简述养殖水体的物理性质——含盐量、热膨胀、透光性和透明度、流转混合和温度分布

发表时间:2025/07/15 08:35:36  来源:西南渔业网  作者:梁洪,刘文俊  浏览次数:51  
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水产养殖离不开水,养殖水体的各种特性影响着水产养殖,比如水体的含盐量、热膨胀、透光性和透明度、流转混合和温度分布等,本文就这些养殖水体的物理性质作一简述。

一、水体的含盐量

含盐量会影响到水体的生态学性质和水的可利用价值,它是养殖水体的一项重要指标。反映天然水体含盐量的参数通常有离子总量、矿化度、盐度、氯度。从实际生产的角度,水的含盐量用矿化度表示更具实际意义。矿化度是水中所含无机矿物质成分的总量。一般认为,矿化度小于1克/升为淡水,矿化度在1~25克/升为微咸水,矿化度大于25克/升以上为海水。

水生生物对盐的含量有一定的适应范围。水生生物对盐度的反应,主要靠渗透压的调节来完成。盐度超过了水生生物渗透压的调节范围,水生生物不是“渴死”就是“胀死”。淡水经济动物一般适宜生活在盐度低的水体中,不同种类或不同生长阶段的淡水经济动物,所适应的盐度范围不同。例如,鲢鳙鱼苗耐盐上限为2.5克/升左右、成鱼5~6克/升,夏花苗种为3.0克/升左右;草鱼苗种6~8克/升、成鱼8~10克/升左右(上限10~12克/升);鳟鱼成鱼耐盐度可达30克/升;团头鲂的耐盐能力介于草鱼和鲢鱼之间。

二、水的热膨胀

水的密度会随水的温度变化而变化,纯水密度与温度的关系见表1-1。

表1-1纯水密度与温度的关系

淡水养殖水体通常情况下可以参照纯水:以4℃(准确温度是3.98℃)时为密度最大。一般淡水及盐度小于24.7%的海水,密度最大时温度都在冰点之上,由密度最大时温度开始升温或降温,密度均逐渐变小。正是由于这一点,自然水体结冰首先是表层水,底层水的温度都在冰点之上,这正是水生生物在寒冷的冬季得以保存的原因所在。

水溶液的密度与温度之间的这种依赖关系,对于水体、尤其是静止水体中水的停滞分层与混合流转影响很大。若设淡水冰点为0℃,最大密度为4℃,则淡水水体的停滞及淡水有以下四种典型情况,如图1-1所示。

图1-1淡水湖泊四季水温分布

(1)由0℃或0℃以下向4℃升温。当表层水温从0℃及其以下升至4℃时,密度最大。此时,若底层水低于4℃,则表层水下沉,尤其是在风力作用下,使整个水体的温度均达到4℃为止,这种情况称为“全同温流转期”,如图1-1中a所示。

(2)由4℃起继续升温。若天气转暖,表层水会因为温度升高而密度降低,在表层水和底层水之间就存在一个跃温层,此水层深度不大但温度下降却很快,温度梯度很大。此时,表底层水由于温差原因,上轻下重,因而很难自由转混合,呈分层停滞状态,这种现象称为“正分层”,如图1-1中b所示。

(3)由高温向4℃降低。表层水因温度下降而密度增大而下沉,底层水也会因温度较高密度小而上浮,最后使全池水温统一在4℃左右,这种现象称为“全同温流转期”,如图1-1中c所示。

(4)由4℃降温。表层水温下降密度降低至结冰,底层水温较高,这种现象称为“逆分层”,如图1-1中d所示。

但是,北方越冬池水温变化是先降低再升高。北方气温下降速度快,气温太低,通过对流实现热量传递使水温在4℃时继续下降,大约每年2月开始回升,如图1-2所示。

图1-2北方越冬池水温变化规律

三、水的透光性和透明度

1.水的透光性

太阳光到达水面后,一部分被反射,一部分经折射进入水体。进入水体的光一部分被吸收,一部分被散射,余下的部分继续向深部穿透,如图1-3所示。

图1-3太阳光的透光与反射

太阳光照射水面的角度不同反射率不同,角度越小反射率越大,通常认为照射到水面的光反射率为5%~10%。

通过水面进入水中的光一部分被水体中的溶存物质、悬浮物质吸收,光通过辐射转变为热能使水温升高,温度的升高有利于水体浮游生物和水生经济动物的生长,所以,养殖水体要求光照条件好。

2.水体的透明度

透明度是指光在水中的照射深度。把透明度板(也叫塞奇sechi板,为直径25cm的黑白板,如图1-4所示)沉入水中至恰好看不到板面白色部分,此时的深度称为透明度。透明度是衡量进入水体内太阳光能大小的一种量度,因而也是水体内能量流动、能源大小的一种量度。

