網(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警方案探討

李金文，楊 俊，柳曉砹，尚明昆

（云南省普洱市環(huán)境監(jiān)測站，普洱665000）

網(wǎng)箱養(yǎng)殖利用網(wǎng)片裝配成一定形狀的箱體，設(shè)置在較大的水體中，通過網(wǎng)眼進行網(wǎng)箱內(nèi)外水體交換，使網(wǎng)箱內(nèi)形成一個適宜魚類生活的環(huán)境。利用這種養(yǎng)殖方式，可以大幅度提高魚類的產(chǎn)量，是一種將池塘密放養(yǎng)技術(shù)運用到環(huán)境條件優(yōu)越的較大水面而取得高產(chǎn)的高度集約化的養(yǎng)殖方式［1］。

網(wǎng)箱養(yǎng)殖具有成本低、成活率高、飼養(yǎng)周期短、管理方便、起捕容易，適應(yīng)性強、便于推廣、經(jīng)濟效益好等一系列優(yōu)點，自從1973年網(wǎng)箱養(yǎng)魚技術(shù)進入我國以來，30多年以來網(wǎng)箱養(yǎng)殖在我國得到了迅猛的發(fā)展，并取得了較好的經(jīng)濟效益。

網(wǎng)箱養(yǎng)魚是一項高投入、高產(chǎn)出的漁業(yè)方式。網(wǎng)箱養(yǎng)魚向環(huán)境輸出的廢物主要包括未食的飼料、糞便、排泄物以及化學藥品等。在這些廢物中對水體和底泥產(chǎn)生富營養(yǎng)化影響的主要是未食飼料、糞便和排泄物中所含的營養(yǎng)物質(zhì)。它們增加了水體的營養(yǎng)物負荷。隨著養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖強度的擴大，我國有些開展網(wǎng)箱養(yǎng)魚的水庫，曾因網(wǎng)箱養(yǎng)魚負荷量過大造成水質(zhì)惡化，發(fā)生大規(guī)模死魚或浮頭事件，在網(wǎng)箱中大量使用藥物也可使周圍的水質(zhì)惡化。不僅漁業(yè)生產(chǎn)遭受直接經(jīng)濟損失，還嚴重影響水體其他功能的正常發(fā)揮，影響國計民生［2，3］。

網(wǎng)箱養(yǎng)殖一方面能夠帶來巨大的經(jīng)濟利益，增加農(nóng)民收入，提振地方經(jīng)濟；另一方面又面臨著巨大的環(huán)境風險。如何準確地評價網(wǎng)箱養(yǎng)殖對環(huán)境的影響程度和預(yù)測水體對網(wǎng)箱養(yǎng)魚的負載力，從而通過合理的控制養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖強度，在保證不造成水體污染的前提下最大化利用漁業(yè)資源成為了國內(nèi)外學者研究的熱門方向。

目前國內(nèi)外對網(wǎng)箱養(yǎng)殖對環(huán)境的影響程度和預(yù)測水體對網(wǎng)箱養(yǎng)魚的負載力的研究取得一定的進展。如：Penczak等，研究發(fā)現(xiàn)每生產(chǎn)1kg虹鱒，平均排入湖泊中的總氮、總磷和總碳含量分別為0.10kg，0.023kg和0.75kg［4］。Beveridge計算出網(wǎng)箱養(yǎng)殖虹鱒的一個小型湖泊的負載力為3t／hm2／a［5］。陳義煊等研究了四川省9座水庫后，計算得出網(wǎng)箱養(yǎng)殖鯉魚的最大負載力，以最大產(chǎn)魚潛力表示，為2.5t／hm2～8.1t／hm2［6］。李德尚等研究，得出網(wǎng)箱養(yǎng)鯉的負荷力為3 000kg／ha，若按網(wǎng)箱養(yǎng)鯉毛產(chǎn)量750 000kg／ha為計算標準，則換算為養(yǎng)魚網(wǎng)箱總面積占水庫總面積的0.4%［7］。

雖然目前國內(nèi)外對網(wǎng)箱養(yǎng)殖對環(huán)境的影響程度和預(yù)測水體對網(wǎng)箱養(yǎng)魚的負載力的研究取得了一定的進展。但由于各地區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖水體的水文條件、氣候條件、魚類養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖水平等存在很大的差異。各地在開展網(wǎng)箱養(yǎng)殖規(guī)模及強度的評估時如完全照搬已有研究成果可能會存在不適于當?shù)鼗厩闆r的現(xiàn)象，如各地開展養(yǎng)殖都進行一次評估和研究的話在實際操作中又不太不可行。為了解決上述問題本文旨在探索一種簡便易行的網(wǎng)箱養(yǎng)殖預(yù)警方案以供參考。

