專利名稱:一種溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染環(huán)境的治理技術(shù)，具體地說是一種針對我國北方溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
隨著人類城市化和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，大量富含氮、磷的污水和地表徑流排放到海水中，造成沿岸水域的富營養(yǎng)化。營養(yǎng)鹽污染是海洋污染的一種重要形式，已成為一個(gè)全球性關(guān)注的問題。沿岸水域過多的營養(yǎng)鹽載荷，最令人熟悉的后果就是對浮游藻類的刺激作用，引起浮游植物水華甚至赤潮。赤潮的危害已經(jīng)被人們所熟知。
為了減少人類活動(dòng)對沿岸生態(tài)系統(tǒng)的污染，污染源的控制與治理是應(yīng)該采取的最基本的措施，業(yè)已得到社會(huì)和有關(guān)管理部門的重視，取得了一定的成效。但國內(nèi)外大量的研究和實(shí)踐表明僅僅對污染源的控制與治理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而且由于對沿岸海域的污染經(jīng)常是面源污染，難以得到根除，而且常常難以在短期內(nèi)見效。世界各國越來越重視對污染水域的環(huán)境修復(fù)來控制或減輕淺海水域的富營養(yǎng)化。
我國是一個(gè)海洋大國，沿岸海域的富營養(yǎng)化從北到南廣泛存在，特別是在我國北方廣大溫帶海域，如渤海灣、萊州灣、大連灣、膠州灣等等，富營養(yǎng)化問題尤為突出。
目前，已見有運(yùn)用一種海藻(海菜)的栽培來治理我國南方亞熱帶海水網(wǎng)箱養(yǎng)魚區(qū)和養(yǎng)殖池塘的富營養(yǎng)化的技術(shù)報(bào)道。而對于我國北方廣大的富營養(yǎng)化海域，運(yùn)用生態(tài)方法進(jìn)行富營養(yǎng)化治理的技術(shù)報(bào)道還十分缺乏。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對我國北方溫帶海域的富營養(yǎng)化污染環(huán)境提供一種能有效去除和利用富營養(yǎng)化水體中的溶解態(tài)氮磷營養(yǎng)鹽和顆粒態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)的綜合生態(tài)治理方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在我國北方富營養(yǎng)化海域，將大型藻類的栽培和濾食性動(dòng)物的養(yǎng)殖結(jié)合在一起，即通過栽培大型海藻去除水體中的溶解態(tài)氮磷營養(yǎng)鹽，同時(shí)通過養(yǎng)殖濾食性雙殼貝類去除水體中的懸浮顆粒態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)。所述富營養(yǎng)化海域位于我國北方溫帶區(qū)域(水溫周年范圍0～27℃)；所述大型藻類系指先后栽培的暖水性(耐高溫)大型藻類和冷水性大型藻類，以治理富營養(yǎng)化環(huán)境；所述耐高溫的大型藻類為江蘺屬龍須菜，來源于我國南方亞熱帶海域；所述冷水性大型藻類為海帶、裙帶菜，為北方溫帶海域低溫季節(jié)養(yǎng)殖品種；所述濾食性雙殼貝類包括牡蠣、扇貝、貽貝等。
濾食性雙殼貝類運(yùn)用筏(架)式養(yǎng)殖技術(shù)，這種技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，在我國淺海雙殼貝類養(yǎng)殖中廣泛采用。筏架由(塑料)浮漂、浮梗(繩索)和橛子構(gòu)成，雙殼貝類采用籠式養(yǎng)殖方法，或者采用穿耳式養(yǎng)殖方法。筏架間距為4～5米。運(yùn)用濾食性雙殼貝類作為生物過濾器治理富營養(yǎng)化環(huán)境，在我國廣闊的淺海水域還鮮有報(bào)道。
本發(fā)明除了在筏架上養(yǎng)殖貝類外，同時(shí)還在這些筏架上栽培大型藻類。大型海藻的栽培方案如下在溫暖的季節(jié)(春末、夏季和秋初，5～10月；水溫范圍12～27℃)，栽培耐高溫的大型藻類(龍須菜)；而在溫度較低的季節(jié)(秋末、冬季、春季，水溫范圍0～18℃)，栽培冷水性大型藻類(海帶、裙帶菜)，栽培方法為現(xiàn)有技術(shù)，在我國北方藻類栽培中廣泛采用。
