专利名称:一种温带富营养化海域的综合生态修复方法
技术领域：
本发明涉及污染环境的治理技术，具体地说是一种针对我国北方温带富营养化海域的综合生态修复方法。
背景技术：
随着人类城市化和工农业生产的发展，大量富含氮、磷的污水和地表径流排放到海水中，造成沿岸水域的富营养化。营养盐污染是海洋污染的一种重要形式，已成为一个全球性关注的问题。沿岸水域过多的营养盐载荷，最令人熟悉的后果就是对浮游藻类的刺激作用，引起浮游植物水华甚至赤潮。赤潮的危害已经被人们所熟知。
为了减少人类活动对沿岸生态系统的污染，污染源的控制与治理是应该采取的最基本的措施，业已得到社会和有关管理部门的重视，取得了一定的成效。但国内外大量的研究和实践表明仅仅对污染源的控制与治理是远远不够的，而且由于对沿岸海域的污染经常是面源污染，难以得到根除，而且常常难以在短期内见效。世界各国越来越重视对污染水域的环境修复来控制或减轻浅海水域的富营养化。
我国是一个海洋大国，沿岸海域的富营养化从北到南广泛存在，特别是在我国北方广大温带海域，如渤海湾、莱州湾、大连湾、胶州湾等等，富营养化问题尤为突出。
目前，已见有运用一种海藻(海菜)的栽培来治理我国南方亚热带海水网箱养鱼区和养殖池塘的富营养化的技术报道。而对于我国北方广大的富营养化海域，运用生态方法进行富营养化治理的技术报道还十分缺乏。
发明内容本发明的目的是针对我国北方温带海域的富营养化污染环境提供一种能有效去除和利用富营养化水体中的溶解态氮磷营养盐和颗粒态氮磷营养物质的综合生态治理方法。
本发明的技术方案是在我国北方富营养化海域，将大型藻类的栽培和滤食性动物的养殖结合在一起，即通过栽培大型海藻去除水体中的溶解态氮磷营养盐，同时通过养殖滤食性双壳贝类去除水体中的悬浮颗粒态氮磷营养物质。所述富营养化海域位于我国北方温带区域(水温周年范围0～27℃)；所述大型藻类系指先后栽培的暖水性(耐高温)大型藻类和冷水性大型藻类，以治理富营养化环境；所述耐高温的大型藻类为江蓠属龙须菜，来源于我国南方亚热带海域；所述冷水性大型藻类为海带、裙带菜，为北方温带海域低温季节养殖品种；所述滤食性双壳贝类包括牡蛎、扇贝、贻贝等。
滤食性双壳贝类运用筏(架)式养殖技术，这种技术为现有技术，在我国浅海双壳贝类养殖中广泛采用。筏架由(塑料)浮漂、浮梗(绳索)和橛子构成，双壳贝类采用笼式养殖方法，或者采用穿耳式养殖方法。筏架间距为4～5米。运用滤食性双壳贝类作为生物过滤器治理富营养化环境，在我国广阔的浅海水域还鲜有报道。
本发明除了在筏架上养殖贝类外，同时还在这些筏架上栽培大型藻类。大型海藻的栽培方案如下在温暖的季节(春末、夏季和秋初，5～10月；水温范围12～27℃)，栽培耐高温的大型藻类(龙须菜)；而在温度较低的季节(秋末、冬季、春季，水温范围0～18℃)，栽培冷水性大型藻类(海带、裙带菜)，栽培方法为现有技术，在我国北方藻类栽培中广泛采用。
龙须菜的一种栽培方法是在贝类相邻养殖笼的中间筏架上栽培龙须菜，在贝类养殖笼中间筏架上，采取夹苗垂挂法栽培，或横挂法均可，垂挂法每绳夹苗部分为0.9～1.1米，夹苗16～18簇，每簇苗长13～15厘米，每绳夹苗0.09～0.11公斤，下坠坠石，绳间距0.6～0.8米，龙须菜栽培水层因海水透明度的高低而异。龙须菜横挂法栽培中，每绳夹苗部分为1.4～1.6米，夹苗24～27簇，每簇苗长13～15厘米，每绳夹苗0.14～0.16公斤。养殖期间通过人工或调节水层的方式控制敌害动物——钩虾的数量。
龙须菜在我国南方亚热带海域广泛养殖，系一种重要的经济海藻，具有生长快、琼胶含量高等优点。而利用该藻作为生物过滤器治理富营养化环境，在我国北方温带海域还未见报道，且被误认为在我国北方温带海域不足以形成经济规模。而采用本发明，能够使龙须菜在温带海域形成经济规模。
海带和裙带菜的一种栽培方法是在贝类相邻养殖笼的中间筏架上栽培，采用横挂法栽培，每绳栽培46～54棵，夹苗23～27簇，每簇2棵，绳间距1.4～1.6米。栽培方法本身为现有技术。
