袁 星， 林彥彥， 黃建榮， 黎祖福

(中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510275)

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海馬齒生態(tài)浮床對海水養(yǎng)殖池塘的修復(fù)效果

袁 星， 林彥彥， 黃建榮， 黎祖福*

(中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510275)

摘要[目的]研究海馬齒生態(tài)浮床對海水養(yǎng)殖池塘的修復(fù)效果。[方法]采取自然條件下周期性監(jiān)測，根據(jù)試驗海塘的地理形狀和海馬齒浮床鋪設(shè)分布特點，設(shè)試驗區(qū)和對照區(qū)，其中試驗區(qū)設(shè)有海馬齒區(qū)和無海馬齒區(qū)，選擇傳統(tǒng)魚塘作為對照區(qū)，研究養(yǎng)殖池塘在原位生態(tài)修復(fù)方法下水體氮、磷營養(yǎng)鹽、海馬齒生長、沉積物-水界面通量等的變化規(guī)律。[結(jié)果]海馬齒生態(tài)浮床修復(fù)的試驗區(qū)與對照區(qū)相比，DO濃度與透明度增大，主要污染物濃度降低。與對照區(qū)比較，海馬齒浮床對磷、氨、氮有顯著去除作用(P<0.05)，海馬齒浮床區(qū)域COD含量較對照區(qū)明顯降低(P<0.05)。葉綠素a含量、TPM、POM均表現(xiàn)出試驗區(qū)較對照區(qū)小(P<0.05)，說明海馬齒浮床對水體的顆粒有機物有去除作用。11月浮床區(qū)海馬齒C儲量為39.56 g/m2，N儲量為0.77 g/m2，P儲量為0.21 g/m2。[結(jié)論]海馬齒生態(tài)浮床能改善養(yǎng)殖區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞海馬齒生態(tài)浮床；生態(tài)修復(fù)；營養(yǎng)鹽通量；沉積物

隨著海洋養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)功能日益退化，制約著我國漁業(yè)發(fā)展。因此，建立符合國情的海水養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境修復(fù)技術(shù)，對海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。目前，利用海馬齒生態(tài)浮床技術(shù)修復(fù)海水養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境已有大量研究[1-2]，但對環(huán)境中營養(yǎng)鹽的立體監(jiān)測較少，難以掌握營養(yǎng)鹽流通情況。生態(tài)浮床具有較多優(yōu)點，如工藝加工簡便，可操作性強，運行成本低且易維護，生態(tài)風(fēng)險相對較低及景觀效果好等，得到了廣泛研究與應(yīng)用。海馬齒(SesuviumportulacastrumLinn.)又名濱水菜、豬母菜或蟳螯菜，為番杏科(Aizonaceae)海馬齒屬(SesuviumL.)，草本或亞灌木植物，是一種多年生匍匐性喜沙的兼性鹽生植物[3]。筆者對耐鹽植物海馬齒生態(tài)浮床修復(fù)下的海水養(yǎng)殖池塘進行自然條件下周期性監(jiān)測，以期全面掌握養(yǎng)殖池塘在原位生態(tài)修復(fù)方法下各指標(biāo)(包括水體氮、磷營養(yǎng)鹽，海馬齒生長情況，沉積物-水界面通量等)的變化規(guī)律，旨在為構(gòu)建更完善的海水養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)修復(fù)體系提供理論基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗地點試驗地點位于廣東省陽江市平崗鎮(zhèn)海陵大堤東側(cè)的灘涂水域(圖1)，該水域為新開發(fā)的養(yǎng)殖區(qū)域，灘涂底質(zhì)為泥沙質(zhì)，面積約66.66 hm2，平均水深1.2 m，為海水圍塘。試驗魚塘能通過閘門與外界海域相通，漲潮時，定期開啟閘門注入新鮮海水。

圖1　試驗地點Fig.1　Experimental sites

1.2試驗設(shè)計試驗池塘于2015年5月初投放35萬尾黃鰭鯛(Sparuslatus)與15萬尾羅非魚(Oreochromismossambicus)。試驗期間投喂羅非魚飼料，2次/d，1次40 kg。