龍須菜的一種栽培方法是在貝類相鄰養(yǎng)殖籠的中間筏架上栽培龍須菜，在貝類養(yǎng)殖籠中間筏架上，采取夾苗垂掛法栽培，或橫掛法均可，垂掛法每繩夾苗部分為0.9～1.1米，夾苗16～18簇，每簇苗長13～15厘米，每繩夾苗0.09～0.11公斤，下墜墜石，繩間距0.6～0.8米，龍須菜栽培水層因海水透明度的高低而異。龍須菜橫掛法栽培中，每繩夾苗部分為1.4～1.6米，夾苗24～27簇，每簇苗長13～15厘米，每繩夾苗0.14～0.16公斤。養(yǎng)殖期間通過人工或調(diào)節(jié)水層的方式控制敵害動(dòng)物——鉤蝦的數(shù)量。
龍須菜在我國南方亞熱帶海域廣泛養(yǎng)殖，系一種重要的經(jīng)濟(jì)海藻，具有生長快、瓊膠含量高等優(yōu)點(diǎn)。而利用該藻作為生物過濾器治理富營養(yǎng)化環(huán)境，在我國北方溫帶海域還未見報(bào)道，且被誤認(rèn)為在我國北方溫帶海域不足以形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模。而采用本發(fā)明，能夠使龍須菜在溫帶海域形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模。
海帶和裙帶菜的一種栽培方法是在貝類相鄰養(yǎng)殖籠的中間筏架上栽培，采用橫掛法栽培，每繩栽培46～54棵，夾苗23～27簇，每簇2棵，繩間距1.4～1.6米。栽培方法本身為現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的有益效果是1.所具有的生態(tài)效益特點(diǎn)。本發(fā)明運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，將大型藻類和濾食性雙殼貝類有機(jī)地結(jié)合在一起，彼此相互協(xié)調(diào)，共同作為生物過濾器，增強(qiáng)沿岸水域的自凈能力，修復(fù)富營養(yǎng)化環(huán)境。具體表現(xiàn)為①大型藻類能有效吸收富營養(yǎng)化海水中大量存在的溶解態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)，這同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污染物的資源化利用，既修復(fù)了富營養(yǎng)化環(huán)境，又形成了食用性海產(chǎn)品，這遵循我國“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展要求；另外，大型藻類通過光合作用利用水體中的CO2，進(jìn)而調(diào)節(jié)海水的pH值，同時(shí)產(chǎn)生大量的氧氣，對海水中的動(dòng)物和沿岸生態(tài)環(huán)境是有益的；②濾食性雙殼貝類，如牡蠣、扇貝和貽貝，均具有很強(qiáng)大的濾水能力，它們能夠過濾大量細(xì)小的顆粒物質(zhì)，包括浮游藻類、浮游物、微生物、貝類幼蟲和中型浮游動(dòng)物等，同時(shí)還包括來源于雙殼貝類以及其它動(dòng)物如魚的糞粒碎屑，同時(shí)去除海水中顆粒態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)，能夠控制水體中浮游藻類等懸浮物的數(shù)量，預(yù)防赤潮的發(fā)生。另外，貝類通過呼吸作用排放出CO2，這對大型藻類的光合作用和生長是有益的。由于這些雙殼貝類是食用性物種，因而在凈化環(huán)境的同時(shí)也得到了有價(jià)值的產(chǎn)品。
2.采用本發(fā)明可以綜合利用現(xiàn)有的貝類筏式養(yǎng)殖技術(shù)和大型藻類筏式栽培技術(shù)，不用特殊設(shè)備和復(fù)雜技術(shù)，因而成本低，并特別為我國北方廣大溫帶水域富營養(yǎng)化的環(huán)境治理提供了一條行之有效的技術(shù)路線。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1采用現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用的貝類和藻類筏式養(yǎng)殖技術(shù)，在青島膠州灣富營養(yǎng)化海區(qū)(海泊河入?？诟浇^(qū))，于2003～2004年進(jìn)行了富營養(yǎng)化環(huán)境修復(fù)試驗(yàn)，海區(qū)水溫2～27℃。大型藻類的栽培模式如下，從2003年5月初開始，栽培江蘺屬龍須菜(Gracilaria lemaneiformis)。所采用的龍須菜來自福建蒲田沿海。采取夾苗垂掛法栽培龍須菜，每繩夾苗部分1米，夾苗16～18簇，每簇苗長13～15厘米，每繩夾苗0.1公斤。龍須菜離水面1～2米，下墜墜石。筏架間距為4米。每畝栽培龍須菜400繩。開始栽培了2畝，到7月初，分苗擴(kuò)大栽培規(guī)模至10畝。在10月份，當(dāng)龍須菜收獲后，利用現(xiàn)有栽培技術(shù)栽培海帶(Laminariajaponica)，橫掛法栽培，每繩栽培50棵，夾苗25簇，每簇2棵，繩間距1.5米，到2004年5月初收獲。
