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摘 要：为把握池塘水体各水质因子的昼夜变化和上下层水体的差别，2016年6月2日～3日，对渤海湾南部海水养殖池塘的温度、溶解氧、pH和氧化还原电位进行了24 h连续监测，监测从2日9：00开始，每隔1 h测量一次。结果表明池塘水体上层的各水质因子数值高于下层水，各水质因子之间显著相关，一起跟随太陽辐射的变化而变化。上层水的温度、DO和pH都有一个缓慢升高的过程，达到最高值以后逐渐降低，温度在14：00达到最高值，DO在17：00达到最高值，pH在20：00 达到最高值，ORP波动较大，23：00达到最高值。下层水的各水质因子波动较大，没有明显的变化规律。
关键词：水质因子；昼夜变化；海水池塘；渤海湾南部
中图分类号：S914
文献标识码：A
池塘水体是养殖水产动物赖以生存的环境，水体理化因子的变化直接影响水体中的生物化学过程，进而影响养殖动物的生长和存活。温度、溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（ORP）是池塘养殖水体非常重要的四个水质因子，这些理化因子受太阳辐射的影响会不断变化，同时上下层水体之间也存在差异。但这些水质因子的测定通常在某一时刻、池塘的某一点，测定的数值并不能反映池塘水体的总体情况，所以搞清这些理化因子的昼夜变化以及上下层水体之间的差异，才能真正掌握水体的真实情况，为养殖提供可靠的基础数据。目前的研究一般集中在池塘養殖水体理化因子的季节变化或者年变化[1-7]，水质因子昼夜变化涉及较少[8-9]，所以开展这些指标的昼夜变化研究，把握水体的整体情况非常必要。
1 材料与方法
实验在山东省滨州大口河附近的海水池塘中进行，该池塘面积约3.3 hm2，平时主要作为工厂化养殖的蓄水池使用，池塘内有少量凡纳滨对虾和野杂鱼。池水呈黄绿色，透明度约35 cm，盐度31‰。实验期间天气晴朗，气温在19～30 ℃之间，6月2日下午14：00开始有3～4级风，塘内水面出现波浪。
使用YSI556 多参数水质测定仪测定水体温度、pH、DO和ORP四个指标。在池塘边缘闸门处选取一点，定点测量。测定时选取水面下10 cm作为上层水的测定位置，选取池底作为下层水的测定位置，该点水深1.5 m。监测从6月2日的上午9：00开始，每隔1 h测定一次，持续24 h，6月3日上午8：00结束。
使用SPSS17.0对测定数据进行分析处理，使用EXCEL制作各指标变化折线图。
2 结果
2.1 水质因子的昼夜平均值
各指标的均值和变异系数如表1所示。池塘中上层水的温度、pH、DO和ORP四个指标的均值都高于下层水。温度和pH的变异系数小于10%，数据的变异性较小，表明这两个指标的波动幅度较小。DO和ORP两个指标的变异系数大于10%，数据变异性较大，在一个昼夜间波动较大。
2.2 水质因子之间的相关性
由表2可知，水体上层水质因子中水温和溶解氧存在极显著的相关性；下层水温和pH、上层水的氧化还原电位存在极显著的相关性，和下层溶解氧存在显著的相关性。上层水的pH和下层水pH、氧化还原电位存在极显著的相关性；下层水pH和下层水溶解氧、氧化还原电位存在极显著的相关性。水体的上下层氧化还原电位存在极显著的相关性。这些极显著的相关性表明太阳辐射的变化引起水温、藻类光合作用和呼吸作用的变化，造成水温、溶解氧、pH和氧化还原电位相互影响，一起有节律地变化。尤其是上下层水体pH，它们紧密相关，显著影响着氧化还原电位的变化。
2.3 水质因子的昼夜变化
2.3.1 水温的昼夜变化 水温的变化如图1所示。池塘水体上层水温为22.13～27.66 ℃，从上午9：00开始上层水温在不断升高，下午14：00升至最高温27.66 ℃，之后温度不断下降，第二天7：00降至最低温22.13 ℃，随后水温又开始回升。上层水体受太阳辐射及气温变化的影响非常明显。下层水温为21.05～24.32 ℃，监测期间前12 h变化幅度非常小，没有随表层水温的升高而出现明显的变化，2日23：00下层水温升至最高温24.32 ℃，而此时表层水温正在降低，出现这种情况可能是因为水面出现的波浪造成上下层水体出现交换，下层水温升高。
