池塘里的那些事儿---气候、光照和水的分层（34、35、36）
发表时间:2021/01/12 17:53:46 浏览次数:3056
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简介：林文辉，中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员，并担任社会经济发展咨询委员会顾问。主要研究、探索健康养殖的环境问题，大力推广健康养殖，得到了行业的广泛认可。曾参与国家兽医协会《水产执业兽医考试指南》编写，翻译美国奥本大学池塘环境经典专著《池塘养殖水质》和《池塘养殖底质》，奠定了我国池塘生态研究理论基础。
以下文章来自于林文辉的QQ空间连载文章：池塘里的那些事儿！已出版成书，内容很多，西南渔业网经少许调整后将分批转载分享！
水域属性包括水质属性和地理属性。水质属性是水体内部条件，而地理属性指的是水体的外部条件。地理属性主要由天气与气候、光照、温度与分层、水文等因素构成。大气条件的短期变化称为天气，而在一段长时间的平均天气条件称为气候。从事水产养殖工作者必须了解当地的天气和气候，特别是天气条件如何随着季节而变化的，并且能够有多大的变化量。最为重要的变量是：气温、太阳辐射、云量、风速、降雨量和蒸发量。太阳辐射。影响太阳辐射的主要因素是大气的透明度、日照时间和中午太阳照射到地面的角度。气温。气温与太阳辐射的关系很密切，太阳辐射多的地方比太阳辐射少的地方暖和，太阳辐射多的季节比太阳辐射少的季节暖和。风。风的速度与方向有日常性变化和季节性变化。对水产养殖来说，风是很重要的。它是天然水体流转和运动的重要动力。降雨量。不同地区不同季节之间雨量变化非常大。一般来说，暖和地区多于寒冷地区，沿海多于内陆，上升多雨而下降气流少雨。蒸发作用。蒸发是水流失和浓缩的重要因素。影响蒸发量的因素是空气的相对湿度和风速。水文气候。水文气候指的是地球表面水的补充与流失之间的关系。它影响某些类型池塘的水位、交换量以及可用水量。在晴朗的日子里，太阳辐射从黎明前的 0 稳步增加到中午，达到高峰值。水体储存热量，太阳辐射的周日变化并没有引起水体温度发生太大的变化。但是，在白天，水生植物的光合作用随着太阳辐射增加而增加，也随着太阳辐射的降低而减少。同样，厚厚的云层也能减少照射到水面的太阳辐射量，并立即降低光合作用速度。照射到池塘水体的部分光线(太阳辐射)并没有穿透水面，有一部分辐射被反射，反射量取决于水面的粗糙程度和辐射的角度。水面越光滑，辐射角度越接近垂直，穿透水面的辐射百分率越大。随着光线穿过水体，由于水的分散和差异吸收，光谱质量发生变化，密度也降低。在纯水中，大约53％的入射光被转化为热并消失（熄灭）在第1米的范围内。而且，波长较长（红色和橙色）和波长较短（紫外线和紫色）的光线比中等波长（蓝色、绿色和黄色）的光线被吸收得更快。自然水体从来都不是纯净的，含有许多进一步干扰光线穿透的物质。自然水体的颜色是原来入射光保留下来未被吸收的结果，水的真颜色是由溶解的和胶状悬浮的物质所引起的，表观颜色是由干扰光线穿透的悬浮物质所引起的。浑浊度指的是由于大小从胶质到粗粒的悬浮颗粒物质降低水的光传播能力。在池塘中，浑浊度和颜色可能是由胶质粘土、胶质性或溶解的有机物或丰富的浮游生物所引起的。在集雨区有农作物的池塘常常由于侵蚀所带来的胶质土壤而浑浊，森林地带的池塘往往被植物材料腐烂转化而来的腐殖质所染色。高密度精养的池塘往往由于添加肥料或鱼类饲料导致浮游植物繁殖而浑浊。一般认为在光强度低于水面光照1％的深度时，光合作用速度不能超过呼吸速度。