筏架上同時(shí)養(yǎng)殖濾食性雙殼貝類，本實(shí)施例中養(yǎng)殖了太平洋牡蠣(Crassostreagigas)、櫛孔扇貝(Chlamys farreri)和海灣扇貝(Argopecten irradians irradians)，均采用籠式養(yǎng)殖方法。所用10層的養(yǎng)殖籠中，牡蠣每籠養(yǎng)殖130粒，櫛孔扇貝每籠養(yǎng)殖300粒，海灣扇貝每籠養(yǎng)殖400粒。每畝400籠，每種貝養(yǎng)殖4畝，共養(yǎng)殖了12畝。
以上這些大型藻類和濾食性貝類，能夠有效利用海水中溶解態(tài)和顆粒態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)，起到富營養(yǎng)化的控制和凈化水質(zhì)的作用。同時(shí)這些經(jīng)濟(jì)性動(dòng)植物長成后形成了經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)品。
其結(jié)果為貝藻養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)的溶解態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)和總懸浮顆粒物明顯降低，與周圍非養(yǎng)殖區(qū)相比，平均降低了約30％，水質(zhì)明顯改善。所養(yǎng)殖的大型藻類和濾食性貝類生長都很快。在養(yǎng)殖期間每畝產(chǎn)鮮龍須菜約5000公斤，其中含氮(N)16公斤，含磷(P)2公斤；每畝產(chǎn)鮮海帶約3000公斤，其中含氮(N)10公斤，含磷(P)1公斤。所養(yǎng)殖的濾食性貝類養(yǎng)成后每畝產(chǎn)量(總濕重)如下櫛孔扇貝3.6噸，海灣扇貝3.9噸，牡蠣3.1噸，貝類產(chǎn)量與非富營養(yǎng)化海灣中的貝類養(yǎng)殖(如山東桑溝灣貝類養(yǎng)殖)相比，生長速率平均提高了約20％。經(jīng)測算，在養(yǎng)殖期間，每畝海灣扇貝每天處理懸浮顆粒物38公斤(干重)，每畝牡蠣每天處理懸浮顆粒物81公斤(干重)，每畝櫛孔扇貝每天處理懸浮顆粒物42公斤(干重)。
本實(shí)施例采用大型藻類和濾食性動(dòng)物相結(jié)合的綜合生態(tài)修復(fù)方法恢復(fù)和控制淺海富營養(yǎng)化環(huán)境，取得較好的效果。這有助于解決人類發(fā)展對沿岸環(huán)境的污染問題。本實(shí)施例在我國北方富營養(yǎng)化海區(qū)進(jìn)行，在溫暖季節(jié)栽培耐高溫的龍須菜，利用它生長快、耐高溫等特點(diǎn)；而在溫度較低的季節(jié)，栽培冷水性大型藻類——海帶。龍須菜和海帶都能快速有效地吸收富營養(yǎng)化海水中大量存在的溶解態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)，本實(shí)施例養(yǎng)殖濾食性雙殼貝類(牡蠣和扇貝)作為生物過濾器使用，去除海水中浮游藻類等懸浮顆粒物質(zhì)及其中的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)。根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)果推測，如果大型藻類和濾食性貝類的規(guī)模在灣內(nèi)推廣，將取得很好的富營養(yǎng)化環(huán)境治理效果。
權(quán)利要求
1.一種溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于在溫帶富營養(yǎng)化海域，將大型藻類的栽培和濾食性雙殼貝類的養(yǎng)殖結(jié)合在一起，共同作為生物過濾器，修復(fù)富營養(yǎng)化環(huán)境，即通過栽培大型海藻去除水體中的溶解態(tài)氮磷營養(yǎng)鹽，同時(shí)通過養(yǎng)殖濾食性雙殼貝類去除水體中的懸浮顆粒態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)。
