芒里水庫(kù)水生態(tài)環(huán)境研究

1、芒里水庫(kù)水生態(tài)環(huán)境研究【摘要】隨著漁業(yè)的發(fā)展，淡水網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)越來(lái)越受歡迎，其規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。但是因?yàn)轸~(yú)餌的利用率非常低，同時(shí)也受魚(yú)類(lèi)的代謝產(chǎn)物的影響，都對(duì)周?chē)乃鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生了惡劣的影響。本文結(jié)合產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)和相關(guān)監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)分析了網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)云南省芒里水庫(kù)水環(huán)境造成的影響，針對(duì)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水環(huán)境的影響和水庫(kù)的改變狀況提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以期盡快改善和恢復(fù)芒里水庫(kù)的水生態(tài)環(huán)境。 【關(guān)鍵詞】網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)；水生態(tài)環(huán)境；芒里水庫(kù) 引言 網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)是指在箱體中進(jìn)行魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖，這種由合成纖維或金屬網(wǎng)組裝而成的形狀較為規(guī)則的箱體，放置在水體中，箱內(nèi)水體能夠和箱外水體實(shí)現(xiàn)持續(xù)的交換，使得箱體內(nèi)能夠形成適合魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的環(huán)

2、境，網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)的做法具有成本較低，收益較快，且經(jīng)濟(jì)效益高，管理簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)便開(kāi)始了網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)的產(chǎn)業(yè)模式，此后集約化的網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式在中國(guó)發(fā)生了全新的變化。然而，隨著網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)的規(guī)模和強(qiáng)度日益增強(qiáng)，絕大多數(shù)的水體部分或全部出現(xiàn)了水質(zhì)惡化的情況，極大地影響了網(wǎng)箱養(yǎng)殖的收益，給漁民造成了難以承受的經(jīng)濟(jì)損失。因此，有人提出，網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)應(yīng)控制在水體最大自?xún)裟芰Ψ秶鷥?nèi)進(jìn)行，以降低網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水環(huán)境造成的破壞。該說(shuō)法引起了國(guó)內(nèi)外各界學(xué)者的持續(xù)重視。 1網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水環(huán)境造成污染的來(lái)源 （1）喂食殘餌。一方面網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)呈現(xiàn)出高密度和集約化的形式，另一方面人工投送的魚(yú)餌或冷凍魚(yú)類(lèi)等。因?yàn)檫@些誘餌

3、的投送量過(guò)大造成在箱體內(nèi)殘余堆積，或喂食方法不合理，或者也可能是由于魚(yú)類(lèi)之間相互爭(zhēng)奪導(dǎo)致箱體震動(dòng)而使食物未能被攝入魚(yú)體內(nèi)，從而沉入箱底。殘留的魚(yú)餌富含蛋白質(zhì)，脂肪，碳水化合物，礦物質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)成分，這些成分溶解并釋放在水體中，使得水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度急劇增高。如今，究竟應(yīng)該投送多少魚(yú)餌還沒(méi)有明確的研究，因?yàn)闅埩舻酿D料和糞便難以得到收集和區(qū)分。在20世紀(jì)90年代，歐洲的一些漁民在網(wǎng)箱養(yǎng)殖鮭魚(yú)的過(guò)程中，投送的魚(yú)餌有90%被魚(yú)類(lèi)攝入，而攝入食物只有30%的食物用于自身的生長(zhǎng)，其中65%作為新陳代謝產(chǎn)物排出，其余的10%成為糞便排出到水體中。在現(xiàn)在的養(yǎng)魚(yú)生產(chǎn)過(guò)程中，直接沉入水體的魚(yú)食大約占總投入量的1