2.3.2 pH的昼夜变化 pH的变化如图2所示。上层水pH的变化范围为8.78～9.17，从9：00开始pH值不断升高，20：00升至最高值，随后逐渐降低。下层水pH的变化范围为8.73～9.13，均值低于上层水，升高降低的趋势不明显，有几个时刻波动较大，可能是风浪引起上下层水体交换造成的。
2.3.3 溶解氧的昼夜变化 溶解氧的变化如图3所示。上层水的DO值变化范围为4.79～10.08 mg/L，从上午9：00开始溶解氧不断升高，17：00达到最高值10.08 mg/L，之后不断下降，3日6：00降至最低值4.79。下层水DO的变化范围为2.01～8.73 mg/L，受池塘风浪的影响下层水溶解氧变化较大，但均值远低于上层水的含量。
2.3.4 氧化还原电位的昼夜变化 氧化还原电位是反应水体氧化还原能力的一个非常重要的水质指标，它虽然不能独立反应水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反应水体水质的情况。氧化还原电位为正值，显示水体具有一定的氧化性，值为负，显示具有一定的还原性，水体处于不同的氧化还原状态物质转化生成的情况不同[10-13]。氧化还原电位的变化如图4所示。上层水ORP值的变化范围为51.4～104.3，下层水为50.9～109.7，最高值出现在晚上23：00，上层水均值高于下层水。上下层水的ORP值均波动剧烈，下层水波动幅度要大于上层水，但上下层水整体的变化情况基本一致。
3 讨论
3.1 各水质因子的变化情况 太阳辐射的变化对上层水水温、藻类的光合作用和呼吸作用都有显著的影响，白天有阳光直照的时间藻类光合作用强于呼吸作用，溶解氧不断增加，水体中CO2在相对减少，pH不断升高。监测数据也表明从9：00开始，上层水体的温度、DO、pH这三个水质因子都缓慢上升，但他们达到最高值的时间分别是14：00、17：00和20：00。水温在14：00达到最高值，此后太阳辐射开始减弱，但光合作用依然强于呼吸作用，水体溶氧不断增加，一直到下午17：00达到最高值，之后呼吸作用强于光合作用，溶氧开始下降。随着太阳辐射消失，池塘水体中CO2达到最低值，pH值达到一天中的最大值。纪晓亮[9]对城市湿地水质的监测显示温度、DO和pH均是在14：00达到最高值，他在对河水中的DO监测表明16：00达到最高值[14]，这和本研究上层水体DO 17：00达到最高值比较接近。李奕雯[8]对高密度对虾养殖池塘的监测发现DO和pH在13：00达到最高值。这些变化节律的不同可能与海水池塘各自不同池塘条件有关，同时监测选取的测量点以及测量的水层也有可能对测量结果造成影响[15]。
3.2 上下層水质因子变化情况的区别
养殖池塘的水质因子不仅随着时间变化，还存在空间变化，不同水层水质因子的区别明显，变化情况也不同。本实验监测池塘上层水的温度、DO和pH均有一个先缓慢升高又逐渐下降的过程，这主要是上层水体直接受到太阳辐射的影响，水质因子随太阳辐射的变化而进行有规律的变化。池塘下层水体水深1.5 m，太阳辐射影响微弱，温度、DO和pH并没有随太阳辐射出现有节律的变化。当水体出现风浪的时候，上下层水体会进行交换，下层水的水质因子就会开始剧烈波动。本实验的监测也表明在下午14：00池塘水体出现风浪前，变化较小，相对比较稳定。池塘水面出现风浪后，下层水质因子开始不规则的剧烈波动。所以在养殖过程中，掌握养殖池塘水质情况不但要考虑到这些水质因子的昼夜变化和空间差别，还要结合当时的气象条件综合考虑。常见水质因子的测定要关注水质因子时间和空间上的变化，尤其是在养殖关键时期更要密切关注这些变化，避免养殖池塘出现极端高温或者缺氧的情况，给生产造成损失。
参考文献：
[1] 张志勇，张志伟，张曹进，等. 江苏南部沿海养殖池塘水温时空变化规律研究[J].海洋通报，2010，29（6）：674-677
[2] 刘峰，王芳，董双林，等.投饵与不投饵海参养殖池塘水质变化的初步研究[J].中国海洋大学学报（自然科学版），2009，39（Sup.）：369-374
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[4] 岑伯明，胡洲，陈汉春.凡纳滨对虾养殖池塘水温预测模型研究[J].宁波大学学报（理工版），2012，25（1）：7-12
[5] 曾海祥，张凯.凡纳滨对虾养殖池塘水质因子变化分析[J].齐鲁渔业，2014，31（5）：23-24.