2.按照權(quán)利要求
1所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述富營養(yǎng)化海域?yàn)闇貛ШＳ?，周年水溫范?～27℃。
3.按照權(quán)利要求
1所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述大型藻類系指暖水性大型藻類和冷水性大型藻類。
4.按照權(quán)利要求
3所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述暖水性大型藻類為龍須菜，來源于我國南方亞熱帶海域，在溫暖的季節(jié)栽培；所述冷水性大型藻類為海帶或裙帶菜，為北方溫帶海域低溫季節(jié)養(yǎng)殖品種，在溫度較低的季節(jié)栽培。
5.按照權(quán)利要求
1所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述濾食性雙殼貝類包括牡蠣、扇貝或貽貝。
6.按照權(quán)利要求
1或5所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述濾食性雙殼貝類的養(yǎng)殖運(yùn)用筏式養(yǎng)殖技術(shù)，筏架由浮漂、浮梗和橛子構(gòu)成，雙殼貝類采用籠式養(yǎng)殖方法，或者采用穿耳式養(yǎng)殖方法，筏架間距為4～5米。
7.按照權(quán)利要求
1所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述大型藻類的栽培在貝類養(yǎng)殖筏架上進(jìn)行，大型海藻的栽培方案如下在溫暖的季節(jié)，水溫范圍12～27℃，栽培暖水性大型藻類龍須菜；而在溫帶較低的季節(jié)，水溫范圍0～18℃，栽培冷水性大型藻類海帶或裙帶菜。
8.按照權(quán)利要求
7所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述龍須菜在貝類相鄰養(yǎng)殖籠的中間筏架上，采取繩子夾苗垂掛法或橫掛法栽培，繩間距0.6～0.8米，下墜墜石；所述海帶或裙帶菜在貝類相鄰養(yǎng)殖籠的中間筏架上，采取夾苗橫掛法栽培。
9.按照權(quán)利要求
8所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述龍須菜垂掛法栽培，每繩夾苗部分為0.9～1.1米，夾苗16～18簇，每簇苗長13～15厘米，每繩夾苗0.09～0.11公斤；所述龍須菜橫掛法栽培，每繩夾苗部分為1.4～1.6米，夾苗24～27簇，每簇苗長13～15厘米，每繩夾苗0.14～0.16公斤。
10.按照權(quán)利要求
8所述的溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于所述海帶或裙帶菜橫掛法栽培，每繩栽培46～54棵，夾苗23～27簇，每簇2棵，繩間距1.4～1.6米。
專利摘要
本發(fā)明涉及污染環(huán)境的治理技術(shù)，具體地說是一種針對我國北方溫帶富營養(yǎng)化海域的綜合生態(tài)修復(fù)方法。在我國溫帶富營養(yǎng)化海域，將大型海藻的栽培和濾食性動(dòng)物的養(yǎng)殖結(jié)合在一起，共同作為生物過濾器，修復(fù)富營養(yǎng)化環(huán)境。采用本發(fā)明，通過充分利用大型藻類從水體中大量吸收溶解態(tài)氮磷營養(yǎng)物質(zhì)的生態(tài)功能，以及濾食性動(dòng)物從海水中大量過濾懸浮顆粒物及營養(yǎng)物質(zhì)的生態(tài)功能，共同修復(fù)富營養(yǎng)化環(huán)境。同時(shí)由于本發(fā)明所采用的大型藻類和濾食性動(dòng)物均為重要的經(jīng)濟(jì)性品種，因而也帶來了經(jīng)濟(jì)效益。總之，本發(fā)明作為一種富營養(yǎng)化的生態(tài)修復(fù)方法，具有生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙重功效，尤其適用于我國北方溫帶富營養(yǎng)化海域。
文檔編號A01G33/00GK1990394SQ200510136775
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日
發(fā)明者周毅, 楊紅生, 王曉宇, 劉鷹, 周興, 許強(qiáng), 張濤, 張福綏 申請人:中國科學(xué)院海洋研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan