專利名稱:一種溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法
技術領域：
本發明涉及污染環境的治理技術，具體地說是一種針對我國北方溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法。
背景技術：
隨著人類城市化和工農業生產的發展，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化。營養鹽污染是海洋污染的一種重要形式，已成為一個全球性關注的問題。沿岸水域過多的營養鹽載荷，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。赤潮的危害已經被人們所熟知。
為了減少人類活動對沿岸生態系統的污染，污染源的控制與治理是應該采取的最基本的措施，業已得到社會和有關管理部門的重視，取得了一定的成效。但國內外大量的研究和實踐表明僅僅對污染源的控制與治理是遠遠不夠的，而且由于對沿岸海域的污染經常是面源污染，難以得到根除，而且常常難以在短期內見效。世界各國越來越重視對污染水域的環境修復來控制或減輕淺海水域的富營養化。
我國是一個海洋大國，沿岸海域的富營養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，富營養化問題尤為突出。
目前，已見有運用一種海藻(海菜)的栽培來治理我國南方亞熱帶海水網箱養魚區和養殖池塘的富營養化的技術報道。而對于我國北方廣大的富營養化海域，運用生態方法進行富營養化治理的技術報道還十分缺乏。
發明內容本發明的目的是針對我國北方溫帶海域的富營養化污染環境提供一種能有效去除和利用富營養化水體中的溶解態氮磷營養鹽和顆粒態氮磷營養物質的綜合生態治理方法。
本發明的技術方案是在我國北方富營養化海域，將大型藻類的栽培和濾食性動物的養殖結合在一起，即通過栽培大型海藻去除水體中的溶解態氮磷營養鹽，同時通過養殖濾食性雙殼貝類去除水體中的懸浮顆粒態氮磷營養物質。所述富營養化海域位于我國北方溫帶區域(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，以治理富營養化環境；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養殖品種；所述濾食性雙殼貝類包括牡蠣、扇貝、貽貝等。
濾食性雙殼貝類運用筏(架)式養殖技術，這種技術為現有技術，在我國淺海雙殼貝類養殖中廣泛采用。筏架由(塑料)浮漂、浮梗(繩索)和橛子構成，雙殼貝類采用籠式養殖方法，或者采用穿耳式養殖方法。筏架間距為4～5米。運用濾食性雙殼貝類作為生物過濾器治理富營養化環境，在我國廣闊的淺海水域還鮮有報道。
本發明除了在筏架上養殖貝類外，同時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(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(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)，栽培方法為現有技術，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殖籠的中間筏架上栽培龍須菜，在貝類養殖籠中間筏架上，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。養殖期間通過人工或調節水層的方式控制敵害動物——鉤蝦的數量。
龍須菜在我國南方亞熱帶海域廣泛養殖，系一種重要的經濟海藻，具有生長快、瓊膠含量高等優點。而利用該藻作為生物過濾器治理富營養化環境，在我國北方溫帶海域還未見報道，且被誤認為在我國北方溫帶海域不足以形成經濟規模。而采用本發明，能夠使龍須菜在溫帶海域形成經濟規模。
海帶和裙帶菜的一種栽培方法是在貝類相鄰養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。栽培方法本身為現有技術。
本發明的有益效果是1.所具有的生態效益特點。本發明運用生態學原理，將大型藻類和濾食性雙殼貝類有機地結合在一起，彼此相互協調，共同作為生物過濾器，增強沿岸水域的自凈能力，修復富營養化環境。具體表現為①大型藻類能有效吸收富營養化海水中大量存在的溶解態氮磷營養物質，這同時實現了污染物的資源化利用，既修復了富營養化環境，又形成了食用性海產品，這遵循我國“循環經濟”的發展要求；另外，大型藻類通過光合作用利用水體中的CO2，進而調節海水的pH值，同時產生大量的氧氣，對海水中的動物和沿岸生態環境是有益的；②濾食性雙殼貝類，如牡蠣、扇貝和貽貝，均具有很強大的濾水能力，它們能夠過濾大量細小的顆粒物質，包括浮游藻類、浮游物、微生物、貝類幼蟲和中型浮游動物等，同時還包括來源于雙殼貝類以及其它動物如魚的糞粒碎屑，同時去除海水中顆粒態氮磷營養物質，能夠控制水體中浮游藻類等懸浮物的數量，預防赤潮的發生。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，因而在凈化環境的同時也得到了有價值的產品。
2.采用本發明可以綜合利用現有的貝類筏式養殖技術和大型藻類筏式栽培技術，不用特殊設備和復雜技術，因而成本低，并特別為我國北方廣大溫帶水域富營養化的環境治理提供了一條行之有效的技術路線。
具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例1采用現有技術中普遍使用的貝類和藻類筏式養殖技術，在青島膠州灣富營養化海區(海泊河入海口附近海區)，于2003～2004年進行了富營養化環境修復試驗，海區水溫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，分苗擴大栽培規模至10畝。在10月份，當龍須菜收獲后，利用現有栽培技術栽培海帶(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。