[6] 刘伟，丁君，李润玲，等.黄、渤海沿岸海水养殖池塘冰期环境因子变化的研究[J].大连海洋大学学报， 2014，29（1）：51-56
[7] 曾海祥，孙同秋，尹琳琳.南美白对虾养殖水体中主要环境因子的变化与分析[J].齐鲁渔业，2012，29（9）：21-22
[8] 赖子尼 ，石存斌，吴淑勤，等.鳜塘水体理化因子昼夜变化及相关性研究[J].大连水产学院学报，2001，16（1）：61-66
[9] 纪晓亮，李鹏程，商栩，等.城市湿地水质昼夜变化研究[J].环境保护科学，2013，39（5）：18-21，25
[10] 向交，徐丽萍，李和平，等.氧化还原电位的研究及应用[J].地球与环境，2014，42（3）：430-436
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[14] 纪晓亮，李鹏程，商栩，等.春季温瑞塘河水质的昼夜变化规律及评价[J].环境化学，2013，32（11）：2082-2089
[15] 葛成军， 俞花美， 唐文浩.池塘养殖废水水质变化规律及修复技术研究[J].武汉理工大学学报，2010，32（5）：124-128
关键词：水质因子；昼夜变化；海水池塘；渤海湾南部
中图分类号：S914
文献标识码：A
池塘水体是养殖水产动物赖以生存的环境，水体理化因子的变化直接影响水体中的生物化学过程，进而影响养殖动物的生长和存活。温度、溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（ORP）是池塘养殖水体非常重要的四个水质因子，这些理化因子受太阳辐射的影响会不断变化，同时上下层水体之间也存在差异。但这些水质因子的测定通常在某一时刻、池塘的某一点，测定的数值并不能反映池塘水体的总体情况，所以搞清这些理化因子的昼夜变化以及上下层水体之间的差异，才能真正掌握水体的真实情况，为养殖提供可靠的基础数据。目前的研究一般集中在池塘養殖水体理化因子的季节变化或者年变化[1-7]，水质因子昼夜变化涉及较少[8-9]，所以开展这些指标的昼夜变化研究，把握水体的整体情况非常必要。
1 材料与方法
实验在山东省滨州大口河附近的海水池塘中进行，该池塘面积约3.3 hm2，平时主要作为工厂化养殖的蓄水池使用，池塘内有少量凡纳滨对虾和野杂鱼。池水呈黄绿色，透明度约35 cm，盐度31‰。实验期间天气晴朗，气温在19～30 ℃之间，6月2日下午14：00开始有3～4级风，塘内水面出现波浪。
使用YSI556 多参数水质测定仪测定水体温度、pH、DO和ORP四个指标。在池塘边缘闸门处选取一点，定点测量。测定时选取水面下10 cm作为上层水的测定位置，选取池底作为下层水的测定位置，该点水深1.5 m。监测从6月2日的上午9：00开始，每隔1 h测定一次，持续24 h，6月3日上午8：00结束。
使用SPSS17.0对测定数据进行分析处理，使用EXCEL制作各指标变化折线图。
2 结果
2.1 水质因子的昼夜平均值
各指标的均值和变异系数如表1所示。池塘中上层水的温度、pH、DO和ORP四个指标的均值都高于下层水。温度和pH的变异系数小于10%，数据的变异性较小，表明这两个指标的波动幅度较小。DO和ORP两个指标的变异系数大于10%，数据变异性较大，在一个昼夜间波动较大。
2.2 水质因子之间的相关性
由表2可知，水体上层水质因子中水温和溶解氧存在极显著的相关性；下层水温和pH、上层水的氧化还原电位存在极显著的相关性，和下层溶解氧存在显著的相关性。上层水的pH和下层水pH、氧化还原电位存在极显著的相关性；下层水pH和下层水溶解氧、氧化还原电位存在极显著的相关性。水体的上下层氧化还原电位存在极显著的相关性。这些极显著的相关性表明太阳辐射的变化引起水温、藻类光合作用和呼吸作用的变化，造成水温、溶解氧、pH和氧化还原电位相互影响，一起有节律地变化。尤其是上下层水体pH，它们紧密相关，显著影响着氧化还原电位的变化。
2.3 水质因子的昼夜变化