本发明的有益效果是1.所具有的生态效益特点。本发明运用生态学原理，将大型藻类和滤食性双壳贝类有机地结合在一起，彼此相互协调，共同作为生物过滤器，增强沿岸水域的自净能力，修复富营养化环境。具体表现为①大型藻类能有效吸收富营养化海水中大量存在的溶解态氮磷营养物质，这同时实现了污染物的资源化利用，既修复了富营养化环境，又形成了食用性海产品，这遵循我国“循环经济”的发展要求；另外，大型藻类通过光合作用利用水体中的CO2，进而调节海水的pH值，同时产生大量的氧气，对海水中的动物和沿岸生态环境是有益的；②滤食性双壳贝类，如牡蛎、扇贝和贻贝，均具有很强大的滤水能力，它们能够过滤大量细小的颗粒物质，包括浮游藻类、浮游物、微生物、贝类幼虫和中型浮游动物等，同时还包括来源于双壳贝类以及其它动物如鱼的粪粒碎屑，同时去除海水中颗粒态氮磷营养物质，能够控制水体中浮游藻类等悬浮物的数量，预防赤潮的发生。另外，贝类通过呼吸作用排放出CO2，这对大型藻类的光合作用和生长是有益的。由于这些双壳贝类是食用性物种，因而在净化环境的同时也得到了有价值的产品。
2.采用本发明可以综合利用现有的贝类筏式养殖技术和大型藻类筏式栽培技术，不用特殊设备和复杂技术，因而成本低，并特别为我国北方广大温带水域富营养化的环境治理提供了一条行之有效的技术路线。
具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1采用现有技术中普遍使用的贝类和藻类筏式养殖技术，在青岛胶州湾富营养化海区(海泊河入海口附近海区)，于2003～2004年进行了富营养化环境修复试验，海区水温2～27℃。大型藻类的栽培模式如下，从2003年5月初开始，栽培江蓠属龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)。所采用的龙须菜来自福建蒲田沿海。采取夹苗垂挂法栽培龙须菜，每绳夹苗部分1米，夹苗16～18簇，每簇苗长13～15厘米，每绳夹苗0.1公斤。龙须菜离水面1～2米，下坠坠石。筏架间距为4米。每亩栽培龙须菜400绳。开始栽培了2亩，到7月初，分苗扩大栽培规模至10亩。在10月份，当龙须菜收获后，利用现有栽培技术栽培海带(Laminariajaponica)，横挂法栽培，每绳栽培50棵，夹苗25簇，每簇2棵，绳间距1.5米，到2004年5月初收获。
筏架上同时养殖滤食性双壳贝类，本实施例中养殖了太平洋牡蛎(Crassostreagigas)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)和海湾扇贝(Argopecten irradians irradians)，均采用笼式养殖方法。所用10层的养殖笼中，牡蛎每笼养殖130粒，栉孔扇贝每笼养殖300粒，海湾扇贝每笼养殖400粒。每亩400笼，每种贝养殖4亩，共养殖了12亩。
以上这些大型藻类和滤食性贝类，能够有效利用海水中溶解态和颗粒态氮磷营养物质，起到富营养化的控制和净化水质的作用。同时这些经济性动植物长成后形成了经济性产品。
其结果为贝藻养殖区内的溶解态营养物质和总悬浮颗粒物明显降低，与周围非养殖区相比，平均降低了约30％，水质明显改善。所养殖的大型藻类和滤食性贝类生长都很快。在养殖期间每亩产鲜龙须菜约5000公斤，其中含氮(N)16公斤，含磷(P)2公斤；每亩产鲜海带约3000公斤，其中含氮(N)10公斤，含磷(P)1公斤。所养殖的滤食性贝类养成后每亩产量(总湿重)如下栉孔扇贝3.6吨，海湾扇贝3.9吨，牡蛎3.1吨，贝类产量与非富营养化海湾中的贝类养殖(如山东桑沟湾贝类养殖)相比，生长速率平均提高了约20％。经测算，在养殖期间，每亩海湾扇贝每天处理悬浮颗粒物38公斤(干重)，每亩牡蛎每天处理悬浮颗粒物81公斤(干重)，每亩栉孔扇贝每天处理悬浮颗粒物42公斤(干重)。
本实施例采用大型藻类和滤食性动物相结合的综合生态修复方法恢复和控制浅海富营养化环境，取得较好的效果。这有助于解决人类发展对沿岸环境的污染问题。本实施例在我国北方富营养化海区进行，在温暖季节栽培耐高温的龙须菜，利用它生长快、耐高温等特点；而在温度较低的季节，栽培冷水性大型藻类——海带。龙须菜和海带都能快速有效地吸收富营养化海水中大量存在的溶解态氮磷营养物质。同时，本实施例养殖滤食性双壳贝类(牡蛎和扇贝)作为生物过滤器使用，去除海水中浮游藻类等悬浮颗粒物质及其中的氮磷营养物质。根据本实施例的结果推测，如果大型藻类和滤食性贝类的规模在湾内推广，将取得很好的富营养化环境治理效果。