筏架上同時養殖濾食性雙殼貝類，本實施例中養殖了太平洋牡蠣(Crassostreagigas)、櫛孔扇貝(Chlamys farreri)和海灣扇貝(Argopecten irradians irradians)，均采用籠式養殖方法。所用10層的養殖籠中，牡蠣每籠養殖130粒，櫛孔扇貝每籠養殖300粒，海灣扇貝每籠養殖400粒。每畝400籠，每種貝養殖4畝，共養殖了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和顆粒態氮磷營養物質，起到富營養化的控制和凈化水質的作用。同時這些經濟性動植物長成后形成了經濟性產品。
其結果為貝藻養殖區內的溶解態營養物質和總懸浮顆粒物明顯降低，與周圍非養殖區相比，平均降低了約30％，水質明顯改善。所養殖的大型藻類和濾食性貝類生長都很快。在養殖期間每畝產鮮龍須菜約5000公斤，其中含氮(N)16公斤，含磷(P)2公斤；每畝產鮮海帶約3000公斤，其中含氮(N)10公斤，含磷(P)1公斤。所養殖的濾食性貝類養成后每畝產量(總濕重)如下櫛孔扇貝3.6噸，海灣扇貝3.9噸，牡蠣3.1噸，貝類產量與非富營養化海灣中的貝類養殖(如山東桑溝灣貝類養殖)相比，生長速率平均提高了約20％。經測算，在養殖期間，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)。
本實施例采用大型藻類和濾食性動物相結合的綜合生態修復方法恢復和控制淺海富營養化環境，取得較好的效果。這有助于解決人類發展對沿岸環境的污染問題。本實施例在我國北方富營養化海區進行，在溫暖季節栽培耐高溫的龍須菜，利用它生長快、耐高溫等特點；而在溫度較低的季節，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化海水中大量存在的溶解態氮磷營養物質。同時，本實施例養殖濾食性雙殼貝類(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及其中的氮磷營養物質。根據本實施例的結果推測，如果大型藻類和濾食性貝類的規模在灣內推廣，將取得很好的富營養化環境治理效果。
權利要求
1.一種溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，其特征在于在溫帶富營養化海域，將大型藻類的栽培和濾食性雙殼貝類的養殖結合在一起，共同作為生物過濾器，修復富營養化環境，即通過栽培大型海藻去除水體中的溶解態氮磷營養鹽，同時通過養殖濾食性雙殼貝類去除水體中的懸浮顆粒態氮磷營養物質。
2.按照權利要求
1所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，其特征在于所述富營養化海域為溫帶海域，周年水溫范圍0～27℃。
3.按照權利要求
1所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，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.按照權利要求
3所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，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養殖品種，在溫度較低的季節栽培。
5.按照權利要求
1所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，其特征在于所述濾食性雙殼貝類包括牡蠣、扇貝或貽貝。
6.按照權利要求
1或5所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，其特征在于所述濾食性雙殼貝類的養殖運用筏式養殖技術，筏架由浮漂、浮梗和橛子構成，雙殼貝類采用籠式養殖方法，或者采用穿耳式養殖方法，筏架間距為4～5米。
7.按照權利要求
1所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，其特征在于所述大型藻類的栽培在貝類養殖筏架上進行，大型海藻的栽培方案如下在溫暖的季節，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，水溫范圍0～18℃，栽培冷水性大型藻類海帶或裙帶菜。
8.按照權利要求
7所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，其特征在于所述龍須菜在貝類相鄰養殖籠的中間筏架上，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殖籠的中間筏架上，采取夾苗橫掛法栽培。
9.按照權利要求
8所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，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.按照權利要求
8所述的溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法，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
本發明涉及污染環境的治理技術，具體地說是一種針對我國北方溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法。在我國溫帶富營養化海域，將大型海藻的栽培和濾食性動物的養殖結合在一起，共同作為生物過濾器，修復富營養化環境。采用本發明，通過充分利用大型藻類從水體中大量吸收溶解態氮磷營養物質的生態功能，以及濾食性動物從海水中大量過濾懸浮顆粒物及營養物質的生態功能，共同修復富營養化環境。同時由于本發明所采用的大型藻類和濾食性動物均為重要的經濟性品種，因而也帶來了經濟效益。總之，本發明作為一種富營養化的生態修復方法，具有生態效益和經濟效益雙重功效，尤其適用于我國北方溫帶富營養化海域。
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
發明者周毅, 楊紅生, 王曉宇, 劉鷹, 周興, 許強, 張濤, 張福綏 申請人:中國科學院海洋研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan