夏季降雨對仿刺參養(yǎng)殖池塘理化參數(shù)影響

文/杜尚昆 杜靖 那麗娜 趙斌

為了探明降雨對仿刺參養(yǎng)殖池塘海水理化參數(shù)的影響，作者選擇遼東灣濱海養(yǎng)殖池塘，連續(xù)監(jiān)測雨前雨后池塘表、中、底層海水溫度、鹽度、溶解氧（DO）、pH、氧化還原電位（ORP）等理化指標變化情況。結(jié)果表明：降雨后池塘海水出現(xiàn)鹽度分層現(xiàn)象，表層鹽度＜中層＜底層；各層海水溫度顯著降低，出現(xiàn)波動；雨后1h，各層海水DO顯著降低，出現(xiàn)短暫缺氧現(xiàn)象。雨后1h各層海水pH顯著降低，pH下降幅度表層＞中層＞底層；降雨后各層海水ORP降低，隨后急劇升高，恢復正常水平，雨后48h出現(xiàn)極低值，降雨前后各層海水ORP變化與DO變化呈顯著地正相關性。

近年來，我國海水養(yǎng)殖池塘面積不斷擴大，日益成為刺參增養(yǎng)殖的重要養(yǎng)殖方式。海水養(yǎng)殖池塘作為封閉的小型人工生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)結(jié)構功能易受到多種自然因素、人為因素的影響。池塘的海水理化參數(shù)是影響池塘生態(tài)平衡的重要環(huán)境因子，仿刺參池塘營養(yǎng)鹽、水溫、pH及鹽度的年度變化顯著影響浮游生物豐度。仿刺參養(yǎng)殖過程中，理化參數(shù)不僅直接影響仿刺參的生長，理化參數(shù)的改變還直接影響仿刺參養(yǎng)殖的生物和微生物環(huán)境，對其健康產(chǎn)生不利影響。鹽度、溫度變化直接影響仿刺參幼參的生長速率，低鹽（22）和高鹽（36）環(huán)境下，池塘養(yǎng)殖仿刺參的能量代謝速率較高，進而影響其生長速率，小范圍的溫度波動可以刺激仿刺參生長，大范圍的溫度波動導致仿刺參生長停滯。水溫在20℃～24℃時，仿刺參進入夏眠狀態(tài)。有關降雨對海水池塘微生態(tài)環(huán)境影響的研究取得一定進展。而降雨影響仿刺參養(yǎng)殖池塘理化參數(shù)的相關研究尚未見報道。

本文為探究夏季降雨對仿刺參養(yǎng)殖池塘海水理化參數(shù)影響，連續(xù)監(jiān)測降雨前后池塘表、中、底層海水溫度、鹽度、溶解氧、pH、氧化還原電位等理化指標變化，分析其變化規(guī)律，探討夏季降雨對仿刺參養(yǎng)殖池塘的不利影響，為仿刺參池塘的健康養(yǎng)殖和科學管理提供基礎數(shù)據(jù)。

一、研究地區(qū)與研究方法

（一）研究區(qū)域概況

選擇的仿刺參養(yǎng)殖池塘位于遼東灣頂大小凌河口濱海潮灘，該地區(qū)屬溫帶季風大陸性氣候，年平均氣溫8.0℃～8.7℃，年平均降水量637.6mm，無霜期160d～180d，年日照時數(shù)為2700h，結(jié)冰期年均60d，全年風向隨季節(jié)變化顯著，盛行北風和南風。

（二）監(jiān)測站位布設

養(yǎng)殖池塘的長寬為450m×50m。大小布設3個監(jiān)測斷面、共13個站位（見表1），池塘平均～1.7m，每個站位分為表層（0cm～10cm）、中層（50cm～60cm）、底層（150cm～160cm）。

表1 池塘站位坐標

（三）水質(zhì)監(jiān)測

采用水質(zhì)分析儀（YSI-ProfessorPlus）測量水溫、鹽度、溶解氧、pH和氧化還原電位。溶解氧通過黑白瓶法進行校正。監(jiān)測頻率：降雨前、降雨后1h、8h、24h、36h、48h各監(jiān)測1次。

（四）數(shù)據(jù)處理

采用SSPS13.0對降雨前后池塘海水表、中、底層各理化參數(shù)進行單因素方差分析（one-wayANOVA），對降雨引起池塘海水各理化參數(shù)的變化過程之間進行相關性分析。并用Origin7.5軟件繪制降雨前后池塘海水各理化參數(shù)變化圖。

二、結(jié)果分析

（一）降雨前后刺參池塘各層海水鹽度變化

此次降雨發(fā)生在2017年8月1日2時～3時，降雨量為25mm，雨水的pH6.8、鹽度0.3。降雨前池塘海水表、中、底層海水鹽度穩(wěn)定在27.8。降雨后10min，池塘表底層海水鹽度相差3.8，降雨后20min表層海水穩(wěn)定在25.1，降雨后1小時表層海水鹽度穩(wěn)定在25.4（見圖1），降雨后1h內(nèi)是池塘表層低鹽水排放的最佳時間。降雨后1h～24h表層海水鹽度由低升高，底層海水鹽度由高降低，降雨后24h各層海水鹽度基本一致（見圖1）。

