東極青浜島2016年網(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)的評價與分析

徐晴晴 趙晟

[摘要]以舟山東極青浜島大黃魚養(yǎng)殖基地2016年3～12月份的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)資料為依據(jù)， 采用單因子評價法和潛在性富營養(yǎng)化法得出青浜島海域水質(zhì)評價等級，并分析了其海域的溶解無機(jī)氮和溶解無機(jī)磷的月變化及其影響因素。結(jié)果表明，7、8、9、10月份其海域的無機(jī)氮超標(biāo)，11、12月份的磷酸鹽超標(biāo)，其余均滿足二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。其中夏秋季，由于受臺風(fēng)天氣和養(yǎng)殖模式的影響，海水中氮營養(yǎng)元素偏高，使得該海域易發(fā)生赤潮，從而影響該海域的養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]養(yǎng)殖水域；單因子評價法；潛在性富營養(yǎng)化法；營養(yǎng)鹽

[中圖分類號]X824 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

隨著海洋捕撈量的急劇下降和市場海產(chǎn)品的需求量的不斷增加，近年來近海養(yǎng)殖業(yè)不斷發(fā)展，其規(guī)模也在不斷地擴(kuò)大。海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖逐漸成為我國海水養(yǎng)殖的重要產(chǎn)業(yè)之一。網(wǎng)箱養(yǎng)殖在過去20年快速發(fā)展，是全球水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中增長最快的產(chǎn)業(yè)之一。然而近幾年由于網(wǎng)箱養(yǎng)殖數(shù)量成倍的增長，養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其帶來的養(yǎng)殖海域環(huán)境問題也日益突出。網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)生的殘餌、代謝排泄物等有機(jī)廢物，或沉積到網(wǎng)箱下方的底泥中，使沉積物質(zhì)量迅速惡化并影響底棲生物群落結(jié)構(gòu)，或分解產(chǎn)生氮磷營養(yǎng)鹽釋放到水中，影響和刺激水生植物和藻類的生長，造成附近海域水體富營養(yǎng)化而引發(fā)赤潮，進(jìn)而影響整個網(wǎng)箱養(yǎng)殖系統(tǒng)甚至還會威脅野生生物和人類的健康。趙冬至等對我國赤潮災(zāi)害記錄分析表明，在河口型赤潮、海灣型赤潮、養(yǎng)殖型赤潮、沿岸流型、上升流型及外海性赤潮六類中，養(yǎng)殖型赤潮約占總次數(shù)的27%。

大黃魚 （Larimichthys crocea）屬石首魚科黃魚屬，是我國傳統(tǒng)四大海產(chǎn)之一，是我國近海漁業(yè)的主要經(jīng)濟(jì)魚類。舟山漁場曾以盛產(chǎn)大黃魚、小黃魚等四大海產(chǎn)而聞名，但由于人們的捕撈過度、環(huán)境的改變、漁場和生物種群結(jié)構(gòu)的不斷變遷、人類近岸生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動等多種原因加上親體保護(hù)不力，致使本地野生大黃魚資源近于枯竭。根據(jù)2016年漁業(yè)統(tǒng)計年鑒，浙江省2015年大黃魚捕撈量為446t，占全國的0.43%；大黃魚養(yǎng)殖量為6512t，約占全國海水大黃魚養(yǎng)殖的4.38%。近年來舟山近海養(yǎng)殖業(yè)慢慢發(fā)展起來，并具有逐年擴(kuò)大的趨勢。為加大普陀區(qū)東極鎮(zhèn)的現(xiàn)代漁業(yè)養(yǎng)殖，東極大黃魚總養(yǎng)殖面積達(dá)28.8hm2，安裝大型深水網(wǎng)箱66只，養(yǎng)殖操作平臺約200m2，貝藻養(yǎng)殖筏架長5000m。青浜島隸屬浙江省舟山市普陀區(qū)東極鎮(zhèn)，海岸線長達(dá) 10.5km。青浜島海域?qū)儆谡?guī)半日潮潮汐類型，常年風(fēng)浪較大，受黃海南下的沿岸流黃海水團(tuán)、臺灣北上的臺灣暖流，及長江、錢塘江的多重影響，使得較為復(fù)雜的海流為海區(qū)帶來了大量的營養(yǎng)物質(zhì)。該海域受西南季風(fēng)及東北季風(fēng)的影響較為明顯，其水體的透明度、溫度、鹽度因此呈現(xiàn)出季節(jié)性變化的特征。近年來青浜島水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中，受人類漁業(yè)生產(chǎn)活動等人為因素，導(dǎo)致引發(fā)該海域的海洋環(huán)境問題。

本文主要研究分析2016年3月到12月份的青浜島網(wǎng)箱養(yǎng)殖水域的水質(zhì)，采用單因子評價法和潛在性富營養(yǎng)化法分析該海域水質(zhì)質(zhì)量，以氮磷元素的含量為指標(biāo)，分析其網(wǎng)箱養(yǎng)殖對該海域赤潮的影響，為大黃魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展提供幫助。

1 材料與方法

青浜島大黃魚養(yǎng)殖基地位于122°41′54″E，30°11′59″N（見圖1）。

水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)從2016年3月份到12月份，監(jiān)測項目為7 項， 即水溫、pH、DO、PO4-P、無機(jī)氮 （ NO3 -N、NO2 -N、NH4 -N 之和）。水質(zhì)中各監(jiān)測項目按 GB17378.4-2007 海洋監(jiān)測規(guī)范規(guī)定的方法執(zhí)行。各評價因子均使用我國1997年發(fā)布的《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中第二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行評價。

1.1 單因子評價法

水質(zhì)質(zhì)量現(xiàn)狀評價主要以pH、DO、PO4-P 、無機(jī)氮（DIN）4種要素作為評價因子。

單因子評價法，即通過對某一評價因子的多次實測監(jiān)測數(shù)據(jù)的極值或平均值，和該因子的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較的評價方法。在水環(huán)境質(zhì)量評價中，當(dāng)某項指標(biāo)超過相應(yīng)功能的標(biāo)準(zhǔn)值時，就表示該水體未能完全滿足該功能的要求。單因子評價法可以方便了解調(diào)查水域是否滿足功能要求，是水環(huán)境影響評價中最常用的方法。

采用單項指標(biāo)污染指數(shù)，其計算公式為：

式中 ：SDO，j為DO的評價指數(shù)；DOf為某水溫、氣壓條件下的飽和溶解氧濃度（mg/L），計算公式采用 DOf =468/（31.6+T），T 為水溫（℃）；DOj 為j監(jiān)測點的溶解氧實測值，mg/L；DOs為溶解氧的評價標(biāo)準(zhǔn)限值，mg/L 。

1.2 潛在性富營養(yǎng)化法

潛在性富營養(yǎng)化法，即由郭衛(wèi)東等提出，他們認(rèn)為海水只有得到適量的氮（對氮限制水體而言）或磷（對磷限制水體而言）的補(bǔ)充，使N /P的比值接近正常值，才能使海水中相對過剩的氮或磷營養(yǎng)鹽對富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)真正體現(xiàn)出來，這種現(xiàn)象稱為潛在性富營養(yǎng)化。以此概念為基礎(chǔ)，參照我國海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時兼顧氮、磷含量及N：P值，提出了分類分級的富營養(yǎng)化評價模式，其劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 評價結(jié)果

2016年青浜島大黃魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖基地海域平均水溫為19.6℃，其中最高氣溫在7、8月份，平均為26.1℃，最低氣溫在3月份，平均為11.3℃。平均鹽度為27‰，其中最高在10月份，大約為32‰。pH、溶解氧（DO）、無機(jī)氮（DIN）和磷酸鹽（PO4-P）的評價結(jié)果如表1所示，根據(jù)參評要素的實測值對水質(zhì)進(jìn)行評價分類，優(yōu)于或等于二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為未超標(biāo)，劣于二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為超標(biāo)。由此可知7、8、9、10月份其海域的無機(jī)氮超標(biāo)，11、12月份的磷酸鹽超標(biāo)，其余均滿足二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2 DIN和DIP的月變化情況及分析

青浜島大黃魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖水域的DIN、DIP含量隨監(jiān)測月份的變化情況，如圖2所示。DIN平均濃度為0.503mg/L，濃度范圍為0.027～1.614mg/L，3到6月份和11月份含量較低，8月份達(dá)到最高。DIP的濃度范圍為0.010～0.056mg/L，平均為0.020mg/L，其中在12月份達(dá)到最高，8月份達(dá)到最低。若是按季節(jié)劃分，兩項營養(yǎng)鹽濃度都呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化，DIN的濃度呈現(xiàn)為夏秋季節(jié)高于春冬季節(jié)，DIP的濃度則相反。從無機(jī)氮的結(jié)構(gòu)組成上看（見圖3），該網(wǎng)箱養(yǎng)殖海域DIN的主要成分是氨氮（NH4-N）和硝酸鹽（NO3-N），其中NO3-N所占的比例較大，范圍大約為36%～98%，NH4-N次之，大約為2%～60%，變化波動相對較大，其中夏秋季所占比例明顯高于春冬季，亞硝酸鹽（NO2-N）所占比例最低。舒延飛等對啞鈴灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水化學(xué)環(huán)境的調(diào)查分析中，發(fā)現(xiàn)夏秋季氨氮的含量顯著增加，是非養(yǎng)殖區(qū)海域的2～5倍。其原因可能為夏季水溫上升，魚類的代謝活動加快，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、殘餌、腐殖質(zhì)隨著水溫上升而加快分解，使得養(yǎng)殖區(qū)氨氮的含量相對增加。這種自身污染現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響?zhàn)B殖海域的水體和浮游植物的生長。錢國棟在黃海海域，通過不同氮源對黃海浮游植物生長影響的圍隔實驗研究發(fā)現(xiàn)浮游植物可以不同程度上且按一定順序利用各種形態(tài)氮，且氮源的種類也會影響浮游植物的生長模式。

2.3 潛在性富營養(yǎng)的月變化情況及分析

青浜島大黃魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖水域N/P值得月變化情況如圖4所示，N/P值的變動很大（2～404）。根據(jù)潛在性富營養(yǎng)化劃分，可知該海域7到10月份主要為ⅣP磷限制潛在性富營養(yǎng)，11月份為ⅤN氮中等限制潛在性富營養(yǎng)，12月份為Ⅲ富營養(yǎng)。尹艷娥等對2007～2009年長江口及鄰近海域富營養(yǎng)化趨勢分析中，也指出長江口及鄰近海域的營養(yǎng)級主要集中在III級（富營養(yǎng)）和ⅤP級（磷中等限制潛在性富營養(yǎng)），且長江口海域受磷限制富營養(yǎng)化程度越來越高。磷限制潛在性富營養(yǎng)，即N：P值大于60，說明富營養(yǎng)化水體中氮的含量大大超過磷的含量，N/P比值嚴(yán)重不平衡。有研究表明，正常海水中的N/P值約為16：1，偏離該值過高或過低均可能對海水中浮游植物的生長產(chǎn)生影響。由圖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月份遠(yuǎn)高于海水正常值。其中5、6月份為最低，其可能原因是由于浮游植物生長主要消耗的是氮源，使得P較N相對豐富導(dǎo)致N/P值偏低。夏秋季，由于大風(fēng)天氣和養(yǎng)殖魚類的代謝情況，使得N元素較高，從而導(dǎo)致N/P值偏大，同時也說明了此階段N為此海域初級生產(chǎn)力的限制因子。青浜島作為一個遠(yuǎn)陸地的島嶼，其營養(yǎng)鹽的變化主要是受氣候、臺風(fēng)、海洋浮游植物的生長等因素的影響。春季，海洋浮游植物生長旺盛，吸收大量的N、P元素，且網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類的密度和個體較小，其釋放的營養(yǎng)元素也較少；而在7～9月份末，該地區(qū)受臺風(fēng)的影響，其海上風(fēng)浪大，海水?dāng)噭訁柡Γ沟煤５椎臓I養(yǎng)鹽上升至表面，2016年9、10月份舟山先后迎來強(qiáng)臺風(fēng)馬勒卡、鲇魚和超強(qiáng)臺風(fēng)暹芭，使得舟山近岸海域出現(xiàn)2.5～3.5m有效波高，從而出現(xiàn)在7到10月份期間DIN含量很高，且期間也是赤潮的高發(fā)期。

3 結(jié)論

通過對青浜島大黃魚養(yǎng)殖海域2016年3～12月份的監(jiān)測，分析了該海域營養(yǎng)化情況，可得以下結(jié)論。

（1）3～6月份的水質(zhì)均符合二類水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而在7～10月份DIN超標(biāo)，11、12月份DIP超標(biāo)；且從DIN的結(jié)構(gòu)組成中可以看出，該網(wǎng)箱養(yǎng)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，可能會影響浮游植物的生長。

（2）根據(jù)N/P值和潛在性營養(yǎng)化分析，該養(yǎng)殖海域夏秋季N/P值超過正常值，存在ⅣP磷限制潛在性富營養(yǎng)，可能會引發(fā)赤潮的發(fā)生，進(jìn)而影響該海域的養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

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