4、315，而8587的飼料被魚(yú)類(lèi)攝入體內(nèi)消耗。 （2）魚(yú)類(lèi)的代謝產(chǎn)物。養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)使用的魚(yú)餌的未能被消化部分，以及從消化道排出的細(xì)胞，粘液和細(xì)菌都以糞便的形式排出體外，進(jìn)入到水體中。魚(yú)的種類(lèi)不同，其對(duì)食物的消化能力也不同，這也和魚(yú)食的類(lèi)型有關(guān)。溫哥華認(rèn)為雜食性魚(yú)類(lèi)的消化率大約為80%。食肉性魚(yú)類(lèi)的餌料中蛋白質(zhì)含量相對(duì)較高，消化率一般會(huì)超過(guò)90%。然而，由于魚(yú)餌中纖維含量非常大，植物食性魚(yú)類(lèi)的消化率通常不高于80%。一些外國(guó)學(xué)者認(rèn)為，蝦類(lèi)攝入的飼料中大部分的氮被蝦吸收，15通過(guò)糞便排出。卓華龍等在研究了象山港網(wǎng)箱養(yǎng)殖中鱸魚(yú)殘留餌料和排泄物的情況后認(rèn)為，象山港日飼料投入干重約為90t，殘餌的產(chǎn)量26噸，

5、網(wǎng)箱養(yǎng)殖的每日排泄量大約為7.5t。水中大量的殘留物和糞便在水中沉積，會(huì)嚴(yán)重地對(duì)養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)造成污染。另一方面，魚(yú)食中的蛋白質(zhì)在消化后分解成氨基酸被吸收，一部分氨基酸用于合成魚(yú)類(lèi)自身生長(zhǎng)所需蛋白質(zhì)；一部分氨基酸用作氧化分解和能量供應(yīng)的能量底物。同時(shí)，氨氮通過(guò)鰓排泄物和生殖孔產(chǎn)生和排出。相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明養(yǎng)殖鮭魚(yú)和鱒魚(yú)的氮排泄物中總氨氮和尿素含量分別占7080和1525。 （3）沉積物。沉積物對(duì)水環(huán)境所造成的影響主要有：沉積物中的有機(jī)質(zhì)能夠分解消耗氧氣，而厭氧代謝所產(chǎn)生的硫化氫和甲烷可以作為無(wú)氧代謝中間產(chǎn)物的積累，以及養(yǎng)分如氮磷等擴(kuò)散到水體中。美國(guó)學(xué)者Kelly測(cè)量了大西洋鮭魚(yú)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)和對(duì)照區(qū)中

6、沉積物所釋放的磷和磷酸鹽的總含量，數(shù)據(jù)證明網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的沉積物中含量明顯高于對(duì)照區(qū)的沉積物。還有一些學(xué)者對(duì)紅海約旦北部海灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)和沉積物的研究證實(shí)，網(wǎng)箱養(yǎng)殖沉積物對(duì)底部總磷和有機(jī)質(zhì)含量的提升起到了很大的作用，底水中亞硝酸鹽和氨氮含量明顯超過(guò)了地表水中的含量。楊玉英等人的研究結(jié)果表明，通過(guò)人工誘餌向蝦塘輸入的氮只有20%在蝦體內(nèi)轉(zhuǎn)化為氮，其中大概64%69在蝦池底部的淤泥中積累，仍然有812的以懸浮氮，溶解的有機(jī)氮和溶解的無(wú)機(jī)氮的形式存在。她認(rèn)為，殘余的飼料中溶解的營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物質(zhì)是影響?zhàn)B殖水環(huán)境，甚至造成蝦塘自身污染的重要因素。 2網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水環(huán)境的影響 芒里水庫(kù)位于云南省德宏州芒市遮放

7、鎮(zhèn)芒市河干流中下游峽谷，距州政府所在地芒市38km，距昆明707km，水庫(kù)正常蓄水位為849m、死水位為839m，總庫(kù)容4977萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2414萬(wàn)m3，為中型水庫(kù)。芒里水電站工程自2004年開(kāi)始籌建，主體土建工程于2006年10月開(kāi)始施工，2009年10月投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)雖然可以充分利用有限的水資源豐富市民的菜籃子，但過(guò)度放養(yǎng)，超負(fù)荷養(yǎng)殖不但不能提高經(jīng)濟(jì)效益，反而得不償失；尤其是對(duì)多封閉、半封閉的水體極易形成污染，使得水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量升高，富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，下層水體缺氧，沉積環(huán)境中硫化物、有機(jī)質(zhì)和還原物質(zhì)含量升高，殘留藥物積蓄，有害微生物或厭微生物繁衍，養(yǎng)殖生態(tài)失衡，各類(lèi)病害頻繁發(fā)