圖1 降雨后刺參池塘各層海水鹽度變化

（二）降雨前后刺參池塘各層海水DO和溫度變化

與降雨前相比，降雨后1h池塘表、中、底層海水DO顯著降低，降雨后8h～24h，各層海水DO基本恢復至降雨前，降雨36h各層海水DO顯著升高，至48h恢復至降雨前（見圖2）。針對降雨后池塘出現(xiàn)的短暫缺氧現(xiàn)象，進行適當?shù)牡壮溲鯇Τ靥晾砘h(huán)境穩(wěn)定具有重要作用。與降雨前相比，降雨后池塘各層海水溫度顯著降低，出現(xiàn)波動（見圖2）。

圖2 降雨前后池塘各層海水DO和溫度變化

（三）降雨前后刺參池塘各層海水pH和氧化還原環(huán)境變化

與降雨前相比，降雨后1h～24h池塘表、中、底層海水pH顯著降低，降雨后3h～48h，各層海水pH基本恢復至降雨前（見圖3）；降雨1h后各層海水ORP略有降低，與降雨前相比無顯著差異，降雨后8h各層海水ORP極顯著上升，降雨后24h～36h各層各層海水ORP顯著高于降雨前，降雨后48h表層海水ORP恢復至降雨前，中、底層的低于降雨前（見圖3）。

圖3 降雨前后池塘各層海水pH和ORP變化

降雨前后池塘各層海水DO和ORP變化呈現(xiàn)相似的波動趨勢，通過相關性分析發(fā)現(xiàn)降雨前后各層海水ORP變化與DO變化呈顯著地正相關性，相關系數(shù)0.596。

（四）降雨引起池塘各理化參數(shù)變化的相關性分析

通過相關性分析發(fā)現(xiàn)，降雨引起池塘海水各理化參數(shù)之間的變化過程具有聯(lián)動性，其中池塘海水的溫度、溶解氧、鹽度和pH，兩兩之間的變化過程具有極顯著的正相關性；氧化還原電位的變化過程與溫度的變化過程具有顯著的正相關性，與溶解氧、鹽度、pH的變化過程具有顯著地負相關性。以上相關性分析結(jié)果表明：降雨引起池塘海水各理化參數(shù)的變化過程之間具有聯(lián)動性。（見表2）

表2 降雨前后池塘海水各理化參數(shù)之間變化過程相關性分析

三、討論

仿刺參池塘為典型的半開放型人工生態(tài)系統(tǒng)，易受異常天氣狀況（如高溫、降雨、大風、降雪等）干擾，影響其海水理化參數(shù)的穩(wěn)定，給仿刺參池塘養(yǎng)殖造成潛在的生態(tài)風險。本文研究發(fā)現(xiàn)：降雨后仿刺參養(yǎng)殖池塘各層海水呈現(xiàn)鹽度分層、pH降低、短暫缺氧、溫度和ORP波動現(xiàn)象（見表3）。降雨對池塘理化參數(shù)的擾動，可能對養(yǎng)殖生物和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。胡曉娟等研究發(fā)現(xiàn)強干擾天氣條件下，對蝦養(yǎng)殖池塘細菌群落結(jié)構出現(xiàn)較大的波動，病原菌比例升高，這與頻繁降雨導致水體pH下降，鹽度降低，池塘水體的溫度和鹽度分層有關。仿刺參池塘浮游病毒豐度與海水溫度、鹽度和pH息息相關。降雨導致池塘鹽度分層、pH降低、DO和ORP出現(xiàn)劇烈波動，仿刺參可能產(chǎn)生應激反應，免疫力下降，對其生長和健康產(chǎn)生不利影響。Dong等報道與恒溫相比，溫度波動導致仿刺參耗氧增加，體內(nèi)粗脂肪含量降低，生長率顯著下降。降雨后池塘各層海水溫度呈現(xiàn)較大波動，并出現(xiàn)短暫缺氧現(xiàn)象（見表3），對仿刺參生長極為不利。

海水的ORP值與DO、各元素的不同價態(tài)有關，同時受海洋生物活動和表層海水的光化學效應等多種因素的影響，同時也反應了海水的氧化還原環(huán)境和性質(zhì)。高氧化海水的ORP的理論值在740mV，海水中的變價元素處于高氧化態(tài)，有利于海洋生物的生長和繁殖；當水中溶氧耗盡，ORP出現(xiàn)負值，為還原性海水，出現(xiàn)H2S等對生物有害的還原性物質(zhì)。降雨后仿刺參池塘各層海水呈先降低，后升高，再降低的劇烈波動現(xiàn)象，降雨后48h底層海水ORP出現(xiàn)極低值（見表3），表明池塘底層海水為較弱的氧化態(tài)。相關性分析發(fā)現(xiàn)，降雨前后池塘各層海水ORP和DO之間呈顯著地相關性，這與臧維玲和李勃恩的研究結(jié)果相似。

