养殖海带Laminaria和紫菜Porphyra不但为人类提供必要的食品和碘等微量元素，而且通过对其养殖量的控制可以调节海域无机物含量，减轻对海域污染和因富营养化导致赤潮的发生。因此，对一个特定海域紫菜和海带养殖容量的研究，成为海岸带综合管理部门和渔业界的一项重要研究课题。大嶝海域系目前厦门海域功能区划中唯一兼有海水养殖功能的海域，为科学发展该海域的海水产养业，控制水产养殖规模，2000~2001年开展了该海域的水产养殖容量调查研究，本文专题报道大嶝海域海带、紫菜的养殖容量。

国内外对于大型藻类养殖容量的研究，迄今为止仅见方建光等^[1]采用无机氮(N)供需平衡法估算山东桑沟湾海带养殖容量的报道。本文采用无机氮供需平衡法，同时考虑到大嶝岛海域磷缺乏，限制了海洋藻类的增长，也采用无机磷(P)供需平衡法估算紫菜和海带的养殖容量。

1.   容量模式及其参数调查与检测

1.1   容量的估算模式

1.1.1   无机氮供需平衡式

N_{紫菜(或海带)}= (N_C+N_L+N_S+N_R) － (N_q+N_A+N_G+N_E)

式中：N_{紫菜(或海带)}为可供紫菜或海带养殖的无机氮数量(t，下同)，N_C为海水交换带入的无机氮数量，N_L为陆地径流输入的无机氮数量，N_S为海底沉积物无机氮释放量，N_R为海洋动物排泄物无机氮含量；N_q为初级生产者浮游植物生长所吸收的无机氮数量，N_A为野生大型藻类对无机氮吸收量，N_G为潮滩微型藻类对无机氮的吸收量，N_E为海洋动物通过食物链传递吸收累积的无机氮数量。

以上N_C、N_L、N_S、N_R 4项为无机氮的输入量，N_q、N_A、N_G、N_E 4项为海洋动、植物无机氮吸收量。输入量减去吸收量，其余数即为可供养殖紫菜或海带的无机氮数量。紫菜或海带的养殖容量以可供养殖的无机氮除以紫菜或海带含氮量求得。

1.1.2   无机磷供需平衡式

P_{紫菜(海带)}=(P_C+P_L+P_S+P_R)-(P_q+P_A+P_G+P_E)

式中：P_{紫菜(海带)}为可供紫菜或海带养殖的无机磷数量(t，下同)，P_C为海水交换带入的无机磷数量，P_L为陆地径流输入的无机磷数量，P_S为海底沉积物无机磷释放量，P_R为海洋动物排泄物无机磷含量；P_q为初级生产者浮游植物生长所吸收的无机磷数量，P_A为野生大型藻类对无机磷吸收量，P_G为潮滩微型藻类对无机磷的吸收量，P_E为海洋动物通过食物链传递吸收累积的无机磷含量。

以上P_C、P_L、P_S、P_R 4项为无机磷的输入项，P_q、P_A、P_G、P_E 4项为海洋动植物无机磷吸收量。输入量减去吸收量，其余数即为可供养殖紫菜或海带的无机磷数量。紫菜或海带的养殖容量以可供养殖的无机磷除以紫菜或海带含磷量求得。

