分類號： 單位代碼： 10019 密 級： 學 號： 士學位論文 水產養殖中水質遠程動態監測系統的開發 家科技支撐項目“養殖業生產過程信息化關鍵技術與產品研發”（ 2006助 研究 生 ： 指導教 師 ： 副教授 申請學位門類級 別 ： 工學碩士 專業名 稱 ： 農業生物環境與能源工程 研究方 向 ： 數字設施農業與環境 所在學 院 ： 水利與土木工程學院 2009 年 6 月 獨 創 性 聲 明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下 進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農業大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名： 時間： 年 月 日 關于論文使用授權的說明 本人完全了解中國農業大學有關保留、使用學位論文的規定，即：學校有權保留送交論文的復印件和磁盤 ，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。同意中國農業大學可以用不同方式在不同媒體上發表、傳播學位論文的全部或部分內容。 (保密的學位論文在解密后應遵守此協議 ) 研究生簽名： 時間： 年 月 日 導師簽名： 時間： 年 月 日 I 摘 要 近年來，水產品需求的逐年增加和食品安全惡性事件的影響使得各水產養殖場越來越重視水質監測技術。針對水 產品安全溯源系統和水產養殖品質控制對水質監測的多參數、動態 化 、網絡化監測需求，本研究基于嵌入式網絡和無線通訊技術，開發了能夠對多種水質參數如水溫、酸堿度、溶解氧、電導率、氧化還原電位同時進行實時動態采集和遠程安全傳輸的水質遠程動態監測系統 ，并在 水產養殖中 進行了實際測試 。該水質遠程動態 監測 系統由水質動態監測裝置的現場設備和遠程信息服務器組成 。 水質動態監測裝置由 傳感模塊、數采模塊 、通訊模塊 和 電源模塊組成，用來動態監測水產養殖現場的水質參數信息。遠程信息服務器由接入因特網 的 調制解調器、虛擬專用網路由器和信息服務器 組成，用來實現與現場設備的遠程安全通訊與信息采集。 通過 在山東東營水產養殖場 2年的實證實驗表明：該水質動態監測裝置的水質參數監測誤差小于 5%，遠程通訊的丟包率小于 3%， 系統功耗在 13此，該水質動態監測裝置可作為無線傳感器 網絡 的節點 硬件 用于大型水產養殖場的分布式水質網絡化動態監測， 也可用于 組建異地多點的大規模分布式水質動態監測網絡 ，從而 為大型養殖場的水質控制和 水產養殖管理部門的水產養殖水質監測提供基礎 設備 和技術支撐 。 關鍵詞 ： 溶解氧，電導率，網絡安全 ， 酸堿度，氧化還原電位，嵌入式網絡技術， 無線通訊 a in of of In to of in a to as in a of of to a an to of As of a of by %, of %, 3W. as a of be to in a to a in of 中國農業大學碩士學位論文 目錄 錄 第一章 緒論 . 1 究背景 . 1 內外研究現狀 . 2 究內容與技術路線 . 6 第二章 水產養殖中水質監測參數的確定 . 7 質參數與水產生物之間的動態 關系 . 7 質監測參數的確定 . 15 第三章 水質遠程動態監測系統的開發 . 16 質在線傳感器的選擇 . 16 質動態監測裝置的開發 . 20 程信息服務器的構成 . 