試驗海塘海馬齒鋪設(shè)完成于2015年5月，試驗區(qū)域海馬齒浮床有2種，其中716個圓式浮床(圖2)(種植面積1.04 m2/個)和950個條式浮床(種植面積1.82 m2/個)。浮床主體框架為PVC管加工而成，利用直徑1 cm的網(wǎng)為載體種植30～40 cm海馬齒30株左右，加以浮球增加浮力，且通過尼龍繩使海馬齒浮床聯(lián)結(jié)，利用木樁或竹子固定。海馬齒來源于魚塘周圍紅樹林與堤壩生長旺盛的海馬齒。海馬齒鋪設(shè)面積達到試驗海塘的10%。根據(jù)試驗海塘的地理形狀和海馬齒浮床鋪設(shè)分布特點，共設(shè)5個采樣點(圖3、表1)，選擇旁邊的傳統(tǒng)魚塘作為對照(CK)。

圖2　海馬齒浮床Fig.2　Sesuvium portulacastrum ecological floating bed

1.3測定項目與方法

1.3.1魚塘海水環(huán)境的測定。2015年3～11月，每2個月采樣1次，其中，3月為本底樣。按照《海洋監(jiān)測規(guī)范·第4部分·海水分析》(GB 17378.4—2007)進行水質(zhì)分析。用溫度計和鹽度計現(xiàn)場測定水體溫度和鹽度，利用塞氏盤測定透明度，采用PHSJ—3F型pH計測定pH。

各化學(xué)指標(biāo)方法：采用堿性高錳酸鉀法測定COD含量；采用過硫酸鉀氧化法測定TP、NP含量；采用溶解氧儀測定溶解氧(DO)濃度；采用次溴酸鹽氧化法測定氨氮(NH4+-N)含量；采用抗壞血酸還原磷鉬藍法測定活性磷含量。葉綠素a(Chl a)測定方法：用GF/C膜抽濾適量水體，濾膜經(jīng)過90%丙酮處理18～24 h后，用Turner Designs 10—AU葉綠素?zé)晒鉁y定儀測定含量。此外，取試驗塘水進行抽濾，濾膜在500 ℃下灼燒3 h，并稱量GF /F膜(直徑47 mm)，每次抽濾水300～500 mL。抽濾完的濾膜，用蒸餾水脫鹽后，于65 ℃干燥24 h稱量，得水體總懸浮顆粒物(TPM)；65 ℃干燥24 h后的濾膜在500 ℃下灼燒3 h處理前后的質(zhì)量差得顆粒有機質(zhì)(POM)重量；采用Elementar Vario Macro CHN 型元素分析儀測定已經(jīng)在干燥器中用濃鹽酸煙霧去除碳酸鹽濾膜獲得[4]顆粒有機碳(POC) 和顆粒有機氮(PON)；采用改進的灰化法測定[5]總磷(TP)含量。

注：1～5分別表示5個采樣點；1、2、3為海馬齒浮床區(qū)域；4、5非海馬齒浮床區(qū)域。Note：1-5 were five sampling sites. 1,2 and 3 were regions of S.portulacastrum ecological floating bed. 4 and 5 were regions without S.portulacastrum ecological floating bed.圖3　采樣點分布Fig.3　The distribution of sampling sites

1.3.2海馬齒的生長及C、N、P含量的測定。從海馬齒浮床中隨機采集完整的海馬齒50株，沖洗后放入封口袋，帶回實驗室測定各生長指標(biāo)。同時將海馬齒分成葉、莖、根3部分，把海馬齒各部分置于60 ℃烘箱烘72 h，將樣品研磨過濾后放入封口袋保存。利用Elementar Vario Macro CHN 型元素分析儀測定C、N含量，按照鉬銻抗比色法測定[6]P含量。通過換算估算海馬齒浮床的C、N、P含量。采用我國森林碳匯估算公式推導(dǎo)海馬齒的C、N、P含量[7]。

Cj(g)=∑(Ci×Mi)

式中，Ci為海馬齒各部分C、N、P含率，Mi為海馬齒各部分平均生物量。

試驗海塘海馬齒碳密度= (Cj×ρj)/S

式中，S為浮床單體面積，ρj為浮床單體海馬齒平均種植密度。

試驗海塘海馬齒N、P的總含量=Cj×Nj×ρj

式中，Nj為浮床數(shù)量。

表1　各采樣點的地理坐標(biāo)

注：對照組為傳統(tǒng)養(yǎng)殖塘；1、2、3為海馬齒浮床區(qū)域；4、5非海馬齒浮床區(qū)域。

Note：Control group was traditional pond; 1,2 and 3 were regions ofS.portulacastrumecological floating bed; 4 and 5 were regions withoutS.portulacastrumecological floating bed.

