渤海灣南部海水養(yǎng)殖池塘水質(zhì)因子的晝夜變化

曾海祥+孫同秋+崔玥+張凱+孫清秀

摘 要：為把握池塘水體各水質(zhì)因子的晝夜變化和上下層水體的差別，2016年6月2日～3日，對(duì)渤海灣南部海水養(yǎng)殖池塘的溫度、溶解氧、pH和氧化還原電位進(jìn)行了24 h連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)從2日9：00開(kāi)始，每隔1 h測(cè)量一次。結(jié)果表明池塘水體上層的各水質(zhì)因子數(shù)值高于下層水，各水質(zhì)因子之間顯著相關(guān)，一起跟隨太陽(yáng)輻射的變化而變化。上層水的溫度、DO和pH都有一個(gè)緩慢升高的過(guò)程，達(dá)到最高值以后逐漸降低，溫度在14：00達(dá)到最高值，DO在17：00達(dá)到最高值，pH在20：00 達(dá)到最高值，ORP波動(dòng)較大，23：00達(dá)到最高值。下層水的各水質(zhì)因子波動(dòng)較大，沒(méi)有明顯的變化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)因子；晝夜變化；海水池塘；渤海灣南部

中圖分類號(hào)：S914

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

池塘水體是養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物賴以生存的環(huán)境，水體理化因子的變化直接影響水體中的生物化學(xué)過(guò)程，進(jìn)而影響?zhàn)B殖動(dòng)物的生長(zhǎng)和存活。溫度、溶解氧（DO）、pH和氧化還原電位（ORP）是池塘養(yǎng)殖水體非常重要的四個(gè)水質(zhì)因子，這些理化因子受太陽(yáng)輻射的影響會(huì)不斷變化，同時(shí)上下層水體之間也存在差異。但這些水質(zhì)因子的測(cè)定通常在某一時(shí)刻、池塘的某一點(diǎn)，測(cè)定的數(shù)值并不能反映池塘水體的總體情況，所以搞清這些理化因子的晝夜變化以及上下層水體之間的差異，才能真正掌握水體的真實(shí)情況，為養(yǎng)殖提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前的研究一般集中在池塘養(yǎng)殖水體理化因子的季節(jié)變化或者年變化[1-7]，水質(zhì)因子晝夜變化涉及較少[8-9]，所以開(kāi)展這些指標(biāo)的晝夜變化研究，把握水體的整體情況非常必要。

1 材料與方法

實(shí)驗(yàn)在山東省濱州大口河附近的海水池塘中進(jìn)行，該池塘面積約3.3 hm2，平時(shí)主要作為工廠化養(yǎng)殖的蓄水池使用，池塘內(nèi)有少量凡納濱對(duì)蝦和野雜魚(yú)。池水呈黃綠色，透明度約35 cm，鹽度31‰。實(shí)驗(yàn)期間天氣晴朗，氣溫在19～30 ℃之間，6月2日下午14：00開(kāi)始有3～4級(jí)風(fēng)，塘內(nèi)水面出現(xiàn)波浪。

使用YSI556 多參數(shù)水質(zhì)測(cè)定儀測(cè)定水體溫度、pH、DO和ORP四個(gè)指標(biāo)。在池塘邊緣閘門(mén)處選取一點(diǎn)，定點(diǎn)測(cè)量。測(cè)定時(shí)選取水面下10 cm作為上層水的測(cè)定位置，選取池底作為下層水的測(cè)定位置，該點(diǎn)水深1.5 m。監(jiān)測(cè)從6月2日的上午9：00開(kāi)始，每隔1 h測(cè)定一次，持續(xù)24 h，6月3日上午8：00結(jié)束。

使用SPSS17.0對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使用EXCEL制作各指標(biāo)變化折線圖。