26 質動態監測網絡的組建 . 29 第四章 水質遠程動態監測系統的應用實例 . 32 場設備的安裝條件 . 32 質參數的監測結果 . 34 程動態網絡通訊狀況 . 40 統運行狀況分析 . 43 第五章 結論與建議 . 45 論 . 45 題及建議 . 45 參考文獻 . 46 致謝 . 50 作者簡介 . 51 中國農業大學碩士學位論文 圖表 目錄 表目錄 圖 1術路線 6 圖 2質主要參數與水產生物之間的動態關系 7 圖 3溫傳感器與變送器 16 圖 3-2 感器 18 圖 3解氧傳感器 18 圖 3導率傳感器 19 圖 3化還原電位傳 感器 20 圖 3質動態監測裝置 21 圖 3質動態監測裝置的結構示意圖 22 圖 3通池的實體照片 23 圖 3于 24 圖 3陸界面 25 圖 3備的 置 26 圖 3程信息服務器端 陸主界面 27 圖 3態域名綁定 28 圖 3質遠程動態監測系統的結構示意圖 29 圖 3布式水質遠程動態監測網絡示意圖 30 圖 4東 東營海水養殖場的總體平面布置圖 32 圖 4質動態監測裝置的布置示意圖 33 圖 4產養殖水質遠程動態監測系統 33 圖 4質傳感器檢測的實時數據 34 圖 4據存儲過程 35 圖 4儲的原始數據 35 圖 4質參數監測結果數據 36 圖 4感器的校準曲線 38 圖 4解氧的系統測量值與便攜儀測量值的對比 39 圖 4接的監測狀態 40 圖 4備路由表 40 圖 4 接狀態 41 圖 4備的網絡狀態 41 表 2種魚蝦鱉需溶解氧量 9 表 2離子氨對魚蝦鱉的安全濃度 13 表 4統監測值與對照監測值的比較 39 表 4訊質量的測試 43 表 4統能耗測試 43 中國農業大學碩士學位論文 圖表 目錄 V 1on 6 2he of 3T .16 3pH .18 3O .18 3C .19 3RP .20 3 . .21 3he of 22 3he of .23 3IC 2 4 32 5 3PN 2 6 3PN of 2 7 3he of 2 8 3he of 2 9 3he of 30 4he of a 32 4he in 33 4he in 33 4by 34 4he 35 4he 35 4he 36 4he of 3 8 4O by by 39 4he 40 4he 40 4he 4 1 441 he of 9 he of to 13 of by by 39 43 of 43 中國農業大學碩士學位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 究背景 80 年代以來，在全球范圍內，以陸地為基礎的傳統農業正面臨著日益加劇的人口膨脹、水土資源緊張和氣候條件惡化等危機，今后糧食不足特別是動物食品不足的矛盾將特別突出 1。根據2008 國家統計年鑒報告：我國于 2007 年的豬、牛、羊肉總產量為 噸，水產品產量達 產品在農產品中具有舉足輕重的地位； 2001 到 2007 年期間的水產品消費逐年增加，農村居民的水產品消費支出增長了 城鎮居民的支出增長了 在購買的主要食品中增長率均據首位 2。我 國在 2005 年的水產品產量已達 噸，噸，占水產品總量的 2。因此，水產養殖業已經成為為大農業中的重要產業。 根據聯合國糧農組織（ 計 ， 依目前每人每年平均水產品食用量計算 ， 預計 20 年后（ 2030 年 ） 全球的水產品供應量至少需再增加 4000 萬噸，而其中一半來自水產養殖業 3 。