楊思蕊，張雨薇，李志偉

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，河北秦皇島 066000）

為滿(mǎn)足人們對(duì)高質(zhì)量蛋白質(zhì)快速增長(zhǎng)的需求，海水養(yǎng)殖業(yè)在全球快速發(fā)展，我國(guó)在其中發(fā)揮著重要作用［1-4］。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)海水養(yǎng)殖產(chǎn)量約占全世界產(chǎn)量的62%。海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量從1990 年713 萬(wàn)t 增長(zhǎng)到2020 年的5 215 萬(wàn)t［5］。海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展不可避免地對(duì)海域環(huán)境造成威脅，如沿海景觀變化、生物多樣性下降、水質(zhì)退化等［6-8］。

河北省秦皇島市昌黎縣海水養(yǎng)殖區(qū)位于河北省東北部，隸屬于秦皇島市。海岸線(xiàn)長(zhǎng)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(shí)平均流速0.06 m·s-1，落潮時(shí)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(yǎng)殖區(qū)周邊有灤河、大浦河等河流入海，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源豐富，底質(zhì)較細(xì)，為昌黎縣發(fā)展海水養(yǎng)殖創(chuàng)造了天然條件。昌黎縣海水養(yǎng)殖開(kāi)始于20 世紀(jì)90 年代，主要從事扇貝養(yǎng)殖活動(dòng)，目前該海域有海灣扇貝養(yǎng)殖區(qū)26 667 hm2、工廠化養(yǎng)殖車(chē)間面積超過(guò)10 萬(wàn) m2、海水養(yǎng)殖池塘3 333 hm2、灘涂貝類(lèi)養(yǎng)殖區(qū)域2 000 hm2，扇貝年產(chǎn)量約18 萬(wàn)t。昌黎縣扇貝養(yǎng)殖規(guī)模占全國(guó)的1/3，占河北省海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的52.7%，是我國(guó)海灣扇貝主產(chǎn)區(qū)之一［10］。但長(zhǎng)期大規(guī)模海水養(yǎng)殖，不可避免地對(duì)養(yǎng)殖海域水環(huán)境造成威脅。根據(jù)有關(guān)報(bào)道，該海域水體質(zhì)量不斷惡化，部分養(yǎng)殖海域生態(tài)系統(tǒng)處于亞健康，甚至不健康狀態(tài)，一定程度上影響了海水養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展［11-13］。因此，以昌黎縣海水養(yǎng)殖區(qū)為例，基于2000—2018 年養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，研究長(zhǎng)期海水養(yǎng)殖對(duì)海域水環(huán)境的影響。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

昌黎縣海水養(yǎng)殖區(qū)面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源于2000—2018 年河北省水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)年鑒。為分析水質(zhì)變化，于2015—2018 年每年8 月對(duì)養(yǎng)殖區(qū)表層水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共設(shè)置19 個(gè)站位，主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為無(wú)機(jī)氮（DIN）、活性磷酸鹽、氮磷比（N/P）等。此外，具體監(jiān)測(cè)了無(wú)機(jī)氮中硝態(tài)氮（NO3--N）和銨態(tài)氮（NH4+-N）含量變化。同時(shí)，采集河北省海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心2000—2014 年每年8 月對(duì)昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，僅保留與2015—2018 年監(jiān)測(cè)站位相同站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用于分析2000年以來(lái)養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)的變化，其他數(shù)據(jù)予以剔除。

1.2 監(jiān)測(cè)分析方法

2015—2018 年每年8 月對(duì)昌黎縣海水養(yǎng)殖區(qū)表層（0.5 m）水質(zhì)開(kāi)展實(shí)地調(diào)查監(jiān)測(cè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)的采樣及分析方法均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范執(zhí)行。

1.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，計(jì)算2000—2018 年昌黎縣海水養(yǎng)殖區(qū)表層海水各水質(zhì)指標(biāo)的均值，為識(shí)別養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)對(duì)長(zhǎng)期海水養(yǎng)殖活動(dòng)的響應(yīng)特點(diǎn)，利用spearman相關(guān)分析評(píng)價(jià)不同年份水質(zhì)參數(shù)差異顯著性、水質(zhì)參數(shù)與養(yǎng)殖面及產(chǎn)量之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析主要通過(guò)SPSS 25.0 和Sigamaplot 14.0 軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 昌黎縣海水養(yǎng)殖發(fā)展特征