2 結(jié)果

2.1 水質(zhì)因子的晝夜平均值

各指標(biāo)的均值和變異系數(shù)如表1所示。池塘中上層水的溫度、pH、DO和ORP四個(gè)指標(biāo)的均值都高于下層水。溫度和pH的變異系數(shù)小于10%，數(shù)據(jù)的變異性較小，表明這兩個(gè)指標(biāo)的波動(dòng)幅度較小。DO和ORP兩個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)大于10%，數(shù)據(jù)變異性較大，在一個(gè)晝夜間波動(dòng)較大。

2.2 水質(zhì)因子之間的相關(guān)性

由表2可知，水體上層水質(zhì)因子中水溫和溶解氧存在極顯著的相關(guān)性；下層水溫和pH、上層水的氧化還原電位存在極顯著的相關(guān)性，和下層溶解氧存在顯著的相關(guān)性。上層水的pH和下層水pH、氧化還原電位存在極顯著的相關(guān)性；下層水pH和下層水溶解氧、氧化還原電位存在極顯著的相關(guān)性。水體的上下層氧化還原電位存在極顯著的相關(guān)性。這些極顯著的相關(guān)性表明太陽(yáng)輻射的變化引起水溫、藻類光合作用和呼吸作用的變化，造成水溫、溶解氧、pH和氧化還原電位相互影響，一起有節(jié)律地變化。尤其是上下層水體pH，它們緊密相關(guān)，顯著影響著氧化還原電位的變化。

2.3 水質(zhì)因子的晝夜變化

2.3.1 水溫的晝夜變化 水溫的變化如圖1所示。池塘水體上層水溫為22.13～27.66 ℃，從上午9：00開(kāi)始上層水溫在不斷升高，下午14：00升至最高溫27.66 ℃，之后溫度不斷下降，第二天7：00降至最低溫22.13 ℃，隨后水溫又開(kāi)始回升。上層水體受太陽(yáng)輻射及氣溫變化的影響非常明顯。下層水溫為21.05～24.32 ℃，監(jiān)測(cè)期間前12 h變化幅度非常小，沒(méi)有隨表層水溫的升高而出現(xiàn)明顯的變化，2日23：00下層水溫升至最高溫24.32 ℃，而此時(shí)表層水溫正在降低，出現(xiàn)這種情況可能是因?yàn)樗娉霈F(xiàn)的波浪造成上下層水體出現(xiàn)交換，下層水溫升高。

2.3.2 pH的晝夜變化 pH的變化如圖2所示。上層水pH的變化范圍為8.78～9.17，從9：00開(kāi)始pH值不斷升高，20：00升至最高值，隨后逐漸降低。下層水pH的變化范圍為8.73～9.13，均值低于上層水，升高降低的趨勢(shì)不明顯，有幾個(gè)時(shí)刻波動(dòng)較大，可能是風(fēng)浪引起上下層水體交換造成的。

2.3.3 溶解氧的晝夜變化 溶解氧的變化如圖3所示。上層水的DO值變化范圍為4.79～10.08 mg/L，從上午9：00開(kāi)始溶解氧不斷升高，17：00達(dá)到最高值10.08 mg/L，之后不斷下降，3日6：00降至最低值4.79。下層水DO的變化范圍為2.01～8.73 mg/L，受池塘風(fēng)浪的影響下層水溶解氧變化較大，但均值遠(yuǎn)低于上層水的含量。

2.3.4 氧化還原電位的晝夜變化 氧化還原電位是反應(yīng)水體氧化還原能力的一個(gè)非常重要的水質(zhì)指標(biāo)，它雖然不能獨(dú)立反應(yīng)水質(zhì)的好壞，但是能夠綜合其他水質(zhì)指標(biāo)來(lái)反應(yīng)水體水質(zhì)的情況。氧化還原電位為正值，顯示水體具有一定的氧化性，值為負(fù)，顯示具有一定的還原性，水體處于不同的氧化還原狀態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化生成的情況不同[10-13]。氧化還原電位的變化如圖4所示。上層水ORP值的變化范圍為51.4～104.3，下層水為50.9～109.7，最高值出現(xiàn)在晚上23：00，上層水均值高于下層水。上下層水的ORP值均波動(dòng)劇烈，下層水波動(dòng)幅度要大于上層水，但上下層水整體的變化情況基本一致。