1.1.3   无机氮和无机磷输入项的计算式

(1) 紫菜或海带养殖期间海水交换带入的无机氮N_C=C_N×S×H× (T/t) ×10^-9 t。式中C_N为湾口无机氮平均浓度(mg·m^-3)，S为海域面积(m²)，H为平均水深(m)，T为紫菜或海带养殖期(d)，t为紫菜或海带养殖期间海水半交换周期(d)。紫菜或海带养殖期间海水交换带入的无机磷：P_C=C_P×S×H× (T/t) ×10^-9 t。式中C_P为湾口无机磷平均浓度(mg·m^-3)，S为海域面积(m²)，H为平均水深(m)，T为紫菜或海带养殖期(d)，t为紫菜或海带养殖期间海水半交换周期(d)。(2)紫菜或海带养殖期间海底沉积物所释放的无机氮N_S=C_B×T×S×10^-9 t。式中C_B为海底沉积物无机氮的释放速率(mg·m^-2·d^-1)，T，S同上。紫菜或海带养殖期间海底沉积物所释放的无机磷：P_S=C_P×T×S×10^-9t。式中C_P为海底沉积物无机磷的释放速率(mg·m^-2·d^-1)，T，S同上。(3)紫菜或海带养殖期间陆地径流带入的无机氮N_L=C_F×Q×T×10^-9 t。式中C_F为陆地径流入海口的平均无机氮浓度(mg·m^-3)，Q为平均陆地径流量(m³·d^-1)，T同上。紫菜或海带养殖期间陆地径流带入的无机磷：P_L=C_P×Q×T×10^-9 t。式中C_P为陆地径流入海口的平均无机磷浓度(mg·m^-3)，Q为平均陆地径流量(m³·d^-1)，T同上。(4)紫菜或海带养殖期间养殖动物和野生动物氮和磷的排泄量。依据2000年实际养殖鱼类、虾类、蟹类和贝类养殖产量以及调查海域各种自然野生动物现存量，并参照各种养殖和野生动物的单位时间氮和磷的排泄量的报道，估算紫菜或海带养殖期间养殖动物和野生动物氮和磷的排泄量。

1.1.4   野生藻类和海洋动物无机氮和无机磷吸收项的计算式

(1) 紫菜或海带养殖期间初级生产者(浮游植物)吸收的无机氮N_q=G×K₀×S×T×10^-9 t。式中G为初级生产力C测定(mg·m^-2)，K₀为浮游植物体内N与含量C之比值1：5.68^[2]。S，T同上。紫菜或海带养殖期间初级生产者(浮游植物)吸收的无机磷P_q=G×K₀×S×T×10^-9 t。式中G为初级生产力C测定(mg·m^-2)，K₀为浮游植物体内P与C含量之比值1：41.038^[2]，S，T同上。(2)紫菜或海带养殖期间野生大型藻类吸收的无机氮N_A=K_N×W×S×10^-9 t。式中K_N为野生大型藻类平均含氮率(%)，W为养殖期间野生大型藻类的生物量(mg·m^-2)。紫菜或海带养殖期间野生大型自然藻类吸收的无机磷P_A=K_P×W×S×10^-9 t。式中K_P野生大型藻类平均含磷率(%)，W为养殖期间野生大型藻类的生物量(mg·m^-2)。(3)紫菜或海带养殖期间潮滩底栖微型藻类吸收的无机氮N_G=2.667×G×K₀×S×T×10^-9 t。式中G为水域初级生产力C(mg·m^-2)，K₀为浮游植物体内N与C含量之比值1 : 5.68^[2]。S为潮滩面积，T同上。2.667系潮滩初级生产力为水域初级生产力的2.667倍^[3]。紫菜或海带养殖期间潮滩底栖微型藻类吸收的无机磷P_G=2.667×G×K₀×S×T×10^-9 t。式中G为水域初级生产力C(mg·m^-2)，K₀为浮游植物体内P与C含量之比值1 : 41.03^[2]，S为潮滩面积，T同上。(4)紫菜或海带养殖期间海洋动物吸收的无机氮和无机磷。依据2000年实际养殖鱼类、虾类、蟹类和贝类养殖产量以及调查海域各种自然野生动物现存量，并依据各种养殖和野生动物的氮和磷含量，估算紫菜或海带养殖期间海洋动物氮和磷的吸收量。

1.2   参数调查与检测

2000~2001年在海带、紫菜养殖期间进行了如下有关容量模式参数的调查和检测。

1.2.1   无机氮和无机磷

在大嶝岛周围海域布设6个站(图 1)调查硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮和活性磷酸盐含量。调查结果，大嶝海域无机氮变化范围0.005~0.345 mg·L^-1，平均0.203 mg·L^-1；活性磷酸盐变化范围0.001~0.047 mg·L^-1，平均0.021 mg·L^-1。

图  1  厦门大嶝岛海域养殖容量调查站位图

Figure  1.  Surveying stations of carrying capacity in Dadeng Island sea area of Xiamen

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.2.2   初级生产力

进行紫菜和海带生长期间海域的初级生产力的调查，站位同无机氮和无机磷，检测方法采用C¹⁴示踪法。以初级生产力估算浮游植物及其无机氮和无机磷吸收量。紫菜生长期间秋、冬季平均初级生产力74.18 mg·m^-2·d^-1 C，海带生长期间夏、秋、冬平均初级生产力348.30 mg·m^-2·d^-1 C。

1.2.3   沉积物无机氮和无机磷释放速率实验检测

在潘涂、集美和琼头近岸软相潮间带进行5，8，10月底泥无机氮和无机磷释放速率实验检测。检测结果无机氮释放速率为2.74 mg·m^-2·d^-1，无机磷释放速率为0.22 mg·m^-2·d^-1。

1.2.4   紫菜和海带与天然野生大型藻类含氮率和含磷率检测

检测淡干海带和第1、2、3和5次收割的淡干紫菜含氮率。检测结果，淡干海带含氮率为1.3421%，含磷率为0.2026%；淡干紫菜含氮率为4.5146%，含磷率为0.4245%。野生石莼Ulvaceae，浒苔Entermorpha，鼠尾藻Sargassum thunbergii，石花菜Gelidium等干样含氮率为4.98%，含磷率为0.255%。鲜样含氮率为0.576%，含磷率为0.0289%。

2.   养殖容量估算结果

2.1   无机氮供需平衡法估算

2.1.1   无机氮输入量

(1) 海水交换带入量N_C。大嶝岛海域T7，T10，T11，T12的4个测站平均无机氮含量，紫菜生长期间平均为151.22 mg·m^-3，海带生长期间平均为149.46 mg·m^-3。水域面积75.3 km²，平均水深4.25 m，海水半交换周期1.5 d。紫菜或海带生长期间由海水交换带入的无机氮通量分别为，紫菜生长期间海水交换的无机氮通量=151.22×75.3×4.25×10^-3× (90/1.5)=2 904 t；海带生长期间海水交换的无机氮通量=149.46×75.3×4.25×10^-3× (180/1.5) =5 740 t。(2)陆地径流输入量N_L。依据大嶝岛和沿大嶝岛海域周边大陆的人口和工业、农业及各种船只情况，采用张洛平^①的方法估算大嶝岛海域接纳生活污水和农业施肥流失及陆岸径流带入的年无机氮约为387 t。紫菜生长期间陆地及径流带入无机氮=(387/365) ×90=95 t；海带生长期间陆地及径流带入无机氮= (387/365) ×180=191 t。(3)沉积物氮释放量N_S参照邻近同安湾沉积物无机氮释放速率2.74 mg·m^-2·d^-1计算。紫菜生长期间沉积物释放无机氮=2.74×75.3×90×10^-3=19 t；海带生长期间沉积物释放无机氮=2.74×75.3×180×10^-3=37 t。(4)水生动物氮排泄量N_R。a. 养殖动物无机氮排泄量。据报道，每公顷养殖牡蛎Ostreidae无机氮排泄量为0.17 t·a^-1[4]；菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum 4.7g个体，20 h排氮率为3.36 μg·(g·h)^-1，每天无机氮排泄量为3.36 μg·d^-1，以170个·kg^-1为成品蛤，即每吨成品蛤无机氮排泄率为5.01×10^-5 t·d^-1；泥蚶Tegillarca granosa、缢蛏Sinonovacula constricta和凸壳肌蛤Musculista senhausia无机氮排泄率尚未见报道，泥蚶的暂以菲律宾蛤仔的排泄率计算；缢蛏暂以翡翠贻贝Perna viridis每吨每天无机氮排泄量2.0×10^-5 t·(t·d)^-1计算；凸壳肌蛤暂以翡翠贻贝排泄率的1/10计算(翡翠贻贝成品规格25 g，凸壳肌蛤为2.5 g)。又据报道，每吨养殖虾和蟹无机氮排泄量分别为0.1023和0.0452 t·a^-1，养殖鱼类无机氮排泄率为0.1604 t·a^-1[5]。2000年大嶝岛海域牡蛎养殖面积1850 hm²，泥蚶养殖产量为590 t，缢蛏1 110 t，凸壳肌蛤1 353 t，虾类260 t，蟹类60 t，鱼类180 t。这些养殖动物的无机氮排泄量分别为，紫菜生长期间养殖牡蛎无机氮排泄量为77.5 t，泥蚶2.7 t，缢蛏2.0 t，凸壳肌蛤0.25 t，虾类6.6 t，蟹类0.7 t，鱼类7.1 t。紫菜养殖期间养殖动物无机氮排泄量合计97 t。海带生长期间养殖牡蛎无机氮排泄量为155.1 t，泥蚶5.3 t，缢蛏4.0 t，凸壳肌蛤0.5 t，虾类13.1 t，蟹类1.3 t，鱼类14.2 t。海带生长期间养殖动物无机氮排泄量合计196 t。b. 野生动物的无机氮排泄量。据评估厦门海域游泳动物生物量6.93 t·hm^-2[6]，估计大嶝海域资源量400 t。2000年调查潮间带底栖动物生物量为30.95 g·m^-2，海域生产量为1 148 t；潮下带底栖动物生物量为26.42 g·m^-2，生产量为1 989 t；吊养区附着动物生物量为8.55 t·hm^-2，2000年吊养面积为730 hm²，生产量为6 241 t。野生水生动物合计生产量为9 778 t。以上自然生存的水生动物个体都较小，无机氮排泄率以3.0×10^-5 t·(t·d)^-1计算。紫菜生长期间自然生存动物无机氮排泄量为26 t；海带生长期间自然生存动物无机氮排泄量为53 t。

① 张洛平. 同安湾水质环境.同安湾水产养殖与海域兼容功能的协调发展研究报告[R].1998:61-87.

2.1.2   野生动、植物无机氮吸收量

(1) 浮游植物吸收的无机氮。2000年调查大嶝岛海域初级生产力，春季为296.85 mg·m^-2·d^-1，夏季93.81 mg·m^-2·d^-1，秋季101.42 mg·m^-2·d^-1，冬季26.54 mg·m^-2·d^-1。紫菜和海带生长期间初级生产力分别为63.98 mg·m^-2和141.6 mg·m^-2·d^-1C。浮游植物C与N含量比值为5.68，计算结果为紫菜生长期间浮游植物吸收无机氮＝ (63.98×75.3×90×10^-3) /5.68=76；海带生长期间浮游植物吸收无机氮＝ (141.6×75.3×180×10^-3) /5.68=337。(2)野生大型藻类吸收无机氮。大嶝岛海域自然生存的大型藻类有78种，优势种有细毛石花菜G.crinale，小石花菜G.divaricatum，珊瑚藻Corallinaceae，线形杉藻Gigartina tenella，鹿角沙菜Hypnea cervicornis，铁钉菜Ishige okamurai，孔石莼Ulva pertusa等。大嶝和小嶝海域野生大型藻类平均生物量为178.28 g·m^-2[7]，现存量16 241 t，含氮率为0.576%。紫菜养殖期间吸收无机氮为94 t，海带养殖期间吸收无机氮187 t。(3)潮滩微型藻类吸收无机氮。据报道潮滩初级生产力为水域初级生产力的2.667^[3]，紫菜和海带养殖期间大嶝海域初级生产力分别为63.98 mg·m^-2和141.6 mg·m^-2。紫菜养殖期间潮滩微型藻类无机氮吸收量＝ (2.667×63.98×37.1×90×10^-3) /5.68＝100；海带养殖期间潮滩微型藻类无机氮吸收量＝ (2.667×141.6×37.1×180×10^-3) /5.68＝444。(4)海洋动物无机氮吸收累积量。依据李少菁等^[5]报道各种养殖和野生海洋动物N的含量。含N百分率鱼类为2.86%，虾类2.97%，蟹类2.86%，牡蛎0.86%，缢蛏1.25%，泥蚶1.60%，贻贝0.74%。野生动物平均含氮量以1.5%计。2000年大嶝岛海域牡蛎养殖产量31 690 t，泥蚶为590 t，缢蛏1 110 t，凸壳肌蛤1 353 t(折算贻贝135 t计)，虾类260 t，蟹类60 t，鱼类180 t。野生动物9 778 t。紫菜养殖期间吸收无机氮合计为421 t；海带养殖期间吸收无机氮合计为842 t。

