大港露天海水養殖塘水環境與氣象條件關系

趙玉潔等

摘 要：本文針對濱海新區水產養殖對氣象服務的迫切需求，對8—11月份濱海新區高密度養蝦基地露天實時海水養殖水體監測到的水環境進行了數據分析。結果表明：池塘3層平均水溫均高于氣溫，8—9月水溫在20～28 ℃之間，適宜南美白對蝦生長。10月以后水溫逐漸下降，適宜度降低。陰天和多云天氣時，會出現下層水溫高于上層水溫的情況，形成水體亂流，應特別防范翻塘浮頭災害出現。建立了池塘水溫與氣溫關系模型，實時預報池塘水溫，為水產養殖最佳繁育期、放養期、投餌期、捕撈期等生產活動提供科學依據，為大港地區安全水產養殖提供支持。

關鍵詞：海水養殖；水溫；氣象條件

中圖分類號：S932.5 1 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.07.008

Abstract： Respond to the urgent need for meteorological service from aquaculture in Binhai New Area， the real-time data from August to November， of water in mariculture ponds of shrimp base was analyzed. The results showed that the average water temperature of three layers in the ponds were higher than that in air， the water temperature from August to September varied from 20 to 28 ℃， which favored the growth of white shrimp（Penaeus vanamei）. From October， the water temperature gradually declined against growth of shrimp. In overcast and cloudy Days， the temperature of lower layer water was higher than the upper， which caused water turbulence. So， special attention should be paid to guard against the pond hypoxia disasters， and the relational model of the air temperature and water temperature in the pond was established，which can real-time forecast water temperature in the pond and provide a scientific support for the best breeding， feeding， harvest and other activities of aquaculture.

Key words：mariculture； water temperature； weather condition

濱海新區大港地區有著廣闊的海水養殖面積，是濱海新區水產養殖的主要地區，共有露天養殖面積2.4萬余hm2。水產養殖基本上是露天作業，氣象條件與水產養殖的成敗息息相關。隨著濱海新區的開發建設，大港水產養殖業走上了高效養殖的道路，對氣象條件更加敏感，對氣象災害更加脆弱。氣象條件在很大程度上決定著養殖對象生長速度、繁殖時間、成活率、病害情況等，還決定了苗種放養、飼料投放時間及投放量、捕撈上市時間和產品運輸方式等，影響水產養殖的豐歉、品質和成本的高低，甚至可能導致養殖業的巨大損失。氣象因素對水產養殖業的危害主要表現在兩方面。 一是災害性天氣如臺風、暴雨等引起的嚴重洪澇或風暴潮造成的“硬殺傷”。如2012年7月25—26日的特大暴雨天氣，造成大港古林街海水對蝦養殖損失嚴重。二是溫度、鹽度等變化引發水生物適生環境條件發生變化導致生理不適應造成的“軟殺傷”。一場低溫寒潮天氣可導致海水養殖的魚蝦大面積死亡。特別是高密度養殖采用高投飼料密集養殖，天氣突變造成浮頭泛塘已成為水產養殖的主要災害之一，一旦發生損失嚴重。

因此，對露天海水養殖水環境進行觀測預報，可以有效減少水產養殖損失，增減養殖戶收益。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

觀測養蝦池設在天津市濱海新區大港古林街馬棚口二村的對蝦高密度養殖示范區。示范區（N39°19′、El17°46′）年平均氣溫12.6 ℃，最冷月1月平均氣溫-3.3 ℃，最熱月7月平均氣溫26.8 ℃；平均年降水量522.2 mm，雨量集中在7—8月；年日照時數在2 700 h左右。本園區海水池塘養殖面積共266 680 m2，每個池塘6 667 m2，共40口池塘。曬水池在園區南側，緊鄰池塘，面積6 667 m2。養殖水產品為南美白對蝦（Penaeus vannamei Boone），養殖示范區如圖1所示，觀測儀器分別安裝在40#池塘和曬水池2。

1.2 測定項目及儀器

項目采用雨研信息科技（上海）有限公司的水產養殖氣象監測顯示系統。每套包括4種要素，距水面1.0 m深度溶氧量（±1%）、鹽度（±1%）和pH值（±0.1），距水面0.5，1.0和1.5 m 3層深度水體溫度（精度±0.1 ℃），監測數據通過GPRS模塊實時傳送到氣候中心服務器的數據庫。

1.3 數據處理及分析方法

本文利用觀測數據繪制圖表，以直觀地反映海水養殖條件下氣象要素的時空變化特征；并對所取得的數據使用數理統計相關知識和統計軟件SPSS進行方差分析、相關性分析以及回歸分析。

2 結果與分析

2.1 海水露天養殖池塘池水溫變化特征

該養殖區引灌海水進行養殖。海水在曬水池中曬15～20 d，引入養殖池塘。本文主要研究8—11月水溫時空變化特征。

2.1.1 海水露天蝦池池水溫的時間變化 （1）平均水溫變化特征。觀測數據采集時間為2013年8月6日—2013年11月30日。

如表1、表2所示，從時間變化分析，8月至11月，蝦池平均水溫逐月降低，從空間分布分析，蝦池3層水溫從上層到下層逐漸降低。與氣溫比較，各月3層水溫平均值均高于同期氣溫平均值。蓄水池和蝦池水溫差異不顯著。

（2）水溫變化趨勢。蝦池水溫的變化主要是隨氣溫的變化而變化，由水溫、氣溫變化曲線圖1和圖2可以看出，水溫、氣溫的秋季變化均呈波浪形，其走向基本一致，但水溫變化幅度遠低于氣溫，主要是由于水的比熱較空氣大造成的。隨著時間推移，水溫呈下降趨勢。從變化時段看，蝦池8月6日—9月1日水溫達到最大值，其中8月31日12點至9月1日上午9點，3層水溫保持29～30 ℃持續45 h。之后水溫呈階梯式下降，9月25日至29日和10月25至11月5日兩個階段水溫下降速率最大。蓄水池與蝦池水溫變化趨勢一致。