3 討論

3.1 各水質(zhì)因子的變化情況

太陽(yáng)輻射的變化對(duì)上層水水溫、藻類的光合作用和呼吸作用都有顯著的影響，白天有陽(yáng)光直照的時(shí)間藻類光合作用強(qiáng)于呼吸作用，溶解氧不斷增加，水體中CO2在相對(duì)減少，pH不斷升高。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也表明從9：00開(kāi)始，上層水體的溫度、DO、pH這三個(gè)水質(zhì)因子都緩慢上升，但他們達(dá)到最高值的時(shí)間分別是14：00、17：00和20：00。水溫在14：00達(dá)到最高值，此后太陽(yáng)輻射開(kāi)始減弱，但光合作用依然強(qiáng)于呼吸作用，水體溶氧不斷增加，一直到下午17：00達(dá)到最高值，之后呼吸作用強(qiáng)于光合作用，溶氧開(kāi)始下降。隨著太陽(yáng)輻射消失，池塘水體中CO2達(dá)到最低值，pH值達(dá)到一天中的最大值。紀(jì)曉亮[9]對(duì)城市濕地水質(zhì)的監(jiān)測(cè)顯示溫度、DO和pH均是在14：00達(dá)到最高值，他在對(duì)河水中的DO監(jiān)測(cè)表明16：00達(dá)到最高值[14]，這和本研究上層水體DO 17：00達(dá)到最高值比較接近。李奕雯[8]對(duì)高密度對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)DO和pH在13：00達(dá)到最高值。這些變化節(jié)律的不同可能與海水池塘各自不同池塘條件有關(guān)，同時(shí)監(jiān)測(cè)選取的測(cè)量點(diǎn)以及測(cè)量的水層也有可能對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響[15]。

3.2 上下層水質(zhì)因子變化情況的區(qū)別

養(yǎng)殖池塘的水質(zhì)因子不僅隨著時(shí)間變化，還存在空間變化，不同水層水質(zhì)因子的區(qū)別明顯，變化情況也不同。本實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)池塘上層水的溫度、DO和pH均有一個(gè)先緩慢升高又逐漸下降的過(guò)程，這主要是上層水體直接受到太陽(yáng)輻射的影響，水質(zhì)因子隨太陽(yáng)輻射的變化而進(jìn)行有規(guī)律的變化。池塘下層水體水深1.5 m，太陽(yáng)輻射影響微弱，溫度、DO和pH并沒(méi)有隨太陽(yáng)輻射出現(xiàn)有節(jié)律的變化。當(dāng)水體出現(xiàn)風(fēng)浪的時(shí)候，上下層水體會(huì)進(jìn)行交換，下層水的水質(zhì)因子就會(huì)開(kāi)始劇烈波動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)的監(jiān)測(cè)也表明在下午14：00池塘水體出現(xiàn)風(fēng)浪前，變化較小，相對(duì)比較穩(wěn)定。池塘水面出現(xiàn)風(fēng)浪后，下層水質(zhì)因子開(kāi)始不規(guī)則的劇烈波動(dòng)。所以在養(yǎng)殖過(guò)程中，掌握養(yǎng)殖池塘水質(zhì)情況不但要考慮到這些水質(zhì)因子的晝夜變化和空間差別，還要結(jié)合當(dāng)時(shí)的氣象條件綜合考慮。常見(jiàn)水質(zhì)因子的測(cè)定要關(guān)注水質(zhì)因子時(shí)間和空間上的變化，尤其是在養(yǎng)殖關(guān)鍵時(shí)期更要密切關(guān)注這些變化，避免養(yǎng)殖池塘出現(xiàn)極端高溫或者缺氧的情況，給生產(chǎn)造成損失。

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