1.3.3魚塘沉積物-水界面N、P通量的測定。利用直徑為5 cm的有機玻璃管制作底泥采集器，采集5個樣點與對照魚塘深2 cm左右的沉積物與上覆水作為樣品。用離心機5 000 r/min離心15 min沉積物得到間隙水，適當(dāng)稀釋后按照《海洋監(jiān)測規(guī)范·第4部分·海水分析》(GB 17378.4—2007)測定氨氮(NH4+-N)、硝基氮(NO3--N)、亞硝基氮(NO2--N)、活性磷(PO43--P)含量。上覆水也測定以上4個指標(biāo)。稱取濕沉積物樣，于110 ℃烘至恒重，測定沉積物的孔隙度，研磨后，利用Elementar Vario Macro CHN 型元素分析儀測定C、N含量，P含量消解后按照鉬銻抗比色法測定[8]。采用擴散通量計算法，通過Fick第一定律計算沉積物間隙水與上覆水通量。

孔隙度根據(jù)沉積物的干濕比估算，公式為φ=(r-s)/r,其中，r為沉積物濕重，s為110 ℃干燥處理的沉積物質(zhì)量[9]。該試驗涉及的分子擴散系數(shù)見表2。

表2不同溫度下各營養(yǎng)鹽的擴散系數(shù)

Table 2Diffusion coefficients of nutritive salts under different temperatures

溫度Temperature∥℃擴散系數(shù)Diffusioncoefficient∥×10-6cm2/sNO3-NO2-NH4+PO42-1816.9216.3315.297.132519.7018.9118.997.412820.9020.0120.577.523122.0921.1122.157.643423.2822.2223.747.76

2結(jié)果與分析

2.1水質(zhì)變化結(jié)果由表3可知，3～7月水溫從18 ℃升至35 ℃后，降至11月的28 ℃。鹽度以5月最低，為12‰，這是由于5月雨水較多，11月鹽度最高，為18‰。3～11月對照點的透明度較試驗區(qū)低，無海馬齒浮床的4、5號點的透明度略小于鋪設(shè)海馬齒浮床的1、2、3號點，這說明海馬齒浮床系統(tǒng)可以增加水體透明度。隨著時間的推移，試驗區(qū)域水體透明度總體呈升高趨勢，這與海馬齒在浮床系統(tǒng)開始長出根系，旺盛生長有關(guān)。試驗區(qū)域的pH大于對照區(qū)，DO濃度也表現(xiàn)出相似情況。

表3　2015年3～11月各采樣點的水溫、鹽度、pH、透明度及DO比較

由表4可知，試驗區(qū)與對照區(qū)相比，DO濃度明顯增大，透明度增加，主要污染物濃度降低；有海馬齒浮床(1、2、3號點)的透明度、DO濃度和污染物濃度均低于無海馬齒浮床(4、5號點)。這表明海馬齒浮床對P、NH4+-N有顯著的去除作用(P<0.05)。

表4　對照區(qū)與試驗區(qū)水質(zhì)比較

注：同列不同小寫字母表示差異性顯著(P<0.05)。

Note：Different lowercases in the same row indicated significant differences (P<0.05).

由表5可知，葉綠素a、TPM、POM含量均表現(xiàn)出試驗區(qū)比對照區(qū)小(P<0.05)，說明海馬齒浮床對水體的顆粒有機物有去除作用。此外，葉綠素a、POM、POC、PON、TP含量均與TPM含量有正向相關(guān)性(r=0.952，P<0.05;r=0.606，P<0.05;r=665，P<0.05;r=0.651，P<0.05;r=0.514，P<0.05)。

表5　試驗區(qū)與對照區(qū)水體顆粒物及其成分含量比較

注：同列不同小寫字母表示差異性顯著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same row indicated significant differences (P<0.05).

