大港露天海水养殖塘水环境与气象条件关系

2015-09-07赵玉洁等

天津农业科学 2015年7期

赵玉洁等

摘要：本文针对滨海新区水产养殖对气象服务的迫切需求，对8—11月份滨海新区高密度养虾基地露天实时海水养殖水体监测到的水环境进行了数据分析。结果表明：池塘3层平均水温均高于气温，8—9月水温在20～28 ℃之间，适宜南美白对虾生长。10月以后水温逐渐下降，适宜度降低。阴天和多云天气时，会出现下层水温高于上层水温的情况，形成水体乱流，应特别防范翻塘浮头灾害出现。建立了池塘水温与气温关系模型，实时预报池塘水温，为水产养殖最佳繁育期、放养期、投饵期、捕捞期等生产活动提供科学依据，为大港地区安全水产养殖提供支持。

关键词：海水养殖；水温；气象条件

中图分类号：S932.5 1 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.07.008

Abstract： Respond to the urgent need for meteorological service from aquaculture in Binhai New Area， the real-time data from August to November， of water in mariculture ponds of shrimp base was analyzed. The results showed that the average water temperature of three layers in the ponds were higher than that in air， the water temperature from August to September varied from 20 to 28 ℃， which favored the growth of white shrimp（Penaeus vanamei）. From October， the water temperature gradually declined against growth of shrimp. In overcast and cloudy Days， the temperature of lower layer water was higher than the upper， which caused water turbulence. So， special attention should be paid to guard against the pond hypoxia disasters， and the relational model of the air temperature and water temperature in the pond was established，which can real-time forecast water temperature in the pond and provide a scientific support for the best breeding， feeding， harvest and other activities of aquaculture.

Key words：mariculture； water temperature； weather condition

滨海新区大港地区有着广阔的海水养殖面积，是滨海新区水产养殖的主要地区，共有露天养殖面积2.4万余hm2。水产养殖基本上是露天作业，气象条件与水产养殖的成败息息相关。随着滨海新区的开发建设，大港水产养殖业走上了高效养殖的道路，对气象条件更加敏感，对气象灾害更加脆弱。气象条件在很大程度上决定着养殖对象生长速度、繁殖时间、成活率、病害情况等，还决定了苗种放养、饲料投放时间及投放量、捕捞上市时间和产品运输方式等，影响水产养殖的丰歉、品质和成本的高低，甚至可能导致养殖业的巨大损失。气象因素对水产养殖业的危害主要表现在两方面。一是灾害性天气如台风、暴雨等引起的严重洪涝或风暴潮造成的“硬杀伤”。如2012年7月25—26日的特大暴雨天气，造成大港古林街海水对虾养殖损失严重。二是温度、盐度等变化引发水生物适生环境条件发生变化导致生理不适应造成的“软杀伤”。一场低温寒潮天气可导致海水养殖的鱼虾大面积死亡。特别是高密度养殖采用高投饲料密集养殖，天气突变造成浮头泛塘已成为水产养殖的主要灾害之一，一旦发生损失严重。

因此，对露天海水养殖水环境进行观测预报，可以有效减少水产养殖损失，增减养殖户收益。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

观测养虾池设在天津市滨海新区大港古林街马棚口二村的对虾高密度养殖示范区。示范区（N39°19′、El17°46′）年平均气温12.6 ℃，最冷月1月平均气温-3.3 ℃，最热月7月平均气温26.8 ℃；平均年降水量522.2 mm，雨量集中在7—8月；年日照时数在2 700 h左右。本园区海水池塘养殖面积共266 680 m2，每个池塘6 667 m2，共40口池塘。晒水池在园区南侧，紧邻池塘，面积6 667 m2。养殖水产品为南美白对虾（Penaeus vannamei Boone），养殖示范区如图1所示，观测仪器分别安装在40#池塘和晒水池2。

1.2 测定项目及仪器

项目采用雨研信息科技（上海）有限公司的水产养殖气象监测显示系统。每套包括4种要素，距水面1.0 m深度溶氧量（±1%）、盐度（±1%）和pH值（±0.1），距水面0.5，1.0和1.5 m 3层深度水体温度（精度±0.1 ℃），监测数据通过GPRS模块实时传送到气候中心服务器的数据库。

1.3 数据处理及分析方法

本文利用观测数据绘制图表，以直观地反映海水养殖条件下气象要素的时空变化特征；并对所取得的数据使用数理统计相关知识和统计软件SPSS进行方差分析、相关性分析以及回归分析。

2 结果与分析

2.1 海水露天养殖池塘池水温变化特征

该养殖区引灌海水进行养殖。海水在晒水池中晒15～20 d，引入养殖池塘。本文主要研究8—11月水温时空变化特征。

2.1.1 海水露天虾池池水温的时间变化（1）平均水温变化特征。观测数据采集时间为2013年8月6日—2013年11月30日。

如表1、表2所示，从时间变化分析，8月至11月，虾池平均水温逐月降低，从空间分布分析，虾池3层水温从上层到下层逐渐降低。与气温比较，各月3层水温平均值均高于同期气温平均值。蓄水池和虾池水温差异不显著。