1 研究區(qū)域基本概況

近年來普洱市水電事業(yè)發(fā)展迅猛，大量水電站的建設(shè)，將形成上百萬畝水域資源，同時出現(xiàn)大量失地移民。為充分利用資源，發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)，解決失地農(nóng)民生產(chǎn)生活，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入，普洱市于2009年開展了電站庫區(qū)羅非魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖試驗，同時著力打造現(xiàn)代漁業(yè)示范縣，規(guī)劃至2020年將形成近14萬畝的電站庫區(qū)養(yǎng)殖面積。本文以云南省普洱市率先開展網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域為研究對象，分析其網(wǎng)箱養(yǎng)殖前后水質(zhì)變化情況，提出一套簡單易行水質(zhì)預(yù)警監(jiān)測方案，以求能夠良好的掌握養(yǎng)殖水體水質(zhì)的動態(tài)情況并及時提出養(yǎng)殖規(guī)模及方式改善方案，從而有效的保護網(wǎng)箱養(yǎng)殖庫區(qū)水環(huán)境同時促進漁業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展。

本次調(diào)查研究區(qū)域為崖羊山、泗南江2個電站區(qū)域，其中崖羊山庫區(qū)水質(zhì)執(zhí)行GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類標準，泗南江庫區(qū)執(zhí)行Ⅱ類標準。

崖羊山庫區(qū)開展網(wǎng)箱養(yǎng)殖的水面面積為27.25畝，網(wǎng)箱數(shù)740個；泗南江庫區(qū)水面面積為70.88畝，網(wǎng)箱數(shù)1890個。網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚種均以羅非魚為主。普洱市環(huán)境監(jiān)測站于2010年5月對李仙江流域中的崖羊山，泗南江電站庫區(qū)進行了實地采樣監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果與2007年網(wǎng)箱養(yǎng)殖開展前同區(qū)域的水質(zhì)進行了比對，詳細結(jié)果見表1。

表1 崖羊山庫區(qū)、泗南江水庫網(wǎng)箱養(yǎng)魚后水質(zhì)變化情況 mg·L－1

從表1數(shù)據(jù)可知，崖羊山水庫高錳酸鹽指數(shù)上升了60.15%，溶解氧降低了20.53%，CODcr上升了197.5%，BOD5上升了101.64%，氨氮上升了224.79%，總磷上升了96.43%，總氮上升363.77%；泗南江水庫高錳酸鹽指數(shù)上升了75.70%，溶解氧降低了1.76%，CODcr上升了55.3%，BOD5上升了43.04%，氨氮上升了318.37%，總磷上升了80.77%，總氮上升311.77%。

監(jiān)測結(jié)果表明：崖羊山庫區(qū)和泗南江庫區(qū)在開展網(wǎng)箱養(yǎng)殖后水環(huán)境質(zhì)量雖然仍然符合GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》相關(guān)標準限值規(guī)定，但水質(zhì)呈現(xiàn)明顯下降趨勢。即開展網(wǎng)箱養(yǎng)殖對庫區(qū)水質(zhì)造成了影響，但尚未造成污染。但憑借上述監(jiān)測數(shù)據(jù)尚不能判斷此養(yǎng)殖規(guī)模及方式再持續(xù)數(shù)年之后是否會對水環(huán)境造成污染影響水體功能以及影響水體功能并造成污染現(xiàn)象出現(xiàn)的年限；又或是此養(yǎng)殖規(guī)模是否還能有所擴大而不影響水體功能。

2 水質(zhì)影響評估方法及監(jiān)測預(yù)警方案

由于網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水質(zhì)影響主要為造成水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，所以有效評估水體富營養(yǎng)化程度可以很好的評估網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水質(zhì)的影響程度從而判斷養(yǎng)殖規(guī)模及強度是否超出庫區(qū)環(huán)境承載力。

2.1 水質(zhì)監(jiān)測方案

為了準確的評估網(wǎng)箱養(yǎng)殖對庫區(qū)水質(zhì)的影響程度首先要保證監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠切實準確的反映庫區(qū)水質(zhì)基本情況。養(yǎng)殖庫區(qū)具體監(jiān)測方案如下。

（1）監(jiān)測頻率：每年3次，分別為豐水期、枯水期、及平水期各1次。如在條件不允許的情況下可減少為每年2次，分別為枯水期及平水期各1次。

（2）監(jiān)測點位布設(shè)：以網(wǎng)箱養(yǎng)殖中心區(qū)域為中心，向周圍輻射布設(shè)采樣位置，取樣間隔為每2～4 km2。每個監(jiān)測點位分別采取水面表層、中層及底層水樣，并將各層水樣混合為一個混合樣。

（3）監(jiān)測指標：總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、葉綠素a（Chla）、透明度（SD）。

2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)評估分析方法

監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析方法采用采用金相燦等提出的相關(guān)加權(quán)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法［8－9］。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式及評價方法如下：

式中：TLI（∑）——綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

TLI（j）——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

Wj——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重，見表3。

表2 湖泊富營養(yǎng)化評價標準

表3 各項指標營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)權(quán)重

單個指標的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)按照公式計算：

式中：Chla單位為mg／m3，SD單位為m，其他指標單位均為mg／L。

根據(jù)所求TLI（∑），采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊（水庫）營養(yǎng)狀態(tài)進行分級，見表4。

表4 水體的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分級

2.3 水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警方案實施及對策

首先按綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法分別計算出每年枯水期、豐水期、平水期的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，取其中的最大值作為當年的水質(zhì)營養(yǎng)指數(shù)。