近年來，世界范圍內出現的水荒以及相當多的水源不同程度的污染，使很多漁場已達到了最大生產能力 ， 僅僅依靠捕撈漁業已經無法滿足逐年增長的全球水產品需求。因此，水產養殖業在未 來的 30年來之內將成為全球范圍內最具發展潛力的農業新型產業。 改革開放以來，我國水產養殖業發展迅速，但是大多數的養殖模式都是以消耗資源、犧牲環境為代價的，這種發展模式嚴重阻礙了漁業現代化的進程，也很難滿足國內外對水產品發展的需求 4。水產養殖業的發展應以滿足市場需求，提高人民生活質量，同時保護資源與環境為目標。為了實現上述目標，一方面需大力挖掘資源潛力，增加水資源利用率和再利用率；另一方面要提高養殖密度從而提高單產和經濟效益。高密度集約化的水產養殖技術代表國家水產科技在世界發展的水平和地位，反映一個國家的 實力，也是實現農業現代化的重要組成部分 1。為此，大力發展高科技水產養殖，推出適合我國國情的高密度集約化水產養殖配套技術和設備刻不容緩，其中水產養殖的水質監控是制約水產養殖業發展的技術瓶頸之一。 隨著我國水產品需求的不斷增加，水產品質量安全問題成為制約水產養殖業進一步發展的瓶頸。多年來，由于人們過度關注水產品數量而忽略其品質控制，致使很多水產品品質達不到國際標準給養殖業者造成巨大的經濟損失 5。例如： 1988 年我國出口到日本的鰻魚由于 被 檢測 出 惡喹酸超標而遭索賠，價格從每噸 20000 元降 至 5000 元，使我 國的養鰻業遭受重創 ； 我國出口 的 水產品 多次經 歐盟 檢測發現 含沙門氏菌、創傷弧菌和霍亂弧菌 ，由此 嚴重制約了我國水產 品的 出口 ，影響了我國海水養殖業的健康可持續發展。 在我國 ， 由于食用不安全的水產品引起食源性中毒的事件也有不少報道 。 1988 年上海 30 萬人患甲肝病就是 由 食用被甲肝污染而 未 充分加熱的毛蚶引發的 6。因此，利用水質監測技術保障水產養殖的水質環境，使其適宜水生物生長，及時有效地防治各種病害，最終才能生產出優質無公害的水產品，這也是建立水產品安全溯源系統的技術支撐。 中國農業大學碩士學位論文 第一章 緒論 2 內外研究現狀 水產養殖業在國內外起 步不一，發展模式不同，總體而言國外水產養殖業發展比國內快。水產養殖場水質監控系統的研究涉及到水產養殖系統、水質自動監測技術、智能控制模型等幾個方面的內容。就此進行文獻檢索和分析，了解了相關領域的研究現狀，借鑒先進研究技術。 外研究現狀和發展趨勢 1）水產養殖技術介紹 工廠化水產養殖是通過生物、物理及化學方法的有機結合，進行適當的水處理使得水產養殖水域達到適宜的狀態，形成不受自然條件影響的半循環式或循環式的較高密度養殖方式。與傳統的池塘、流水、網箱等養殖方式相比，工廠化水產養殖有效利用了機、電、 化工、儀表自動化、計算機等現代科學技術，對養殖環境的主要因子或主要過程如水溫、水流、溶解氧、消毒、污水處理及應急反應等進行人工控制，并進行合理的生產管理，使水產對象能夠在適宜的環境中生長。 自六十年代初期日本在群馬縣開始進行工廠化養魚以來，世界各國特別是加拿大、美國、德國等也紛紛開發了工業化養殖技術，使得工廠化水產養殖在近幾十年來逐漸發展成為一種高效的規模化生產模式 7。近年來，水產養殖的自動化技術獲得了很大的進展，在水體消毒、凈化、池底排污、增氧及控溫方面都能實現自動控制，使得工廠化水產養殖達到了相當高 的自動化程度 8。例如，液態純氧增氧技術在西歐工廠化養魚業中開始應用，增加水體中的溶氧量可以提高養殖密度，降低餌料系數；美國和瑞典等國研制了壓力震蕩吸收系統進行制氧，用于魚類養殖生產使得養殖水域中的含氧量達到飽和值的 85 98%9。 