2.3.1 水温的昼夜变化 水温的变化如图1所示。池塘水体上层水温为22.13～27.66 ℃，从上午9：00开始上层水温在不断升高，下午14：00升至最高温27.66 ℃，之后温度不断下降，第二天7：00降至最低温22.13 ℃，随后水温又开始回升。上层水体受太阳辐射及气温变化的影响非常明显。下层水温为21.05～24.32 ℃，监测期间前12 h变化幅度非常小，没有随表层水温的升高而出现明显的变化，2日23：00下层水温升至最高温24.32 ℃，而此时表层水温正在降低，出现这种情况可能是因为水面出现的波浪造成上下层水体出现交换，下层水温升高。
2.3.2 pH的昼夜变化 pH的变化如图2所示。上层水pH的变化范围为8.78～9.17，从9：00开始pH值不断升高，20：00升至最高值，随后逐渐降低。下层水pH的变化范围为8.73～9.13，均值低于上层水，升高降低的趋势不明显，有几个时刻波动较大，可能是风浪引起上下层水体交换造成的。
2.3.3 溶解氧的昼夜变化 溶解氧的变化如图3所示。上层水的DO值变化范围为4.79～10.08 mg/L，从上午9：00开始溶解氧不断升高，17：00达到最高值10.08 mg/L，之后不断下降，3日6：00降至最低值4.79。下层水DO的变化范围为2.01～8.73 mg/L，受池塘风浪的影响下层水溶解氧变化较大，但均值远低于上层水的含量。
2.3.4 氧化还原电位的昼夜变化 氧化还原电位是反应水体氧化还原能力的一个非常重要的水质指标，它虽然不能独立反应水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反应水体水质的情况。氧化还原电位为正值，显示水体具有一定的氧化性，值为负，显示具有一定的还原性，水体处于不同的氧化还原状态物质转化生成的情况不同[10-13]。氧化还原电位的变化如图4所示。上层水ORP值的变化范围为51.4～104.3，下层水为50.9～109.7，最高值出现在晚上23：00，上层水均值高于下层水。上下层水的ORP值均波动剧烈，下层水波动幅度要大于上层水，但上下层水整体的变化情况基本一致。
3 讨论
3.1 各水质因子的变化情况 太阳辐射的变化对上层水水温、藻类的光合作用和呼吸作用都有显著的影响，白天有阳光直照的时间藻类光合作用强于呼吸作用，溶解氧不断增加，水体中CO2在相对减少，pH不断升高。监测数据也表明从9：00开始，上层水体的温度、DO、pH这三个水质因子都缓慢上升，但他们达到最高值的时间分别是14：00、17：00和20：00。水温在14：00达到最高值，此后太阳辐射开始减弱，但光合作用依然强于呼吸作用，水体溶氧不断增加，一直到下午17：00达到最高值，之后呼吸作用强于光合作用，溶氧开始下降。随着太阳辐射消失，池塘水体中CO2达到最低值，pH值达到一天中的最大值。纪晓亮[9]对城市湿地水质的监测显示温度、DO和pH均是在14：00达到最高值，他在对河水中的DO监测表明16：00达到最高值[14]，这和本研究上层水体DO 17：00达到最高值比较接近。李奕雯[8]对高密度对虾养殖池塘的监测发现DO和pH在13：00达到最高值。这些变化节律的不同可能与海水池塘各自不同池塘条件有关，同时监测选取的测量点以及测量的水层也有可能对测量结果造成影响[15]。
3.2 上下層水质因子变化情况的区别
养殖池塘的水质因子不仅随着时间变化，还存在空间变化，不同水层水质因子的区别明显，变化情况也不同。本实验监测池塘上层水的温度、DO和pH均有一个先缓慢升高又逐渐下降的过程，这主要是上层水体直接受到太阳辐射的影响，水质因子随太阳辐射的变化而进行有规律的变化。池塘下层水体水深1.5 m，太阳辐射影响微弱，温度、DO和pH并没有随太阳辐射出现有节律的变化。当水体出现风浪的时候，上下层水体会进行交换，下层水的水质因子就会开始剧烈波动。本实验的监测也表明在下午14：00池塘水体出现风浪前，变化较小，相对比较稳定。池塘水面出现风浪后，下层水质因子开始不规则的剧烈波动。所以在养殖过程中，掌握养殖池塘水质情况不但要考虑到这些水质因子的昼夜变化和空间差别，还要结合当时的气象条件综合考虑。常见水质因子的测定要关注水质因子时间和空间上的变化，尤其是在养殖关键时期更要密切关注这些变化，避免养殖池塘出现极端高温或者缺氧的情况，给生产造成损失。
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