综上所述，大嶝岛海域紫菜和海带养殖期间无机氮的输入量和自然吸收量如表 1。

表  1  大嶝岛海域无机氮输入量与自然吸收量比较

Table  1.  Comparison between the input quantity and natural absorption of inorganic nitrogen in Dadeng Island sea area

紫菜生长期间  growing period of Porphyra					海带生长期间  growing period of Laminaria
输入项 items of input	输入量/t quantity of input	吸收项 items of absorption	吸收量/t quantity of absorption		输入项 items of input	输入量/t quantity of input	吸收项 items of absorption	吸收量/t quantity of absorption
海水交换 exchange of seawater	2 904	浮游植物 phytoplankton	76		海水交换 exchange of seawater	5 740	浮游植物 phytoplankton	337
陆岸径流 runoff of land	95	野生大藻 wilding algae	94		陆岸径流 runoff of land	191	野生大藻 wilding algae	187
沉积物释放 release of sediments	19	潮滩微藻 tidal flat algae	100		沉积物释放 release of sediments	37	潮滩微藻 tidal flat algae	444
养殖动物排泄 excretion of the cultured animals	97	海洋动物 ocean animal	421		养殖动物排泄 excretion of the cultured animals	196	海洋动物 ocean animal	842
野生动物排泄 excretion of the wilding animals	26				野生动物排泄 excretion of the wilding animals	53
合计  total	3 141		691		合计  total	6 217		1 810

下载: 导出CSV 

| 显示表格

2.1.3   可供紫菜或海带养殖的无机氮

可供紫菜生长的无机氮＝3 141-691＝2 450 t；可供海带生长的无机氮＝6 217-1 810＝4 407 t。

2.1.4   紫菜或海带的养殖容量

据对大嶝岛海域第1、2、3和5次收割的淡干紫菜和淡干海带进行蛋白质含量的检测。检测结果淡干紫菜含水率为10%，含氮率4.5146%；海带含水率为16%，含氮率为1.3421%。以海域可供紫菜或海带生长的无机氮量除以它们淡干品的含氮率，即为它们的淡干品的养殖容量(表 2)。

表  2  无机氮平衡法估算大嶝岛海域紫菜和海带的养殖容量

Table  2.  The carrying capacity of Porphyra and Laminaria estimated by the inorganic nitrogen equity in Dadeng Island sea area

养殖藻类 cultured algae	可供养殖无机氮(NK)/t inorganic nitrogen for culture	淡干样品氮含量/% content of nitrogen of dry samples	养殖容量(Pr)/t carrying capacity	单位面积容量/t·hm-2 capacity of unit area
紫菜  Porphyra	2 450	4.5146	54 268	7.21
海带  Laminaria	4 407	1.3421	328 366	43.61

下载: 导出CSV 

| 显示表格

可见，无机氮平衡法估算大嶝岛海域紫菜养殖容量为54 268 t，单位面积可养密度为7.21 t·hm^-2；海带养殖容量为328 366 t，单位面积可养密度为43.61 t·hm^-2。

2.2   无机磷供需平衡法估算

2.2.1   无机磷输入量

(1) 海水交换带入量P_C。紫菜生长期间大嶝岛海域T7，T10，T11，T12的个测站无机磷平均为7.45 mg·m^-3，海带生长期间平均为11.18 mg·m^-3，水域面积75.3 km²，平均水深4.25 m，海水半交换周期1.5 d，紫菜或海带生长期间由海水交换带入的无机磷通量分别为紫菜生长期间海水交换的无机磷=7.45×75.3×4.25×10^-3× (90/1.5) =143.1 t；海带生长期间海水交换的无机磷=11.28×75.3×4.25×10^-3×(180/1.5) =425.5 t。(2)陆地径流输入量P_L。依据大嶝岛和沿大嶝海域周边大陆的人口和工业、农业及各种船只情况，采用张洛平^①的方法估算大嶝海域接纳生活污水和农业施肥流失及陆岸径流带入的年无机磷约为22 t。紫菜生长期间陆地及径流带入无机磷= (22/365) ×90=5.4 t；海带生长期间陆地及径流带入无机磷= (22/365) ×180=10.8 t。(3)沉积物磷释放量P_S。参照邻近同安湾沉积物无机磷释放速率0.14 mg·m^-2·d^-1计算。紫菜生长期间沉积物释放无机磷=0.14×75.3×90×10^-3=0.95 t；海带生长期间沉积物释放无机氮磷=0.14×75.3×180×10^-3=1.9 t。(4)水生动物磷排泄量P_R。a. 养殖动物无机磷排泄量。李少菁等^[5]报道各种养殖动物年排放无机磷数量，海水池塘鱼类为0.029 t·(a·t)^-1，蟹类0.0086 t·(a·t)^-1，虾类0.0394 t·(a·t)^-1，又据报道每公顷养殖海水贝类年排放磷0.0165 t·hm^-2·a^-1[4]。2000年海水池塘养殖鱼类产量180 t，紫菜养殖期间磷排放1.29 t，海带养殖期间磷排放2.57 t；养殖虾类产量260 t，紫菜养殖期间磷排放2.53 t，海带养殖期间磷排放5.05 t；养殖蟹类产量60 t，紫菜养殖期间磷排放0.13 t，海带养殖期间磷排放0.25 t；贝类养殖面积2 132 hm²，紫菜养殖期间磷排放8.67 t，海带养殖期间磷排放17.35 t。因此，紫菜、海带养殖期间养殖动物无机磷排泄量分别为12.6和25.2 t。b. 野生动物的无机磷排泄量。大嶝海域游泳动物资源量400 t。2000年调查潮间带底栖动物生物量为30.95 g·m^-2，海域生产量为1 148 t，潮下带底栖动物生物量为26.42 g·m^-2，生产量为1 989 t，吊养区附着动物生物量为8.55 t·hm^-2，2000年吊养面积为730 hm²，生产量为6 241 t，野生水生动物合计生产量为9 778 t。以上野生水生动物个体都较小，无机磷排泄率以0.15×10^-5 t·(t·d)^-1计算。紫菜、海带生长期间自然生存动物无机磷排泄量分别为1.3和2.6 t。

① 张洛平. 同安湾水质环境.同安湾水产养殖与海域兼容功能的协调发展研究报告[R].1998:61-87.