最近幾年，美國、丹麥、日本和我國等國家在水產養殖業中發展了魚菜 /魚藻共生系統。魚菜/魚藻共生系統利用養殖肥水培育蔬菜、花卉、水果、藻類，既能最大限度地提高水產品和蔬菜等的產量，又能凈化水質，把污染降至最低程度，從而形成小環境生態系統的良性循環。美國布林漢揚大學的 S克萊教 授曾對商業性水產養殖系統與魚菜共生系統作了經濟比較，認為魚菜共生系統不僅在技術上而且在經濟上都是可行的，具有很大的開發價值，因此，魚菜 /魚藻共生系統將成為未來養殖業的發展趨勢 10。 2）水產養殖的水質監控 國外的工廠化水產養殖擁有完善的水質監控系統，對養殖水體中的溫度、酸堿度、溶解氧等具有重要意義的水質參數進行在線監測，并進行自動控制。可以說，水質監控是工廠化水產養殖必不可少的組成部分。 德國、法國、丹麥等國代表世界高密度集約化養殖的先進水平，工廠化水產養殖場一般都能利用物理、化學和生物的手段對水質進行 自動采集、調控從而達到利用 危害分析的臨界控制點（ 作規程來組織生產 11。美國和日本從 80年代起就開始使用多參數的水質連續測定儀，使水質監測完全實現自動化。 中國農業大學碩士學位論文 第一章 緒論 3 挪威的水產養殖經過數十年的發展己成為一個新型的蓬勃發展的產業，尤其是蛙的養殖已經處于世界領先水平。蛙養殖場的孵化場完全實現了科學管理，水溫控制與餌料施用都是配合起來進行監測、控制 12。 日本日立制作所研制 的 魚池水質監視系統 不僅可以自動監測 水質 ，還能利 用 人工智能 來 監視和 分析魚的變化 13。 該系統 能 夠 準確 地 測定水的 溶解 氧、 酸堿度 和溫度，并及時查出是否混入 了氰、農藥、硫酸銅和苯酚等有毒物質 ；同時利用 由攝像機和微機追蹤魚群，根據水質惡化或缺氧時魚會浮頭的特性 分析魚的變化 。 美國提出了可用于高密度水產養殖系統的基于微機的程序控制技術進行海水魚的生長環境控制 14。美國 物設備公司研制了一種水產養殖專用 便攜式微電腦，用于自動記錄魚池內水溫變化、水體溶解氧、鹽度以及各魚類的增長分級等數據資料 15。 16提 出的水質在線監測系統通過一種離子選擇性場效應管的智能陣列來檢測離子濃度信號，智能傳感器通過盲信源分離算法從上述智能陣列的輸出混合信號中監測出離子濃度。 3）水質監控技術的發展趨勢 近年來，發展集成化、智能化、網絡化的水質傳感器或在線監測系統已經成為如今的技術主流和發展方向。多參數水質監測裝置不僅要求保證測量精度，擴大測量范圍，還要求經濟實用，易于實現網絡化監測與管理。以傳感器、計算機、網絡技術、自動控制等領域交叉和技術融合為基礎的多參數水質監測技術應用已經成為水產養殖發展的必然趨勢，各水質參數信息的綜合利用不僅直接關系到生產管理與決策支持系統，還直接影響到水產品的品質管理和經濟效益 17 內研究現狀 1）水質監控技術 郭小青等（ 2001）提出了基于 線和 水質參數在線監測系統，實現對酸堿度、氧化還原電位、濁度、電導率、溶解氧、余氯等水質參數的實時監測 19 。宋德敬等（ 2002）開發出一種多點在線水質監測系統，該系統集多路數據采集、測量、轉換、計算、儲存、顯示、打印、報警等功能于一體，可同時在線監測 6 個不同監測點的水質情況；對每一個監測點，可同時監測其溶解氧、溫度、電導率 、酸堿度、氧化還原電位、鹽度等 6 個參數 20。 