（2）水温变化趋势。虾池水温的变化主要是随气温的变化而变化，由水温、气温变化曲线图1和图2可以看出，水温、气温的秋季变化均呈波浪形，其走向基本一致，但水温变化幅度远低于气温，主要是由于水的比热较空气大造成的。随着时间推移，水温呈下降趋势。从变化时段看，虾池8月6日—9月1日水温达到最大值，其中8月31日12点至9月1日上午9点，3层水温保持29～30 ℃持续45 h。之后水温呈阶梯式下降，9月25日至29日和10月25至11月5日两个阶段水温下降速率最大。蓄水池与虾池水温变化趋势一致。

2.1.2 不同天气类型水温变化特征为了分析不同天气类型水环境变化规律，分阴天、晴天和多云3种天气进行分析，按照日照百分率小于20%，20%～60%和大于60%划分为阴天、多云和晴天。

除季节变化外，池塘水温昼夜变化也是生产不可忽视的一个环节。不同天气类型水温最高最低气温出现时间和日较差均不相同，特别是阴天和多云天气下层水温高于上层水温。

晴天时选取连续晴天（9月4—5日，日照百分率0.81～0.89），0.5，1.0，1.5 m 深度逐时水温监测资料。结果表明，3个深度水温日变化曲线均呈单峰型（图3），各层日最低水温平均出现在8：00左右，日最高水温出现在15：00—16：00左右，比大港气象站的日最低最高气温出现时间均推迟2 h左右；水温的日较差较小，0.5，1.0，1.5 m 深度的水温日较差分别为1.6，2.2和2.3 ℃，而同期大港气象站气温的日较差为10.8 ℃，这与水体热容量大有关。垂直方向，各深度逐时水温差异不超过2.5 ℃，按照0.5，1.0，1.5 m顺序水温依次降低，详见图4。

阴天时选取连续阴天（8月30—9月1日，日照百分率0），0.5，1.0，1.5 m 深度逐时水温监测资料。结果表明，1.0 m和1.5 m两个深度水温日变化曲线呈单峰型（图4），日最低水温平均出现在8：00左右，日最高水温出现在15：00—16：00左右，比大港气象站的日最低最高气温出现时间均推迟2 h左右，与晴天实况相似，1.0，1.5 m 深度的水温日较差分别为0.5，1.0 ℃，比晴天水温日较差明显偏小。而0.5 m深度的水温维持在29.7 ℃基本无变化，而且8月30日12：00—31日1：00和8月31日12：00—9月1日0：00及9月1日14：00—19：00，0.5 m水温均低于1.0 m水温，个别时段甚至低于1.5 m水温，垂直方向出现逆温层，造成深层水体向上层流动混合，水体内部形成乱流，详见图4。

多云天时选取连续阴天（9月9日—9月10日，日照百分率0.5～0.6），0.5，1.0，1.5 m深度逐时水温监测资料。结果表明，水温日变化和垂直变化介于晴天和阴天之间，1.0 m和1.5 m两个深度水温日变化曲线呈单峰型（图5），日最低水温平均出现在8：00左右，日最高水温出现在15：00—16：00左右，比大港气象站的日最低最高气温出现时间均推迟2 h左右，1.0和1.5 m 深度的水温日较差分别为0.7，1.2 ℃，介于晴天和阴天之间。而0.5 m深度的水温变化与阴天类似，垂直方向下午至晚上出现水温上低下高的逆温层，造成深层水体向上层流动混合，水体内部形成乱流，这也是高温季节池塘浮头泛塘的主要原因之一。

2.2 水体溶氧量变化分析

溶氧量是水中生物在水中生存的重要指标之一，水中饱和溶氧量受到大气压力、水温、水中其他溶质（如其他气体、有机物或无机物）含量等因素共同作用的影响。自然条件下水中的饱和溶氧与大气压呈正相关关系，阴雨天气大气压降低，影响水体溶氧量；随着水温升高，饱和溶氧量下降；盐度对溶氧也有直接而明显的影响，随着水体盐度升高，饱和溶氧量下降。

观测虾池内有一台增氧机，溶氧减少时会启动增氧机增氧，因此观测的溶氧量为人工干预后的结果。溶氧量观测数据分析结果为，观测期内池塘水体溶氧量在12.0～4.0 mg·L-1之间波动，溶氧量下午高于早晨，白天高于夜间。每天至少有16 h以上大于4.0 mg·L-1，没有出现低于3.0 mg·L-1情况。

2.3 水体pH值变化分析

虾池水体酸碱度维持在7.8～8.8之间，很稳定，水体属于弱碱性，能满足养殖虾类的生长发育需要。

2.4 盐度分析

高密度养殖时虾适应低盐度能力较差，观测表明：虾池盐度维持在19‰～31‰，盐度整体适宜，未出现低于7‰的情况，虾池环境利于虾类发育。

2.5 池内水温与气温的关系

采用3层水温逐时资料与大港气象站同步逐时平均气温资料，利用逐步回归分析方法，建立虾池水温与气象站气温间关系模型，该模型可用于水温预报。

秋季虾池各层水温与大港气象站气温的统计模式如表3。

3 结论与讨论

本文对大港露天海水养殖池塘水的温度、溶氧、盐度、pH值等进行观测分析，并建立了秋季各月逐层水温与气温的关系模式。

（1）8—11月，观测池塘3层平均水温均高于气温，8—9月水温在20～28 ℃之间，适宜南美白对虾生长，10月以后水温逐渐下降，适宜度降低。

（2）阴天和多云天气，出现下层水温高于上层水温的情况，形成水体乱流，应特别防范翻塘浮头灾害出现。