大亚湾大鹏澳网箱养殖环境富营养化进程研究

摘要

网箱养殖是一种产量较高、效益较好的精细养殖模式，自20世纪70年产生以来，在世界各国得到迅速而广泛发展。但伴随网箱养殖规模的不断扩大，由其所引发的环境污染问题受到了世界各国的普遍重视，水质恶化、水域生物多样性减少、赤潮、养殖鱼类死亡等阻碍了网箱养殖的健康发展。 本文在参考国内外相关研究的基础上，以大鹏澳养殖海域为研究对象，进行四个航次的调查研究，通过对网箱养殖区、贝类养殖区、对照区三个不同区域水体、沉积物表层、柱状样中的间隙水和柱状样中氮磷营养盐的对比分析，较全面地研究了网箱养殖区沉积物环境营养盐的特征；通过测定网箱养殖区的沉积物的沉积速率，得出底泥柱状样的沉积年代，分析网箱养殖区的富营养化进程。主要研究内容如下： （1）网箱区养殖区、贝类养殖区和对照区的水体氮、磷、硅等营养盐的水平分布特征和季节变化特征，通过对营养状态质量指数（NQI）的计算，对三个区域的水质进行评价； （2）网箱养殖区、贝类养殖区、对照区三个区域的表层底泥的氮磷营养盐水平分布特征和季节变化特征，可交换态无机氮（IEF-N）、三态氮（NH4-N、NO3-N、NO2-N）、无机磷（IP）和有机磷（OP）等的比例变化特征。对沉积物中总氮、总磷的质量评价中选用“第二次全国海洋污染基线调查技术规程”指定沉积物标准，对表层沉积物总氮、总磷的生态毒性效应进行评价。 （3）网箱养殖区、贝类养殖区、对照区三个区域的底泥柱状样间隙水中的氮磷营养盐水平分布特征和季节变化特征。 （4）网箱养殖区、贝类养殖区、对照区三个区域的底泥柱状样中的氮磷营养盐水平分布特征和垂直分布特征。通过测定大鹏澳海域的沉积速率，计算出柱状样深度45cm以上的沉积年代，再结合氮磷营养盐含量的变化趋势，总结出网箱养殖区底泥的富营养化进程。 本文通过对以上内容的研究，得出如下结论： （1）网箱养殖区水体中的无机氮、磷酸盐和硅酸盐浓度均比贝类养殖区、对照区高。网箱养殖区水体中的无机氮、硅酸盐浓度夏、秋两季较高，春、冬两季较低，无机磷变化趋势则相反。 （2）网箱养殖区表层沉积物中的总磷平均含量明显高于对照区2.81倍，是贝类养殖区的2.73倍。总氮的含量大于贝类养殖区和对照区，其总氮最高含量出现在春季，冬季的含量最低。网箱养殖区表层沉积物中总氮、总磷含量均超过了氮的最低级别生态毒性效应含量，但是都未达到最严重级别生态毒性效应含量。 （3）网箱养殖区柱状样间隙水中的无机氮、无机磷浓度大于贝类养殖区和对照区。网箱养殖区沉积物柱状样总氮、总磷均含量大于贝类养殖区和对照区。氨氮在总氮中占主导地位，说明网箱养殖产生的有机和无机废物可直接带来网箱养殖区的富营养化现象，如BOD增加、缺氧、氧化还原电位降低等，导致底泥中氨氮含量增大。由三个区域沉积物中剖面分布图中总氮、总磷含量变化情况来看，总氮的总体变化趋势较为一致，均是从底层至表层，含量呈上升趋势，最高值出现在表层。 （4）从底泥柱状样的深度相对应的年代来看，网箱养殖区1973年到1987年相对应的沉积物中的总氮含量有一个缓慢上升的阶段，总磷无明显变化，1987年到2008年相对应的沉积物中的氮磷含量急剧升高，而对照区和贝类养殖区在这段时间氮磷含量无明显变化，大鹏澳的网箱养殖开始于20世纪80年代，这与总氮、总磷含量与年代的关系相吻合，说明网箱养殖对养殖水体的氮污染做出了显著的贡献。

目录

文摘

英文文摘

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引言

第一章研究海域概况

1.1 大鹏澳网箱养殖海域简介

1.2 采样点的设置及样品的采集

1.2.1 采样点的设置

1.2.2 样品的采集和制备

1.3 营养盐分析方法

第二章 大鹏澳网箱养殖海域水体中营养盐形态分布特征

2.1 营养盐的平面分布特征

2.2 营养盐的季节分布特征

2.3 营养状态质量指数(NQI)的计算

2.4 三态氮组成比例

第三章 大鹏澳网箱养殖海域表层沉积物中营养盐分布特征

3.1 表层沉积物磷

3.1.1 总磷(TP)

3.1.2 无机磷(IP)

3.1.3 有机磷(OP)

3.2 表层沉积物氮

3.2.1 总氮(TN)

3.2.2 可交换态无机氮(IEF—N)

3.3 表层底泥的氮、磷污染评价

3.3.1 评价标准与方法

3.3.2 表层沉积物的总氮、总磷污染评价

第四章大鹏澳网箱养殖海域柱状样间隙水中氮磷含量及垂直分布

4.1 间隙水中营养盐平面分布特征

4.2 各区域柱状样间隙水中营养盐的垂直分布特征

4.3 磷酸盐

第五章大鹏澳网箱养殖海域沉积物柱状样中氮磷分布特征与沉积年代分析

5.1 柱状样中氮的分布特征

5.1.1 各区域总氮含量的对比分析

5.1.2 各区域IEF—N含量的对比分析

5.1.3 各区域NH4—N、NO3—N和NO2—N含量的对比分析

5.2 柱状样氮的剖面变化特征

5.2.1 柱状样中总氮的剖面变化特征

5.2.2 柱状样中IEF—N的剖面变化特征

5.2.3 柱状样中NH4—N的剖面变化特征

5.2.4 柱状样中NO3—N、NO2—N的剖面变化特征

5.3 柱状样中磷的分布特征

5.3.1 各区域总磷含量的对比分析

5.3.2 各区域IP、OP含量的平均值及所占总磷比例的对比分析

5.4 柱状样磷的剖面变化特征

5.4.1 柱状样总磷的剖面变化特征

5.5 沉积物柱状样中氮、磷生态毒性效应评价

5.6 网箱养殖区沉积物总氮、总磷与年代的关系

5.6.1 总氮与年代的关系

5.6.2 总磷与年份的关系

5.6.3三个区域富营养化的进程

第六章 结论

6.1 网箱养殖海域水体中的氮、磷变化特征及富营养化评价

6.2 网箱养殖海域表层沉积物中的氮、磷变化特征及富营养化评价

6.3 网箱养殖海域间隙水中的氮、磷含量及变化特征

6.4 网箱养殖海域沉积物柱状样中的氮、磷含量特征

6.5 网箱养殖区沉积物中总氮、总磷与年代的关系

参考文献

在学期间参与课题和发表论文情况

致谢