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        以南四湖為例談漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)化與質(zhì)量評(píng)價(jià)

        2021-12-05 15:04:52劉紅彩
        水產(chǎn)養(yǎng)殖 2021年4期
        關(guān)鍵詞:南四湖漁業(yè)均值

        劉紅彩

        (山東省淡水漁業(yè)研究院,山東 濟(jì)南 250013)

        漁業(yè)資源屬于可更新的資源類(lèi)型,只要采取合適的方法對(duì)漁業(yè)資源進(jìn)行利用,就可以長(zhǎng)期向市場(chǎng)提供優(yōu)質(zhì)的漁業(yè)資源。隨著人們生活水平的提高,漁業(yè)資源的需求量也在不斷提升,必須要保證漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,才能夠滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求。漁業(yè)資源的發(fā)展和水域環(huán)境資源之間有著緊密的聯(lián)系,如果水域環(huán)境資源較差,無(wú)法進(jìn)行可持續(xù)利用,將會(huì)嚴(yán)重制約漁業(yè)的發(fā)展。生態(tài)環(huán)境保護(hù)是當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中最為重要的任務(wù)之一,如果沒(méi)有對(duì)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè),就難以發(fā)現(xiàn)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境存在的問(wèn)題,不僅會(huì)增加后續(xù)生態(tài)環(huán)境治理難度,還會(huì)影響漁業(yè)發(fā)展。因此相關(guān)部門(mén)開(kāi)始研究如何對(duì)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià),以此來(lái)調(diào)查漁業(yè)水域環(huán)境存在的各種生態(tài)問(wèn)題,從而采取相應(yīng)的措施保護(hù)水生生物資源,達(dá)到促進(jìn)水利生態(tài)資源可持續(xù)利用的目的。

        1 南四湖概況

        南四湖(E 116°34'~117°21',N 34°27'~35°20')是山東省內(nèi)的淡水湖泊,處于山東省濟(jì)寧市,由4個(gè)湖泊相連共同組成,包括南陽(yáng)湖、獨(dú)山湖、邵陽(yáng)湖以及微山湖,在淮北地區(qū)淡水湖泊之中面積最大,且結(jié)構(gòu)也最為完整。為了保護(hù)南四湖的生態(tài)系統(tǒng),當(dāng)?shù)爻闪⒘四纤暮匀槐Wo(hù)區(qū)。南四湖的整體面積為1 266 km2,屬于淺水富營(yíng)養(yǎng)型湖泊,有豐富的自然資源,盛產(chǎn)水生動(dòng)物和水生植物,是山東省最為主要的淡水漁業(yè)基地。南四湖南北長(zhǎng)度為126 km,東西寬度為5~25 km,中間部位最窄。

        2 監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)方法

        2.1 監(jiān)測(cè)時(shí)間

        選擇在每年的5 月和8 月進(jìn)行監(jiān)測(cè),此時(shí)是魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵繁殖階段和水生生物主要發(fā)育階段,監(jiān)測(cè)時(shí)間為2012—2016 年,對(duì)南四湖的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境實(shí)施定期監(jiān)測(cè),并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

        2.2 監(jiān)測(cè)位置

        在南四湖一共設(shè)置6 個(gè)不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn),其中上級(jí)湖設(shè)置3 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),下級(jí)湖設(shè)置3 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

        2.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

        監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水質(zhì)指標(biāo)和生物指標(biāo),水質(zhì)指標(biāo)包括pH 值、ρ(溶解氧)、透明度、8 大離子、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、銨氮、亞硝酸鹽氮、活性磷酸鹽等。生物指標(biāo)包括葉綠素a、浮游植物以及浮游動(dòng)物的定性和定量分析。

        2.4 采樣方式

        根據(jù)《水質(zhì)湖泊和水庫(kù)采樣技術(shù)指導(dǎo)》對(duì)水質(zhì)實(shí)施有效采樣,根據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》對(duì)浮游動(dòng)植物實(shí)施有效采樣,并對(duì)其進(jìn)行固定。