2.2.2   野生动、植物无机磷吸收量

(1) 浮游植物吸收的无机磷。2000~2001年调查大嶝岛海域初级生产力，春季为296.85 mg·m^-2·d^-1，夏季93.81 mg·m^-2·d^-1，秋季101.42 mg·m^-2·d^-1，冬季26.54 mg·m^-2·d^-1。紫菜和海带生长期间初级生产力分别为63.98 mg·m^-2和141.6 mg·m^-2·d^-1C。浮游植物C与P比值为41.03。计算结果为紫菜生长期间浮游植物吸收无机磷＝ (63.98×75.3×90×10^-3) /41.03＝10.6；海带生长期间浮游植物吸收无机磷＝ (141.6×75.3×180×10^-3) /41.03＝46.8。(2)野生大型藻类吸收无机磷。大嶝岛海域野生大型藻类平均生物量为178.28 g·m^-2[7]，现存量16 241 t，鲜样含磷率为0.0289%。紫菜、海带养殖期间野生大型藻类吸收无机磷分别为4.7和9.4 t。(3)潮滩微型藻类吸收无机磷。据报道潮滩初级生产力为水域初级生产力的2.667^[3]，紫菜和海带养殖期间大嶝岛海域潮滩初级生产力分别为63.98和141.6 mg·m^-2C。潮滩微型藻类C与N、P的比值同浮游植物计算。紫菜养殖期间无机磷吸收量＝ (2.667×63.98×37.1×90×10^-3) /41.03＝13.9；海带养殖期间无机磷吸收量＝(2.667×141.6×37.1×180×10^-3) /41.03＝61.5。(4)洋动物无机磷吸收累积量。依据李少菁等^[5]报道各种养殖和野生海洋动物P的含量。含P百分率鱼类0.63%，虾类0.26%，蟹类0.26%，牡蛎0.11%，缢蛏0.161%，泥蚶0.103%，贻贝0.12%。野生动物平均含磷量以0.15%计。2000年大嶝岛海域牡蛎养殖产量31 690 t，泥蚶为590 t，缢蛏1 110 t，凸壳肌蛤1 353 t(折算贻贝135 t计)，虾类260 t，蟹类60 t，鱼类180 t。野生动物9 778 t。紫菜养殖期间吸收无机磷合计为50.4 t；海带养殖期间吸收无机磷合计为100.7 t。

2.2.3   无机磷输入量和海域野生藻类的吸收量

大嶝岛海域紫菜和海带养殖期间无机磷的输入量和海区自然生长的藻类对无机磷的吸收量如表 3。

表  3  大嶝岛海域无机磷输入量与自然吸收量比较

Table  3.  Comparison between the input quantity and natural absorption of inorganic phosphorus in Dadeng Island sea area

紫菜生长期间  growing period of Porphyra					海带生长期间  growing period of Laminaria
输入项 items of input	输入量/t quantity of input	吸收项 items of absorption	吸收量/t quantity of absorption		输入项 items of input	输入量/t quantity of input	吸收项 items of absorption	吸收量/t quantity of absorption
海水交换 exchange of seawater	143.1	浮游植物 phytoplankton	10.6		海水交换 exchange of seawater	425.5	浮游植物 phytoplankton	46.8
陆岸径流 runoff of land	5.4	野生大藻 wild algae	4.7		陆岸径流 runoff of land	10.8	野生大藻 wild algae	9.4
沉积物释放 release of sediments	1.0	潮滩微藻 tidal flat algae	13.9		沉积物释放 release of sediments	1.9	潮滩微藻 tidal flat algae	61.5
养殖动物排泄 excretion of the cultured animals	12.6	海洋动物 ocean animal	50.4		养殖动物排泄 excretion of the cultured animals	25.2	海洋动物 ocean animal	100.7
野生动物排泄 excretion of the wild animals	1.3				野生动物排泄 excretion of the wild animals	2.6
合计  total	163.4		79.6		合计  total	466.0		218.4

下载: 导出CSV 

| 显示表格

2.2.4   可供紫菜或海带养殖的无机磷

可供养殖紫菜无机磷为163.4-79.6=83.8 t；可供养殖海带无机磷为466.0-218.4=247.6 t。

2.2.5   紫菜或海带的养殖容量

大嶝岛海域第1、2、3和5次收割的淡干紫菜和淡干海带进行含磷量的检测。检测结果，淡干紫菜含水率为10%，含磷率0.4245%。海带含水率为16%，含磷率为0.202%。以海域可供紫菜或海带生长的无机磷量除以它们淡干品的含磷率，即为它们淡干品的养殖容量(表 4)。

表  4  无机磷平衡法估算大嶝海域紫菜和海带的养殖容量

Table  4.  The carrying capacity of Porphyra and Laminaria estimated by the inorganic

养殖藻类 cultured algae	可供养殖无机磷(NK)/t inorganic nitrogen for culture	淡干样品磷含量/% content of nitrogen of dry samples	养殖容量(Pr)/t carrying capacity	单位面积容量/t·hm-2 capacity of unit area
紫菜  Porphyra	83.8	0.4245	19 741	2.62
海带  Laminaria	247.6	0.2026	122 211	16.23

