留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

闽江河口养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐和叶绿素a浓度变化特征

赵光辉 杨平 唐晨 韩智献 仝川

赵光辉, 杨平, 唐晨, 韩智献, 仝川. 闽江河口养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐和叶绿素a浓度变化特征[J]. 南方水产科学, 2020, 16(3): 70-78. doi: 10.12131/20190208
引用本文: 赵光辉, 杨平, 唐晨, 韩智献, 仝川. 闽江河口养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐和叶绿素a浓度变化特征[J]. 南方水产科学, 2020, 16(3): 70-78. doi: 10.12131/20190208
Guanghui ZHAO, Ping YANG, Chen TANG, Zhixian HAN, Chuan TONG. Variation of DOC, nutrients and chlorophyll a contents in shrimp ponds of Minjiang River Estuary[J]. South China Fisheries Science, 2020, 16(3): 70-78. doi: 10.12131/20190208
Citation: Guanghui ZHAO, Ping YANG, Chen TANG, Zhixian HAN, Chuan TONG. Variation of DOC, nutrients and chlorophyll a contents in shrimp ponds of Minjiang River Estuary[J]. South China Fisheries Science, 2020, 16(3): 70-78. doi: 10.12131/20190208

闽江河口养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐和叶绿素a浓度变化特征

doi: 10.12131/20190208
基金项目: 国家自然科学基金项目 (41671088;41801070)
详细信息
    作者简介:

    赵光辉 (1994—),男,硕士研究生,研究方向为湿地生物地球化学。E-mail: sxyqghz@163.com

    通讯作者:

    仝 川 (1964—),男,博士,教授,从事湿地生物地球化学循环研究。E-mail: tongch@fjnu.edu.cn

  • 中图分类号: S 968.22

Variation of DOC, nutrients and chlorophyll a contents in shrimp ponds of Minjiang River Estuary

  • 摘要:

    为揭示河口区陆基养虾塘可溶性有机碳 (DOC)、营养盐、叶绿素a时空动态变化及其生态化学计量特征,在福建省闽江河口鳝鱼滩选择3个陆基养虾塘作为研究对象,于2018年5—10月原位测定养虾塘水温、pH、盐度、溶解氧指标,并采集不同深度水样,实验室测定DOC、可溶性无机氮 (DIN)、磷酸盐 (PO4 3−-P)、叶绿素a浓度,探讨其主要影响因素。结果表明,养虾塘水体中DOC、DIN、PO4 3−-P和叶绿素a质量浓度分别介于5.73~16.79 mg·L−1、0.04~1.80 mg·L−1、0.03~0.16 mg·L−1和15.02~443.08 μg·L−1,均存在明显的时空变化特征;养虾塘水体DOC、营养盐、叶绿素a浓度受到养殖水体水环境参数、人为活动、养殖生物的共同影响;养虾塘水体碳 (C)、氮 (N)、磷 (P) 营养元素组成与植物、土壤之间具有相似性,并且表现为碳盈余和氮限制。在养殖过程中,加强对养虾塘水体营养盐和叶绿素a的动态变化监测,通过人为方式调节养虾塘水体C、N、P比率,对于防止养虾塘水体富营养化,促进养虾塘生态系统绿色可持续生产具有重要作用。

  • 图  1  研究区域概况

    Figure  1.  Locations of survey area

    图  2  养虾塘主要水体理化性质时间变化特征

    Figure  2.  Temporal variation of main physical and chemical properties in shrimp ponds

    图  3  养虾塘水体可溶性有机碳和叶绿素a浓度时间变化特征

    Figure  3.  Temporal variation characteristics of DOC and chlorophyll a mass concentration in shrimp ponds

    图  4  养虾塘水体可溶性无机氮和磷酸盐浓度时间变化特征

    Figure  4.  Temporal variation characteristics of DIN and PO4 3−-P mass concentration in shrimp ponds

    图  5  养虾塘水体可溶性无机碳、可溶性无机氮、磷酸盐的碳、氮、磷的化学计量比特征

    Figure  5.  Stoichiometric characteristics of carbon, nitrogen and phosphorus of DOC、DIN、PO4 3−-P in shrimp ponds