光强在入射光照1％以上的水层称为透光带。池塘常常因为高密度的浮游生物而导致浑浊，所以透光带很浅。许多鱼塘透光带往往低于1米，赛克氏板能见度乘以2就是池塘透光带的大致深度。赛克氏板是一个直径20厘米、对角漆成黑白相间的加重盘子，在盘子消失和再出现的平均深度就是赛克氏板能见度。池塘中的水温与太阳辐射和气温有关。水温密切地跟随着气温。所以，水温一般可以根据季节和地理位置来预测。很重要的一点是，在给定位置某一特定期间的气温可能偏离常规，水温也可能偏离。水的持热能力很大。水的比热是统一的，即1克水升高1度需要1 卡的热量。当光线穿过水体时太阳能量被吸收，水被加热。光能随深度按指数的形式被吸收，所以多数热量在水的上层被吸收。尤其是在池塘里，由于溶解的有机物质和颗粒物质的浓度高，相对于浑浊度较低的水体来说，浑浊度高的水体大大地提高了能量的吸收。热从上层水体向下层水体的转移很大程度上依赖于风的混合作用。水的密度与水的温度有关。由于接近水体表面的热吸收更快，以及暖和的水的密度比冷水小，池塘和湖泊会形成热分层。当上层和下层水体的密度差大到风力不能将它们混合时就出现分层。概括来说，在春季解冻后和冬季末，在没有冰覆盖的湖泊或池塘，水柱的温度相对均匀。在阳光明媚的日子里，尽管热在水面被吸收，但风的混合作用没有阻力，整个水柱循环并升温。随着春季的推移，表层水体受热的速度大于通过风力的混合作用将热由上层向下层扩散的速度，最终导致上层的水体比下层的水体暖和得多，而且风速往往随着天气的暖和而下降，已经没有足够的力量将两层水体混合。上层称为变温层，下层称为均温层。在变温层和均温层之间有一个温度差异显著的水层被称为变相层。不过，更常用“跃温层”来描述中间层。在湖泊方面，跃温层被定义为随着深度的增加温度下降的速度至少1℃╱米的水层。跃温层在水面下的深度则随着天气条件而变动。但大多数湖泊在秋季到来之前分层不会消失。在秋季期间，气温下降，表层水体的热散失到空气中，最终上下层之间的密度差下降到风力的混合作用引起整个湖泊的水体循环并使分层消失。水产养殖的池塘更浅、更浑浊，更能抵抗风力，而且表面积比湖泊小。常规温水池塘的平均深度很少超过2米，面积很少大于几公顷。然而，在无风、阳光充足的日子里，由于浑浊条件导致表层水迅速升温，即使是非常浅的池塘也会形成显著的温度分层。跃温层的传统定义对池塘并不适用，因为甚至在冬天，温度梯度往往超过1℃╱米水深。在池塘温度分层期间，跃温层的温度变化最大，所以很容易辨认。分层的稳定性是由将整个水体混合至温度一致所需要的能量而决定的，所需能量越大，分层越稳定。水产养殖的池塘往往相对比较小而浅，分层不像大水体那么稳定。强风可能提供足够的能量，导致完全对流，或冷而大的降雨进入暖和的变温层引起对流使分层消失。由于浮游生物藻华的消失导致加热层变深也会引起完全混合。
水体分层是池塘诸多问题的主要根源：分层导致水体底层还原物质所形成的氧债积累，如果氧债所需要的氧气大于水体溶解氧的总和，一旦由于某种原因在短时间内消层，将导致整个池塘无完全缺氧而全军覆没，如果这种消层是由降雨引起的，俗称“白撞雨”；分层导致底层有毒物质产生，引起养殖动物慢性或急性中毒，对虾的偷死可能与底层有毒物质有关；分层导致溶解氧低的底层水体中大量病原微生物生长，是导致鱼病发生的重要因素；分层导致植物营养素得不到及时周转，不能回到上层供透光层的浮游植物生长，是导致浮游植物老化的重要因素；分层同时也是导致蓝藻暴发的重要因素。因此，池塘水体上下温差的管理是水质管理、病害预防、生态稳定的关键。
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