下载: 导出CSV 

| 显示表格

可见，无机磷供需平衡法估算紫菜的养殖容量为19 741 t，平均单位面积可养密度为2.62 t·hm^-2；海带养殖容量122 211 t，平均单位面积可养密度为16.23 t·hm^-2。

3.   讨论

3.1   模式的实用性问题

从以上2种平衡法估算的结果看，无机磷供需平衡法估算值较无机氮供需平衡法小，这是因为该海域存在磷缺乏^[5]，海洋植物的生长受到磷的限制，生产量得不到提高。无机磷成为紫菜和海带生长的关键元素。从实际情况看，无机磷平衡法估算的结果较接近实际。1991~2000年大嶝海域养殖紫菜单产为1.36~2.57 t·hm^-2，平均2.10 t·hm^-2。历史上最高单产1993年达2.57 t·hm^-2。大嶝岛海域近10年没有海带养殖，就早期1983~1993的单产在7.5~18.8 t·hm^-2，平均15.0 t·hm^-2。1995~2002年邻近龙海市养殖海带单产在10.0~23.4 t·hm^-2，平均15.8 t·hm^-2。从模式适用性看，无机磷平衡法的实用性要高于无机氮平衡法。然而，无论无机氮平衡法还是无机磷平衡法的估算值都比实际的偏高，这是由于海域中除了浮游植物、野生大型藻类、潮滩底栖微型藻类和海洋动物外，还有其它植物和细菌中有一部分光合细菌也收受一定数量的氮和磷，这部分无机氮和无机磷吸收量还没有计入，故估算的养殖容量偏高。笔者认为不同海域氮、磷含量比不尽相同，在磷缺乏的海域应采用无机磷平衡法估算，在氮缺乏的海域应采用无机氮平衡法估算。然而，无论是无机磷平衡式还是无机氮平衡式均须加入其他海洋植物和光合细菌的吸收项，以使平衡式更趋于客观，达到容量估算结果准确、可靠。

这里需要特别指出，本文估算的大嶝海域海带和紫菜的养殖容量并不是任何时候都是同样不变的容量。养殖容量是动态的，它将随时间的变化和各项无机氮和无机磷的输入量和海洋动、植物对无机氮和无机磷吸收量的变化而变化。本文估算的容量仅适用于2000年后的1~2年，之后的养殖容量必须再对容量模式的各项参数进行一番调查和检测，重新估算。

3.2   大型藻类养殖系统的生态功能

养殖大型藻类包括海带、紫菜、裙带菜Undaria pinnatifida、羊栖菜Sargassum fusiforme、龙须菜Gracilaria sjoestedtii、江蓠Gracilaria、石莼、鹧鸪菜Caloglossa等，它大量吸收海域中的营养盐，对减轻海域的污染，减少赤潮的发生起着关键性的作用。因此，养殖大型藻类十分必要，它是海域生态环境的保护者和修复者，尤其在污染源较强的海区和主要的鱼类、甲壳类人工营养型养殖区，如垦区池塘排水口和网箱养鱼区的附近，更应布设一定数量的大型藻类的养殖，以利于养殖动物排泄物和残饵有机污染物得以消除。大嶝岛海域一向有紫菜的养殖，所以都没有发生赤潮。而同安湾已经有10年没有大型藻类养殖，随着陆地和径流污染源的增强，海域富营养化越显严重，赤潮发生的频次和强度加大。特别在夏初时节，养殖贝类尚未附苗或附苗不久，对浮游植物的滤食量还小时，尤其容易发生赤潮，因此，春、夏季更迫切养殖大型藻类。厦门西海域和同安湾之所以赤潮常发，原因就是没有养殖大型藻类。

大型藻类养殖也不可超量，以防与浮游植物争夺营养盐，使浮游植物数量减少，影响养殖贝类的正常生长，同时也会影响大型藻类本身的生长。