2.2海馬齒的生長與C、N、P含量由表6可知，5月海馬齒最長根均值已達到26.23 mm，且在7～9月長勢最好，可能與溫度及水體營養(yǎng)鹽有關(guān)。濕重、莖粗、莖長、莖節(jié)數(shù)均表現(xiàn)出逐步增長趨勢。在11月出現(xiàn)枯萎掉葉現(xiàn)象，葉片數(shù)較9月有所下降。

表6　2015年3～11月單株海馬齒生長指標(biāo)

由表7可知，海馬齒各部分的生物量均隨著時間的推移而增長。

表7　2015年3～11月單株海馬齒各部分生物量

由表8可知，海馬齒各部分的C、N、P含量隨著季節(jié)有所變化。在分析海馬齒各部位的C、N、P積累量與生物量的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，C、N、P積累量與生物量正向相關(guān)(P<0.05)。

表8　2015年3～11月海馬齒不同部位的C、N、P含量

由表8可知，隨著時間的推移，C含量呈上升趨勢，從3月的33 637.24 g上升至9月的96 370.23 g;而N含量在11月有所降低，P含量呈上升趨勢。由表9可知，5～11月C、N、P儲量的變化趨勢與C、N、P含量相同。

表92015年5～11月海馬齒C、N、P的儲量

Table 9The C，N and P storages ofSesuviumportulacastrumfrom March to November 2015

g/m2

2.3沉積物-上覆水N、P通量與底泥C、N、P含量由表10可知，采樣時間內(nèi)各區(qū)域的孔隙度變化不大，對照區(qū)的孔隙度大于試驗區(qū)，且無齒區(qū)大于有齒區(qū)。

表102015年5～11月對照區(qū)與試驗區(qū)沉積物孔隙度(φ)比較

Table 10Comparison of the sediment porosity of test region and control region from March to November 2015

由表11可知，對照區(qū)的C、N、P含量顯著大于試驗區(qū)(P<0.05)，試驗區(qū)有齒區(qū)和無齒區(qū)相差不大。試驗區(qū)有海馬齒浮床的區(qū)域底泥C/N為10.0，C/P為5.7；無海馬齒浮床區(qū)域底泥C/N為9.6，C/P為5.1；對照區(qū)的底泥C/N為9.1，C/P為5.44。

表11　對照區(qū)與試驗區(qū)沉積物C、N、P含量比較

注：同列不同小寫字母表示差異性顯著(P<0.05)。

Note：Different lowercases in the same row indicated significant differences (P<0.05).

從圖4可見，對照區(qū)營養(yǎng)鹽的通量均大于試驗區(qū)。在試驗期間，PO43-和NH4+的通量為正值，表現(xiàn)為由沉積物向上覆水?dāng)U散；NO3-和NO2-的通量值為負值，說明由上覆水向沉積物遷移。在不同季節(jié)，各沉積物-上覆水營養(yǎng)鹽通量表現(xiàn)不同變化趨勢。對照區(qū)PO43-的通量表現(xiàn)為3月下降至5月的0.26 mmol/(m2·d)后上升，最后下降至11月的0.20 mmol/(m2·d)；試驗區(qū)也表現(xiàn)相似趨勢。NH4+的通量有海馬齒和無海馬齒區(qū)域3、5月變化不大，然后逐步增加，11月上升至1.86和2.97 mmol/(m2·d)；對照區(qū)呈現(xiàn)逐步上升趨勢。對照區(qū)NO3-和NO2-的通量表現(xiàn)為先增后減的趨勢，最大值出現(xiàn)在9月(-3.60和-5.20 mol/(m2·d))。試驗區(qū)NO2-的通量表現(xiàn)為先降后增再降的趨勢，而試驗區(qū)NO3-的通量表現(xiàn)為先升后降。

