70. [9] 舒廷飞，温琰茂，贾后磊，等.哑铃湾网箱养殖对水环境的影响[J].环境科学，2004（05）：97-101. [10] 钱国栋.不同氮源对黄海浮游植物生长影响的围隔实验研究[A].中国环境科学学会.中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第一卷）[C].中国环境科学学会，2009. [11] 尹艳娥，沈新强，蒋玫，等.长江口及邻近海域富营养化趋势分析及与环境因子关系[J].生态环境学报，2014，23（04）：622-629. [12] 蔡文贵，贾晓平，林钦，等.红海湾水质营养状况分析[J].中国水产科学， 2002（01）：78-81. |
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