紫貽貝養(yǎng)殖水域富營養(yǎng)化現(xiàn)狀及其變化趨勢分析

李麗+王琪+李丹+李奇+司萌子+董鳳才+郭鵬

摘 要：根據(jù)2011～2016年葫蘆島市興城邴家灣紫貽貝（Mytilus galloprovincialis）養(yǎng)殖水域水質(zhì)調(diào)查資料，分析了該水域表層營養(yǎng)鹽和富營養(yǎng)化現(xiàn)狀，并根據(jù)季節(jié)性kendall檢驗方法對營養(yǎng)鹽和富營養(yǎng)化在時間上的變化趨勢進行了研究。結(jié)果表明：該養(yǎng)殖區(qū)溶氧充足，水體很少缺氧，水域未受到活性磷酸鹽的污染。2012年部分水域受到COD的污染， 2011～2014年連續(xù)四年海水受到無機氮的污染。六年時間內(nèi)5、7月水體基本未呈富營養(yǎng)化狀態(tài)，8、10月水體呈富營養(yǎng)化狀態(tài)。在時間上，DO、COD、活性磷酸鹽無明顯變化趨勢，無機氮含量呈逐年顯著下降趨勢，富營養(yǎng)化狀況呈逐年好轉(zhuǎn)趨勢。

關(guān)鍵詞：紫貽貝（Mytilus galloprovincialis）養(yǎng)殖水域；營養(yǎng)鹽；富營養(yǎng)化；變化趨勢

中圖分類號：S9

文獻標識號：A

興城邴家灣海水增養(yǎng)殖區(qū)是葫蘆島市最重要的紫貽貝（Mytilus galloprovincialis）養(yǎng)殖區(qū)之一，養(yǎng)殖歷史悠久。養(yǎng)殖區(qū)面積約1 926.4公頃，養(yǎng)殖方式為粗放式養(yǎng)殖，養(yǎng)殖過程中基本不投飼，也不用藥。養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)的好壞，直接決定了養(yǎng)殖生產(chǎn)的成敗。隨著近年來陸源污染物的大量入海，海洋環(huán)境承受的壓力越來越大，N、P含量不斷增加，導(dǎo)致養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)赤潮現(xiàn)象時有發(fā)生。2011～2016年筆者對興城邴家灣紫貽貝養(yǎng)殖水域水質(zhì)進行了23次現(xiàn)場調(diào)查，初步掌握了該水域海水營養(yǎng)鹽及富營養(yǎng)化現(xiàn)狀，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果，用季節(jié)性kendall檢驗原理[1]對營養(yǎng)鹽和富營養(yǎng)化在時間上的變化趨勢進行了分析。

1 材料和方法

1.1 調(diào)查材料和方法

調(diào)查于2011～2016年的5、7、8、10月進行。調(diào)查水域為葫蘆島市興城邴家灣紫貽貝海水增養(yǎng)殖區(qū)，E 119°49′到53′，N 40°35′到39′范圍內(nèi)海域，均勻布設(shè)6個水質(zhì)站位，分別采集表、底層水樣。調(diào)查項目主要有水深，海水溫度、鹽度、透明度、pH、DO、COD、無機氮（NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N）、活性磷酸鹽等。調(diào)查方法按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》[2]進行。

1.2 季節(jié)性kendall檢驗方法

1.2.1 季節(jié)性kendall檢驗法的原理

該檢驗方法的思路[1]是收集多年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別計算各月份（或季節(jié)）的統(tǒng)計量S及方差Var（S），再把各月份（或季節(jié)）的統(tǒng)計量相加，計算總統(tǒng)計量。如果季節(jié)數(shù)和年份數(shù)足夠大，可通過總統(tǒng)計量與標準正態(tài)分布表之間的比較來進行顯著性趨勢檢驗。其原理是將歷年相同月或季的水質(zhì)資料進行比較，如果后面的值（時間上）高于前面的值記為“+”號，否則計為“-”號。如果“+”號的個數(shù)比“-”號的個數(shù)多，則可能為上升趨勢；相反，如果“-”號的個數(shù)比“+”號的個數(shù)多，則為可能下降趨勢。如果水質(zhì)資料不存在上升或下降趨勢，則“+”號和“-” 號的個數(shù)分別為50%。由于季節(jié)性Kendall 檢驗定義為水質(zhì)資料在歷年相同月份間的比較，避免了季節(jié)性的影響；同時，由于數(shù)據(jù)比較只考慮數(shù)據(jù)相對排列而不考慮其大小，故避免了常見的漏測值問題[1]。