图1-4透明度测定盘

值得说明一点,纯水对太阳光的吸收有两个特点:

(1)有一定的选择性。以波长为5000A附近的蓝、绿光穿透力最大,与植物的光合成色素的极大吸收区大体相等,对浮游植物生长有利。

(2)随深度的增加,能量衰减很快。对水生植物来说有三种可能的后果。

第一,光抑制区:光强度过大,抑制浮游植物的生长,在光照强烈的白天可能出现这一情况。

第二,光适宜区:光强度适宜,在其它条件适合时,水生植物可以饱和速度进行光合作用。日照强烈的次表层、阴天或日照不强时的最表层,多属这一情况。

第三,光限制区:光强太弱,即使条件适宜,植物也无法生长。

纯水对太阳光吸收的两个特点对养殖水体来也比较适用,只不过养殖水体的情况更为复杂,影响进入水中的有效太阳光能的因素很多。主要有:

(1)抵达水面的太阳辐射总量。这又与云层覆盖程度、海拔高度、纬度、日长等有关。

(2)水面对光的反射性。入射光与水面的交角越小,反射损失的数量就越多,进入水中的光线就越少,水中“白天”远没有大气白天那么多。

(3)水体浑浊度。悬浮于水中的黏土粒子、有机碎屑、浮游生物、微生物等各种沉淀及絮凝物质等,都能形成浑浊度。浑度高,光的散射损失也大,透明度也随之下降,如表1-2所示。

表1-2透明度与浑浊度换算表

总之,进入水体表层的光照强度较大,植物可以正常生长,动物所需营养是在这一层生存的,故叫做“营养生成层”。相反,在水体底层光照太弱,植物不能正常生长,有机营养物质被消耗,不能合成积累,因而被称为“营养分解层”。在营养生成层与分解层之间的某一深度,有机物质的合成与分解量大体相等,称为“营养补偿点”,相应的深度为“补偿深度”,约为透明度的2倍。

一般说来,水体较肥,透明就度较小。实际生产中,习惯将20~30厘米作为养殖水体的透明度参考值。透明度小于20厘米,水体太肥;透明度在30厘米左右,水体较肥,适宜开展水产养殖;透明度大于40厘米,水体太瘦。

四、水的流转混合

水体的流转混合及水温分布对水中溶解气体、营养盐类、主要离子的分布、变化都会产生影响。一般水体比如湖泊、池塘引起水体流转混合的主要因素有两个方面:一是风力引起的涡动混合,二是因密度差引起的对流混合。

1.风力的涡动混合

水面受到风力吹拂后,表面水会顺着风向移动,水在下风处产生“堆积”现象,水位增高,此高水位形成向下运动的原动力,便在水体垂直方向形成“风力环流”。风力越大,涡动混合作用越强。水面开阔的较浅水体混合彻底,不形成温跃层。如果水体较深,水体表层和底层温差较大,密度差较大,当风力足够大时,就会在表层和底层之间的次表层形成温跃层。

2.水的密度环流

通常情况下的养殖水体,水温在4℃时其密度最大;水温在4℃以上时,温度越高,水的密度就越小;水温在4℃以下时,温度越低,水的密度就越小。由于温度的变化,导致水体不同水层水的密度变化,水体就会形成“密度环流”。比如夏季末期水体底层温度达到25℃,遇到气温下降导致水体表层水温下降到25℃以下时,水体上重下轻,表层水会从水体边缘向下沉,底层水会从水体中间向上浮形成环流。如果水体上层温度高、下层温度低,表层和次表层间由于密度变化,也会出现水体在表层和次表层之间形成环流。另外,水体放水或加水也会引起大范围的水体运动,注水密度(温度)不同,进入水体后可能进入不同的水层。

在水产养殖过程中要注意的是,表层水溶解氧含量比底层水高,如果突然降温,表层水温度下降密度增大形成环流,表层高溶氧水进入底层很快被底质消耗,环流到表层的水有害物质多且溶氧含量低,容易导致水体缺氧而造成损失。

五、水的温度分布

水体的同一平面温度差别不大。水温下降期时,水体边缘温度低,中间温度高;水温上升期时,水体边缘温度高,中间温度低。晴朗天有太阳和风时,下风处的表层水温高于上风处的表层水温。高温季节时,深水区的温度低,表层水的温度高;相反,低温季节时则是表层水温低、底层水温高。但是,在同一个水体,同一深度的水温是一样的。因此,在鱼苗培育初期,水深一般保持在50~60厘米,有利于水温升高,促进浮游生物的生长和鱼苗的采食量提升。

作者:梁洪,刘文俊

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