生态养殖活动下营养盐动力学研究

【摘要】近年来，在过度开发、气候变化及环境污染等多重压力胁迫下，近海生态系统结构和功能发生了很大变化。为满足人类生活所需，海水养殖业快速发展。为保持海洋生态系统的可持续发展，多营养层次综合水产养殖模式作为一种适应性对策，在不同养殖海湾开展并有了很好的发展。桑沟湾作为我国北方重要的养殖海湾，在多营养层次综合水产养殖（IMTA）模式下，水质仍保持相对较好的状态，但近年来为了追求经济效益，养殖面积、养殖密度不断提高，湾内水动力条件、营养盐组成及循环等也受到一定程度的影响。为此，本文以我国典型的近海养殖海湾桑沟湾为研究海域，于2012年6月、2012年9月、2013年4月、2013年7月、2013年10月及2014年1月对桑沟湾中营养盐进行了六次观测，同时进行受控培养实验，分析营养盐的组成、季节分布、来源及影响因素，讨论高强度人类活动—多营养层次综合水产养殖对营养盐生物地球化学行为的改变，探讨桑沟湾养殖活动影响下营养盐动力学机制。研究在多重压力胁迫下，营养盐循环的适应性响应机制。取得如下成果：（1）桑沟湾周边河流、地下水中营养盐浓度季节变化很大。硝酸盐均为无机氮的主要组成部分。河流中无机氮含量处于污染与严重污染水体水平之间，与我国一些温带、亚热带河流相比处于较高水平。硅酸盐年平均值与亚洲淡水系统硅酸盐水平相当。主要入湾河流沽河中磷酸盐水平较低，具有比较高的氮磷比。地下水中无机氮、硅酸盐含量较高，且具有较高的氮磷比。（2）桑沟湾湾内营养盐分布季节变化明显，受贝类排泄释放、海带吸收利用等养殖活动影响，DIN、PO43-、DSi浓度秋季最高，夏季DIN、PO43-浓度最低。DON则冬季最高，秋季最低，且受养殖活动影响，DON整体含量偏高。夏、秋季PP是TP的主要组成部分。春季湾底存在磷酸盐限制现象，夏季PO43-成为桑沟湾浮游植物生长的限制因子，同时无机氮成为浮游植物的潜在限制因子。在长期养殖活动影响下，桑沟湾内营养盐结构已经发生改变。（3）根据箱式模型对营养盐收支进行估算可知，冬、春季，桑沟湾为PO43-的源，DIN、DSi的汇；夏、秋季则为DIN、PO43-、DSi的汇。海带养殖成为冬、春季桑沟湾内DIN、PO43-的主要移除方式，夏、秋季营养盐则主要通过贝类养殖及与外海水交换的方式移除。另外，沉积物-水界面交换成为桑沟湾营养盐的重要来源。（4）现场围隔实验发现，春、秋季湾内现场受控培养实验设置处，表层水体存在一定的硝酸盐限制。因此营养盐的添加，促使浮游植物大量吸收利用营养盐，生物量快速增加，导致赤潮现象的出现。在贝藻综合养殖情况下，桑沟湾内浮游生物偏小型化，水体以pico-级浮游生物为主，对营养盐的积累也以微微型浮游生物为主。贝类单养，会对水体起到一定净化作用，但当贝类排泄释放的无机态营养盐压力不能及时被缓解，则可能爆发微微型浮游植物为主的赤潮。大型藻类竞争利用营养盐，浮游植物生长受到抑制，当营养盐来源不足时，使水体浮游植物以pico-级为主。2012年秋季pico-级浮游生物扮演着吸收氮的汇。2013年春季贝藻混养且添加营养盐的情况下，对生源要素的积累由nano-级浮游生物转变为pico-级浮游生物为主。微生物环在桑沟湾营养盐的循环中可能发挥重要作用。（5）秋季桑沟湾表层浮游植物的内禀生长率为0.41d-1，微型浮游动物摄食率为0.79d-1。微型浮游动物对浮游植物的现存量和初级生产的摄食压力分别为54.6%、162%。
【作者】李瑞环；
【导师】刘素美；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋化学，2014，博士
【副题名】以桑沟湾为例
【关键词】多营养层次综合水产养殖；营养盐；围隔；桑沟湾；

【参考文献】
[1]蔡圣.生物分子化学发光检测新方法研究[D].复旦大学,药剂学,2013,博士.
[2]郭春兰.含锇杂呋喃混合价化合物的合成与电化学性质研究[D].华中师范大学,有机化学,2013,硕士.
[3]代渝渝.心理辅导：德育人文关怀的实践途径[D].浙江大学,思想政治教育,2014,硕士.
[4]冯敏.大花剪秋萝组织培养技术研究[D].吉林农业大学,园林植物与观赏园艺,2014,硕士.
[5]刘峣.房地产企业财务风险控制研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[6]早报记者张飒.中国宝安大股东增持1639万股[N].东方早报,2011-07-07A30.
[7]李永春.科学人才观视野下的基础教育人才培养对策研究[D].长春师范大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[8]卿艾伟.开利公司FCU生产线改造项目管理研究[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[9]杨振华.数据挖掘技术在旅游市场决策中的研究与应用[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[10]郑取.皖南教案的法制分析[D].华东政法学院,法律史,2003,硕士.
[11]石俊华.中国企业国际战略联盟研究[D].河北师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[12]刘忠.产权性质、资本结构与代理成本研究[D].华中科技大学,会计学,2012,硕士.
[13]郑海峰.1-氯-1，1-二氟乙烷裂解制备偏氟乙烯研究[D].浙江大学,应用化学,2013,硕士.
[14]杨永莉.上市民营企业高管政治关系对盈余管理影响的实证研究[D].哈尔滨工业大学,会计,2013,硕士.
[15]黎佳骏.面向核电救灾的机械臂开门拧阀门力学测试平台研究[D].哈尔滨工业大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[16]刘婷.基于DSP的通讯程序设计及在电机监控中的应用[D].长安大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[17]吴芸.钢框架抗侧力体系连接性能研究[D].武汉理工大学,结构工程,2003,硕士.
[18]张炜闪.钢—混凝土组合框架结构抗连续倒塌性能研究[D].西安工业大学,岩土工程,2014,硕士.
[19]孙晓娟.基于网络的大屏幕显示系统的设计与实现[D].东北大学,计算机软件与理论,2010,硕士.
[20]肖阳.［60］富勒烯四加成衍生物的电化学合成[D].中国科学技术大学,有机化学,2014,硕士.
[21]钱亚飞.我国环境责任保险制度研究[D].郑州大学,法律,2013,硕士.
[22]杨国强.一种新型的太阳能集热墙系统的模拟研究[D].北京建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[23]张连廷.基于开放数据结构及构件的CAPP系统研究[D].合肥工业大学,机械制造及其自动化,2003,硕士.
[24]宗世慧.高强度聚焦超声治疗外阴上皮内非瘤样病变前后雌、孕激素受体及Survivin的表达及意义[D].泰山医学院,妇产科学,2012,硕士.
[25]方伟.基于QoS的多播路由算法及仿真研究[D].武汉理工大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[26]苏科研.“8·15”光复后中共地下党在长春的斗争研究[D].东北师范大学,中国近现代史,2012,硕士.
[27]黄林娟.半导体器件和集成电路的电—热—力特性的多物理场仿真研究[D].浙江大学,光学工程,2013,硕士.
[28]本报记者段铸.宝安涉矿明修栈道游资投机暗度陈仓[N].中国经营报,2012-10-22B05.
[29]聂渔樵.由田汉《白蛇传》的改编看厨川白村《近代恋爱观》之影响[D].南京师范大学,日语语言文学,2012,硕士.
[30]吴欣.岳阳YX工业园核心竞争力构建研究[D].湘潭大学,工商管理,2011,硕士.
[31]佟景才.铁路产业结构调整与高等工程教育改革[J].高等工程教育研究.2000(02)
[32]曾华.森林革蜱（Dermacentor silvarum）保护性抗原4D8的基因克隆、原核表达及免疫原性分析[D].河北师范大学,细胞生物学,2013,硕士.
[33]罗枫.施密特的马克思自然观解析[D].长安大学,科学技术哲学,2014,硕士.
[34]赖光金,熊智斌.近八年高校高尔夫教育现状研究综述[J].老区建设,2014,18:50-52.
[35]周文亮.岩溶山区包气带洞穴滴水水文水化学过程与水量研究[D].西南大学,第四纪地质学,2013,硕士.
[36]彭小涛.气相色谱仪温度控制算法研究[D].武汉理工大学,机械工程,2013,硕士.
[37]张桂芝.小菜蛾对虫螨腈的抗性遗传研究[D].河北农业大学,农业昆虫与害虫防治,2004,硕士.
[38]俞伟斌.基于DEM的数字流域时空特征及提取研究[D].浙江大学,地球探测与信息技术,2014,博士.
[39]周宗奎,孙晓军,赵冬梅,田媛,范翠英.同伴关系的发展研究[J].心理发展与教育,2015,01:62-70.
[40]于广妍,赵刚,谭学治,张燕燕.OSU速率控制算法[J].通信技术与发展.1997(06)
[41]付云攀.国有大型商业银行多层级公司治理结构与治理机制研究[D].北京交通大学,2014.
[42]孔茜茜.平面设计中图形信息的有效传达研究[D].河北师范大学,美术学,2013,硕士.
[43]罗洪鑫.创业板上市公司投资风险评价研究[D].贵州财经大学,金融学,2013,硕士.
[44]熊敏.城市道路辅助系统设施设计[D].湖北工业大学,艺术设计（专业学位）,2013,硕士.
[45]马映华.云南省财政贴息资金绩效审计研究[D].云南财经大学,公共管理,2014,硕士.
[46]王晶.子长安定油区储量评价研究[D].西安石油大学,油气田开发工程,2012,硕士.
[47]刘建华,刘宾虹,李洲鹏.静电自组装方法合成的具有多孔三维网络结构的Fe_3O_4/石墨烯复合材料作为高性能锂离子电池负极材料(英文)[J].物理化学学报,2014,09:1650-1658.
[48]李国志.超高层建筑冬季烟囱效应的模拟分析[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[49]马艳.流域洪水演进模型参数反演的小生境粒子群算法研究[D].哈尔滨工业大学,计算数学,2013,硕士.
[50]薛天赐.保险代理人法律问题研究[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.