草魚精養池塘養殖水體富營養狀況及藻相特征分析與評價

周彬 陳剛 黃建盛 唐洪玉 湯保貴 鄭小林

摘 要 水質的營養程度對水產養殖的健康發展有著極其重要的作用，使用綜合營養狀態指數法可以對養殖水體的營養狀況作出準確評價。對廣州誠一水產養殖有限公司試驗水域營養及藻相特征進行分析和評價，得出水體富營養化程度大部分處于中度富營養狀態，少數處于輕度富營養狀態，極少數處于中營養狀態;藻類豐度中綠藻門最高（69.95%），其次是藍藻門（20.03%），然后依次是硅藻門（1.73%）、裸藻門（8.29%）。

關鍵詞 富營養程度;藻相特征;綜合營養指數法;水產養殖;水質

中圖分類號：S967.4 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.072

水質的好壞直接關系到水產養殖的成敗，水體的營養狀態又直接關系到養殖對象的生長發育[1]。磷、氮等營養物質過多會引起池塘富營養化[2]，使池水渾濁度增加，減少水生植物進行光合作用時可以利用的光能[3]。在華南地區，尤其是珠江水系，環境氣候、地理位置以及市場需求都適合大宗食用魚類的規模化養殖，廣東省更是是水產品生產、消費大省。

廣州誠一水產養殖有限公司（以下簡稱誠一水產）位于廣州市南沙區萬頃沙鎮，養殖面積近453 hm2，是以草魚養殖為主的大型綠色健康水產養殖示范基地，草魚年產量達2萬噸，產值約1.8億元。草魚是食用最多、養殖最廣的魚類品種，對誠一水產草魚基地水體營養狀態進行研究，在該區域具有一定的代表性。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與采樣時間

監測地點為誠一水產的成魚池301～308塘，共8個魚塘;監測時間為2017年6月1日—6月28日，每日8：00采樣，在實驗室測定水樣的各項指標。

1.2 水樣采集方法

試驗期間每日8：00—9：00，用水樣潤洗水瓶后用采水器取1 L水樣，取樣位置為池塘下風口中部離岸邊2 m左右、水深20～30 cm處。若水質異常，如水色漸淡、輕度浮頭時，則改換下風口其它地點進行采樣。所采水樣應具有代表性，要與該池塘多數水體一致，如遇特殊地點，應另取一瓶，一同帶回檢測。

1.3 測定方法

總氮（TN）的測定參照國家標準GB/T 609-2018《化學試劑 總氮量測定通用方法》進行;總磷（TP）的測定參照國家標準GB/T 11893-1989《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》進行;葉綠素（Chl-a）的測定參照國家標準NY/T 3082-2017《水果、蔬菜及其制品中葉綠素含量的測定分光光度法》進行;高錳酸鹽指數（CODMn）的測定參照國家標準DB23/T 2012-2017《水質高錳酸鹽指數的測定分光光度法》進行;透明度（SD）的測定參照國家標準SL 87-1994《透明度的測定（透明度計法、圓盤法）》進行。

1.4 評價方法

1.4.1 綜合營養狀態指數法

中國環境監測總站制定的《湖庫（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定》中，采用綜合營養狀態指數法進行湖庫富營養化狀況評價。該方法應用得較為廣泛，相對其它評價方法更為成熟，它的評價指標有Chl-a、TP、TN、SD、CODMn。綜合營養狀態指數（TLI）的計算公式為：

（1）

TLI（∑）是綜合營養狀態指數;m是參與評價的指標數;Wj是第j種參數營養狀態指數的相關權重;TLI（j）代表第j種參數的營養狀態指數。以Chl-a為基準參數，則第j種參數的歸一化相關權重計算公式為：

（2）

式中rij為第j種參數與基準參數Chl-a的相關系數;m為評價參數的個數。

表中rij來源于中國26個主要湖泊調查數據的計算結果[4]

各單個指標營養狀態指數的計算公式為：

TLI（Chl-a）=10（2.5+1.086In Chl-a）? ? ? ? ? ? ?（3）

TLI（TP）=10（9.436+1.624In TP）? ? ? ? ? ? ? ? ?（4）

TLI（TN）=10（5.453+1.694In TN）? ? ? ? ? ? ? ?（5）

TLI（SD）=10（5.118-1.941n SD）? ? ? ? ? ? ? ? ? （6）

TLI（CODMn）=10（0.109+2.661In CODMn）? ? ? ? ? ? ? （7）

式中，Chl-a單位為mg·m-3;SD單位為m;其他指標單位均為mg·L-1。

采用0～100系列連續數字對養殖池塘營養狀態進行分級。綜合營養狀態指數TLI（∑）<30為貧營養，30≤TLI（∑）≤50為中營養，TLI（∑）>50為富營養;