权利要求
1.一种温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于在温带富营养化海域，将大型藻类的栽培和滤食性双壳贝类的养殖结合在一起，共同作为生物过滤器，修复富营养化环境，即通过栽培大型海藻去除水体中的溶解态氮磷营养盐，同时通过养殖滤食性双壳贝类去除水体中的悬浮颗粒态氮磷营养物质。
2.按照权利要求
1所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述富营养化海域为温带海域，周年水温范围0～27℃。
3.按照权利要求
1所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述大型藻类系指暖水性大型藻类和冷水性大型藻类。
4.按照权利要求
3所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述暖水性大型藻类为龙须菜，来源于我国南方亚热带海域，在温暖的季节栽培；所述冷水性大型藻类为海带或裙带菜，为北方温带海域低温季节养殖品种，在温度较低的季节栽培。
5.按照权利要求
1所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述滤食性双壳贝类包括牡蛎、扇贝或贻贝。
6.按照权利要求
1或5所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述滤食性双壳贝类的养殖运用筏式养殖技术，筏架由浮漂、浮梗和橛子构成，双壳贝类采用笼式养殖方法，或者采用穿耳式养殖方法，筏架间距为4～5米。
7.按照权利要求
1所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述大型藻类的栽培在贝类养殖筏架上进行，大型海藻的栽培方案如下在温暖的季节，水温范围12～27℃，栽培暖水性大型藻类龙须菜；而在温带较低的季节，水温范围0～18℃，栽培冷水性大型藻类海带或裙带菜。
8.按照权利要求
7所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述龙须菜在贝类相邻养殖笼的中间筏架上，采取绳子夹苗垂挂法或横挂法栽培，绳间距0.6～0.8米，下坠坠石；所述海带或裙带菜在贝类相邻养殖笼的中间筏架上，采取夹苗横挂法栽培。
9.按照权利要求
8所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述龙须菜垂挂法栽培，每绳夹苗部分为0.9～1.1米，夹苗16～18簇，每簇苗长13～15厘米，每绳夹苗0.09～0.11公斤；所述龙须菜横挂法栽培，每绳夹苗部分为1.4～1.6米，夹苗24～27簇，每簇苗长13～15厘米，每绳夹苗0.14～0.16公斤。
10.按照权利要求
8所述的温带富营养化海域的综合生态修复方法，其特征在于所述海带或裙带菜横挂法栽培，每绳栽培46～54棵，夹苗23～27簇，每簇2棵，绳间距1.4～1.6米。
专利摘要
本发明涉及污染环境的治理技术，具体地说是一种针对我国北方温带富营养化海域的综合生态修复方法。在我国温带富营养化海域，将大型海藻的栽培和滤食性动物的养殖结合在一起，共同作为生物过滤器，修复富营养化环境。采用本发明，通过充分利用大型藻类从水体中大量吸收溶解态氮磷营养物质的生态功能，以及滤食性动物从海水中大量过滤悬浮颗粒物及营养物质的生态功能，共同修复富营养化环境。同时由于本发明所采用的大型藻类和滤食性动物均为重要的经济性品种，因而也带来了经济效益。总之，本发明作为一种富营养化的生态修复方法，具有生态效益和经济效益双重功效，尤其适用于我国北方温带富营养化海域。
文档编号A01G33/00GK1990394SQ200510136775
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日
发明者周毅, 杨红生, 王晓宇, 刘鹰, 周兴, 许强, 张涛, 张福绥 申请人:中国科学院海洋研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan