本文關(guān)鍵詞：三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域大型海藻生態(tài)修復(fù)策略研究

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【摘要】：大型海藻是近岸海區(qū)重要的初級(jí)生產(chǎn)者,種類(lèi)多、生物量大、生長(zhǎng)周期短,通過(guò)光合作用吸收水體中營(yíng)養(yǎng)元素,增加水體中的溶解氧(DO)。在富營(yíng)養(yǎng)化海域,特別是以N、P營(yíng)養(yǎng)鹽濃度高的條件下,大型海藻細(xì)胞可以在短時(shí)間內(nèi)吸收營(yíng)養(yǎng)鹽并轉(zhuǎn)化為自身的組織氮、氨基酸、葉綠素、藻膽蛋白、酶類(lèi)等存儲(chǔ)下來(lái)。福建省三沙灣總面積為714 km2,水域開(kāi)闊,是我國(guó)南方典型的近海封閉型海灣,不僅是全國(guó)唯一的內(nèi)灣性大黃魚(yú)產(chǎn)卵場(chǎng)與最大的網(wǎng)箱養(yǎng)殖基地,同時(shí)還有大型海藻、貝類(lèi)和海參等養(yǎng)殖種類(lèi)。近十年來(lái),三沙海水養(yǎng)殖步伐放緩,從發(fā)展的眼光來(lái)看待當(dāng)前海水養(yǎng)殖現(xiàn)狀,仍存在諸多不盡合理的問(wèn)題,快速發(fā)展的海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖所帶來(lái)的富營(yíng)養(yǎng)化負(fù)面影響正逐漸凸顯。本文針對(duì)于我國(guó)封閉型海灣水環(huán)境質(zhì)量富營(yíng)養(yǎng)化和污染嚴(yán)重導(dǎo)致生境退化的實(shí)際,選擇三沙灣鹽田港為研究區(qū)域,首先,開(kāi)展重點(diǎn)區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與退化診斷,評(píng)價(jià)其對(duì)封閉型海灣水環(huán)境質(zhì)量的影響并提出合理化生態(tài)養(yǎng)殖建議;其次,以大型海藻龍須菜與海帶,根據(jù)海域環(huán)境特征和養(yǎng)殖現(xiàn)狀,進(jìn)行養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)生物修復(fù)策略研究;第三,建立基于大型海藻栽培生態(tài)系統(tǒng)生物修復(fù)的封閉海灣水質(zhì)修復(fù)技術(shù),提出修復(fù)策略。于2012~2013年對(duì)三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域表層海水溶解無(wú)機(jī)碳體系各分量的濃度、pco2和海-氣界面co2交換通量進(jìn)行估算,結(jié)果表明鹽田港表層海水4個(gè)季節(jié)的dic、hco3-、co32-和co2濃度分別為955~1957.08μmol/l,905.08~1848.13μmol/l、10.14~124.78μmol/l和11.48~39.78μmol/l,不同季節(jié)之間差異極顯著(p0.01)。鹽田港表層海水中的pco2在一年中的變化范圍是391.27~1200.49μatm,海-氣界面co2交換通量全年的范圍在0.25~6.93μmol/(m2·d)之間,表現(xiàn)為大氣co2的弱源。沉積物中有機(jī)氮(tn)、總磷(tp)和有機(jī)碳(oc)含量差異顯著(p0.05),tn和tp含量4季變化范圍分別是0.15~1.39g/kg和0.11~1.08g/kg,平均值分別為(0.89±0.36)g/kg和(0.56±0.26)g/kg。oc含量在1.00~14.71g/kg之間,平均值為(8.26±3.78)g/kg。各站位沉積物中tn污染指數(shù)4季變化范圍為0.25~2.53,4季超標(biāo)率分別為67%、81%、80%和90%;各站位tp污染指數(shù)4季變化范圍為0.18~2.63,4個(gè)季節(jié)超標(biāo)率分別為35%、80%、40%和51%;各季節(jié)oc含量均未超標(biāo);oc/n原子比全年變化范圍在8.4~10.3之間,平均值為8.9±0.6。三沙灣鹽田港海域共發(fā)現(xiàn)浮游植物6門(mén)147種,含變種(屬)。整個(gè)調(diào)查期間以硅藻門(mén)種類(lèi)數(shù)量最多,共有115種,占種類(lèi)總數(shù)的78.23%;其次是甲藻門(mén),22種,占總數(shù)的14.97%;各站位細(xì)胞豐度周年變化范圍為1.97×104-3.99×104cell/l,年平均值是2.88×104cell/l。浮游植物的多樣性指數(shù)(h’)變化范圍在0.309-4.240之間,個(gè)各站位全年平均值為2.370。1.三沙灣鹽田港海水養(yǎng)殖海域現(xiàn)狀調(diào)查2.龍須菜對(duì)三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域生物修復(fù)能力研究在龍須菜-小黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中,龍須菜的栽培對(duì)提高水體中的do有著明顯的改善作用(p0.05),水體中do變化范圍在(5.92±0.36-7.85±0.08)mg/l之間,平均值為(7.12±0.23)mg/l;龍須菜修復(fù)區(qū)的din和dip均顯著低于小黃魚(yú)單養(yǎng)區(qū)(p0.01)。龍須菜修復(fù)一區(qū)和修復(fù)二區(qū)din含量分別為(0.675±0.047)mg/l、(0.595±0.094)mg/l和(0.549±0.128)mg/l,修復(fù)二區(qū)平均修復(fù)效率最高,為18.7%,修復(fù)一區(qū)的din去除率為11.8%;對(duì)于dip,監(jiān)測(cè)期間,3個(gè)功能區(qū)的平均值分別為(0.131±0.007)mg/l、(0.118±0.014)mg/l和(0.117±0.012)mg/l,對(duì)dip的去除率分別為10.4%和10.8%。在龍須菜-長(zhǎng)牡蠣養(yǎng)殖系統(tǒng)中,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)修復(fù)一區(qū)和修復(fù)二區(qū)的龍須菜特定生長(zhǎng)率為4.52%/d和4.11%/d,而下游大規(guī)模特定生長(zhǎng)率最小,平均為3.66%/d;一個(gè)月之后長(zhǎng)牡蠣長(zhǎng)、寬、高分別增加了0.3cm、0.4cm和0.5cm;根據(jù)方差分析結(jié)果顯示,不同功能區(qū)之間的din和dip含量差異極顯著(p0.01),兩個(gè)修復(fù)區(qū)的營(yíng)養(yǎng)鹽含量顯著低于牡蠣單養(yǎng)區(qū),龍須菜修復(fù)一區(qū)和二區(qū)對(duì)din去除率最大值為25.1%和32.4%;兩個(gè)修復(fù)區(qū)的dip平均去除效率為11.1%和16.3%。3.海帶對(duì)三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域生物修復(fù)能力的研究在海帶-小黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中,小黃魚(yú)單養(yǎng)區(qū)、海帶修復(fù)一區(qū)和修復(fù)二區(qū)水體中的do平均值分別為(6.11±0.19)mg/l、(7.06±0.20)mg/l和(6.98±0.22)mg/l,海帶的栽培對(duì)提高水體中的do有明顯作用;兩個(gè)海帶修復(fù)區(qū)水體中的tn含量平均值分別為(0.782±0.084)mg/l和(0.780±0.077)mg/l,對(duì)tn的去除效率基本相同,為12.3%;網(wǎng)箱單養(yǎng)區(qū)tp平均含量最高,為(0.149±0.014)mg/l,海帶修復(fù)一區(qū)對(duì)tp的平均去除率最高,為26.6%,修復(fù)二區(qū)水體中tp含量平均值為(0.116±0.009)mg/l,去除率為22.5%;根據(jù)方差結(jié)果顯示,海帶對(duì)魚(yú)-藻養(yǎng)殖系統(tǒng)中din的修復(fù)效率極顯著(p0.01),最高去除率分別為36.7%和47.4%;對(duì)dip的修復(fù)效率顯著(p0.05),海帶在2個(gè)修復(fù)區(qū)的修復(fù)效率最高去除率分別為28.6%和41.1%。監(jiān)測(cè)期間,修復(fù)區(qū)海帶特定生長(zhǎng)率分別為3.6%和3.8%,高于下游對(duì)照區(qū)的特定生長(zhǎng)率3.2%,在綜合養(yǎng)殖系統(tǒng)中海帶的收獲量高于海帶單養(yǎng)時(shí)的產(chǎn)量。在海帶-長(zhǎng)牡蠣養(yǎng)殖系統(tǒng)中,按照功能區(qū)的特征可以劃分為牡蠣單養(yǎng)區(qū)、海帶修復(fù)一區(qū)、修復(fù)二區(qū)和海帶-牡蠣混養(yǎng)區(qū)。監(jiān)測(cè)期間,海帶對(duì)貝-藻養(yǎng)殖系統(tǒng)中din和dip的修復(fù)效率極顯著(p0.01),整個(gè)監(jiān)測(cè)期間,海帶修復(fù)二區(qū)水體中的din平均含量為(0.637±0.121)mg/l,去除率為29.1%,栽培密度較小的修復(fù)一區(qū)為(0.651±0.079)mg/l,平均去除率為27.5%,貝-藻混養(yǎng)區(qū)水體中din平均含量為(0.650±0.092)mg/l,去除率為27.7%;相對(duì)于牡蠣單養(yǎng)區(qū),貝-藻混養(yǎng)區(qū)對(duì)水體中dip的去除率最大,為33.5%,而海帶修復(fù)一區(qū)和二區(qū)的dip去除率為24.9%和19.1%。4.大型海藻對(duì)三沙灣海水養(yǎng)殖海域的修復(fù)策略三沙灣養(yǎng)殖海域根據(jù)季節(jié)的變化,輪換栽培龍須菜和海帶,每年5-7月和9-12月主要掛養(yǎng)龍須菜,而從12月開(kāi)始到翌年的5月養(yǎng)殖海帶,僅在水溫比較高的8月份,無(wú)大規(guī)模海藻栽培。根據(jù)本文研究,三沙灣鹽田港是一個(gè)氮過(guò)剩的系統(tǒng)。海帶體內(nèi)組織氮含量在1.34%~2.06%之間,每畝產(chǎn)量鮮重約為3.88噸,以干濕比1:7計(jì)算,每畝海帶干重為0.55噸。通過(guò)推算,每100個(gè)大黃魚(yú)網(wǎng)箱養(yǎng)殖需要栽培龍須菜48.7畝(每畝1000米苗繩),需要海帶養(yǎng)殖量為112.1畝。現(xiàn)今,整個(gè)三沙灣大型海藻養(yǎng)殖面積為3290hm2,即49350畝,而網(wǎng)箱約有21萬(wàn)口。因此,還需擴(kuò)大龍須菜栽培面積1.24倍、海帶栽培面積2.38倍才能實(shí)現(xiàn)氮的收支平衡。
