淡水养殖水体溶解氧含量诊断分析及浮头泛

报 方 法 与 流 程 ，以 期 对 水 产 养 殖 起 到 防 灾 减 灾 作 用 ， 减少渔民的经济损失 。 ［８，９］
１ 资料和方法
荆州农试 站 ２０１１～２０１２ 年 每 年 ３～１０ 月 逐 时 的 溶 解 氧 含 量 、水 温 及 各 种 气 象 因 素 的 观 测 数 据 ，观 测仪器采用的是美国哈希公司生产的在线式水质监 测 仪 ，设 置 为 每 小 时 读 取 １ 次 溶 氧 量 、水 温 及 其 它 水 质要素。气象数据来源于荆州市荆州区地面气象观 测站数据，２０１１～２０１２年发 生 的 ２５ 个 鱼 泛 塘 实 例， 来 源 于 进 行 水 温 、水 质 监 测 的 鱼 塘 渔 民 的 记 录 数 据 。 统计方法主要为相关分析。
图 ３ 年 平 均 气 压 与 晴 天 溶 解 氧 含 量 的 日 变 化 Ｆｉｇ．３ Ｄｉｕｒｎａｌ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｖｅｒａｇｅ Ａｎｎｕａｌ Ａｉｒ
Ｐｒｅｓｓｕｒｅ （Ｐ）ａｎｄ Ａｖｅｒａｇｅ Ａｎｎｕａｌ ＤＯ
溶解氧日平均含量与日总辐射量呈显著正相关 （图４，通过ａ＝０．０５检验）。日总辐 射 量 越 大，水 生 生 物 的 光 合 作 用 也 越 强 ，溶 解 氧 日 平 均 含 量 就 越 高 。 相反阴雨天 气，溶 解 氧 日 平 均 含 量 一 般 在 ６ ｍｇ／Ｌ 以 下 ，易 出 现 泛 塘 现 象 。
收 稿 日 期 ：２０１３－０２－０４；修 回 日 期 ：２０１３－０６－０３ 基 金 项 目 ：国 家 公 益 性 行 业 （气 象 ）专 项 “水 产 养 殖 气 象 保 障 关 键 技 术 ”（ＧＹＨＹ２０１００６０２９） 作 者 简 介 ：黄 永 平 （１９６９～ ），男 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 农 业 气 象 试 验 研 究 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｚｑｑｘｊ＠１６３．ｃｏｍ
导致鱼浮头与泛塘的主要气象因素很多。天气 变化导致水体溶解 氧 减 少 是 主 要 原 因；水 温 急 剧 下 降刺激鱼神经末 梢，引 起 机 能 紊 乱，行 动 失 常，也 会 引起或诱发鱼泛塘 。 ［２］ 目前国内对于鱼类泛塘 与 气 象 要 素 之 间 的 联 系 ，进 行 了 较 多 研 究 ，并 总 结 了 一 些 鱼 类 泛 塘 发 生 的 天 气 模 型 及 气 象 指 标［３～７］，但 模 型 指 标 较 为 单 一 ，不 够 全 面 ，对 荆 州 市 水 产 浮 头 预 报 指 导意义有 限。 本 文 在 对 水 体 溶 解 氧 高 密 度 观 测 及 ２０１１～２０１２ 年 发 生 的 ２５ 个 鱼 泛 塘 实 例 分 析 基 础 上 ，提 出 了 ３ 种 发 生 鱼 泛 塘 的 概 念 模 型 ，并 总 结 出 预
图 ４ 日 总 辐 射 量 与 日 平 均 溶 解 氧 含 量 的 关 系 Ｆｉｇ．４ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｄａｉｌｙ Ｔｏｔａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄａｉｌｙ Ａｖｅｒａｇｅ ＤＯ
２．１．３ 相 对 湿 度 逐时相对湿度与逐时溶解氧含量具有极显著的
