水生植物在池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式中的應(yīng)用研究

沈佳明 陸奇 韓斌

摘要? ? 池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式是一種新型的高效低碳養(yǎng)殖模式，發(fā)展前景廣闊。本研究以一新建成并運(yùn)行1年的池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地為研究對(duì)象，對(duì)其水生植物的種類組成、變化及水質(zhì)動(dòng)態(tài)規(guī)律進(jìn)行了調(diào)查，以期為該模式的完善、推廣提供參考。調(diào)查結(jié)果表明，從循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)共采集到水生維管束植物32種，主要以挺水及濕生植物為主。與運(yùn)行初始相比，水生植物種類增加顯著，共增加2.6倍。得益于更加豐富的水生植物群落類型以及更高的水生植被面積占比，尾水處理池的水質(zhì)總體優(yōu)于循環(huán)水凈化處理區(qū)。而若要充分發(fā)揮凈化處理區(qū)功能，應(yīng)增加主池塘的水生植物的配置種類及面積，從而充分發(fā)揮水生植物的凈化功能。從實(shí)際生產(chǎn)角度考慮，除配置水生態(tài)工程一些常用水生植物種類外，可加大水生蔬菜的配置應(yīng)用力度。

關(guān)鍵詞? ? 池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖;水生植物;水質(zhì);水生蔬菜

中圖分類號(hào)? ? Q178.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

我國(guó)是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖第一大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年，我國(guó)池塘養(yǎng)殖面積為276.26萬(wàn)hm2，占全國(guó)淡水養(yǎng)殖總面積的44.7%。為了提升經(jīng)濟(jì)效益，養(yǎng)殖者在池塘養(yǎng)殖過(guò)程中多采用高密度放養(yǎng)，并且大量施肥投餌，隨意排放不經(jīng)處理的養(yǎng)殖廢水，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化，污染日趨嚴(yán)重[1]。針對(duì)目前池塘養(yǎng)殖現(xiàn)狀，研究人員采取了許多技術(shù)措施來(lái)對(duì)淡水池塘養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行生態(tài)治理，而所有的這些技術(shù)措施基本上都離不開(kāi)水生植物對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的改善。水生植被在維持水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能方面具有重要作用，是水生態(tài)系統(tǒng)保持良性運(yùn)行的關(guān)鍵類群。研究水生植物對(duì)池塘養(yǎng)殖環(huán)境的改善目前已成為池塘生態(tài)養(yǎng)殖的主要研究?jī)?nèi)容之一[2-3]。

池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式是一種在新時(shí)代、新環(huán)境下，隨著科技的不斷進(jìn)步而逐漸發(fā)展起來(lái)的新型高效低碳養(yǎng)殖模式。為方便管理投飼，在一個(gè)池塘中固定幾個(gè)流水單元池，通過(guò)機(jī)械裝置使養(yǎng)殖水體循環(huán)流動(dòng)，并且在池后方增加了魚(yú)體排泄物收集裝置，以及時(shí)、快捷地清理魚(yú)體排泄物及其他廢物。池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式將池塘分為流水養(yǎng)魚(yú)區(qū)和循環(huán)水凈化處理區(qū)2個(gè)區(qū)域，并配套一定面積的尾水處理池，實(shí)現(xiàn)了池塘內(nèi)的小面積、高密度養(yǎng)殖[4-7]。池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖模式可以提高養(yǎng)殖效率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，可以促進(jìn)現(xiàn)代漁業(yè)更好、更快的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)成為應(yīng)用較為廣泛的養(yǎng)殖方式之一，同時(shí)也是今后的研究熱點(diǎn)養(yǎng)殖模式之一。

由于國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖模式的時(shí)間不長(zhǎng)，故針對(duì)這一模式開(kāi)展的系統(tǒng)研究相對(duì)較少，已有研究也多集中于養(yǎng)殖模式的構(gòu)建、該模式的污染特征、凈化效果及生態(tài)化調(diào)控技術(shù)以及生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益分析與評(píng)價(jià)等方面[8-14]，而針對(duì)水生植物在該模式下的應(yīng)用研究不多。本研究以一新建成并運(yùn)行1年的池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地為研究對(duì)象，對(duì)其水質(zhì)動(dòng)態(tài)規(guī)律及水生植物進(jìn)行調(diào)查，并分析了水生植物在池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖模式中的應(yīng)用效果及前景，以期為池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖模式的完善、推廣提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 研究池塘概況

桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水“跑道”養(yǎng)殖基地位于桐鄉(xiāng)市大麻鎮(zhèn)海華村（北緯30°30′56″、東經(jīng)120°20′45″），基地占地面積6.33 hm2，于2018年正式投入運(yùn)行。該基地目前也是嘉興市較大的池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地之一，共建有10條長(zhǎng)25 m、寬5 m、深2.5 m的養(yǎng)殖槽。槽內(nèi)利用水流將魚(yú)類的排泄物和殘存飼料沖到養(yǎng)殖槽的尾部集污區(qū)，并通過(guò)安裝在養(yǎng)殖槽尾部的吸污泵收集約80%養(yǎng)殖尾水，通過(guò)排污管道排放到尾水治理區(qū)及稻田，剩余 20%的肥水則順著水流進(jìn)入外圍寬闊的主池塘循環(huán)水凈化處理區(qū)進(jìn)行水質(zhì)凈化，具體布局見(jiàn)圖1。整個(gè)養(yǎng)殖過(guò)程做到尾水零排放，最大限度地解決了池塘養(yǎng)殖水體污染和富營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題。該基地“跑道”主要養(yǎng)殖魚(yú)類包括大口黑鱸、草魚(yú)、鯽魚(yú)、鳊魚(yú)。

1.2? ? 研究方法

于2019年6月對(duì)桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水“跑道”養(yǎng)殖系統(tǒng)的水生植物進(jìn)行了調(diào)查，主要調(diào)查范圍為系統(tǒng)主池塘、尾水處理池、基地內(nèi)排水渠及沿岸帶區(qū)域。調(diào)查時(shí)采用樣方法進(jìn)行調(diào)查，對(duì)水生植物種類組成進(jìn)行鑒定并記錄，同時(shí)拍照記錄標(biāo)本。沉水植物用旋轉(zhuǎn)式采草器采集，漂浮植物采用抄網(wǎng)采集，濕生及挺水植物則用手持式鐮刀采集。采用優(yōu)勢(shì)種原則對(duì)群落進(jìn)行命名，即以各群落優(yōu)勢(shì)種的名稱作為該群落的名稱。

對(duì)養(yǎng)殖槽、主池塘循環(huán)水凈化處理區(qū)及尾水處理池的水質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，其中養(yǎng)殖槽的水質(zhì)按春、夏、秋3個(gè)季度共調(diào)查3次，其余區(qū)域則在夏季魚(yú)類生長(zhǎng)旺盛時(shí)期進(jìn)行測(cè)定。水質(zhì)主要測(cè)定指標(biāo)包括水體pH值、溶解氧含量（DO）、總氮含量（TN）、銨態(tài)氮含量（NH4+-N）、總磷含量（TP）以及高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。

1.3? ? 數(shù)據(jù)分析

采用Excel對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 水生植物多樣性變化

由表1可知，本次共采集到水生維管束植物20科32屬32種。其中，蕨類植物1種;被子植物19科31屬31種。按生活型分，挺水植物12種，占總種類數(shù)的37.5%;濕生植物11種，占總種類數(shù)的34.4%;漂浮植物5種，占總種類數(shù)的15.6%;沉水植物4種，占總種類數(shù)的12.5%。從植物區(qū)系按科所含種類數(shù)上看，禾本科（Gramineae）種類最多，為6種;其次為水鱉科（Hydrocharitaceae）和莎草科（Cyperaceae），均為3種。

桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地建設(shè)時(shí)人工配置水生植物9種，與之相比，在系統(tǒng)運(yùn)行1年后，水生植物多樣性增加顯著，共增加約2.6倍，所增加的種類絕大多數(shù)系本地土著水生植物種類。這些種類主要是通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的填土、風(fēng)、水流以及鳥(niǎo)類傳播等途徑進(jìn)入基地。這些衍生的水生植物點(diǎn)綴分布于主池塘沿岸帶、溝渠內(nèi)或原先栽植的植物斑塊之間及其周緣，絕大多數(shù)種類分布面積較小。另外，這些自然遷入的植物種類繁殖、擴(kuò)散能力較強(qiáng)，對(duì)不同生境條件也都具有一定的適應(yīng)能力，因而在外界環(huán)境條件適宜的情況下，比較容易擴(kuò)展種群。由此可以預(yù)見(jiàn)，隨著植物演替，該養(yǎng)殖系統(tǒng)水生植物多樣性還將繼續(xù)增加。此外，水生植物種類多樣性的增加也會(huì)對(duì)池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及凈化效果產(chǎn)生一定的貢獻(xiàn)。

桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地建設(shè)時(shí)人工配置的9種水生植物中，美人蕉、鳶尾、菖蒲、中華天胡荽等4種主要配置于浮床上，其他種類則主要配置于沿岸帶及溝渠區(qū)域。從實(shí)際種植效果來(lái)看，種植在生態(tài)浮床上的這4種水生植物長(zhǎng)勢(shì)均一般。實(shí)際上，生態(tài)浮床雖然能提高系統(tǒng)的景觀效果，但從日常養(yǎng)護(hù)以及凈化效果方面來(lái)看，并非最優(yōu)選擇。