3討論

3.1海馬齒的生長及C、N、P的含量海馬齒具有較強環(huán)境適應(yīng)能力，在鹽漬和非鹽漬條件下均能較好生長，并完成其生活史[10]。此外，海馬齒有很強的逆境適應(yīng)性，能適應(yīng)高鹽干旱環(huán)境，自然條件下扦插即可進行繁殖[11]，在鹽脅迫下，植株生長旺盛，葉片大而肥厚[12]。因海馬齒具有良好的耐鹽特性，成為修復(fù)海水環(huán)境的首選植物。張艷琳等[13]研究發(fā)現(xiàn)，全淡水培養(yǎng)條件下，植株生長旺盛，莖細且長，葉片較薄呈嫩綠色，根分枝多且細長；海水比例上升后，海馬齒能正常生長，但表現(xiàn)為莖變粗而短，葉片變厚，葉片肉質(zhì)化程度加重，其干物質(zhì)的積累和水分含量無明顯變化。Messedi等[14-15]研究表明，海馬齒在400 mmol/L NaCl溶液中能夠正常生長，NaCl濃度達600 mmol/L以上時，海馬齒生長受到明顯抑制，植株干重迅速降低。Vinayak等[16]研究表明，200 mmol/L為海馬齒最適生長的鹽濃度。筆者研究表明，海水養(yǎng)殖塘鹽度變化范圍為12‰～18‰，海馬齒生長良好，莖長較長，葉片較多，根系龐雜。2015年3～5月，雨水較多，鹽度下降，莖粗變化相對較小。9～11月，水體鹽度上升，莖粗變化相對較大，根長變化較小。竇碧霞[17]對不同鹽度條件下海馬齒的生長適應(yīng)性及適宜栽培鹽度進行研究，結(jié)果表明，鹽度為0～20‰時，海馬齒能快速生長，根系繁盛，分枝多且強壯，最佳生長鹽度為10‰；當(dāng)鹽度超過20‰時，海馬齒生長逐漸受到限制，隨著水體鹽度升高，莖周變粗，莖節(jié)長變短，葉片肉質(zhì)化加重，存活率也降低；鹽度到達35‰時，表現(xiàn)為生長被嚴(yán)重抑制，存活率較低。

圖4　2015年3～11月對照區(qū)與試驗區(qū)N、P營養(yǎng)鹽通量比較Fig.4　Comparison of nitrogen and phosphorus nutrient flux of test region and control region from March to November 2015

N是植物生長、發(fā)育和繁殖需要的基本物質(zhì)，在植物生命活動中具有重要作用；N是組成蛋白質(zhì)的主要元素，占蛋白質(zhì)總量的 16%～18%，而蛋白質(zhì)是植物體內(nèi)葉綠素、核酸、植物激素等組成部分。P是構(gòu)成植物體的重要組成元素，對促進植物的生長發(fā)育和生理代謝具有重要作用。一般，P在植物體分布情況為幼嫩器官大于衰老器官，葉片大于根系，根系大于莖稈。植物的C、N、P儲量主要取決于生物量和C含量。浮床植物海馬齒在生長過程中，通過光合作用固定空氣中的CO2，而且吸收水體中的N、P。隨著海馬齒生物量的不斷增加，海馬齒中的C、N、P含量亦不斷積累。筆者研究表明，海馬齒的C、N、P儲量逐漸變大，且與生物量正向相關(guān)。邵學(xué)新等[18]研究了杭州灣潮灘濕地植物C、N、P儲量特征，對植物生物量、C、N、P含量及儲量的季節(jié)動態(tài)進行分析，結(jié)果表明，濕地植物地上部POC含量全年維持相對穩(wěn)定，N、P含量隨植物生長而明顯下降；此外，植物C、N、P儲量與植物生物量顯著正相關(guān)。海馬齒各部位的C、N、P含量有所差異。陽承勝等[19]研究了葉香蒲(Typhalatifolia)人工濕地系統(tǒng)中葉香蒲、蘆葦、茳芏和伴根草4種水生植物的N、P元素含量，結(jié)果表明，4種植物體各部位的N、P含量相同，N含量從大到小依次為葉、凋落物、地上莖、地下莖、根， P含量從大到小依次為葉、凋落物、根、地上莖、地下莖。

3.2海馬齒生態(tài)浮床中水質(zhì)變化在水污染區(qū)域的植物可以通過自身及其根際微生物的代謝活動及生長繁殖吸收、積累或降解水體中的各種污染物，如N、P營養(yǎng)鹽、有機物及重金屬等，對水體起到凈化作用，從而達到修復(fù)環(huán)境的效果[20]。該研究中，試驗區(qū)的DO濃度明顯大于對照區(qū)，透明度增加，懸浮顆粒物含量較低，主要污染物濃度也更低。水體懸浮顆粒物在植物根系的作用下濃度會有所降低，浮床植物能有效提高水體透明度。林永青等[21]研究表明，海馬齒根系對海水中的懸浮顆粒物具有較好的清除效果，且能使水體懸浮顆粒物濃度提前達到穩(wěn)定水平。竇碧霞等[22]在室內(nèi)模擬海水養(yǎng)殖系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)海馬齒浮床養(yǎng)殖系統(tǒng)持續(xù)處理2個月，對TN的移除率達到 11%～25%，對TP的移除率為 41%～68%。張志英等[23]利用海馬齒浮床對廈門某富營養(yǎng)化湖水進行凈化，發(fā)現(xiàn)浮床覆蓋率為30%時，移除量分別為1.11、0.19 g/m2。

