三沙湾大黄鱼网箱养殖衍生有机物沉降特征研究

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三沙湾位于福建省东北部,是我国沿海最为典型的养殖海湾之一,尤其是海湾内大黄鱼(Pseudosciaena crocea)养殖网箱数量众多,区域生产量可占物种全国总产量70%以上。三沙湾内大黄鱼网箱养殖的环境效应问题历来较受关注,已有相关研究主要利用典型环境因子和生物群落在不同类型区域(不同养殖方式及无养殖水域)之间的差异表征养殖活动的生态环境影响。然而,围绕区域内网箱养殖生态环境效应的“源”,即养殖衍生有机物(Aquaculture-derived organic matter,AOM)的沉降特征至今少有探讨。针对此种研究现状,本研究采用原位试验的方法收集三沙湾内距离养殖网箱200 m范围内表层沉积物和两种典型饲喂方式(颗粒饲料和冰鲜饵料)下的AOM样品,分析AOM沉降量、空间扩散范围以及营养物质(颗粒有机物POM、颗粒有机碳POC、颗粒态氮PN、总磷TP)沉降通量。获得结果如下:(1)饲喂颗粒饲料状态下AOM沉降量显著高于投喂冰鲜饵料,两者均值分别为563.66±119.18 g m-2 d-1和266.07±139.15 g m-2 d-1。POM、POC、PN和TP沉降通量在两种饲喂方式下的差异与之相似,利用颗粒饲料时各参数均值分别为27.25±2.43 g m-2 d-1,6.03±0.58 g m-2 d-1、0.66±0.06 g m-2 d-1和0.39±0.04 g m-2 d-1;饲喂冰鲜饵料时均值分别为13.04±1.62 g m-2 d-1,3.57±0.45 g m-2 d-1、0.51±0.06 g m-2 d-1和0.23±0.04 g m-2 d-1。投喂颗粒饲料状态下AOM中营养物质含量低于饲喂冰鲜饵料,三沙湾内投喂颗粒饲料引发的较高营养物质沉降通量源于较大的AOM沉降量。(2)两种饲喂方式下,AOM沉降量和营养物质沉降通量在近底层海流主导流向(NNE)上均呈现自网箱中心向外递减的趋势,下降程度在饲喂冰鲜饵料状态下较为显著;AOM的扩散范围限定于距离网箱中心200 m的空间之内,基于不同环境参数所获结论略有差异,利用AOM沉降量、营养物质含量及其沉降通量、稳定同位素(δ13C和δ15N)水平等参数判定的扩散范围为50~100 m,利用沉积物中营养物质含量及其稳定同位素水平等数据所获扩散范围为150~200 m。(3)进一步对沉积物总有机碳(SOC)、沉积物总氮(STN)和沉积物总磷(STP)含量与对应营养物质沉降通量的相关系数分析结果表明,SOC、STN和STP含量与对应营养物质沉降通量之间均无相关性。此种结果表明三沙湾水域内AOM沉降至沉积物环境之后经历较为复杂的生物地球化学循环。三沙湾大黄鱼网箱养殖AOM的沉降水平高于国外相关研究结果,但与国内其他养殖区域大致相当。区域内AOM较大的扩散范围可能源于较强的沉积物再悬浮以及野生鱼类摄食等因素。三沙湾大黄鱼养殖过程中可能存在颗粒饲料过度投喂和利用效率较低等问题,针对此类问题的生产技术改进对减缓区域养殖活动的环境影响具有重要意义。
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