        2.5 監(jiān)測(cè)計(jì)劃

        使用酸度計(jì)對(duì)pH 值進(jìn)行檢測(cè),使用碘量法對(duì)ρ(溶解氧)進(jìn)行檢測(cè),使用賽騎士盤(pán)法對(duì)透明度進(jìn)行檢測(cè),用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度對(duì)方式對(duì)總氮實(shí)施檢測(cè),使用鉬酸銨分光光度法對(duì)總磷、活性磷酸鹽進(jìn)行檢測(cè),使用酸性高錳酸鉀法對(duì)高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行檢測(cè),使用酚二磺酸分光光度法,對(duì)亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮進(jìn)行檢測(cè)。使用分光光度法對(duì)葉綠素a 進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》對(duì)浮游植物、動(dòng)物實(shí)施定性分析和定量分析[1]。

        2.6 評(píng)價(jià)方式

        對(duì)水體的營(yíng)養(yǎng)程度進(jìn)行評(píng)價(jià),使用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)指標(biāo)包括葉綠素、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)[2]。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)包括貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、中度富營(yíng)養(yǎng)狀況、重度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),各營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)分別為T(mén)LI<30,30≤TLI≤50、TLI>50、50<TLI≤60、60<TLI≤70、TLI>70。在相同的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)之下,對(duì)比相關(guān)的指數(shù)值,指數(shù)值和營(yíng)養(yǎng)程度之間為正比關(guān)系[3]。

        3 監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

        3.1 礦化度和水型監(jiān)測(cè)結(jié)果

        礦化度可以反映南四湖的具體化學(xué)類(lèi)型,是主要的化學(xué)屬性,同時(shí)還可以展示湖泊內(nèi)部鹽類(lèi)物質(zhì)的積累情況或者鹽類(lèi)物質(zhì)稀釋的環(huán)境情況[4]。南四湖中K++Na+質(zhì)量濃度45.8~86.4 mg/L,均值為68.8 mg/L,濃度為1.83~3.46 mmol/L,均值為2.72 mmol/L;1/2Ca2+質(zhì)量濃度28~62 mg/L,均值為46 mg/L,濃度為1.4~3.09 mmol/L,均值為2.3 mmol/L;1/2 Mg2+質(zhì)量濃度18.9~34 mg/L,均值為27.5 mg/L,濃度為1.55~2.8 mmol/L,均值為2.26 mmol/L;Cl-質(zhì)量濃度62.8~135.6 mg/L,均值為103.5 mg/L,濃度為1.77~3.82 mmol/L,均值為2.92 mmol/L;1/2 SO42-質(zhì)量濃度70.9~110.6 mg/L,均值為95 mg/L,濃度為1.48~2.3 mmol/L,均值為1.98 mmol/L;1/2 CO32-質(zhì)量濃度0~8.1 mg/L,均值為2.9 mg/L,濃度為0~2.27 mmol/L,均值為0.1 mmol/L;HCO3-質(zhì)量濃度117.3~183.6 mg/L,均值為149.1 mg/L,濃度為1.92~3.01 mmol/L,均值為2.44 mmol/L;礦化度質(zhì)量濃度487.1~554.6 mg/L,均值為516.3 mg/L。

        3.2 南四湖水化學(xué)因子不同年份比較

        1983 年K++Na+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO42-、CO32-、HCO3-、礦化度分別為82.8、25.4、23.2、69.9、85.7、13.5、139.5、440,水型為碳酸鹽水型。2016 年K++Na+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO42-、CO32-、HCO3-、礦化度分別為70、55、26.4、99.2、105.9、1.8、162.4、520.1,水型為氯化物水型。

        結(jié)合離子含量、礦化度以及化學(xué)因子比較,可以發(fā)現(xiàn)目前南四湖除HCO3-與CO32-之外,各項(xiàng)離子和礦化度均呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì),水型從最初的碳酸鹽水型開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)槁然镄停硗饨缦蚝休斎肓寺然锘蛘吡蛩猁}類(lèi)物質(zhì),從而造成南四湖水型出現(xiàn)變化[5]。在離子中K++Na+最高,在陽(yáng)離子中占比已經(jīng)達(dá)到37.6%;1/2 Mg2+的含量最低,在陽(yáng)離子中占比為30.9%;1/2 Ca2+居中,為31.5%。三種離子的含量相差較少,這也是促進(jìn)水型轉(zhuǎn)變的主要原因[4]。陰離子包括Cl-、HCO3-、1/2 CO32-、1/2 SO42-,其含量依次降低,最高的Cl-為39.2%,最低的1/2 SO42-為26.7%,其余為34.1%。由此可以判定南四湖屬于氯化水。

        3.3 pH 值、ρ(溶解氧)以及生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果和分析

        南四湖pH 值為7.67~9.03,均值為8.29,按照pH 值可以將其歸為弱堿性水體,ρ(溶解氧)為4.5~12.3 mg/L。在pH 值超過(guò)8.4 的水域,ρ(溶解氧)在8.5 mg/L 之上,說(shuō)明浮游植物的光和作用強(qiáng)度過(guò)大,會(huì)持續(xù)性地消耗水中處于游離狀態(tài)的二氧化碳,使得酸堿值以及ρ(溶解氧)有所上升[6]。NH4+-N、NO2--N、NO3--N、總氮、PO43--P、總氮、高錳酸鹽指數(shù)的質(zhì)量濃度分別為0.13~0.69 mg/L、0.01~0.3 mg/L、0.2~1.9 mg/L、1.09~3.67 mg/L、0.01~0.02 mg/L、0.04~0.87 mg/L、4.97~7.73 mg/L,均值分別為0.43 mg/L、0.083 mg/L、0.76 mg/L、2.03 mg/L、0.01 mg/L、0.45 mg/L、6.19 mg/L。NH4+-N、NO2--N、NO3--N 以及有機(jī)氮都屬于總氮的范疇,藻類(lèi)在生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)會(huì)消耗前3種,即無(wú)機(jī)氮,包括氨以及硝酸鹽[7]。通過(guò)上述檢測(cè)結(jié)果可以推斷南四湖中含有較多的總磷,懸浮有機(jī)磷可能會(huì)持續(xù)性地轉(zhuǎn)換為磷酸鹽,進(jìn)而促進(jìn)藻類(lèi)的生長(zhǎng)發(fā)育。

        3.4 透明度、葉綠素、浮游生物檢測(cè)結(jié)果及其分析

        對(duì)南四湖富營(yíng)養(yǎng)化因子進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)項(xiàng)目包括總磷、總氮、總氮/總磷、葉綠素、透明度和高錳酸鹽指數(shù)。2012 年5 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.869 mg/L、1.81 mg/L、2.08、22.2 mg/m3、0.38 m、6.27 mg/L。2013年5 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.724 mg/L、1.39 mg/L、1.92、12 mg/m3、0.79 m、5.27 mg/L。2013 年8 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.696 mg/L、2.83 mg/L、4.07、34.9 mg/m3、0.38 m、5.46 mg/L。2014 年5 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.24 mg/L、1.65 mg/L、6.87、12.2 mg/m3、0.63 m、7.47 mg/L。2014 年8 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.294 mg/L、1.78 mg/L、6.25、25.5 mg/m3、0.35 m、6.17 mg/L。2015 年5 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.281 mg/L、1.09 mg/L、3.86、6.17 mg/m3、0.45 m、7.59 mg/L。2015 年8 月檢測(cè)結(jié)果分別為0.039 mg/L、3.67 mg/L、94.2、19.7 mg/m3、0.63 m、4.97 mg/L。對(duì)南四湖在2012 年5 月、2013 年8 月、2014 年8 月、2015 年5 月的透明度進(jìn)行評(píng)價(jià),可以將其定義為富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。8 月的葉綠素含量普遍高于5 月的,結(jié)合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析,可以得出5 月和8 月分別屬于富營(yíng)養(yǎng)和超富營(yíng)養(yǎng)[8]。

        3.5 南四湖水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

        2012 年5 月屬于中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),中度污染狀態(tài),2013 年5 月屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),輕度污染狀態(tài),2013 年8 月屬于中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),中度污染狀態(tài),2014 年5 月屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),輕度污染狀態(tài),2014 年8 月屬于中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),中度污染狀態(tài),2015 年5 月屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),輕度污染狀態(tài),2015 年8 月屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),輕度污染狀態(tài)。2012 年至2015 年每年5 月的TLI 分別為66.5、59.9、59.6、58.1,2012 年至2015 年8 月的TLI 分別為67.8、63.7、55.9,二者都呈逐年減小的趨勢(shì),說(shuō)明南四湖濕地富營(yíng)養(yǎng)化程度呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的評(píng)分值進(jìn)行評(píng)估,可以明確導(dǎo)致南四湖污染的主要物質(zhì)為磷、氮以及有機(jī)物,其中磷污染屬于最為嚴(yán)重的污染[9]。

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