2.1.2 不同天氣類型水溫變化特征 為了分析不同天氣類型水環境變化規律，分陰天、晴天和多云3種天氣進行分析，按照日照百分率小于20%，20%～60%和大于60%劃分為陰天、多云和晴天。

除季節變化外，池塘水溫晝夜變化也是生產不可忽視的一個環節。不同天氣類型水溫最高最低氣溫出現時間和日較差均不相同，特別是陰天和多云天氣下層水溫高于上層水溫。

晴天時選取連續晴天（9月4—5日，日照百分率0.81～0.89），0.5，1.0，1.5 m 深度逐時水溫監測資料。結果表明，3個深度水溫日變化曲線均呈單峰型（圖3），各層日最低水溫平均出現在8：00左右，日最高水溫出現在15：00—16：00左右，比大港氣象站的日最低最高氣溫出現時間均推遲2 h左右；水溫的日較差較小，0.5，1.0，1.5 m 深度的水溫日較差分別為1.6，2.2和2.3 ℃，而同期大港氣象站氣溫的日較差為10.8 ℃，這與水體熱容量大有關。垂直方向，各深度逐時水溫差異不超過2.5 ℃，按照0.5，1.0，1.5 m順序水溫依次降低，詳見圖4。

陰天時選取連續陰天（8月30—9月1日，日照百分率0），0.5，1.0，1.5 m 深度逐時水溫監測資料。結果表明，1.0 m和1.5 m兩個深度水溫日變化曲線呈單峰型（圖4），日最低水溫平均出現在8：00左右，日最高水溫出現在15：00—16：00左右，比大港氣象站的日最低最高氣溫出現時間均推遲2 h左右，與晴天實況相似，1.0，1.5 m 深度的水溫日較差分別為0.5，1.0 ℃，比晴天水溫日較差明顯偏小。而0.5 m深度的水溫維持在29.7 ℃基本無變化，而且8月30日12：00—31日1：00和8月31日12：00—9月1日0：00及9月1日14：00—19：00，0.5 m水溫均低于1.0 m水溫，個別時段甚至低于1.5 m水溫，垂直方向出現逆溫層，造成深層水體向上層流動混合，水體內部形成亂流，詳見圖4。

多云天時選取連續陰天（9月9日—9月10日，日照百分率0.5～0.6），0.5，1.0，1.5 m深度逐時水溫監測資料。結果表明，水溫日變化和垂直變化介于晴天和陰天之間，1.0 m和1.5 m兩個深度水溫日變化曲線呈單峰型（圖5），日最低水溫平均出現在8：00左右，日最高水溫出現在15：00—16：00左右，比大港氣象站的日最低最高氣溫出現時間均推遲2 h左右，1.0和1.5 m 深度的水溫日較差分別為0.7，1.2 ℃，介于晴天和陰天之間。而0.5 m深度的水溫變化與陰天類似，垂直方向下午至晚上出現水溫上低下高的逆溫層，造成深層水體向上層流動混合，水體內部形成亂流，這也是高溫季節池塘浮頭泛塘的主要原因之一。

2.2 水體溶氧量變化分析

溶氧量是水中生物在水中生存的重要指標之一，水中飽和溶氧量受到大氣壓力、水溫、水中其他溶質（如其他氣體、有機物或無機物）含量等因素共同作用的影響。自然條件下水中的飽和溶氧與大氣壓呈正相關關系，陰雨天氣大氣壓降低，影響水體溶氧量；隨著水溫升高，飽和溶氧量下降；鹽度對溶氧也有直接而明顯的影響，隨著水體鹽度升高，飽和溶氧量下降。

觀測蝦池內有一臺增氧機，溶氧減少時會啟動增氧機增氧，因此觀測的溶氧量為人工干預后的結果。溶氧量觀測數據分析結果為，觀測期內池塘水體溶氧量在12.0～4.0 mg·L-1之間波動，溶氧量下午高于早晨，白天高于夜間。每天至少有16 h以上大于4.0 mg·L-1，沒有出現低于3.0 mg·L-1情況。

2.3 水體pH值變化分析

蝦池水體酸堿度維持在7.8～8.8之間，很穩定，水體屬于弱堿性，能滿足養殖蝦類的生長發育需要。

2.4 鹽度分析

高密度養殖時蝦適應低鹽度能力較差，觀測表明：蝦池鹽度維持在19‰～31‰，鹽度整體適宜，未出現低于7‰的情況，蝦池環境利于蝦類發育。

2.5 池內水溫與氣溫的關系

采用3層水溫逐時資料與大港氣象站同步逐時平均氣溫資料，利用逐步回歸分析方法，建立蝦池水溫與氣象站氣溫間關系模型，該模型可用于水溫預報。

秋季蝦池各層水溫與大港氣象站氣溫的統計模式如表3。

3 結論與討論

本文對大港露天海水養殖池塘水的溫度、溶氧、鹽度、pH值等進行觀測分析，并建立了秋季各月逐層水溫與氣溫的關系模式。

（1）8—11月，觀測池塘3層平均水溫均高于氣溫，8—9月水溫在20～28 ℃之間，適宜南美白對蝦生長，10月以后水溫逐漸下降，適宜度降低。

（2）陰天和多云天氣，出現下層水溫高于上層水溫的情況，形成水體亂流，應特別防范翻塘浮頭災害出現。

（3）建立池塘水溫與氣溫關系模型，預報池塘水溫，可為魚塘管理提供依據。

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