李欣等（ 2002）開發了基于 水質監測虛擬儀器對水質的氟離子、氯離子、溶解氧、化學需氧量、生物需氧量等參數進行監測 21。黃志敏等（ 2003）對基 水質在線監測虛擬儀器進行了研究，該系統采用具有虛擬儀器面板的工控計算機儀器 （ 簡稱虛擬儀器 ） 的設計模式，改變傳統化學測試儀器的設計思想，成功研制了水質在線監測虛擬儀器 22。陳志聰等（ 2007）根據未知溶液的濃度與熒光信號強度數值的關系，設計了一款基于 片機的在線熒光水質監測儀 ，快速準確的測定及調節水中待測物質的濃度 23。 董甲彬等（ 2007）提出一種基于 術的水質監測系統，實現水質信息（金屬有機物、無機物等）的采集、傳輸和處理的自動化 24。趙靜等（ 2008）對無線傳感器網絡應用于水質監測中國農業大學碩士學位論文 第一章 緒論 4 系統進行研究，介紹了為其實現提供保證的 術 25。 杜治國等（ 2008）在研究無線傳感器網絡及 議標準的基礎上，對遠程實時水質監測系統進行了分析，提出了基于 線傳感器網絡與互聯網結合的遠程實時水質監測系統架構，設計了基于無線傳感器的水質監測網 絡體系結構，實現了水溫、酸堿度、溶解氧、濁度、電導率、氨氮、化學需氧量、生物需氧量等水質監測參數的獲取及傳輸 26。 中國專利“一種多參數水質監測方法及裝置” (審定公告日為 2005 年 1 月 19 日、公開號為過離子敏電極和傳感器采集到的模擬信號經 A/D 轉換電路轉變為數字信號，可以實現水溫、溶解氧、酸堿度等水質多項理化指標的在線監測 27。中國專利“環保水質遠程監控報警系統” (審定公告日為 2005 年 6 月 8 日、公開號 過中心計算機、基站計算機和在線監測儀進行聯 網，提供了水質監測的一種無線解決方案。使用該專利技術組建無線局域網不能進行實施長遠距離和大范圍的數據傳輸，其數據安全性也難以保障 28。 2）水產養殖的水質監控技術 我國水產養殖業起始于 70 年代，從 80 年代開始逐步從傳統的池塘養殖走向工廠化養殖。 1979年作為科研攻關項目的“中國對蝦工廠化人工育苗技術的研究”，開發對蝦養殖的控溫、充氣與攪拌技術，餌料商業化與營養供給技術，較為全面地形成我國水產養殖工廠化的基礎模式 29。目前工廠化水產養殖之所以發展較慢，主要因為國內發展工廠化水產養殖配套技術和設施少， 而國外設備能耗大，投資高、進口一套國外的工廠化水產養殖系統約需 1200 萬人民幣 30。 水產養殖的水質監測的研究近年才起步，過去一般只能對流量、水溫和溶解氧三項進行監測，采用閾值法進行水質控制。工廠化水產養殖水質監測的技術瓶頸之一是自動監控的傳感器質量問題。我國水化學儀表和傳感器比較落后，對于水質自動監測系統中使用的傳感器，國產傳感器除了溫度、酸堿度、溶解氧方面質量較好外，多數傳感器性能不穩定、質量較差、使用壽命低、標定校準操作復雜。 我國的水產養殖業中對水質的監測多半停留在使用監測儀定期采樣上，在線監測 系統很少。早期開發的水產養殖水質自動監測系統和裝置也存在一些問題，主要體現在水質環境的監控還處于一種單傳感器、單參數的分析基礎上，水質監測設備自動化程度低，同時監測的參數少、實時性差，不能對水質情況進行全天候的監控；水質監測系統的網絡化程度不高、主要的采集網絡還是采用簡單的 485 總線技術為主，適應惡劣環境的能力差、設備故障率高，或者代價費用較高致使不宜大范圍內安裝應用；系統組網技術單一，通常只采用無線局域網技術構成總線型結構，新興的自組網技術方案沒有得到應用和體現，不能實現長遠距離的數據傳輸；網絡速度及數據 傳輸的安全性難以保障。