高密度近江牡蛎养殖对钦州湾水质影响的研究*

广西大学资源环境与材料学院 曾恒，孙翔

一、引言

牡蛎是世界范围的养殖品种，也是中国最主要的养殖贝类之一。截至2019年，近海养殖牡蛎产量已经达到了5225595吨，占海水贝类养殖产量的38.47%。近江牡蛎的生物沉积作用使营养物质滞留在近江牡蛎养殖区及周边海域的底质中[1]，导致近江牡蛎养殖区域底质的有机物富集效应。近江牡蛎同化作用后产生的粪便及过剩摄食产生的假粪形成生物沉积物，其中一部分经过微生物的矿化分解再生为营养盐[2]进入水体，一部分生物沉积物沉积在养殖区域及周边海域的底质中被埋藏。另外一部分有机氮进入沉积物缺氧层，在发硝化细菌的作用下被还原为N2[2]。钦州湾作为全国最大的近江牡蛎天然苗种繁殖区[3]，关于近海养殖活动对海域水质变化的研究少有报道[4]。本研究通过2019年夏季和秋季对钦州湾养殖区的叶绿素a及无机氮进行监测，分析钦州湾养殖区域与非养殖区域的叶绿素a浓度、无机氮浓度及其变化趋势，为探究近江牡蛎的生物沉积作用对钦州湾水质的影响提供了科学依据。

二、数据与方法

本研究基于2019年4月钦州湾的水质监测数据，分析钦州湾水质的空间分布特征。将普通克里金插值法与反距离加权法进行精度比较后，选用精度更高、制图效果更好的普通克里金插值法对监测站点数据进行插值分析，并利用皮尔逊相关系数进行叶绿素a和无机氮相关性分析。

图1 钦州湾营养盐流动图

三、结果与讨论

（一）叶绿素a分布特征

钦州湾2019年4月份叶绿素a浓度分布特征见图2。叶绿素a浓度范围为5.01-8.64μg/L。区域分布上，养殖区域叶绿素a浓度明显低于非养殖区，浮筏养殖区的叶绿素a浓度明显低于沉排养殖区，茅尾海叶绿素a浓度高于湾外浓度。近江牡蛎为滤食性生物，它能大量滤食水体中的浮游植物和颗粒物质，从而对浮游植物产生下行控制，叶绿素a指标间接反映了海域的浮游植物生物量，因而养殖区叶绿素浓度明显低于非养殖区。钦州湾湾区呈葫芦状，湾口有钦江、茅岭江等江河的淡水注入，使得湾区海水的盐度呈现从湾顶到湾口逐渐递减的梯度分布。每年5-7月，近江牡蛎养殖的采苗阶段将会在湾顶盐度较低的沙井沉排养殖区进行。由于本次选取的研究时间为4月，外海育肥期的近江牡蛎被拉回内湾七十二泾进行产卵，茅尾海内部的采苗活动没有开展，导致浮筏养殖区的叶绿素a浓度明显低于沉排养殖区。钦州湾属于半封闭海湾，水动力条件较弱，营养盐不断累积于茅尾海。同时受茅岭江、钦江和大风江等河流输入的影响，大量营养物质输入促进了浮游植物的大规模繁殖。同时，在茅尾海内部，只有茅岭江保苗区进行近江牡蛎的养殖活动，近江牡蛎的下行控制得到减弱[5]，进而导致尾海叶绿素a浓度高于外湾浓度。

图2 钦州湾2019年4月叶绿素a浓度分布特征图

（二）无机氮分布特征

钦州湾2019年4月份无机氮(DIN)浓度分布特征见图3。无机氮(DIN)浓度范围为27.66-36.98μmol/L。区域分布上，茅岭江和钦江的入海区域无机氮的浓度高于茅尾海其余区域。针对湾颈七十二径区域，靠近湾外的地区无机氮的浓度高于靠近湾外的区域。这表明随着钦州湾降雨量和径流量的增加，沿岸流域农耕施肥中大量的化肥和居民生活排污水大量流入钦州湾，且保持较高浓度值，表明广西北部湾近岸海域是所有营养盐的汇入点[6]，该时期营养盐的陆源输入是钦州湾的主要污染源。同时七十二径作为近江牡蛎的养殖区域，氨氮是近江牡蛎的主要排泄物，表明了近江牡蛎的呼吸排泄活动对养殖区域产生了不可忽视的影响。

图3 钦州湾2019年4月无机氮浓度分布特征图

（三）营养盐结构及其环境因子的关系

海洋环境是由化学、物理等要素组成的复合体，各种环境因素随着物理条件或者环境条件的变化而变化。本文通过分析4月钦州湾叶绿素a和无机氮的相关性系数，显示相关性为0.3868。结果表明，钦州湾叶绿素a的浓度和无机氮浓度的相关性不显著。

（四）结论

本文探讨了2019年钦州湾海区叶绿素a、无机氮的时空分布特征，主要得出以下结论:（1）区域分布上，养殖区域叶绿素a浓度明显低于非养殖区，浮筏养殖区的叶绿素a浓度明显低于沉排养殖区，茅尾海叶绿素a浓度高于湾外浓度。（2）茅岭江和钦江的入海区域无机氮的浓度高于茅尾海区域。针对湾颈七十二径区域区域，靠近湾外的地区无机氮的浓度高于靠近湾外的区域。（3）通过皮尔逊相关系数，叶绿素a和无机氮不存在相关性。

尽管本研究对钦州湾2019年4月叶绿素a和无机氮浓度进行了分析，但是影响海洋环境的影响因子很多，在今后条件允许的情况下，本研究会继续开展钦州湾理化参数(DO、pH和COD等参数)和营养盐指标(包括NH4+-N、NO2—-N、NO3—-N-等参数)的监测分析，为探究钦州湾近江牡蛎的生物沉积作用对钦州湾水质的影响提供科学依据。