1.2.2 季節(jié)性kendall檢驗法的數(shù)學(xué)模型

對于Mann-Kendall檢驗來說，零假設(shè)為隨機變量與時間獨立，且全年4個季度（或12個月）的監(jiān)測要素數(shù)據(jù)具有相同的概率分布。設(shè)有n年P(guān)季度（或月）的監(jiān)測要素序列X，見公式：

在雙邊的趨勢檢驗中，對于給定的趨勢檢驗顯著性水平α，如果|Z|≥Z1-α/2， 則零假設(shè)（無變化趨勢）是不可接受的，即時間序列存在明顯的上升或下降趨勢。當(dāng)Z>0時，是上升趨勢；當(dāng)Z<0時，則是下降趨勢。通常取顯著性水平α為0.1和0.01，即Z的絕對值在大于等于1.28和2.32時，分別表示通過了置信度90%和99% 的顯著性檢驗[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 DO

DO的監(jiān)測結(jié)果與季節(jié)性Kendall檢驗結(jié)果見表1。從歷年的監(jiān)測結(jié)果來看，該養(yǎng)殖水域DO含量在5.17～12.35 mg/L 之間，其中2011～2014年DO含量在6 mg/L以上，符合《海水水質(zhì)標準》[3]（GB 3097-1997）第一類標準，2015年和2016年DO含量在5 mg/L，符合《海水水質(zhì)標準》第二類標準。該養(yǎng)殖水域溶氧充足，養(yǎng)殖生物很少缺氧。從季節(jié)性kendall檢驗結(jié)果來看，六年中DO的變化趨勢為基本不變。

2.2 COD

COD的監(jiān)測結(jié)果與季節(jié)性Kendall檢驗結(jié)果見表2。監(jiān)測結(jié)果表明，該海域COD含量在0.11～3.93 mg/L之間， 2011、 2013、2014和2015年連續(xù)三年COD含量均小于3 mg/L，符合《海水水質(zhì)標準》第二類標準。2012年8月COD值較高，有57%水域COD含量超過了3 mg/L，超過了《海水水質(zhì)標準》第二類標準，最高值達到了3.93 mg/L。表明2012年8月該養(yǎng)殖水域受到了有機污染，對紫貽貝養(yǎng)殖產(chǎn)生了一定的影響。從季節(jié)性kendall檢驗結(jié)果來看，六年來COD的變化趨勢為基本不變。

2.3 活性磷酸鹽

活性磷酸鹽主要來源于陸源污染，如化肥等含磷物質(zhì)隨徑流入海。活性磷酸鹽的監(jiān)測結(jié)果與季節(jié)性Kendall檢驗結(jié)果見表3。該養(yǎng)殖水域活性磷酸鹽含量在0.000 980～0.020 3 mg/L之間。2012、2014、2015、2016年活性磷酸鹽含量均小于0.015 mg/L，符合《海水水質(zhì)標準》第一類標準。2011年和2013年有個別站位活性磷酸鹽含量大于0.015 mg/L，但均小于0.030 mg/L，符合《海水水質(zhì)標準》第二類標準。監(jiān)測結(jié)果表明該養(yǎng)殖水域水質(zhì)中活性磷酸鹽的含量適合進行紫貽貝的養(yǎng)殖。季節(jié)性kendall檢驗結(jié)果表明，六年來活性磷酸鹽的變化趨勢為基本不變。