相关性 （图 ５，通 过ａ＝０．０１ 检 验），究 其 原 因，主 要 是 空 气 相 对 湿 度 高 时 ，一 般 对 应 阴 雨 天 气 或 夜 间 ，此 时 没 有 光 合 作 用 或 光 合 作 用 较 弱 ，水 体 内 溶 氧 不 高 ； 相 对 湿 度 较 小 时 ，一 般 为 晴 好 天 气 的 下 午 ，此 时 光 合 作 用 强 ，水 体 溶 解 氧 含 量 相 对 较 高 。 分 析 表 明 ，当 相 对湿度在９５％以上时，５９８ 个 样 本 中 有 ５４％ 的 溶 解 氧含量 在 １ ｍｇ／Ｌ 以 下，有 ７８％ 的 溶 解 氧 含 量 在 ３ｍｇ／Ｌ以下，有 ９５％ 的 溶 解 氧 含 量 在 ５ ｍｇ／Ｌ 以
关 键 词 ：水 产 养 殖 ；溶 解 氧 ；鱼 泛 塘 ；气 象 要 素 ；预 报 中 图 分 类 号 ：Ｓ９１５；Ｓ９１７．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００４－８２２７（２０１４）０５－０６３８－０６ ＤＯＩ：１０．１１８７０／ｃｊｌｙｚｙｙｈｊ２０１４０５００７
２ 结果与分析
２．１ 水 体 溶 解 氧 含 量 与 气 象 因 素 的 关 系 ２．１．１ 温 度
图１是水温与鱼塘溶解氧相关关系图。图中可 以看出日 平 均 溶 解 氧 含 量 与 日 平 均 水 温 呈 现 显 著 （通 过 ａ＝０．００１ 检 验 ）的 负 相 关 ，主 要 表 现 在 春 秋 两
（１．荆州农业气象试验站，湖北 荆州 ４３４１００；２．武汉区域气候中心，湖北 武汉 ４３００７４）
摘 要：通过实时监测荆州农试站养殖塘各种水质要素，结合２０１１～２０１２年养殖塘发生的２５个鱼泛塘实例，探 讨 了养殖水体溶解氧含量与气象要素之间的联系。分析表明：养殖水 体 溶 解 氧 含 量 与 ６ｈ 变 温、总 辐 射 量、气 压 值 正 相关，与水温、空气相对湿度值负相关。从平时的调查记录来看，鱼泛塘事 件 主 要 发 生 在 ５～１０ 月 间，湿 度 大、气 温 低、气压下降、日照强度弱等都会引起溶解氧含量低，严重的会诱发鱼泛塘。 根 据 ２５ 个 鱼 泛 塘 实 例，结 合 气 象 要 素 的特点，提出了急剧降温降压型、寡照型、高温高热型３种鱼泛塘发生条件的 概 念 模 型，分 别 以 实 例 进 行 了 验 证，并 初步总结出根据气象要素观测资料进行浮头泛塘预报的方法淡 水 养 殖 水 体 溶 解 氧 含 量 诊 断 分 析 及 浮 头 泛 塘 气 象 预 报
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季 ，水 温 较 低 ，鱼 类 活 动 少 ，溶 解 氧 消 耗 少 ，水 体 溶 解 氧含量整体 偏 高；夏 季 水 温 在 ２５℃ ～３５℃ 时，日 平 均 溶 解 氧 含 量 分 布 规 律 不 明 显，以 溶 解 氧 含 量 ７ｍｇ／Ｌ为分界线，日 平 均 溶 解 氧 含 量 大 于 ７ ｍｇ／Ｌ 和小于７ｍｇ／Ｌ 的天数相差不大，说明水 温 较 高 时， 溶解氧含 量 受 水 体 环 境 的 影 响 更 大。 需 要 指 出 的 是，水温的日变化不 能 反 映 急 剧 降 温 引 起 的 溶 解 氧 含量下降引起的鱼 泛 塘 现 象，所 以 图 １ 所 示 的 是 溶 解氧含量的季节变化特点。
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长江流域资源与环境
第 ２３ 卷
下 ，因 此 ，相 对 湿 度 因 素 能 较 好 的 反 映 水 体 溶 解 氧 含量。
图 ５ 相 对 湿 度 与 溶 解 氧 含 量 的 关 系 Ｆｉｇ．５ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ Ｂｅｔｗｅｅｎ ＲＨ ａｎｄ ＤＯ
２．１．４ 气 压 水体溶解氧的来源有部分是通过近水面层大气
