養(yǎng)殖投飼對太子河水庫水質變化的影響及可持續(xù)開發(fā)對策

饒毅 夏迎秋 王海華 盛銀平 黃江峰 陳文靜

（1.江西省水產(chǎn)科學研究所，江西 南昌 330039;2.江西農(nóng)業(yè)大學，江西 南昌 330045;3.新建縣農(nóng)業(yè)局水產(chǎn)站，江西 新建 330100）

太子河水庫地處南昌縣蔣巷鎮(zhèn)鄱陽湖境內，以蓄洪、灌溉為主，兼顧養(yǎng)魚。位于北緯28°48'450″～ 28°50'560″，東經(jīng) 116°08'150″～ 116°12'012″，屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫為15.5～19.5℃，降雨量1186mm，無霜期長達260d，氣候條件適宜，水質優(yōu)良，無任何工業(yè)污染。河道東西長約 9km，南北寬約 300m，水面面積約233hm2，平均水深約2.5m。2006年開始投放魚種進行半精養(yǎng)式養(yǎng)殖，主要放養(yǎng)草魚、青魚、鯽、鰱、鳙和鳊等。目前，有關報道湖泊、水庫或河道養(yǎng)殖的都是網(wǎng)箱養(yǎng)殖或是放養(yǎng)鰱、鳙，未見類似于太子河這樣全河道主養(yǎng)草魚的半精養(yǎng)式養(yǎng)殖的報道。本文研究了太子河水質變化與漁業(yè)生產(chǎn)的關系，并探討了太子河漁業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展對策。

1 材料與方法

1.1 采樣點設置

在全庫共設置6個采樣點（見圖1）。采樣點的地理位置坐標見表1。

其中1#點為贛江相通的閘口。河道分為兩段，中間用網(wǎng)欄分隔開。上段2#和3#2個點，面積67hm2，2#點靠近居民聚集區(qū)，下段 4#、5#、6#3 個點，面積167hm2，3#和4#2個點是投飼點。各采樣點的地理位置見表1。

圖1 太子河采樣點分布圖

表1 采樣點地理位置信息

1.2 采樣時間

2010年6—10月投飼高峰期，每月中旬采水樣測定。

1.3 采樣方法

采水樣用有機玻璃采水器采集，采水面和水面下0.5m處各0.5L水樣混合注入潔凈的聚乙稀瓶和玻璃瓶，及時送入水質分析室，24h內測完。

1.4 水樣分析與漁業(yè)生產(chǎn)情況調查

測定項目為水溫、透明度 （SD）、pH值和溶解氧 （DO）、總磷 （TP）、總氮 （TN）、高錳酸鹽指數(shù) （CODMn）、氨氮、葉綠素a（chla）等9項指標，參照國標的方法進行測定，依照《漁業(yè)水質標準》（GB 11607）和《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838）Ⅲ類水進行檢測和評價。漁業(yè)生產(chǎn)情況調查包括主要養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖模式及養(yǎng)殖產(chǎn)量等。

1.5 營養(yǎng)狀況評價

采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對太子河的營養(yǎng)狀況進行評價。根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站制定的《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術規(guī)定》，選取chla、TP、TN、SD、CODMn共五項參數(shù)。其計算公式為:

式中，TLI（Σ）表示綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);TLI（j）代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關權重。

以chla作為基準參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化的相關權重計算公式為:

rij為第j種參數(shù)與基準參數(shù)chla的相關系數(shù);m為評價參數(shù)的個數(shù)。

表2 中國湖泊（水庫）部分參數(shù)與chla的相關關系值

表2 中國湖泊（水庫）部分參數(shù)與chla的相關關系值

參數(shù) chla TP TN SD CODMn rij 10.84 0.82 -0.83 0.83 r2 ij 1 0.7056 0.6724 0.6889 0.6889 Wj 0.2663 0.1879 0.1790 0.1834 0.1834

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式:

采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進行分級，如表3所示。

表3 湖泊（水庫）營養(yǎng)狀態(tài)分級

1.6 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0進行處理。

2 結果

2.1 水質測定結果

太子河水庫6-10月的平均水溫為23.5～28℃，pH值變化范圍為6.8～8.2，變化不大，表明庫區(qū)的緩沖性能良好;SD范圍為40～53cm;DO范圍為4.5～7.2mg/L，1#點至6#點的水平變化呈逐漸下降趨勢，5#點和6#點 DO含量平均值低于5mg/L，不符合地表水Ⅲ類標準;CODMn平均為6.26mg/L，TN平均為0.985mg/L，氨氮平均為0.48 mg/L，TP平均為0.038 mg/L，chla平均為10.875 mg/m3。CODMn超過了地表水Ⅲ類標準。

2.2 漁業(yè)生產(chǎn)情況

太子河2006年開始投放魚種進行半精養(yǎng)式養(yǎng)殖，主要放養(yǎng)草魚、青魚、鯽、鰱、鳙和鳊等。草魚占主導，占放養(yǎng)魚類的60%，鰱、鳙占30%。飼料來源主要靠人工投喂顆粒飼料，飼料粗蛋白約28%。2010年的放養(yǎng)量及產(chǎn)量見表4，漁獲物比例見圖2，每個月的投飼量見表5，月度變化見圖3。

表4 太子河2010年魚種投放及收獲情況

圖2 2010年漁獲物比例

表5 太子河2010年月度投飼量

圖3 2010年太子河投飼量月度變化

2.3 水體營養(yǎng)鹽含量的變化

總氮。TN是反映水庫營養(yǎng)鹽水平的重要指標。太子河水庫不同采樣點TN的月度變化見圖4。從圖中可以看出，變化的趨勢是一致的。1#點的TN含量最低，平均值為0.655 mg/L，5#點其次，平均值為0.805 mg/L，其余4個點的TN平均值都超過1.0 mg/L，超過了地表水Ⅲ類標準。3#點和4#點是投飼點，受殘餌和糞便的影響，TN值較高。2#點受居民區(qū)生活廢水的影響，TN值也呈較高的水平。5#點在4#點和6#點之間，離投飼點較遠，魚類活動較少，因此，TN值較低。

圖4 太子河水庫不同點位總氮的月度變化

總磷。太子河水庫不同采樣點TP的月度變化見圖5。太子河6—10月TP的均值為0.038 mg/l，屬地表水Ⅲ類標準。從圖5中可以看出，6個采樣點TP都較接近，但2#點、3#點和4#點較5#點和6#點高。

圖5 太子河水庫不同點位總磷的月度變化

2.4 高錳酸鹽指數(shù)的變化

從圖6中可以看出，1#點的CODMn最低，平均值為3.694 mg/L，2#～6#點均值都超過6.5 mg/L，超過了地表水Ⅲ類標準，說明漁業(yè)生產(chǎn)的殘餌和魚類糞便對水體產(chǎn)生了有機污染。

圖6 太子河水庫不同點位高錳酸鹽指數(shù)的月度變化

2.5 葉綠素的變化

從圖7中可以看出，1#點的葉綠素含量最低，平均值為1.56 mg/m3，2#點其次，平均值為8.16mg/m3，3#～6#點都超過了10 mg/m3。從時間變化上看，8月份葉綠素含量最高，8月份水溫高，光照時間長，因此適宜于藻類的生長，致水體的葉綠素含量較高。

圖7 太子河水庫不同點位葉綠素的月度變化

2.6 營養(yǎng)狀況

太子河綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)見表6。從表中可以看出，太子河2#～6#點的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為50＜TLI（Σ）≤60，呈輕度富營養(yǎng)化。將2#～6#點的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均值與6—10月的投飼量進行相關性分析得出，pearson相關性系數(shù)為0.576，大于0，說明呈正相關，雙側檢驗概率值為0.309，說明相關性不顯著（p＞0.05）。

表6 太子河綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

2.7 營養(yǎng)鹽結構

N/P比值是衡量營養(yǎng)鹽結構的主要指標。Redfield定律認為［3］，藻類細胞組成的原子比率C:N:P=106:16:1，如果氮磷比超過16:1，磷被認為是限制性因素。1#～6#點的TN和TP比值見表7。從表中可以看出，太子河2#～6#點的N/P比值為21.89～29.72，超過Redfield比值，說明太子河的富營養(yǎng)化進程是磷控制型，雖然此次總磷值未超過地表水Ⅲ類標準，但仍然要控制總磷的輸入。

