三沙灣鹽田港富營養(yǎng)化評價與龍須菜生物修復(fù)能力研究.pdf

1、海水養(yǎng)殖不僅可以提供經(jīng)濟(jì)效益，還能降低野生生物資源的開發(fā)強(qiáng)度，然而海水養(yǎng)殖的快速發(fā)展已經(jīng)帶來了一些對環(huán)境的負(fù)面影響。高 N/P濃度在一些海水養(yǎng)殖水域造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，比如水體富營養(yǎng)化和生態(tài)失衡。魚、蝦、貝類或其他經(jīng)濟(jì)水生動物的集約養(yǎng)殖不僅僅導(dǎo)致了沿海水域不斷增加的營養(yǎng)濃度，也導(dǎo)致了溶解無機(jī)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和沉積環(huán)境的變化。因此，如何改善水質(zhì)，降低從海水養(yǎng)殖環(huán)境釋放的營養(yǎng)鹽含量，是值得關(guān)注的問題。許多研究已經(jīng)證實(shí)了海藻的養(yǎng)殖在廢水處理和生物修

2、復(fù)方面的潛力，大型海藻對水生生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)循環(huán)和轉(zhuǎn)化非常重要，這歸功于它們吸收以及儲存氮磷的能力。而且大型海藻是食品、飼料、土壤改良劑以及制藥等行業(yè)的具有巨大商業(yè)價值的資源。
　　本文對三沙灣鹽田港海水養(yǎng)殖海域的水環(huán)境質(zhì)量、沉積物質(zhì)量、及浮游植物的種類和數(shù)量進(jìn)行了全年的調(diào)查監(jiān)測，主要檢測項(xiàng)目為基礎(chǔ)理化指標(biāo)以及主要的營養(yǎng)鹽，氨氮（NH4-N）、亞硝酸鹽氮（NO2-N）、硝酸鹽氮（NO3-N）、磷酸鹽（PO4-P）、總氮（TN）和總

3、磷（TP）。根據(jù)檢測的結(jié)果進(jìn)行鹽田港全年水質(zhì)分析有機(jī)物污染程度和富營養(yǎng)化進(jìn)程。并依據(jù)鹽田港的調(diào)查結(jié)果設(shè)定不同的N和P濃度在室內(nèi)培養(yǎng)龍須菜，比較其生長、對水體pH的影響以及吸收水中溶解無機(jī)碳、N和P的變化，評估龍須菜生物修復(fù)的潛力。隨后對鹽田港進(jìn)行實(shí)地考察并進(jìn)行魚/藻綜合養(yǎng)殖和龍須菜大規(guī)模栽培區(qū)的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，測量水體透明度、溶解氧、葉綠素a、懸浮物、藻體的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm和藻體重量的變化，并計算藻體的特定生長率。主要研究結(jié)果如下

4、：
　　1. N濃度對藻體特定生長率的影響顯著（P<0.05），N濃度的升高對藻體的生長是有促進(jìn)作用的。在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的濃度范圍中，龍須菜可以大大提高水體的pH，并且高N、P濃度對龍須菜吸收水體DIC的能力沒有不利影響?？傮w來說，P濃度的變化對藻體去除N的速率影響很小。N濃度的升高還是對藻體N的去除速率有促進(jìn)作用的。較高的P濃度對龍須菜的P去除效率是有利的。通過以上結(jié)果，我們建議在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的N、P濃度范圍內(nèi)，龍須菜適宜作為養(yǎng)殖對象，來

5、進(jìn)行富營養(yǎng)化水域的生物修復(fù)。
　　2.鹽田港海域SS含量均符合III類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，pH值大多符合III/IV類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而DIN和DIP符合IV類甚至劣IV類的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。有機(jī)污染評價指數(shù)和海水營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的評價表明，鹽田港海水養(yǎng)殖海域已經(jīng)處于嚴(yán)重的富營養(yǎng)化狀態(tài)，同時有機(jī)污染相當(dāng)嚴(yán)重。鹽田港海域表層沉積物中的總氮含量變化范圍為0.04～1.39 g/kg，年平均值為0.74 g/kg?？偭缀孔兓秶鸀?.11~1.58

6、g/kg，年平均值為0.62 g/kg?？偺己孔兓秶鸀?.01~1.47％，年平均值為0.71%。營養(yǎng)物質(zhì)的空間分布規(guī)律相似，均是在海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物增養(yǎng)殖及鄰近區(qū)域以及灣口等區(qū)域均有較高的濃度，而在灣內(nèi)上游區(qū)域濃度較低。鹽田港養(yǎng)殖水域共檢出浮游植物138種，隸屬6門，最主要的是硅藻，全年都是優(yōu)勢種，其次是甲藻。全年浮游植物的細(xì)胞密度變化為0.16～18.76×104 cells/L。全年浮游植物多樣性指數(shù)H'的變化范圍是0.31~4.2

7、4，均勻度J′的變化范圍是0.07~0.86，物種豐富度dMa的變化范圍是0.80~3.25，這三個指標(biāo)在不同月份之間的差異均是極顯著的（P<0.01）。
　　3.鹽田港水體的平均N/P比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固定比值（16:1），說明這是氮剩余或者磷限制系統(tǒng)。同時磷酸鹽濃度變化范圍為0.0268~0.103 mg/L，大多數(shù)高于 IV類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（0.045 mg/L）。因此鹽田港是一個氮剩余的系統(tǒng)。由于水產(chǎn)養(yǎng)殖造成氮的輸出量超過了海藻的去

8、除量，海水正逐步的變成富營養(yǎng)化的狀況。為了平衡過多的氮，在現(xiàn)有的海水經(jīng)濟(jì)動物養(yǎng)殖規(guī)模下，海藻養(yǎng)殖的區(qū)域應(yīng)該擴(kuò)大，最佳的海藻養(yǎng)殖面積是1.466萬噸的海帶，以及3.664萬噸的龍須菜。
　　4.漁排養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)期間，混養(yǎng)區(qū)域龍須菜的生長狀態(tài)平穩(wěn)，龍須菜養(yǎng)殖密度較低的組特定生長率較高，為4.51%/d。龍須菜混養(yǎng)修復(fù)區(qū)的DO水平明顯高于大黃魚單養(yǎng)區(qū)，龍須菜混養(yǎng)修復(fù)區(qū)的NO3-N、NH4-N和PO4-P的濃度比大黃魚單養(yǎng)區(qū)有顯著的降低。當(dāng)養(yǎng)

9、殖深度為表層水面時，龍須菜的光合作用產(chǎn)氧速率RDO和光合固碳速率RDIC可分別達(dá)到17.29和6.69 mg/g DW·h，對無機(jī)氮各組分的吸收速率大致在10.91~38.68μg/(g·h)之間，對無機(jī)磷的吸收速率為10.21μg/(g·h)。
　　5.大面積栽培實(shí)驗(yàn)期間，龍須菜養(yǎng)殖區(qū)的生長狀態(tài)平穩(wěn)，實(shí)驗(yàn)期間總特定生長率最高可達(dá)12.68%/d，與水產(chǎn)動物養(yǎng)殖區(qū)相比，龍須菜修復(fù)區(qū)的DO水平有明顯升高，NH4-N和PO4-P濃度有