根據(jù)湖庫水體營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)基本情況，將網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水質(zhì)影響的預(yù)警級別為一級綠色預(yù)警級別、二級黃色預(yù)警級別、三級橙色預(yù)警級別以及四級紅色紅色級別。具體各預(yù)警級別劃分詳見表5。

表5 水質(zhì)影響預(yù)警分級表

一級綠色預(yù)警級別表示網(wǎng)箱養(yǎng)殖對養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響較小，水體環(huán)境負荷不大，尚有一定的環(huán)境承載力可適當加大養(yǎng)殖規(guī)模及強度以充分利用漁業(yè)資源。但養(yǎng)殖規(guī)模及強度的增加幅度不宜過大，需循序漸進。

二級黃色預(yù)警級別表示網(wǎng)箱養(yǎng)殖對養(yǎng)殖水體水質(zhì)有一定影響，水體環(huán)境負荷在尚在水體能夠承載的范圍內(nèi)，但養(yǎng)殖規(guī)模及強度不宜再擴大。

三級橙色預(yù)警級別表示網(wǎng)箱養(yǎng)殖對養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響較大，水體環(huán)境負荷已經(jīng)超過了水體的環(huán)境承載力，需適當縮減養(yǎng)殖規(guī)模及強度。

四級紅色預(yù)警級別示網(wǎng)箱養(yǎng)殖對養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響很大，水體環(huán)境負荷已經(jīng)嚴重超過了水體的環(huán)境承載力，需立即停止網(wǎng)箱養(yǎng)殖以恢復水體功能。

需特別指出的是由于隨著網(wǎng)箱養(yǎng)殖的不斷發(fā)展，庫區(qū)水質(zhì)監(jiān)測指標及預(yù)警分級情況作為動態(tài)指標，即每監(jiān)測一次即可計算分析出一次水質(zhì)預(yù)警級別，從而有效的指導該庫區(qū)下一步網(wǎng)箱養(yǎng)殖的規(guī)模、強度及養(yǎng)殖方式。

根據(jù)上述計算、分析及判斷方法計算可得在羊崖山庫區(qū)2007年，2009年營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分別為18.29及34.67。崖羊山庫區(qū)2007年網(wǎng)箱養(yǎng)殖預(yù)警級別為一級綠色級別，2009年網(wǎng)箱養(yǎng)殖預(yù)警級別為二級黃色級別。泗南江庫區(qū)2007年，2009年營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分別為15.87及31.95。泗南江庫區(qū)2007年網(wǎng)箱養(yǎng)殖預(yù)警級別為一級綠色級別，2009年網(wǎng)箱養(yǎng)殖預(yù)警級別為二級黃色級別。即目前崖羊山、泗南江兩庫區(qū)目前養(yǎng)殖規(guī)模及強度對庫區(qū)水質(zhì)的影響尚在可控范圍內(nèi)，但養(yǎng)殖規(guī)模不宜再擴大。

3 結(jié) 語

本文以普洱市崖羊山、泗南江兩庫區(qū)為例，以綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法為基礎(chǔ)制定了一套簡單易行的網(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警方案，以求能簡便有效的評估網(wǎng)箱養(yǎng)殖的規(guī)模及強度是否適當，并為下一步網(wǎng)箱養(yǎng)殖的規(guī)模及強度的變化提出一些建議和意見。但本次研究的數(shù)據(jù)及資料有限，水質(zhì)預(yù)警方案的劃分基本依照綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法的分級規(guī)則制定，在實際中可能出現(xiàn)一些偏頗，希望在以后的研究中得以加強，以制定出更加合理的分級指標來指導相關(guān)的實際工作。

［1］ 陳蘇維，朱文東.網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水環(huán)境的影響及解決方法［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，35（30）：9538－9540.

［2］ 齊子鑫，徐文彥，唐國盤.投餌式網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水庫生態(tài)環(huán)境的影響［J］.水利漁業(yè)，2006，26（5）：78－79.

［3］ 劉順科，蔣衛(wèi)民，田曉豐，等.水磨灘水庫網(wǎng)箱養(yǎng)鯉水質(zhì)惡化的原因及對策［J］.水利漁業(yè)，1991（6）：37－40.

［4］ Penczak，T.et al.，The enrichment of a mesotrophic lake by carbon，phosphorus and nitrogen from the cage aquaculture of rainbow trout［J］.Salmo gairdneri.J.Appl.Ecol.，1982（19）：371－93.

［5］ Beveridge，M.，Tilapia hatcheries－ake or land based［J］.ICLARM Newsl.，1984，7（1）：10－11.

［6］ 陳義煊，高天福，張 凱.四川省水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀和網(wǎng)箱養(yǎng)殖容量研究［J］.水系污染與保護，1994，（02）.

［7］ 李德尚.論水庫放養(yǎng)魚種的質(zhì)量［J］.水庫漁業(yè).1983，（04）：32－35.

［8］ 金相燦，屠清英.湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，1990：286－302.

［9］ 金相燦，劉鴻亮.中國湖泊富營養(yǎng)化［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，1990.