    表  1  养虾塘基本情况

    Table  1.   Basic information of shrimp ponds

    Ⅰ号塘
    Pond I
    Ⅱ号塘
    Pond II
    Ⅲ号塘
    Pond III
    虾塘面积 Area/m2 14 000 13 000 12 500
    虾苗投放量 Shrimp input/×104 300 280 270
    对虾收获量 Shrimp harvest/kg 7 000 9 500 8 000
    对虾成活率 Survival rate/% 70 80 75
    饲料投喂量 Feed input/kg 5 000 6 000 5 000
    下载: 导出CSV

    表  2  养虾塘水体溶解有机碳、氮、磷营养盐及叶绿素a浓度差异性分析

    Table  2.   ANOVA analysis of contents of DOC, nitrogen and phosphorus nutrients and chlorophyll a in shrimp ponds

    变量
    Variable
    可溶性有机碳
    DOC
    可溶性无机氮
    DIN
    磷酸盐
    PO4 3−-P
    叶绿素 a
    Chlorophyll a
    FPFPFPFP
    采样池塘 Sampling pond 4.150 0.017 40.161 <0.001 5.405 0.005 371.082 <0.001
    采样日期 Sampling date 31.496 <0.001 63.478 <0.001 4.015 0.001 276.654 <0.001
    采样池塘×采样日期
    Sampling pond×Sampling date
    8.476 <0.001 18.110 <0.001 2.766 0.001 33.768 <0.001
    注:P<0.05表示存在显著差异;P<0.01表示存在极显著差异 Note: Significant difference at 0.05 level (P<0.05); Very significant difference at 0.01 level (P<0.01)
    下载: 导出CSV

    表  3  养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐及叶绿素 a浓度与理化指标的相关分析

    Table  3.   Correlation analysis of contents of DOC, nutrients and chlorophyll a in shrimp pond water with physicochemical indices