2.2? ? 水生植物群落類型

根據(jù)調(diào)查，桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地主要水生植物群落類型大致如下。

（1）菖蒲群落、鳶尾群落、美人蕉群落、千屈菜群落、中華天胡荽群落、水蔥群落。這5個(gè)群落均為人工配置。

（2）滿江紅+浮萍+紫背浮萍群落。基地主要的浮水植物群落之一，分布于部分沿岸帶區(qū)域。

（3）鳳眼蓮群落。少量分布于部分沿岸帶區(qū)域及基地內(nèi)部排水渠內(nèi)，為單優(yōu)群落。

（4）水鱉群落。零星分布于部分沿岸帶區(qū)域，其為單優(yōu)群落。

（5）穗狀狐尾藻群落。主要分布于植物浮島以及部分沿岸帶區(qū)域，均為人工配置，主要為單優(yōu)群落，部分區(qū)域與雙穗雀稗等共同生長(zhǎng)。

（6）金魚(yú)藻群落。為基地主要的沉水植物群落類型之一，主要見(jiàn)于主池塘及尾水處理池的淺水區(qū)內(nèi)，多為單優(yōu)群落，分布水深在1.5 m以下。

（7）苦草群落。為基地主要的沉水植物群落類型之一，主要見(jiàn)于主池塘及尾水處理池的淺水區(qū)內(nèi)，多為單優(yōu)群落，分布水深在1.5 m以下。

（8）黑藻群落。為基地主要的沉水植物群落類型之一，主要見(jiàn)于主池塘及尾水處理池的淺水區(qū)內(nèi)，多為單優(yōu)群落，分布水深在1.5 m以下。

（9）雙穗雀稗群落。主要分布于尾水處理池的沿岸帶區(qū)域，分布面積較廣，群落常見(jiàn)的伴生種為喜旱蓮子草、水蓼、馬唐、稗等。

（10）喜旱蓮子草群落。主要分布于沿岸帶區(qū)域及基地內(nèi)部排水渠內(nèi)，分布面積較廣，群落主要伴生種為雙穗雀稗、水蓼、稗、千金子等。

（11）水蓼群落。主要分布于沿岸帶區(qū)域及基地內(nèi)部排水渠內(nèi)，群落主要伴生種為喜旱蓮子草、雙穗雀稗、稗、千金子等。

（12）菰群落。主要分布于基地內(nèi)部排水渠，為人工配置，群落主要伴生種為石龍芮、水蓼、異型莎草、水莎草等。

（13）蘆葦群落。少量分布于尾水處理池部分沿岸帶區(qū)域，群落主要伴生種為狹葉香蒲、雙穗雀稗等，分布最大水深約為50 cm。

（14）香蒲群落。少量分布于部分沿岸帶區(qū)域，群落主要伴生種為狹葉香蒲、雙穗雀稗等，分布最大水深約為50 cm。

從水生植物群落類型可以看出，目前桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地主要以配置的菖蒲、鳶尾、美人蕉、千屈菜、中華天胡荽以及衍生的雙穗雀稗、喜旱蓮子草、水蓼等濕生植物組成的單優(yōu)或共優(yōu)挺水植物群落，穗狀狐尾藻、金魚(yú)藻、苦草、黑藻等沉水植物群落以及鳳眼蓮、滿江紅等漂浮植物群落為主。除去原先人工配置的群落，遷入種類的種群數(shù)量正在不斷發(fā)展壯大，尤其在沿岸帶區(qū)域的生態(tài)地位正在不斷加強(qiáng)，甚至部分植物在部分區(qū)域其所在層片已占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，如雙穗雀稗、喜旱蓮子草等。

從區(qū)域分布來(lái)看，尾水處理池水生植物群落類型以及植被面積占比均要明顯高于主池塘，尤其是挺水植物群落遍布沿岸帶區(qū)域，而在主池塘沿岸帶區(qū)域，群落類型主要以沉水植物群落、浮水植物群落以及喜旱蓮子草群落、水蓼群落等部分挺水植物群落為主，水生植被的面積占比以及群落多樣性都要低于尾水處理池。

2.3? ? 池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式水質(zhì)特征

養(yǎng)殖槽水體水質(zhì)的季節(jié)變化規(guī)律見(jiàn)表2。從結(jié)果來(lái)看，養(yǎng)殖槽水體秋季水質(zhì)狀況比春、夏2季差，水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮含量以及總磷含量明顯在秋季較高，而總氮含量夏季最高、秋季次之。養(yǎng)殖槽內(nèi)秋季水質(zhì)狀況相對(duì)要差，原因主要是經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的養(yǎng)殖，槽內(nèi)魚(yú)類規(guī)格已較大，故飼料投喂量和排泄量都較大，水體營(yíng)養(yǎng)水平高。