3.3海馬齒生態(tài)浮床池塘中沉積物-上覆水的營養(yǎng)鹽通量沉積物-水界面營養(yǎng)鹽擴散通量受分子擴散的影響，且受界面附近的氧化還原環(huán)境、水溫、DO濃度、生物擾動、水動力條件等因素制約[24]。該研究結(jié)果表明，2015年5～11月沉積物-上覆水營養(yǎng)鹽通量表現(xiàn)為對照區(qū)大于試驗區(qū)，試驗區(qū)PO43-通量在7、9月較大，而7、9月pH為弱堿性，水體DO與PO43-通量呈負向相關(guān)(P<0.05)。在氧化條件下，F(xiàn)e3+會與PO43-結(jié)合形成沉淀，且因水體pH為弱堿性，會形成Fe(OH)3；以膠體形式出現(xiàn)的Fe(OH)3會吸附水中游離的P，從而抑制P的釋放[25]。此外，該研究試驗區(qū)域浮床上的海馬齒不斷生長，吸收水體中的P鹽，水體中的P濃度得到控制，導(dǎo)致沉積物中的PO43-不斷向上覆水?dāng)U散。試驗區(qū)的NO2-和NO3-為負值，即從上覆水遷移至沉積物，均在7月達最大值。NO2-和NO3-在沉積物-水界面的擴散情況是由沉積物間隙水和上覆水之間的NO2-和NO3-濃度梯度決定，而硝化與反硝化作用決定兩者濃度[26]。溫度可以通過影響硝化和反硝化作用而間接影響沉積物-上覆水的硝酸鹽和亞硝酸鹽通量。水溫高時，硝化速率和反硝化速率會受到抑制，而硝酸鹽還原為銨的速率變化不大[27]。這種還原為銨所消耗NO2--N 的速率可達到硝化作用產(chǎn)生NO2--N 速率的幾倍，該現(xiàn)象將會消耗沉積物內(nèi)原有的NO3-，甚至需要上覆水的NO3-進行補充[28]。此外，試驗期間水體溫度較高，魚類與其他生物排出較多N、P營養(yǎng)鹽。綜合以上因素，表現(xiàn)出NO2-和NO3-向沉積物遷移。試驗區(qū)NH4+通量呈上升趨勢且為正值，即由沉積物向上覆水?dāng)U散。對魚類的研究表明，在一定溫度范圍內(nèi)，魚類的代謝率隨著溫度的升高而增大，超過某一溫度時其代謝率反而降低[29]。筆者通過研究表明，水體溫度較高，生物的排氨率較高。浮游植物對NH4+-N的吸收率遠遠小于氨排泄及形成速率。在溫度較高造成硝化速率和反硝化速率均受到抑制的情況下，其異化為氨進程產(chǎn)生較多的NH4+-N，界面出現(xiàn)NH4+-N 高通量的釋放。

在養(yǎng)殖池塘中，魚類及其他生物的攝食、排泄與浮游植物數(shù)量變化將影響營養(yǎng)鹽通量，此外，沉積物的結(jié)構(gòu)、底棲生物擾動、微生物繁殖生長等因素也會制約營養(yǎng)鹽通量的變化。總體而言，營養(yǎng)鹽的交換通量是各種物理、化學(xué)及生物作用的綜合結(jié)果，導(dǎo)致在不同養(yǎng)殖模式下池塘營養(yǎng)鹽通量規(guī)律表現(xiàn)不一。郭永堅等[27]研究了草魚不同養(yǎng)殖模式試驗圍隔內(nèi)沉積物-界面營養(yǎng)鹽通量，結(jié)果表明：在不同養(yǎng)殖模式下，養(yǎng)殖中后期的NO3-、NH4+-N通量、無機磷通量表現(xiàn)為差異顯著(P<0.05)。黃小平等[30]研究表明，在魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域，營養(yǎng)鹽由沉積物向海水界面的交換通量明顯提高，導(dǎo)致養(yǎng)殖海域成為污染源。