5070為重度富營養。在同一營養狀態下，指數值越高，其營養程度就越重。

1.4.2 多樣性指數和營養狀況指數

采用Shannon-Wiener多樣性指數（H）分析藻類物種多樣性，并進行污染程度評價。

（8）

式中，S為藻類的種數;pi為第i種藻占所有藻數量的比例。Shannon-Wiener多樣性指數可以反映水體的水質狀況，當物種多樣性指數大于3時，水體為輕污染或無污染;指數為1～3時為中度污染;指數為0～1時為重度污染。

1.5 數據分析

試驗數據采用Excel 2010進行分析。

2 結果與討論

2.1 水質指標的變化情況

因各池塘水質指標情況相差無幾，波動變化在誤差允許范圍內，現取8個池塘水質指標均值作為分析對象，圖1為水質指標的變化情況。從圖1可以看出，1—15日的總氮有起伏波動，16—24日處于上升階段，之后又有所回落;從整月來看，波動幅度不大，均處于正常范圍之內。總磷在1—13日先上升再下降;14日以后，呈波動上升狀態，月底較月初略有增高。CODMn在1—14日整體有波動，但相對平穩;14—25日先下降然后逐漸回升。葉綠素a在1—16日，整體有變化波動，18—28日先降低，最后7天逐漸回升。透明度在整個6月呈波動上升狀態，整體較月初有所增加，透明度均值處于15 cm左右。通過分析可知，各項水質指標在月初到月中時，呈現無規律的波動，但沒有明顯的升高或降低;月中至月末，處于先下降再逐漸回升的狀態。

2.2 綜合營養狀態指數變化情況

使用綜合營養狀態指數法對各項水質指標進行分析，得出水質營養狀態，結果如圖2所示。1—14日變化不大，有少許波動;14—19日整體處于下降狀態;19日以后處于回升狀態，水質整體較月初有所降低。可以看出6月的營養狀態等級均處于富營養，有8天處于輕度富營養，20天處于中度富營養，說明池塘營養豐富。

2.3 藻類多樣性

2.3.1 藻相特征

健康的養殖水體需要藻相平衡，由藻的種類數量和分布結構等多種因素決定。觀看藻相時，若在顯微鏡視野中觀察到一種藻，則計該藻類一個頻次。藻相觀察期間各種藻類頻次結果如下。1）綠藻門：小球藻（447次）、鼓藻（397次）為主，部分柵藻（276次）、新月藻（214次）、十字藻（108次）、并聯藻（124次），少量空心藻（52次）、四星藻（36次）、空球藻（21次）、月牙藻（15次）、盤星藻（6次）、弓形藻（6次）、和綠梭藻（2次）;共計13種，1704頻次;2）藍藻門：螺旋藻（310次）、平裂藻（142次）、顫藻（19次）、微囊藻（16次）、念珠藻（1次）;共計5種，488頻次;3）硅藻門：菱形藻（31次）、三角藻（8次）、直鏈藻（2次）、圓篩藻（1次）;共計4種，42頻次;4）裸藻門：裸藻（200次）、扁裸藻（2次）;共計2種，202頻次。

2.3.2 數據統計

所有藻類共4門24種，2436頻次。豐度以綠藻門最高，其次是藍藻門、裸藻門、硅藻門。8個池塘中的優勢種為綠藻門中的小球藻（頻次99.78%）、鼓藻（頻次88.61%）、柵藻（頻次61.61%），藍藻門的螺旋藻（頻次69.20%）。

2.3.3 污染程度評價

根據公式8計算的多樣性指數結果顯示，Shannon-Wiener指數為1.635，說明水體總體上處于中度污染，這與綜合營養狀態指數法結果一致，說明水體處于中度富營養狀態。

3 結論

1）總氮、總磷、CODMn、葉綠素-a、透明度均為先上升、再下降后回升的趨勢。綜合營養狀態指數法評價結果顯示大部分時間水質為中度富營養狀態，少部分時間水質為輕度富營養狀態。

2）Shannon-Wiener多樣性指數評價結果顯示池塘水質總體上處于中度污染，水體處于中度富營養狀態。

3）誠一水產養殖用水來自珠江水系，進入養殖區域的水體含有豐富的藻類，養殖水域也適合藻類的生長，在池塘里含有豐富的藻類。

參考文獻：

[1] 孫成波，李義軍，李婷，等.凡納濱對蝦精養池養殖水體的富營養狀況時空差異[J].熱帶生物學報，2013，4（2）：105-110.

[2] 陳奧密.湖泊富營養化產生的原因和機理[J].廣東水利水電，2008，6（6）：34-37.

[3] 王桂芹，張東鳴，陳勇，等.水體富營養化的原因、危害及防治對策[J].吉林農業大學學報，2000，22（S1）：116-122.

[4] 金相燦.中國湖泊環境[M].北京：海洋出版社，1995.

（責任編輯：劉昀）