目前，水質監測系統大多采用國外的設備和技術，國外進口的價格十分昂貴，一套監控氨氮的裝置的價格需要人民幣 55 萬元 31，即使引進到水產養殖方面，也無法推廣使用。目前的養殖水平要求全套的監控設施價格不能超過 10 萬元。 針對水產養殖中水質監測系統存在的這些問題，以及環保、水利領域所應用的水質監測技術的研究現狀，國內不少科研單位對水產養殖的水質自動監測和調控進行了大量的研究，取得了很多階段性成果。 中國農業大學碩士學位論文 第一章 緒論 5 我國國家級羅非魚原種場廣東羅非魚良種漁場安裝水質自動監控系統，對酸堿度、溶解氧、濁度、溫度進行 測量監控。上海水產大學李季冬等（ 1999）對工廠化水產育苗溫室技術進行了研究，并采用多路轉換技術減少水質參數傳感器的使用，大大降低了儀器設備費用 32。河南省水產科學研究所朱文錦等（ 2001）對水產養殖環境參數的監控也進行了研究，開發了一套監控系統，該系統具有監測、運算、預測、圖形顯示、打印、自動與手動功能 33。 盧文華等（ 2002）利用 列 89片機開發了 6 參數的水質在線采集儀，利用一臺 1 的 進行數據采集，通過對水質參數的在線監測調整養殖水域的管理，提高了水產 養殖的經濟效益 34。吳滄海等（ 2002）開發了一套漁業水質自動監控系統，解決漁業生產過程中增氧、投飼、污水零排放和水質自動調理等環節的控制技術 35。 中國水產科學研究院漁業機械研究所（ 2003）完成了“廣東羅非魚良種場育苗車間”的設計建造。該車間分為親魚池、孵化池、魚種暫養池等生產區域，全部采用玻璃鋼水池和循環水系統，研制有先進的脈沖式生物過濾器，具有水溫設定控制、水質多參數檢測、生產過程監控等功能 36。張如通、劉星橋（ 2005）提出了一種基于 經網絡的水產養殖水質監控系統。利用神經網絡所具 有的任意非線性表達能力，建立自學習的 制算法來控制水環境溶解氧的含量，通過對系統性能的學習，從而實現具有最佳組合的 制。同時采用移動 線通訊技術進行遠程數據采集和監控，在遠程和現場監控的 2 臺工控機上設計了功能豐富的監控軟件，方便了用戶在不同地方進行遠距離監控，性能穩定 37。 江蘇大學秦云等（ 2006） 利用 件在 議基礎上建立的網絡化水產養殖監控系統。該系統采用服務器 /客戶機模式。以實時數據庫為核心，利用 現眾多功能模塊之間的數據通信，從而構成 了一個功能豐富、操作靈活方便的系統 38。 中國水產科學研究院黑龍江水產研究所（ 2006），主要研究水產養殖的監控，目前能比較成功有效的進行水體中溫度、酸堿度、溶解氧的控制 39。江蘇大學電氣信息工程學院崔玉玲（ 2006）等設計的工廠化水產養殖監控系統，基于 采用移動 線通訊技術和互聯網技術進行遠程數據采集和基于神經網絡的水質監控系統 40。 利用嵌入式網絡技術和傳感器節點技術實現集約化水產養殖的數字化、網絡化、分布式的本地或遠程的實時動態水質調控是未來的發展趨勢。養殖水質監控系統的網絡采 用有線和無線相結合的方法 ， 實現系統的數字化運行是發展趨勢。 不管是在環保還是水產養殖領域，許多科研單位在水質監測方面取得巨大成就。但在水產養殖方面，建立區域化大規模水質監測系統，而且真正用于水產養殖生產管理的很少。但很少能實時在線進行多參數同時監測；對于偏遠山區，需要使現場傳感器的數據能夠通過無線鏈路直接在網絡上傳輸、發布和共享數據并傳到遠程監測站，而目前實現遠程動態傳輸的系統很少；傳感器技術的發展需要對更多的水質因子監測，如何實現在原有系統的基礎上增加監測參數；規模化養殖監測點的不斷增加，對于系統的可擴展 性也提出要求。