昌黎縣海水養殖區水質對長期養殖活動的影響

楊思蕊 張雨薇 李志偉

摘 要 我國是世界上海水養殖業發展較快的國家之一，為探究海水養殖業快速發展對海洋生態環境的影響，以我國河北省秦皇島市昌黎縣海水養殖區為例，對其2000—2018年水質變化和養殖活動的發展進行分析，并利用相關分析和主成分分析方法分析了昌黎縣養殖區水質對養殖活動快速發展的響應特征。結果表明，2005年以后，昌黎縣養殖區海水中營養鹽含量快速增長，N/P快速升高，海水水質退化趨勢明顯，昌黎縣養殖區長期大規模養殖活動可能是引起海水水質退化的主要原因之一。

關鍵詞 海水養殖;環境響應;水質;河北省秦皇島市昌黎縣

中圖分類號：S959 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.06.003

為滿足人們對高質量蛋白質快速增長的需求，海水養殖業在全球快速發展，我國在其中發揮著重要作用[1-4]。根據有關統計，我國海水養殖產量約占全世界產量的62%。海水養殖總產量從1990年713萬t增長到2020年的5 215萬t[5]。海水養殖業的快速發展不可避免地對海域環境造成威脅，如沿海景觀變化、生物多樣性下降、水質退化等[6-8]。

河北省秦皇島市昌黎縣海水養殖區位于河北省東北部，隸屬于秦皇島市。海岸線長52.10 km，海域面積為757.88 km2，其中淺海面積占94.46%，淺海海域水深4～14 m，該海域漲潮時平均流速0.06 m·s-1，落潮時平均流速0.18 m·s-1，海水透明度一般為4 m[9]。昌黎縣海水養殖區周邊有灤河、大浦河等河流入海，營養物質來源豐富，底質較細，為昌黎縣發展海水養殖創造了天然條件。昌黎縣海水養殖開始于20世紀90年代，主要從事扇貝養殖活動，目前該海域有海灣扇貝養殖區26 667 hm2、工廠化養殖車間面積超過

10萬 m2、海水養殖池塘3 333 hm2、灘涂貝類養殖區域2 000 hm2，扇貝年產量約18萬t。昌黎縣扇貝養殖規模占全國的1/3，占河北省海水養殖總產量的52.7%，是我國海灣扇貝主產區之一[10]。但長期大規模海水養殖，不可避免地對養殖海域水環境造成威脅。根據有關報道，該海域水體質量不斷惡化，部分養殖海域生態系統處于亞健康，甚至不健康狀態，一定程度上影響了海水養殖業可持續健康發展[11-13]。因此，以昌黎縣海水養殖區為例，基于2000—2018年養殖區水質監測結果，研究長期海水養殖對海域水環境的影響。

1 材料與方法

1.1 數據來源

昌黎縣海水養殖區面積和產量數據來源于2000—2018年河北省水產統計年鑒。為分析水質變化，于2015—2018年每年8月對養殖區表層水水質進行監測，共設置19個站位，主要監測指標為無機氮（DIN）、活性磷酸鹽、氮磷比（N/P）等。此外，具體監測了無機氮中硝態氮（NO3--N）和銨態氮（NH4+-N）含量變化。同時，采集河北省海洋環境監測中心2000—2014年每年8月對昌黎縣養殖區的水質監測結果，僅保留與2015—2018年監測站位相同站點的監測數據，用于分析2000年以來養殖區水質的變化，其他數據予以剔除。

1.2 監測分析方法

2015—2018年每年8月對昌黎縣海水養殖區表層（0.5 m）水質開展實地調查監測，水質監測的采樣及分析方法均按國家標準海洋監測規范執行。

1.3 數據分析

根據監測數據資料，計算2000—2018年昌黎縣海水養殖區表層海水各水質指標的均值，為識別養殖區水質對長期海水養殖活動的響應特點，利用spearman相關分析評價不同年份水質參數差異顯著性、水質參數與養殖面及產量之間的關系。數據的統計分析主要通過SPSS 25.0和Sigamaplot 14.0軟件完成。