【關(guān)鍵詞】：封閉海灣 富營(yíng)養(yǎng)化 大型海藻 網(wǎng)箱養(yǎng)殖 生態(tài)修復(fù)
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X55;X171.4
【目錄】：

• 摘要6-11
• ABSTRACT11-18
• 第一章 引言 我國(guó)近岸海水養(yǎng)殖富營(yíng)養(yǎng)化狀況和修復(fù)策略18-25
• 1.1 我國(guó)近岸海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和面臨的問(wèn)題18-20
• 1.1.1 我國(guó)近岸海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)效益18-19
• 1.1.2 我國(guó)近岸海水養(yǎng)殖業(yè)面臨的污染問(wèn)題19-20
• 1.2 大型海藻在治理水體富營(yíng)養(yǎng)化及養(yǎng)殖中的作用與優(yōu)勢(shì)20-22
• 1.2.1 大型海藻對(duì)近岸海域生態(tài)修復(fù)優(yōu)勢(shì)與能力20-21
• 1.2.2 大型海藻在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用21-22
• 1.3 研究依據(jù)22-25
• 1.3.1 三沙灣養(yǎng)殖海域現(xiàn)狀22-23
• 1.3.2 存在的問(wèn)題23-24
• 1.3.3 本文研究目的和內(nèi)容24-25
• 第二章 三沙灣鹽田港海水養(yǎng)殖海域現(xiàn)狀調(diào)查25-60
• 2.1 三沙灣鹽田港海水養(yǎng)殖海域海-氣界面CO2交換通量的時(shí)空變化25-36
• 2.1.1 材料與方法25-28
• 2.1.2 結(jié)果28-34
• 2.1.3 討論34-36
• 2.2 三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域沉積物中的有機(jī)碳、氮和磷36-46
• 2.2.1 材料與方法37-39
• 2.2.2 結(jié)果39-44
• 2.2.3 討論44-46
• 2.2.4 結(jié)論46
• 2.3 鹽田港養(yǎng)殖海域浮游植物種類(lèi)組成與對(duì)環(huán)境因子的相應(yīng)46-60
• 2.3.1 材料與方法47-49
• 2.3.2 結(jié)果49-57
• 2.3.3 討論57-60
• 第三章 龍須菜對(duì)三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域生物修復(fù)能力研究60-78
• 3.1 龍須菜在魚(yú)-藻養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物修復(fù)功能的研究60-69
• 3.1.1 材料與方法60-63
• 3.1.2 結(jié)果63-68
• 3.1.3 討論68-69
• 3.2 龍須菜在貝-藻養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物修復(fù)能力的研究69-78
• 3.2.1 材料與方法69-71
• 3.2.2 結(jié)果71-76
• 3.2.3 討論76-78
• 第四章 海帶對(duì)三沙灣鹽田港養(yǎng)殖海域生物修復(fù)能力的研究78-95
• 4.1 海帶在魚(yú)-藻養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物修復(fù)功能的研究78-88
• 4.1.2 結(jié)果82-87
• 4.1.3 討論87-88
• 4.2 海帶在貝-藻養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物修復(fù)功能的研究88-95
• 4.2.1 材料與方法89-91
• 4.2.2 結(jié)果91-94
• 4.2.3 結(jié)論94-95
• 第五章 大型海藻對(duì)三沙灣海水養(yǎng)殖海域的修復(fù)策略95-114
• 5.1 龍須菜對(duì)封閉海灣生境修復(fù)能力的研究95-101
• 5.1.1 材料與方法95-97
• 5.1.2 結(jié)果97-101
• 5.2 海帶對(duì)封閉海灣生境修復(fù)能力的研究101-106
• 5.2.1 材料與方法101-102
• 5.2.2 結(jié)果102-105
• 5.2.3 討論105-106
• 5.3 三沙灣富營(yíng)養(yǎng)化養(yǎng)殖海域生物修復(fù)策略106-114
• 5.3.1 材料與方法107-110
• 5.3.2 結(jié)果110-112
• 5.3.3 討論112-114
• 參考文獻(xiàn)114-124
• 碩士研究生期間研究成果124-125
• 致謝125-126

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本文編號(hào)：553877