简述养殖水体的物理性质——含盐量、热膨胀、流转混合和温度分布

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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