同時也提出如何針對需要方便增加各種I/O 設備，怎樣提高網絡的通信性能等一系列問題。 中國農業大學碩士學位論文 第一章 緒論 6 究內容與技術路線 本研究基于嵌入式網絡技術開發多參數的水質動態監測裝置，實現對水溫、酸堿度、電導度、溶解氧、氧化還原電位、室溫、相對濕度、光照度等水質和環境參數的實時動態監測；利用基于裝置和技術可以直接用于水產養殖場的水質監測，為水質控制和食品安全溯源系統提供硬件設備和數據支持。用該水質動態監 測裝置作為無線傳感器節點設置到各大型養殖場的監測現場，利用樹型或星型網絡拓撲結構組建多區域、大范圍、分布式的水質遠程動態監測網絡，為水產養殖業的生產者和管理者提供基礎設備和技術支持。 圖 1術路線 1on 確定目標 水產養殖中水質監測參數的確定 水產養殖中水質遠程動態監測系統的組建和實證實驗 水質動態監 測裝置的開發 遠程信息服 務器的構成 水產養殖監 測網絡的組建 結論與建議 中國農業大學碩士學位論文 第二章 水產養殖中水質監測參數的確定 7 第二章 水產養殖中水質監測參數的確定 為了“防止和控制漁業水域水質污染，保證魚蝦、貝、藻類正常生長，繁殖和水產品的質量”，國家環境保護部于 2005 年 6 月頒布了漁業水質標準，提出了漁業水 質標準的各項指標和監測方法 41。經過漁業工作者和養殖專業人員的努力，我國水產養殖業在農業產值結構中的比例在不斷提升，并逐漸成為農業中的支柱產業之一。但是，農業化肥、農藥的使用，工業污水、廢氣的大量排放，對環境產生重大影響，特別是對江河湖海水域水質的污染，對水產養殖環境造成很大的破壞。在水產養殖生產過程中，水生生物與水體的光照、溫度、溶解氧、浮游生物、有機耗氧量、酸堿度、氨氮、磷酸鹽等水環境因子之間的相互作用關系，直接關系到水產動物魚、蝦、蟹、鱉的生長和發育，從而關系到水產養殖業的產量、質量和經濟效益。 質參數與水產生物之間的動態關系 水生物系統包括水生環境和水生物兩大部分。組成水生環境的成分種類繁多，大體上包括無機鹽、碳素、氨鹽、磷鹽，以及溫度、溶解氧、 。水生物分成水生植物和水生動物：水生植物主要是指各種藻類；水生動物則包括了水中的魚類、貝類和無脊椎類動物。 圖注： (-)表示負相關， (+)表示正相關 圖 2質主要參數與水產生物之間的動態關系 2he of 影響水生動物生長與發育的主要因子為電導率、濁度、酸堿度、溶解氧及水溫（圖 2電導率、濁度、酸堿度、水溫均與水生動物呈負對應關系，值越高對動物越不利。水中的溶解氧則與水生動物數量呈正對應關系，隨著溶解氧的提高，水生動物的呼吸作用加強，新陳代謝變得旺盛，因而數量就會越多。水中溶解氧含量又與溫度有關，溫度升高，溶解氧含量反而變少，溫度通過溶解氧這一間接因素對水生動物起到的作用也呈負對應關系。 鹽度 水生動物 藻 類 濁 度 溶解氧 度 銨 鹽 磷酸 鹽 電導率 碳素 氮素 磷源 (-) (+) (-) (-) (-) (-) (+) (+) (-) (+) (+) (+) (+) (-) (-) (+) 中國農業大學碩士學位論文 第二章 水產養殖中水質監測參數的確定 8 水中溶解氧 及濁度的變化很大程度上取決藻類的數量。藻類屬于生產者，其工作效率依藻類所含的葉綠素多少而定，藻類的工作能力則是效率和數量的乘積確定的。隨著水中藻類數量的不斷增多，水的 會升高，同時水中的懸浮物明顯增加，濁度也因此不斷提高。藻類對水中溶解氧的影響分兩種情況討論：白天