由圖1 知，2000—2018 年，昌黎縣海水養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量分別增加了223.61%和162.84%。2006年以前，昌黎縣海水養(yǎng)殖面積基本維持在1.5 萬(wàn) hm2以下，2007 年以后養(yǎng)殖面積快速增長(zhǎng)，到2014 年養(yǎng)殖面積增長(zhǎng)到4.2 萬(wàn) hm2以上，此后海水養(yǎng)殖面積略有下降。從養(yǎng)殖產(chǎn)量看，波動(dòng)比較明顯，但整體上也呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2008 年以前，養(yǎng)殖產(chǎn)量基本呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)（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(yǎng)殖產(chǎn)量下降明顯，直到2014 年以后養(yǎng)殖產(chǎn)量開(kāi)始逐步恢復(fù)。

圖1 昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)2000—2018 年養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖產(chǎn)量

2.2 養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)變化

2006—2014 年，昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水中無(wú)機(jī)氮和硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中無(wú)機(jī)氮的Spearman 相關(guān)分析，p=0.926，P＜0.001，見(jiàn)圖2（a）；硝態(tài)氮的Spearman 相關(guān)分析，p=0.921，P=0.001，見(jiàn)圖2（b）。2006 年之前，海水中的無(wú)機(jī)氮和硝態(tài)氮含量均保持相對(duì)穩(wěn)定，2014 年后，海水中的無(wú)機(jī)氮和硝態(tài)氮含量有所波動(dòng)。2008—2011 年，銨態(tài)氮含量快速增長(zhǎng)，此后波動(dòng)比較明顯（Spearman 相關(guān)分析，p=0.849，P＜0.001），見(jiàn)圖2（c）。2000—2006年，昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水中的活性磷酸鹽含量基本呈下降趨勢(shì)；2006—2012 年，活性磷酸鹽含量快速回升，在2012 年達(dá)到最高值，為0.078 mg·L-1，此后又開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（Spearman 相關(guān)分析，p=0.633，P=0.004），見(jiàn)圖2（d）。2005 年之前，昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水中N/P基本維持在25 以下；2006—2009 年N/P 由56 快速增長(zhǎng)到116，此后雖有所波動(dòng)但基本保持在110～124（Spearman 相關(guān)分析，p=0.918，P＜0.001），見(jiàn)圖2（e）。

圖2 2000—2018 年昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)指標(biāo)的變化

2.3 水質(zhì)變化與海水養(yǎng)殖發(fā)展的關(guān)系

為分析水質(zhì)變化與海水養(yǎng)殖的關(guān)系，對(duì)昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)主要海水指標(biāo)與養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果表明，2000—2018 年，昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水中N/P 和活性磷酸鹽含量隨著養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖產(chǎn)量的增加而逐漸升高，見(jiàn)圖3。因此，海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展對(duì)昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水營(yíng)養(yǎng)鹽狀況有明顯影響。海水養(yǎng)殖是海水中營(yíng)養(yǎng)鹽的一個(gè)重要來(lái)源，養(yǎng)殖過(guò)程中殘余餌料、生物排泄物等大量殘留在養(yǎng)殖海域中，成為養(yǎng)殖海域中有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽的來(lái)源之一。氮磷比與養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖產(chǎn)量呈正向相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)較高。此外，海水中的活性磷酸鹽含量，雖然與養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖產(chǎn)量也呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)系數(shù)較低。相對(duì)于養(yǎng)殖過(guò)程中的含氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的使用量，磷的用量相對(duì)較低。此外，海水中磷的含量受浮游植物生長(zhǎng)和海洋管控措施的影響更大。

圖3 昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)參數(shù)與養(yǎng)殖活動(dòng)的相關(guān)分析

3 結(jié)論與討論

對(duì)昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水中無(wú)機(jī)氮（DIN）、活性磷酸鹽（PO4-P）、氮磷比（N/P）等指標(biāo)及養(yǎng)殖活動(dòng)的變化分析，結(jié)果表明，2000—2018 年，昌黎海水養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量分別增加了223.61%和162.84%，尤其在2006 年以后，海水養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展。2000 年以來(lái)，隨著昌黎縣養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，海水水質(zhì)整體呈現(xiàn)出一定的退化趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為無(wú)機(jī)氮含量持續(xù)上升、活性磷酸鹽（PO4-P）含量波動(dòng)式上升，尤其是在2005 年以后，養(yǎng)殖區(qū)海水中N/P 升高了2～4 倍。相關(guān)性分析表明，昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)變化與海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展有密切的關(guān)系，尤其是與氮類(lèi)營(yíng)養(yǎng)鹽的變化關(guān)系密切。因此，今后需進(jìn)一步探索積極有效的措施和方法，如科學(xué)設(shè)置養(yǎng)殖規(guī)模和密度、實(shí)施多營(yíng)養(yǎng)級(jí)健康養(yǎng)殖模式、發(fā)展大型海藻養(yǎng)殖、實(shí)施生態(tài)修復(fù)等，促進(jìn)昌黎縣養(yǎng)殖區(qū)海水環(huán)境質(zhì)量的改善，實(shí)現(xiàn)海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。