2 結果與分析

2.1 昌黎縣海水養殖發展特征

由圖1知，2000—2018年，昌黎縣海水養殖區養殖面積和產量分別增加了223.61%和162.84%。2006年以前，昌黎縣海水養殖面積基本維持在1.5萬 hm2以下，2007年以后養殖面積快速增長，到2014年養殖面積增長到4.2萬 hm2以上，此后海水養殖面積略有下降。從養殖產量看，波動比較明顯，但整體上也呈現出增長的趨勢。2008年以前，養殖產量基本呈現快速增長的趨勢（除2003年），但在2009年由于受石油泄漏事故及海水赤潮等因素的影響，養殖產量下降明顯，直到2014年以后養殖產量開始逐步恢復。

2.2 養殖區水質變化

2006—2014年，昌黎縣養殖區海水中無機氮和硝態氮含量呈現明顯的增長趨勢，其中無機氮的Spearman相關分析，p=0.926，P<0.001，見圖2（a）;硝態氮的Spearman相關分析，p=0.921，P=0.001，見圖2（b）。2006年之前，海水中的無機氮和硝態氮含量均保持相對穩定，2014年后，海水中的無機氮和硝態氮含量有所波動。2008—2011年，銨態氮含量快速增長，此后波動比較明顯（Spearman相關分析，p=0.849，P<0.001），見圖2（c）。2000—2006年，昌黎縣養殖區海水中的活性磷酸鹽含量基本呈下降趨勢;2006—2012年，活性磷酸鹽含量快速回升，在2012年達到最高值，為0.078 mg·L-1，此后又開始呈現下降趨勢（Spearman相關分析，p=0.633，P=0.004），見圖2（d）。2005年之前，昌黎縣養殖區海水中N/P

基本維持在25以下;2006—2009年N/P由56快速增長到116，此后雖有所波動但基本保持在110～124（Spearman相關分析，p=0.918，P<0.001），見圖2（e）。

2.3 水質變化與海水養殖發展的關系

為分析水質變化與海水養殖的關系，對昌黎縣養殖區主要海水指標與養殖面積、養殖產量進行相關分析。結果表明，2000—2018年，昌黎縣養殖區海水中N/P和活性磷酸鹽含量隨著養殖面積和養殖產量的增加而逐漸升高，見圖3。因此，海水養殖業的快速發展對昌黎縣養殖區海水營養鹽狀況有明顯影響。海水養殖是海水中營養鹽的一個重要來源，養殖過程中殘余餌料、生物排泄物等大量殘留在養殖海域中，成為養殖海域中有機物和營養鹽的來源之一。氮磷比與養殖面積、養殖產量呈正向相關關系，且相關系數較高。此外，海水中的活性磷酸鹽含量，雖然與養殖面積、養殖產量也呈現正相關關系，但相關系數較低。相對于養殖過程中的含氮營養物質的使用量，磷的用量相對較低。此外，海水中磷的含量受浮游植物生長和海洋管控措施的影響更大。

3 結論與討論

對昌黎縣養殖區海水中無機氮（DIN）、活性磷酸鹽（PO4-P）、氮磷比（N/P）等指標及養殖活動的變化分析，結果表明，2000—2018年，昌黎海水養殖區養殖面積和產量分別增加了223.61%和162.84%，尤其在2006年以后，海水養殖業快速發展。2000年以來，隨著昌黎縣養殖業的不斷發展，海水水質整體呈現出一定的退化趨勢，具體表現為無機氮含量持續上升、活性磷酸鹽（PO4-P）含量波動式上升，尤其是在2005年以后，養殖區海水中N/P升高了2～4倍。相關性分析表明，昌黎縣養殖區海水水質變化與海水養殖業的快速發展有密切的關系，尤其是與氮類營養鹽的變化關系密切。因此，今后需進一步探索積極有效的措施和方法，如科學設置養殖規模和密度、實施多營養級健康養殖模式、發展大型海藻養殖、實施生態修復等，促進昌黎縣養殖區海水環境質量的改善，實現海水養殖業的可持續發展。

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（責任編輯：張春雨）