3.4沉積物C、N、P含量變化一般而言，在養(yǎng)殖池塘中P主要以固態(tài)形式沉積于底泥中，而N則多吸附于懸浮物或以溶解態(tài)形式存在于水體中。該試驗中，試驗區(qū)域的沉積物C、N、P含量均小于對照區(qū)(P<0.05)，但試驗區(qū)沉積物C、N含量差異性不明顯(P>0.05)，而P含量差異性明顯(P<0.05)，說明海馬齒浮床可以降低P沉積于底泥。海馬齒通過對懸浮物質(zhì)的吸附于去除，使水體向底泥沉積的顆粒物減少，對沉積物產(chǎn)生影響。Nickell等[31]研究表明，較低的C/N或C/P比表示底泥不穩(wěn)定，有機質(zhì)含量較高。試驗中，相比對照區(qū)，試驗區(qū)C/P或C/N較大。這說明試驗區(qū)有機物含量較低且穩(wěn)定。

4結(jié)論

(1)試驗區(qū)與對照區(qū)相比，DO濃度更大，透明度增加，主要的污染物濃度也更低。結(jié)果表明，海馬齒浮床對P、NH4-N有顯著的去除作用(P<0.05)，海馬齒浮床區(qū)域COD含量較對照點明顯降低(P<0.05)。葉綠素a含量、TPM、POM均表現(xiàn)出試驗區(qū)較對照區(qū)小(P<0.05)，說明海馬齒浮床對水體的顆粒有機物有去除作用。

(2)通過計算，2015年5～11月浮床區(qū)海馬齒的C儲量為21.95、32.10、39.34、39.56 g/m2；N儲量為0.62、1.08、1.30、0.77 g/m2；P儲量為0.10、0.14、0.17、0.21 g/m2。

(3)對照區(qū)營養(yǎng)鹽通量均大于試驗區(qū)。PO43-和NH4+的通量為正值，表現(xiàn)為由沉積物向上覆水?dāng)U散；NO3-和NO2-的通量值為負值，說明由上覆水向沉積物遷移。在不同季節(jié)，各沉積物-上覆水營養(yǎng)鹽通量表現(xiàn)不同變化趨勢。

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基金項目海洋公益性行業(yè)科研專項(201305021)；廣東省省級科技計劃項目(2015B020235006)；2011～2012年中央分成海域使用金支出項目(環(huán)保類)。

作者簡介袁星(1989- )，男，江西贛州人，碩士研究生，研究方向：水環(huán)境修復(fù)。*通訊作者，教授，碩士生導(dǎo)師，從事水生生物學(xué)研究。

收稿日期2016-04-01

中圖分類號S 181

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-069-07

Restoration ofSesuviumportulacastrumEcological Floating Bed to Mariculture Pond

YUAN Xing，LIN Yan-yan，HUANG Jian-ron，LI Zu-fu*

(School of Life Science，Sun Yat-Sen University，Guangzhou,Guangdong 510275)

Abstract[Objective] To research the restoration effects of Sesuvium portulacastrum ecological floating bed to mariculture pond.[Method] Periodic monitoring under natural condition was adopted.According to the characteristics of geographic shapes of mariculture pond and the distribution characteristics of S.portulacastrum ecological floating bed，we designed both test region and control region.Among them，test region had S.portulacastrum region and region without S.portulacastrum.With traditional fish pond as the control，the change laws of water N and P nutrient salt，S.portulacastrum growth，sediment-water layer flux were researched under the method of in situ ecological restoration method.[Result] Compared with the control region，the test region of S.portulacastrum ecological floating bed had greater dissolved oxygen and transparency，and lower concentration of main pollutants.Compared with the control region，S.portulacastrum ecological floating bed showed significant removal action to phosphorus，nitrogen and ammonia (P<0.05).COD in S.portulacastrum ecological floating bed region reduced significantly compared with control region.Chlorophyll a content，TPM and POM in test region were all smaller than those in control region (P<0.05)，showing that S.portulacastrum ecological floating bed had significant removal action to particulate organic matter in water body.C，N and P storages of S.portulacastrum in the ecological floating bed were 39.56 ，0.77 and 0.21 g/m2 in November.[Conclusion] S.portulacastrum ecological floating bed improves the ecological environment of culture area.

Key wordsSesuvium portulacastrum ecological floating bed; Ecological restoration; Nutrient fluxes; Sediment