東極青浜島2016年網箱養殖水質的評價與分析

徐晴晴 趙晟

[摘要]以舟山東極青浜島大黃魚養殖基地2016年3～12月份的水質監測數據資料為依據， 采用單因子評價法和潛在性富營養化法得出青浜島海域水質評價等級，并分析了其海域的溶解無機氮和溶解無機磷的月變化及其影響因素。結果表明，7、8、9、10月份其海域的無機氮超標，11、12月份的磷酸鹽超標，其余均滿足二類海水水質標準的要求。其中夏秋季，由于受臺風天氣和養殖模式的影響，海水中氮營養元素偏高，使得該海域易發生赤潮，從而影響該海域的養殖業的發展。

[關鍵詞]養殖水域；單因子評價法；潛在性富營養化法；營養鹽

[中圖分類號]X824 [文獻標識碼]A

隨著海洋捕撈量的急劇下降和市場海產品的需求量的不斷增加，近年來近海養殖業不斷發展，其規模也在不斷地擴大。海水網箱養殖逐漸成為我國海水養殖的重要產業之一。網箱養殖在過去20年快速發展，是全球水產養殖業中增長最快的產業之一。然而近幾年由于網箱養殖數量成倍的增長，養殖規模的不斷擴大，其帶來的養殖海域環境問題也日益突出。網箱養殖產生的殘餌、代謝排泄物等有機廢物，或沉積到網箱下方的底泥中，使沉積物質量迅速惡化并影響底棲生物群落結構，或分解產生氮磷營養鹽釋放到水中，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化而引發赤潮，進而影響整個網箱養殖系統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害記錄分析表明，在河口型赤潮、海灣型赤潮、養殖型赤潮、沿岸流型、上升流型及外海性赤潮六類中，養殖型赤潮約占總次數的27%。

大黃魚 （Larimichthys crocea）屬石首魚科黃魚屬，是我國傳統四大海產之一，是我國近海漁業的主要經濟魚類。舟山漁場曾以盛產大黃魚、小黃魚等四大海產而聞名，但由于人們的捕撈過度、環境的改變、漁場和生物種群結構的不斷變遷、人類近岸生產和經濟活動等多種原因加上親體保護不力，致使本地野生大黃魚資源近于枯竭。根據2016年漁業統計年鑒，浙江省2015年大黃魚捕撈量為446t，占全國的0.43%；大黃魚養殖量為6512t，約占全國海水大黃魚養殖的4.38%。近年來舟山近海養殖業慢慢發展起來，并具有逐年擴大的趨勢。為加大普陀區東極鎮的現代漁業養殖，東極大黃魚總養殖面積達28.8hm2，安裝大型深水網箱66只，養殖操作平臺約200m2，貝藻養殖筏架長5000m。青浜島隸屬浙江省舟山市普陀區東極鎮，海岸線長達 10.5km。青浜島海域屬于正規半日潮潮汐類型，常年風浪較大，受黃海南下的沿岸流黃海水團、臺灣北上的臺灣暖流，及長江、錢塘江的多重影響，使得較為復雜的海流為海區帶來了大量的營養物質。該海域受西南季風及東北季風的影響較為明顯，其水體的透明度、溫度、鹽度因此呈現出季節性變化的特征。近年來青浜島水產養殖業發展中，受人類漁業生產活動等人為因素，導致引發該海域的海洋環境問題。

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

1 材料與方法

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

水質監測數據從2016年3月份到12月份，監測項目為7 項， 即水溫、pH、DO、PO4-P、無機氮 （ NO3 -N、NO2 -N、NH4 -N 之和）。水質中各監測項目按 GB17378.4-2007 海洋監測規范規定的方法執行。各評價因子均使用我國1997年發布的《海水水質標準》中第二類水質標準值進行評價。

1.1 單因子評價法

水質質量現狀評價主要以pH、DO、PO4-P 、無機氮（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測數據的極值或平均值，和該因子的標準值進行比較的評價方法。在水環境質量評價中，當某項指標超過相應功能的標準值時，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查水域是否滿足功能要求，是水環境影響評價中最常用的方法。

采用單項指標污染指數，其計算公式為：

式中 ：SDO，j為DO的評價指數；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監測點的溶解氧實測值，mg/L；DOs為溶解氧的評價標準限值，mg/L 。

1.2 潛在性富營養化法

潛在性富營養化法，即由郭衛東等提出，他們認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鹽對富營養化的貢獻真正體現出來，這種現象稱為潛在性富營養化。以此概念為基礎，參照我國海水水質標準，同時兼顧氮、磷含量及N：P值，提出了分類分級的富營養化評價模式，其劃分標準見表1。

2 結果與分析

2.1 評價結果

2016年青浜島大黃魚網箱養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）、無機氮（DIN）和磷酸鹽（PO4-P）的評價結果如表1所示，根據參評要素的實測值對水質進行評價分類，優于或等于二類水質標準為未超標，劣于二類水質標準為超標。由此可知7、8、9、10月份其海域的無機氮超標，11、12月份的磷酸鹽超標，其余均滿足二類海水水質標準的要求。

2.2 DIN和DIP的月變化情況及分析

青浜島大黃魚網箱養殖水域的DIN、DIP含量隨監測月份的變化情況，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月份達到最高，8月份達到最低。若是按季節劃分，兩項營養鹽濃度都呈現出明顯的季節變化，DIN的濃度呈現為夏秋季節高于春冬季節，DIP的濃度則相反。從無機氮的結構組成上看（見圖3），該網箱養殖海域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箱養殖區水化學環境的調查分析中，發現夏秋季氨氮的含量顯著增加，是非養殖區海域的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、腐殖質隨著水溫上升而加快分解，使得養殖區氨氮的含量相對增加。這種自身污染現象，將嚴重影響養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現浮游植物可以不同程度上且按一定順序利用各種形態氮，且氮源的種類也會影響浮游植物的生長模式。

2.3 潛在性富營養的月變化情況及分析

青浜島大黃魚網箱養殖水域N/P值得月變化情況如圖4所示，N/P值的變動很大（2～404）。根據潛在性富營養化劃分，可知該海域7到10月份主要為ⅣP磷限制潛在性富營養，11月份為ⅤN氮中等限制潛在性富營養，12月份為Ⅲ富營養。尹艷娥等對2007～2009年長江口及鄰近海域富營養化趨勢分析中，也指出長江口及鄰近海域的營養級主要集中在III級（富營養）和ⅤP級（磷中等限制潛在性富營養），且長江口海域受磷限制富營養化程度越來越高。磷限制潛在性富營養，即N：P值大于60，說明富營養化水體中氮的含量大大超過磷的含量，N/P比值嚴重不平衡。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相對豐富導致N/P值偏低。夏秋季，由于大風天氣和養殖魚類的代謝情況，使得N元素較高，從而導致N/P值偏大，同時也說明了此階段N為此海域初級生產力的限制因子。青浜島作為一個遠陸地的島嶼，其營養鹽的變化主要是受氣候、臺風、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，且網箱養殖魚類的密度和個體較小，其釋放的營養元素也較少；而在7～9月份末，該地區受臺風的影響，其海上風浪大，海水攪動厲害，使得海底的營養鹽上升至表面，2016年9、10月份舟山先后迎來強臺風馬勒卡、鲇魚和超強臺風暹芭，使得舟山近岸海域出現2.5～3.5m有效波高，從而出現在7到10月份期間DIN含量很高，且期間也是赤潮的高發期。

3 結論

通過對青浜島大黃魚養殖海域2016年3～12月份的監測，分析了該海域營養化情況，可得以下結論。

（1）3～6月份的水質均符合二類水質的標準，而在7～10月份DIN超標，11、12月份DIP超標；且從DIN的結構組成中可以看出，該網箱養殖海域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N/P值和潛在性營養化分析，該養殖海域夏秋季N/P值超過正常值，存在ⅣP磷限制潛在性富營養，可能會引發赤潮的發生，進而影響該海域的養殖業的發展。

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