中的氧分子与水 面 接 触 而 溶 于 水 的。 气 压 高、空 气 密 度 大 ，单 位 体 积 空 气 中 的 氧 分 子 的 含 量 相 应 较 高 ， 水体从空 气 中 获 取 氧 分 子 的 机 会 也 大。 即 气 压 越 高，溶解氧 含 量 也 会 增 高 （如 图 ６）。 在 实 际 养 殖 水 体中，气压与水 体 溶 解 氧 含 量 的 关 系 较 复 杂。 气 压 的日变化规律为双 峰 双 谷 型，与 溶 解 氧 含 量 的 单 峰 单 谷 型 日 变 化 规 律 （图 ３）不 同 。１７ 时 为 气 压 日 最 低 值，而此时溶解氧受 太 阳 辐 射 的 影 响 有 一 个 日 最 高 值 ，这 样 导 致 逐 时 气 压 与 溶 解 氧 含 量 的 相 关 性 较 差 。 但统计不同气压下 溶 解 氧 平 均 含 量 时 发 现，它 们 依 然有显著的正 相 关 关 系 （图 ６），即 溶 解 氧 的 含 量 随 气压升高而增加。
图 １ 日 平 均 水 温 与 日 平 均 溶 解 氧 含 量 的 关 系 Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｄａｉｌｙ Ａｖｅｒａｇｅ Ｗａｔｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ Ｄａｉｌｙ Ａｖｅｒａｇｅ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ
气温 变 化 也 能 反 映 养 殖 水 体 溶 解 氧 含 量 的 变 化，分析６ｈ变温与６ｈ溶解氧含量 变 化 时 发 现，两 者达到０．０１极显著相关水平（图２），从 回 归 方 程 中 可以看出，６ｈ 气 温 每 下 降 １℃，水 体 溶 解 氧 含 量 大 约 下 降 １ ｍｇ／Ｌ，这 说 明 急 剧 降 温 能 引 起 溶 解 氧 含 量 迅速降低。
水产养殖基本 上 是 露 天 作 业，气 象 条 件 与 水 产 养殖的成败息息相关。天气突变造成浮头泛塘已成 为水产养殖的主要灾害 之 一，２０１２ 年 ６ 月 １０ 日，武 汉市涨渡湖区的 一 口 ４ｈｍ２ 鱼 池 泛 塘，死 鱼 １ 万 多 ｋｇ，池中各种鱼 类 全 军 覆 没 。 ［１］ 荆 州 市 处 于 长 江 中 游 地 区 江 汉 平 原 ，是 中 国 著 名 的 鱼 米 之 乡 ，近 年 来 又 有 “中 国 淡 水 渔 业 第 一 市 ”的 美 誉 。 随 着 经 济 的 发 展 和养殖技术 的 提 高，水 产 养 殖 逐 渐 向 高 密 度、高 产 量、集约化发展，但 其 养 殖 风 险 也 在 加 大，一 旦 发 生 大面积鱼类浮头直 至 泛 塘，将 会 带 来 巨 大 的 经 济 损 失。
（１）前 期 天 气 特 征 ３ｄ 以 上 的 晴 好 天 气，日 平 均 气 温 维 持 在 ２５℃ 以上，最 高 气 温 ３２℃ 以 上，前 ３ｄ 开 始 气 压 持 续 下 降。 （２）触 发 条 件 冷空气过境，气温骤降８℃以上，１０ｃｍ 水温下降 ４℃以上，气压降至９９５ｈＰａ以下，且雨量大于４ｍｍ。 （３）实 例 分 析 ２０１１年５月１１日发生泛 塘 时 的 气 象 要 素 之 间 的配置如图７。５月４日～９ 日连 续 ６ 个 晴 天，日 照 充足，日辐射总量 在 ２０ ＭＪ／ｍ２ 左 右，８ 日 平 均 气 温 达到 ２９℃，最 高 气 温 达 到 ３３℃，溶 解 氧 最 高 含 量 达 到 １５．６ ｍｇ／Ｌ。 从 １０ 日 起 冷 空 气 过 境 ，气 温 急 剧 下 降，１０ 日 ０７～０８ 时 下 降 ６．３℃，０８～０９ 时 又 下 降 ２℃ ，气 压 也 波 动 下 降 ，连 续 下 降 ７ｄ，从 ３ 日 ２２ 时 的 １ ０１３．１ｈＰａ降 到 １０ 日 ０３ 时 的 ９９３．８ｈＰａ。１０ 日 ０５ 时 开 始 出 现 弱 阵 性 降 水 ，气 温 进 一 步 下 降 ，导 致 表