相關性分析發(fā)現(xiàn)，降雨引起池塘海水各理化參數(shù)的變化過程之間具有聯(lián)動性。

針對降雨后仿刺參池塘各層海水理化參數(shù)變化對仿刺參養(yǎng)殖造成潛在的危害，降雨后進行及時的表層低鹽水排放、底充氧、加速表底層海水交換等應對措施，以降低降雨對仿刺參池塘的生態(tài)風險。

作者單位：遼寧省錦州市海洋與漁業(yè)科學研究所

48h后雨降差準標±值均平 圍范.0±0.1 27 7.2 26.9-2.0±0.1 27 7.2 26.9-2.0±0.1 27 7.2 26.9-2.8±0.1 26 7.0 26.7-2.8±0.1 26 7.0 26.7-2.8±0.1 26 7.0 26.6-2 0.3 5.6±5.2-6.1 0.2 5.4±4.9-5.6 0.3 4.3±3.7-4.6 0.3 8.1±7.8-8.6 0.4 8.2±7.8-8.6 0.4 8.2±7.7-8.6.3±16.5 75 5.8 46.1-9.4±14.3 62 1.4 44.1-9.6±15.1 54 6.4 38.0-8況情化變）mV P（OR和pH）、-1 mg·L O（、D度鹽）、（℃度溫水海層底中表塘池參刺后前雨3 降表h 36后雨24降后雨8h降后雨1h降后雨降前雨降差準標±值均平 圍范 差準標±值均平 圍范 差準標±值均平 圍范 差準標±值均平 圍范 差準標±值均平 圍范.1±0 28.5-28.6 28.4 26.6±0.1 6.9-2.5 26.1 28.2±0 28.1-28.3±0.1.4 28 8.4-2.2 28 30.6±1.4 28.8-32.5.1±0 28.5-28.6 28.4 26.6±0.1 6.9-2.5 26.1 28.2±0 28.1-28.2±0.1.4 28 8.1-2.3 28 30.4±1.2 28.8-31.6.1±0 28.5-28.6 28.4 26.6±0.1 6.9-2.5 26.1 28.1±0 28.0-28.3±0.1.4 28 8.7-2.2 28 30.2±1.0 28.8-31.2.3±0 26.7-27.1 26.4 26.7±0.4 7.3-2.2 26.5 26.3±0 25.5-27.2±0.2.5 25 5.8-2.3 25 27.8±0.0 27.7-27.8.3±0 26.7-27.1 26.4 26.7±0.4 7.3-2.2 26.6 26.4±0 25.5-27.5±0.2.1 26 6.3-2.5 25 27.8±0.0 27.7-27.8.3±0 26.7-27.2 26.4 26.7±0.4 7.3-2.1 26.6 27.1±0 25.8-27.8±0.1.6 27 7.8-2.5 27 27.7±0.1 27.6-27.8 0.1 6.6±6.4-7.0 0.2 5.6±5.2-5.9 0.2 5.8±5.5-6.1 1.2 3.5±1.8-5.3 0.7 5.3±3.8-6.2 0.2 6.5±6.3-6.8 0.2 5.5±5.1-5.7 0.2 5.6±5.2-5.9 1.1 3.4±1.8-5.0 0.8 4.9±3.4-6.1 0.5 5.4±4.8-6.5 0.6 4.6±3.6-5.6 0.6 4.5±3.9-5.7 1.0 3.2±1.8-4.7 0.3 3.9±3.4-4.2 0.5 8.1±7.3-8.8 0.3 7.8±7.4-8.3 0.1 7.7±7.5-8.0 0.6 7.6±7.0-8.7 0.0 8.7±8.6-8.7 0.4 8.1±7.4-8.6 0.3 7.7±7.4-8.3 0.2 7.7±7.4-8.1 0.4 7.7±7.1-8.2 0.0 8.7±8.6-8.7 0.4 8.2±7.5-8.8 0.2 7.7±7.4-8.1 0.2 7.7±7.5-8.2 0.4 7.7±7.2-8.2 0.0 8.7±8.6-8.7.6 16 117.7±-133.8 79.1 31.0 123.9±1.2-200.4 10.1 11 163.9±1.4 151.6-19±25.1.6 79.6-111.9 35 84.9±13.1 72.3-111.7.4 14 117.4±-137.6 87.3 22.9 119.3±2.2-174.2 10.8 14 169.0±0.4 139.4-19±27.5.4 72 06.1-1.9 19 84.2±11.5.6 73.2-106.7 13 117.4±-138.7 94.3 19.9 117.3±2.5-160.2 10.5 14 160.6±2.8 146.9-20±26.2.8 70 02.6-1.7 19 84.4±11.8.1 73.7-108層水 表中底表中底表中底表中底表中底數(shù)參度/℃溫度鹽DO g·L-1/m pH P OR V/m