表7 太子河不同點位的N/P比值

3 分析與對策

3.1 太子河漁業(yè)生產(chǎn)對水質產(chǎn)生的影響分析

水產(chǎn)養(yǎng)殖對水質的主要影響是增加水體懸浮物和營養(yǎng)鹽［1］，這在太子河漁業(yè)生產(chǎn)中也得到了充分的體現(xiàn)。太子河超過地表水Ⅲ類標準的水質指標是高錳酸鹽指數(shù)和總氮。大量的人工投飼給水體中帶入了大量的殘餌、魚類糞便和腐屑，這些有機污染物是造成高錳酸鹽指數(shù)超標的原因。有機物在水體中分解需要消耗大量的氧氣，此次水質檢測還顯示局部水域的溶解氧經(jīng)常在5 mg/L以下，由于魚群群體過大而出現(xiàn)過浮頭現(xiàn)象，這在大水面養(yǎng)殖中是很少出現(xiàn)的。氮的來源主要有人工投飼和居民區(qū)的生活廢水排放。高攀等［4］研究顯示，在主養(yǎng)草魚的池塘中，飼料（粗蛋白約28.0%、磷含量約1.1%）投入中有35.4% ～37.9%的氮以魚體形式產(chǎn)出，62.1% ～64.6%的氮以糞便和代謝物形式排入水環(huán)境中。太子河魚類養(yǎng)殖全程使用的是顆粒配合飼料，粗蛋白含量和磷含量與上述飼料相同，2010年投入飼料約1600t，即有約560t的氮以糞便和代謝物的形式排入了水環(huán)境中。

3.2 太子河漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展對策

3.2.1 優(yōu)化飼料結構以降低人工投飼對水體的影響

集約化的養(yǎng)殖隨著投飼量的大大增加，N、P等營養(yǎng)素對養(yǎng)殖水體的污染也會趨于嚴重。選用低氮磷排放水產(chǎn)飼料可以降低氮磷的排放，也意味著會降低對養(yǎng)殖水體的污染。低氮磷排放水產(chǎn)飼料是指飼料營養(yǎng)素利用率高，溶失率和殘留率低的飼料，這種飼料通過水產(chǎn)動物的攝食、消化、吸收、積累和排泄對養(yǎng)殖水體環(huán)境影響較小，是一種綠色飼料［5］。高攀等［6］的研究就表明選用低氮排放飼料的試驗組相比對照組能顯著降低水體中的總氮、總磷含量。除了優(yōu)化飼料結構外，采用科學的投喂方式和在飼料中添加誘食劑、促消化劑等也能降低對水體的污染。

3.2.2 生物方法改善水質

選取一些水域放置一些淺的網(wǎng)箱，在網(wǎng)箱中栽種一些鳳眼蓮、水芹等大型水生植物，可吸取水體中的氮、磷，改善水質，收獲后還可以作為草魚的飼料。金樹權等［7］研究了10種水生植物對氮、磷的吸收和水質凈化能力，其中鳳眼蓮對氮、磷的去除分別為80.4%和77.8%，水芹對氮、磷的去除分別為91.5%和94%。

3.2.3 調整放養(yǎng)模式以降低和修復漁業(yè)生產(chǎn)對水體的影響

太子河的放養(yǎng)模式為主養(yǎng)草魚，搭配放養(yǎng)鰱、鳙、鯽和鳊等。草魚和鯽為吃食魚，餌料來源為人工投飼。人工投飼會造成大量的營養(yǎng)鹽輸入，致使水體富營養(yǎng)化。理化方法可以較好又快速的改善水質，但費用較高，對湖庫這樣的大水面也不實用。而濾食性魚類鰱、鳙能攝食水里的浮游生物，降低有機物的含量，從而改善水體水質。孫金輝等［8］研究了鰱、鳙不同放養(yǎng)比例對云龍湖水庫水質影響的原位圍隔試驗，研究結果建議云龍湖水庫鰱、鳙放養(yǎng)量20g/m3、放養(yǎng)比例1:3左右可充分發(fā)揮鰱、鳙的生物操縱作用，改善水質，維持水資源的可持續(xù)利用。而戴雪華等［9］研究了鰱、鳙不同放養(yǎng)比例對天津市于橋水庫水質影響的原位圍隔試驗，研究結果建議于橋水庫鰱、鳙放養(yǎng)量20g/m3、放養(yǎng)比例1:2左右。因此，不同養(yǎng)殖水體，水質不同，放養(yǎng)模式不同，鰱、鳙的放養(yǎng)量和比例不能一概而論，需要根據(jù)實際情況作出適當?shù)恼{整。2011年調整了太子河鰱、鳙的放養(yǎng)量，放養(yǎng)尾數(shù)由2010年的1:1.6調整為2011年的2:1，雖然未進行水質檢測以證明水質的變化，但魚群未出現(xiàn)2010年的浮頭現(xiàn)象說明水質得到了改善。

3.4 控制居民生活區(qū)生活污水排放對太子河水體造成的面源污染

太子河2#點靠近居民生活區(qū)，生活污水的排放對2#點造成了面源污染，總氮、高錳酸鹽指數(shù)都超過地表水Ⅲ類標準，應采取措施控制這些外源性污染。

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