8、生，最終不僅直接導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)死亡，還嚴(yán)重破壞庫(kù)區(qū)水質(zhì)。經(jīng)調(diào)查，自2011年以來(lái)，芒里水庫(kù)有2個(gè)養(yǎng)殖戶(hù)在庫(kù)區(qū)從事網(wǎng)箱漁業(yè)養(yǎng)殖，主要養(yǎng)殖羅非魚(yú)和鯉魚(yú)。網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域約2500m，面積約1.08萬(wàn)平方米，共有27個(gè)網(wǎng)箱，年產(chǎn)量約4000t。相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，近年來(lái)，芒里水庫(kù)除總氮指標(biāo)外，其余指標(biāo)均滿(mǎn)足地表水類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。目前，庫(kù)區(qū)主要污染物質(zhì)為總氮，其污染來(lái)源主要包括上游點(diǎn)面源污染、庫(kù)周污染及庫(kù)區(qū)節(jié)能環(huán)保內(nèi)源污染，其中上游點(diǎn)面源污染通過(guò)3條入芒里水庫(kù)河流匯入、庫(kù)區(qū)周邊污染主要為直接入庫(kù)的面源污染，庫(kù)內(nèi)污染主要為網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)產(chǎn)生的污染，總氮年際變化曲線(xiàn)如圖1所示。對(duì)芒里水庫(kù)各污染源的污染負(fù)荷進(jìn)行定量分析，其中通過(guò)排污

9、口監(jiān)測(cè)測(cè)定上游及庫(kù)區(qū)點(diǎn)源污染負(fù)荷量、利用GWLF模型計(jì)算上游及周邊面源污染負(fù)荷量、通過(guò)質(zhì)量守恒法計(jì)算庫(kù)區(qū)內(nèi)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)污染負(fù)荷量，結(jié)果表明，芒里水庫(kù)總氮污染主要來(lái)源于網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)。 3芒里水庫(kù)改變情況 由于網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水體的巨大影響，市民反映強(qiáng)烈，引起了沿河兩岸群眾和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，當(dāng)?shù)卣扇?qiáng)制措施，下文依法取締芒里水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)，并要求于2015年10月15日前完成取締工作。經(jīng)過(guò)對(duì)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)的治理，芒里水庫(kù)總氮濃度年內(nèi)變化具有明顯特征，每年基本相同，大體為夏季濃度低、冬季濃度高。夏季由于藻類(lèi)生長(zhǎng)旺盛，大量藻類(lèi)吸收水體中氮元素，導(dǎo)致水體中總氮濃度降低，而入秋后，隨著藻類(lèi)的死亡分解，藻密度降低，氮元素

10、再次釋放到水體中，使得水體總氮濃度回升，整體上看，每年5、6月達(dá)到總氮濃度最低值，而次年1、2月達(dá)到最高值。網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)全面清理完畢后芒里水庫(kù)水質(zhì)感官有所改善，水質(zhì)呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。由于芒里水庫(kù)總氮濃度年內(nèi)并不均衡，不宜將清理前后逐月總氮濃度直接比較。筆者將清理前后的2015-2018年同期總氮濃度情況進(jìn)行對(duì)比，分析網(wǎng)箱清理前后水質(zhì)變化情況。網(wǎng)箱清理后，避免了污染負(fù)荷的繼續(xù)增加，芒里水庫(kù)水質(zhì)出現(xiàn)類(lèi)和劣類(lèi)的情況逐年減少，然而總氮年均值逐年下降幅度緩慢，可見(jiàn)網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)清理對(duì)芒里水庫(kù)的水質(zhì)改善的速度及幅度均有所提高，但是改善效果并不特別明顯，原因在于水庫(kù)截流后庫(kù)區(qū)水體流速明顯變緩加之長(zhǎng)期網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)，喂食殘餌和魚(yú)類(lèi)