    指标
    Index
    水温
    Water temperature/℃
    溶解氧
    Dissolved oxygen/(mg·L−1)
    pH盐度
    Salinity
    叶绿素 a
    Chlorophyll a/
    (μg·L−1)
    可溶性无机碳 DOC/(mg·L−1) −0.416** 0.069 0.175 0.323* 0.413**
    硝酸盐氮 NO3 -N/(mg·L−1) 0.021 0.137 0.332* 0.177 0.181
    氨氮 NH4 +-N/(mg·L−1) −0.411** −0.090 0.202 0.099 0.211
    亚硝酸盐氮 NO2 -N/(mg·L−1) 0.109 0.085 0.228 0.227 0.128
    磷酸盐 PO4 3−-P/(mg·L−1) −0.033 −0.427 −0.577** 0.000 −0.244
    叶绿素 a Chlorophyll a/(μg·L−1) −0.178 0.371* 0.192 0.479** 1
    注:*. 显著性相关 (P<0.05);**. 极显著性相关 (P<0.01) Note: *. Significant at 0.05 level (P<0.05);**. Very significant at 0.01 level (P<0.01)
    下载: 导出CSV
  • [1] REN C Y, WANG Z M, ZHANG Y Z, et al. Rapid expansion of coastal aquaculture ponds in China from Landsat observations during 1984−2016[J]. Int J Appl Earth Obs, 2019, 82: 1-12.
    [2] FAO. Fishery and Aquaculture Statistics 2017[R]. Roma: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2019: 3-80.
    [3] SIL VA K R D, WASIELESKY W, ABREU P C, et al. Nitrogen and phosphorus dynamics in the biofloc production of the Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei[J]. J World Aquacult Soc, 2013, 44(1): 30-41. doi: 10.1111/jwas.12009
    [4] YANG P, LAI D Y F, JIN B S, et al. Dynamics of dissolved nutrients in the aquaculture shrimp ponds of the Min River estuary, China: concentrations, fluxes and environmental loads[J]. Sci Total Environ, 2017, 603-604: 256-267. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.06.074
    [5] OSTI J A S, MORAES M A B, CARMO C F, et al. Nitrogen and phosphorus flux from the production of Nile tilapia through the application of environmental indicators[J]. Braz J Biol, 2017, 78(1): 25-31. doi: 10.1590/1519-6984.02116
    [6] 郭丰, 黄凌风, 周时强, 等. 斑节对虾养殖垦区水质状况的调查研究[J]. 厦门大学学报(自然版), 2001, 40(4): 931-935.
    [7] 宋玉芝, 秦伯强, 高光. 氮及氮磷比对附着藻类及浮游藻类的影响[J]. 湖泊科学, 2007, 19(2): 125-130. doi: 10.3321/j.issn:1003-5427.2007.02.003
    [8] 杨平, 谭立山, 金宝石, 等. 九龙江河口区养虾塘水体营养盐与叶绿素a含量的变化特征及影响因素[J]. 湿地科学, 2017, 15(6): 794-801.
    [9] 施沁璇, 王俊, 盛鹏程, 等. 淡水养殖池塘中水体碳氮比对养殖环境的影响[J]. 江苏农业科学, 2017, 45(21): 186-189.
    [10] 高磊. 碳氮比调节在对虾养殖中的作用及优化[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2012: 54-68.
    [11] AVNIMELECH Y. Carbon/nitrogen ratio as a control element in aquaculture systems[J]. Aquaculture, 1999, 176: 227-235. doi: 10.1016/S0044-8486(99)00085-X
    [12] 张许光. 2014年中国对虾养殖总结及2015年展望[EB/OL]. [2015-03-19]. http://www.shuichan.cc/news_view−237856.html.
    [13] 杨平, 仝川, 何清华, 等. 闽江口鱼虾混养塘水−气界面温室气体通量及主要影响因子[J]. 环境科学学报, 2013, 33(5): 1493-1503.
    [14] YANG P, ZHANG Y F, LAI D Y F, et al. Fluxes of carbon dioxide and methane across the water-atmosphere interface of aquaculture shrimp ponds in two subtropical estuaries: the effect of temperature, substrate, salinity and nitrate[J]. Sci Total Environ, 2018, 635: 1025-1035. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.102
    [15] ZHANG L, WANG L, YIN K D, et al. Pore water nutrient characteristics and the fluxes across the sediment in the Pearl River estuary and adjacent waters, China[J]. Estuar Coast Shelf S, 2013, 133: 182-192. doi: 10.1016/j.ecss.2013.08.028
    [16] ZHANG Y F, YANG P, YANG H, et al. Plot-scale spatiotemporal variations of CO2 concentration and flux across water-air interfaces at aquaculture shrimp ponds in a subtropical estuary[J]. Environ Sci Pollut R, 2019, 26: 5623-5637. doi: 10.1007/s11356-018-3929-3
    [17] 张瑜斌, 章洁香, 詹晓燕, 等. 高位虾池养殖过程主要理化因子的变化及水质评价[J]. 水产科学, 2009, 28(11): 628-634. doi: 10.3969/j.issn.1003-1111.2009.11.004
    [18] 赵卫红, 杨登峰, 王江涛, 等. 中国对虾养殖系统中无机和各形态有机N、P浓度及其变化[J]. 海洋环境科学, 2006, 25(2): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.2006.02.001
    [19] 王伟良, 李德尚. 养虾围隔中无机氮浓度与放养密度及环境因子的关系[J]. 海洋科学, 2000, 24(10): 44-47. doi: 10.3969/j.issn.1000-3096.2000.10.016
