高密度近江牡蠣養殖對欽州灣水質影響的研究*

廣西大學資源環境與材料學院 曾恒，孫翔

一、引言

牡蠣是世界范圍的養殖品種，也是中國最主要的養殖貝類之一。截至2019年，近海養殖牡蠣產量已經達到了5225595噸，占海水貝類養殖產量的38.47%。近江牡蠣的生物沉積作用使營養物質滯留在近江牡蠣養殖區及周邊海域的底質中[1]，導致近江牡蠣養殖區域底質的有機物富集效應。近江牡蠣同化作用后產生的糞便及過剩攝食產生的假糞形成生物沉積物，其中一部分經過微生物的礦化分解再生為營養鹽[2]進入水體，一部分生物沉積物沉積在養殖區域及周邊海域的底質中被埋藏。另外一部分有機氮進入沉積物缺氧層，在發硝化細菌的作用下被還原為N2[2]。欽州灣作為全國最大的近江牡蠣天然苗種繁殖區[3]，關于近海養殖活動對海域水質變化的研究少有報道[4]。本研究通過2019年夏季和秋季對欽州灣養殖區的葉綠素a及無機氮進行監測，分析欽州灣養殖區域與非養殖區域的葉綠素a濃度、無機氮濃度及其變化趨勢，為探究近江牡蠣的生物沉積作用對欽州灣水質的影響提供了科學依據。

二、數據與方法

本研究基于2019年4月欽州灣的水質監測數據，分析欽州灣水質的空間分布特征。將普通克里金插值法與反距離加權法進行精度比較后，選用精度更高、制圖效果更好的普通克里金插值法對監測站點數據進行插值分析，并利用皮爾遜相關系數進行葉綠素a和無機氮相關性分析。

圖1 欽州灣營養鹽流動圖

三、結果與討論

（一）葉綠素a分布特征

欽州灣2019年4月份葉綠素a濃度分布特征見圖2。葉綠素a濃度范圍為5.01-8.64μg/L。區域分布上，養殖區域葉綠素a濃度明顯低于非養殖區，浮筏養殖區的葉綠素a濃度明顯低于沉排養殖區，茅尾海葉綠素a濃度高于灣外濃度。近江牡蠣為濾食性生物，它能大量濾食水體中的浮游植物和顆粒物質，從而對浮游植物產生下行控制，葉綠素a指標間接反映了海域的浮游植物生物量，因而養殖區葉綠素濃度明顯低于非養殖區。欽州灣灣區呈葫蘆狀，灣口有欽江、茅嶺江等江河的淡水注入，使得灣區海水的鹽度呈現從灣頂到灣口逐漸遞減的梯度分布。每年5-7月，近江牡蠣養殖的采苗階段將會在灣頂鹽度較低的沙井沉排養殖區進行。由于本次選取的研究時間為4月，外海育肥期的近江牡蠣被拉回內灣七十二涇進行產卵，茅尾海內部的采苗活動沒有開展，導致浮筏養殖區的葉綠素a濃度明顯低于沉排養殖區。欽州灣屬于半封閉海灣，水動力條件較弱，營養鹽不斷累積于茅尾海。同時受茅嶺江、欽江和大風江等河流輸入的影響，大量營養物質輸入促進了浮游植物的大規模繁殖。同時，在茅尾海內部，只有茅嶺江保苗區進行近江牡蠣的養殖活動，近江牡蠣的下行控制得到減弱[5]，進而導致尾海葉綠素a濃度高于外灣濃度。

圖2 欽州灣2019年4月葉綠素a濃度分布特征圖

（二）無機氮分布特征

欽州灣2019年4月份無機氮(DIN)濃度分布特征見圖3。無機氮(DIN)濃度范圍為27.66-36.98μmol/L。區域分布上，茅嶺江和欽江的入海區域無機氮的濃度高于茅尾海其余區域。針對灣頸七十二徑區域，靠近灣外的地區無機氮的濃度高于靠近灣外的區域。這表明隨著欽州灣降雨量和徑流量的增加，沿岸流域農耕施肥中大量的化肥和居民生活排污水大量流入欽州灣，且保持較高濃度值，表明廣西北部灣近岸海域是所有營養鹽的匯入點[6]，該時期營養鹽的陸源輸入是欽州灣的主要污染源。同時七十二徑作為近江牡蠣的養殖區域，氨氮是近江牡蠣的主要排泄物，表明了近江牡蠣的呼吸排泄活動對養殖區域產生了不可忽視的影響。

圖3 欽州灣2019年4月無機氮濃度分布特征圖

（三）營養鹽結構及其環境因子的關系

海洋環境是由化學、物理等要素組成的復合體，各種環境因素隨著物理條件或者環境條件的變化而變化。本文通過分析4月欽州灣葉綠素a和無機氮的相關性系數，顯示相關性為0.3868。結果表明，欽州灣葉綠素a的濃度和無機氮濃度的相關性不顯著。

（四）結論

本文探討了2019年欽州灣海區葉綠素a、無機氮的時空分布特征，主要得出以下結論:（1）區域分布上，養殖區域葉綠素a濃度明顯低于非養殖區，浮筏養殖區的葉綠素a濃度明顯低于沉排養殖區，茅尾海葉綠素a濃度高于灣外濃度。（2）茅嶺江和欽江的入海區域無機氮的濃度高于茅尾海區域。針對灣頸七十二徑區域區域，靠近灣外的地區無機氮的濃度高于靠近灣外的區域。（3）通過皮爾遜相關系數，葉綠素a和無機氮不存在相關性。

盡管本研究對欽州灣2019年4月葉綠素a和無機氮濃度進行了分析，但是影響海洋環境的影響因子很多，在今后條件允許的情況下，本研究會繼續開展欽州灣理化參數(DO、pH和COD等參數)和營養鹽指標(包括NH4+-N、NO2—-N、NO3—-N-等參數)的監測分析，為探究欽州灣近江牡蠣的生物沉積作用對欽州灣水質的影響提供科學依據。