11、代謝物直接污染水體的同時(shí)大量沉積于庫(kù)底形成營(yíng)養(yǎng)濃度極高的底泥，持續(xù)污染水體。 4應(yīng)對(duì)措施 4.1增殖放流修復(fù)生態(tài)芒里水庫(kù)體量大，污染物總量較大，水體恢復(fù)需要一定過(guò)程，網(wǎng)箱清理后需輔以增殖放流等生態(tài)修復(fù)措施，進(jìn)一步提升水質(zhì)。 4.2合理利用生物防治辦法可以在庫(kù)區(qū)內(nèi)合理地放置一些水生生物，以吸收水中過(guò)多的養(yǎng)分，采用生物防治手段，使水體環(huán)境不斷改善。另一方面，還可以利用光合細(xì)菌對(duì)庫(kù)區(qū)中水環(huán)境進(jìn)行整治，效果也非?？捎^。 4.3水庫(kù)疏浚在正常情況下，實(shí)施疏浚工程的主要目的有兩個(gè)：提高河道洪水流量，改善航行條件，增加水庫(kù)容量；消除內(nèi)源性污染，改善河流和湖泊的水環(huán)境，為進(jìn)一步修復(fù)污染水體創(chuàng)造條件。對(duì)于疏浚工

12、程，為了提高排水能力或增加湖泊的蓄水能力，疏浚技術(shù)要求相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。為了改善水環(huán)境的疏浚，相應(yīng)的技術(shù)要求相對(duì)較高。如果不滿(mǎn)足這一要求，疏浚效果將大大降低，甚至水質(zhì)也會(huì)惡化。因此，有必要討論疏浚計(jì)劃的制定，以改善水環(huán)境。在制定疏浚方案以改善水環(huán)境時(shí)：首先，應(yīng)清楚地了解受污染沉積物的沉積特征，分布規(guī)律和物理化學(xué)特性。其次，應(yīng)根據(jù)更準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)確定合理的開(kāi)挖深度。完成泥沙總量測(cè)量和總量測(cè)量，科學(xué)合理安排疏浚范圍和規(guī)模，疏浚作業(yè)區(qū)劃分，工程量，疏浚方法，機(jī)械配置，工作制度和施工期；選擇沉積物儲(chǔ)存地點(diǎn)和處理過(guò)程的選擇，尤其是綜合利用計(jì)劃，必須有明確的技術(shù)計(jì)劃。 4.4排沙和沖沙泥沙淤積會(huì)使水庫(kù)的

13、庫(kù)容減小，水壩淤積影響工程壽命。排沙和沖沙都是通過(guò)開(kāi)啟水庫(kù)的底部泄沙涵閘門(mén)、用水力來(lái)沖排。排沙措施包括排泄洪水中的泥沙和異重流排沙，沖沙包括降落水位沖沙和放空排沙。對(duì)尚未沉積的懸移質(zhì)和推移質(zhì)泥沙可以采用排沙方法；而對(duì)已沉積的泥沙，則可采用沖沙手段。排沙和沖沙帶走淤積泥沙的同時(shí)也帶走了營(yíng)養(yǎng)濃度極高的底泥，可結(jié)合水庫(kù)發(fā)電需要、來(lái)水過(guò)程和根據(jù)底泥移動(dòng)情況有針對(duì)性的合理規(guī)劃排沙和沖沙。 5結(jié)語(yǔ) 研究結(jié)果表明，網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)造成水環(huán)境污染的來(lái)源主要包括三個(gè)方面：喂食殘餌；養(yǎng)殖生物的代謝產(chǎn)物；養(yǎng)殖產(chǎn)生的沉積物?？傮w研究結(jié)果顯示，芒里水庫(kù)關(guān)鍵污染因子總氮主要來(lái)源于網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)，因此在徹底清除網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)之后可以因地制宜結(jié)合增殖放流、生物防治、水庫(kù)疏浚、排沙沖沙等措施來(lái)進(jìn)一步加速水體恢復(fù)，還芒里水庫(kù)一個(gè)青山綠水的健康水生態(tài)環(huán)境。 參考文獻(xiàn) 1朱溆君.王芳群，王小煒，等.淺析網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)對(duì)水質(zhì)的影響以及相應(yīng)的解決措施J.干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，2013，27（11）：5-9. 2林永泰，張家慶，楊漢遠(yuǎn)，等.黑龍?zhí)端畮?kù)網(wǎng)