    [20] van LUJIN F, BOERS P C M, LIJKLEMA L, et al. Nitrogen fluxes and processes in sandy and muddy sediments from a shallow eutrophic lake[J]. Water Res, 1999, 33(1): 33-42. doi: 10.1016/S0043-1354(98)00201-2
    [21] 周劲风, 温琰茂. 珠江三角洲基塘水产养殖对水环境的影响[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2004, 43(5): 103-106. doi: 10.3321/j.issn:0529-6579.2004.05.029
    [22] RICARDO J M, VERDEGEM M C J, DAM A A V, et al. Effect of organic nitrogen and carbon mineralization on sediment organic matter accumulation in fish ponds[J]. Aquacult Res, 2005, 36: 983-995. doi: 10.1111/j.1365-2109.2005.01309.x
    [23] 申玉春, 熊邦喜, 叶富良, 等. 凡纳滨对虾高位池养殖系统的水质理化状况[J]. 广东海洋大学学报, 2006, 26(1): 16-21. doi: 10.3969/j.issn.1673-9159.2006.01.004
    [24] 苏跃朋, 马甡, 田相利, 等. 中国明对虾精养池塘氮、磷和碳收支的研究[J]. 南方水产, 2009, 5(6): 54-58. doi: 10.3969/j.issn.1673-2227.2009.06.010
    [25] 齐明, 申玉春, 吴灶和, 等. 凡纳滨对虾高位养殖池氮、磷营养盐与初级生产力研究[J]. 广东农业科学, 2010, 37(9): 170-172. doi: 10.3969/j.issn.1004-874X.2010.09.065
    [26] MAHMOOD T, FANG J, JIANG Z, et al. Seasonal distribution, sources and sink of dissolved organic carbon in integrated aquaculture system in coastal waters[J]. Aquacult Int, 2016, 25: 71-85.
    [27] 谭立山, 杨平, 徐康, 等. 闽江河口短叶茳芏湿地及其围垦的养虾塘CH4排放通量的比较[J]. 环境科学学报, 2018, 38(2): 1214-1223.
    [28] 孙忠, 王跃斌, 陆建学. 三疣梭子蟹不同养殖模式池塘叶绿素a的变化特征及粒级结构[J]. 海洋渔业, 2012, 34(2): 177-182. doi: 10.3969/j.issn.1004-2490.2012.02.008
    [29] 钱昊钟, 赵巧华, 钱培东, 等. 太湖叶绿素a浓度分布的时空特征及其影响因素[J]. 环境化学, 2013, 32(5): 789-796. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2013.05.010
    [30] REDFIELD A C. The biological control of chemical factors in the environment[J]. Am Sci, 1958, 46(3): 205-221.
    [31] CHEN M, ZENG G M, ZHANG J C, et al. Global landscape of total organic carbon, nitrogen and phosphorus in lake water[J]. Sci Rep, 2015, 5: 15043. doi: 10.1038/srep15043
    [32] 王芳, 国先涛, 董双林. 水域生态系统生态化学计量学研究进展[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2015, 45(12): 16-23.
    [33] 王维奇, 徐玲琳, 曾从盛, 等. 河口湿地植物活体−枯落物−土壤的碳氮磷生态化学计量特征[J]. 生态学报, 2011, 31(23): 7119-7124.
    [34] 程瑞梅, 王娜, 肖文发, 等. 陆地生态系统生态化学计量学研究进展[J]. 林业科学, 2018, 54(7): 130-136. doi: 10.11707/j.1001-7488.20180714
    [35] YANG P, YANG H, LAI D Y F, et al. Production and uptake of dissolved carbon, nitrogen and phosphorus in overlying water of aquaculture shrimp ponds in subtropical estuaries, China[J]. Environ Sci Pollut R, 2019, 26: 21565-21578. doi: 10.1007/s11356-019-05445-y
    [36] 孙盛明, 朱健, 戈贤平, 等. 零换水条件下养殖水体中碳氮比对生物絮团形成及团头鲂肠道菌群结构的影响[J]. 动物营养学报, 2015, 27(3): 948-955. doi: 10.3969/j.issn.1006-267x.2015.03.036
    [37] ZHANG K, TIAN X L, DONG S L, et al. An experimental study on the budget of organic carbon in polyculture systems of swimming crab with white shrimp and short-necked clam[J]. Aquaculture, 2016, 451: 58-64. doi: 10.1016/j.aquaculture.2015.08.029
    [38] GAL D, PEKAR F, KEREPECZKI E. A survey on the environmental impact of pond aquaculture in Hungary[J]. Aquacult Int, 2016, 24(6): 1543-1554. doi: 10.1007/s10499-016-0034-9
    [39] KNOSCHE R, SCHRECKENBACH K, PFEIFER M, et al. Balances of phosphorus and nitrogen in carp ponds[J]. Fish Manag Ecol, 2000, 7: 15-22. doi: 10.1046/j.1365-2400.2000.00198.x
    [40] PENMETSA A R K R, MUPPIDI S R, POPURI R, et al. Impact of aquaculture on physico-chemical characteristics of water and soils in the coastal tracts of East and West Godavari districts, Andhra Pradesh, India[J]. Int J Eng Trends Tech, 2013, 6(6): 313-319.
    [41] 齐振雄, 张曼平. 对虾养殖池塘氮磷收支的实验研究[J]. 水产学报, 1998, 22(2): 124-128.
    [42] 邹景忠, 董丽萍, 秦保平. 渤海湾富营养化和赤潮问题的初步探讨[J]. 海洋环境科学, 1983, 2(2): 41-54.
  • 加载中
图(5) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  2828
  • HTML全文浏览量:  1617
  • PDF下载量:  19
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-14
  • 修回日期:  2020-01-03
  • 录用日期:  2020-02-13
  • 网络出版日期:  2020-09-28
  • 刊出日期:  2020-06-05

目录

    /

    返回文章
    返回