黄岛区鱼鸣咀至连三岛海水养殖区氮、磷营养盐分布特征及潜在性富营养化评价

摘要

黄岛区鱼鸣咀至连三岛海水养殖区是重要的海水养殖基地，由于常年密集的网箱养殖作业，造成该区域海水水质下降，富营养化程度加剧，甚至影响整个唐岛湾海域的海水交换，造成一定程度的污染。因此，研究该海域海水富营养化问题具有重要的现实意义。
　　根据近两年黄岛区鱼鸣咀至连三岛海水养殖区N、P营养盐的监测资料，分析了该海域N、P污染的时空变化特征，并对该海域进行了潜在性富营养化评价；通过控制不同的溶出条件，对养殖区海水底泥进行了氮磷营养盐的溶出实验；另外，根据网箱养殖物质平衡方程，计算出养殖活动和沉积物分别对海水中营养盐含量的贡献率，并分析了各个季节养殖区海水富营养化水平出现差异的原因。
　　结果表明，鱼鸣咀至连三岛海水养殖区内营养盐呈现如下特征：NO3--N的含量春季较高，冬季最低，秋季最高；NH4+-N含量为夏季较高，春冬季偏低，秋季最高的特点；NO2--N四个季节都偏低，尤其春冬季，甚至低出检出限。无机磷的含量春冬季最低，低出检出限，秋季达到最高。在春夏季表层和底层海水中营养盐的含量差别不大；秋冬季节，底层海水中营养盐含量比表层海水中明显增多。养殖区N/P的最高值出现在春冬季，在夏季出现最低值。表明了该网箱养殖区水体总体缺磷，春冬季尤为严重。将调查结果应用于潜在性富营养化评价模型，结果表明：黄岛区鱼鸣咀至连三岛海水养殖区海水除春季底层处于磷限制中度营养水平外，春季表层海水、夏冬两季均处于贫营养水平；秋季处于富营养水平。
　　该养殖区海底底泥营养盐溶出实验表明，环境因子的变化对氮磷营养盐的溶出有一定影响，其结果如下：振摇海底底泥混合溶液有助于氮磷营养盐的溶出；溶出液盐度增大，溶出液中总氮含量增大，总磷含量亦有小幅度的增加；溶出液的酸碱度对氮磷营养盐的溶出有一定的影响，中性与微酸性有助于氮营养盐的溶出，而微碱性则有助于磷营养盐的溶出；随着温度的升高，溶出液中氮磷营养盐的浓度亦相应升高；延长溶出时间，溶出液中氮磷营养盐的浓度随之增加。该研究表明，养殖活动产生的废弃物，常年堆积沉积于海底，是造成海水富营养化不可忽视的原因之一。
　　养殖区海水富营养化虽然与近岸地表径流的营养盐输入，海水温度以及海面风力有关，但养殖活动、养殖区内生物新陈代谢以及海底沉积物的溶出等因素则是该海域富营养化的突出诱因。实验证明，养殖区水体中的N营养盐有70.6％来源于养殖活动的产出，包括投饵量、鱼苗投放增加的N量和成鱼收获减少的N量，有29.4%来自于沉积物对海水释放的N元素；养殖活动和沉积物溶出贡献的磷营养盐分别占P释放总量的87.7%和12.3%。
　　不同季节，养殖区海水呈现不同程度的富营养化，分析其原因如下：秋季由于养殖活动非常活跃，投饵量，养殖鱼类和浮游生物新陈代谢都处于较高水平，秋季多雨增大了近岸地表径流量，海水温度的升高和较强的海面风浪有利于底泥中营养盐的溶出，所以DIN和无机磷含量都达到全年较高水平，使得养殖区海水呈现富营养状态；夏季，虽然养殖生物新陈代谢旺盛，排泄物增多，而且养殖区投放饵料增加，大量的降雨增大了对近岸污染物向海内的冲刷，较高的水温促进了沉积物营养盐的溶出，但是由于夏季海水温度达到一年中的最高值，水中浮游植物的生长极为旺盛，对水中营养盐的消耗也达到最大，故此夏季海水呈现贫营养状态；春冬两季为养殖淡季，降雨较少，海水温度较低，海水中营养盐浓度也较低，使得春冬两季海水呈现贫营养状态，但是由于春季养殖活动的开始、水温的缓慢升高以及沉积物营养盐的溶出，底层海水中营养盐有所增加，所以春季底层海水呈现磷限制中度营养水平。因此，为了控制养殖区海水富营养化的发生，提高养殖效率，改善海域环境，确保海水养殖业的可持续发展，有必要对养殖区进行合理规划与适当轮休。

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1. 绪论

1.1黄岛区鱼鸣咀至连三岛海水养殖区现状简述

1.2海水富营养化的国内外研究现状

1.3 潜在性富营养化评价理论

1.4 氮磷营养盐的沉积与释放

1.5 论文的研究意义

2. 监测与实验部分

2.1 样品的布点及采集

2.2 养殖区海水中营养盐的监测与分析

2.3 底泥营养盐溶出实验

3. 监测、实验结果与讨论

3.1 海水营养盐部分

3.2 底泥中氮磷营养盐的吸附与释放

3.3 底泥对海水水质的影响

4. 养殖区海水富营养化评价

4.1 评价结果

4.2 养殖区富营养化成因

5. 结论

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献