另外，對(duì)池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式不同區(qū)域夏季魚(yú)類生長(zhǎng)旺盛時(shí)期的水質(zhì)狀況也進(jìn)行了比較（表3），可以看出，養(yǎng)殖槽內(nèi)的水質(zhì)還是要劣于主池塘循環(huán)水凈化處理區(qū)和尾水處理池。雖然在推水增氧機(jī)的作用下，養(yǎng)殖槽內(nèi)水體常處于流動(dòng)狀態(tài)，但是由于養(yǎng)殖密度高且投喂飼料，故養(yǎng)殖槽內(nèi)水體的總氮含量和高錳酸鹽指數(shù)都是最高的，而養(yǎng)殖槽外循環(huán)水凈化處理區(qū)的銨態(tài)氮含量和總磷含量高于養(yǎng)殖槽內(nèi)和尾水處理池。

3? ? 結(jié)論與討論

調(diào)查結(jié)果表明，從循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)共采集到水生維管束植物32種，隸屬于20科32屬，主要以挺水及濕生植物為主。與運(yùn)行初始相比，水生植物種類增加顯著，共增加2.6倍，所增加的種類絕大多數(shù)系本地土著的一些水生植物種類，且禾本科、水鱉科、莎草科等占了很大比重。

從優(yōu)勢(shì)群落類型上看，桐鄉(xiāng)市大麻海北圩水產(chǎn)專業(yè)合作社池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖基地主要以配置的菖蒲、鳶尾、美人蕉、千屈菜、中華天胡荽以及衍生的雙穗雀稗、喜旱蓮子草、水蓼等濕生植物組成的單優(yōu)或共優(yōu)挺水植物群落，穗狀狐尾藻、金魚(yú)藻、苦草、黑藻等沉水植物群落以及鳳眼蓮、滿江紅等漂浮植物群落為主?？臻g分布上看，尾水處理池水生植物群落類型以及植被面積占比均要明顯高于主池塘。

從對(duì)池塘內(nèi)循環(huán)流水養(yǎng)殖模式不同區(qū)域夏季魚(yú)類生長(zhǎng)旺盛時(shí)期的水質(zhì)狀況的對(duì)比以及養(yǎng)殖槽水質(zhì)的季節(jié)變化來(lái)看，雖然主池塘有多處推水增氧裝置，但整個(gè)系統(tǒng)主池塘水體的營(yíng)養(yǎng)水平還是比較高的，表現(xiàn)為養(yǎng)殖槽外循環(huán)水凈化處理區(qū)的銨態(tài)氮含量和總磷含量較高，其凈化功能并未得到體現(xiàn)。得益于更加豐富的水生植物群落類型以及更高的水生植被面積占比，尾水處理池的水質(zhì)總體優(yōu)于循環(huán)水凈化處理區(qū)，其高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮含量和總磷含量均低于循環(huán)水凈化處理區(qū)。從系統(tǒng)運(yùn)行這一年的情況來(lái)看，由于建設(shè)初期更多從“如何養(yǎng)好魚(yú)”角度考量各項(xiàng)設(shè)計(jì)，因而對(duì)于各類型水生植物的合理配置應(yīng)用并未有足夠重視，生態(tài)浮島的設(shè)計(jì)也更多地從景觀角度考量，其面積小且長(zhǎng)勢(shì)一般，凈化作用微乎其微，而沿岸帶也僅配置少量挺水花卉作為點(diǎn)綴。若要充分發(fā)揮凈化處理區(qū)功能，應(yīng)增加主池塘的水生植物的配置種類及面積，從而充分發(fā)揮水生植物的凈化功能。

從實(shí)際生產(chǎn)角度考慮，除了配置水生態(tài)工程一些常用水生植物種類外，可加大水生蔬菜的配置應(yīng)用力度。水生蔬菜是我國(guó)的特色傳統(tǒng)蔬菜，適宜于池塘及濕地生長(zhǎng)，在保護(hù)濕地資源、改善水體環(huán)境及保障蔬菜安全供應(yīng)等方面均發(fā)揮著重要作用。種植水生蔬菜既能起到凈化水質(zhì)的作用，還能有一定的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出，一舉兩得。傳統(tǒng)水生蔬菜品種包括蓮藕、茭白、芋頭、荸薺、慈姑、菱角、蕹菜、芡實(shí)、水芹、莼菜、豆瓣菜、蔞蒿及蒲菜等，這些品種在嘉興地區(qū)均適宜種植。具體而言，在主池塘沿岸帶區(qū)域可適當(dāng)種植一定面積的子蓮、茭白、荸薺、慈姑、水芹等挺水類型的水生蔬菜，而在近岸邊的淺水區(qū)域可以種植菱角、豆瓣菜等浮水類型的水生蔬菜。另外，在深水區(qū)域及近岸邊區(qū)域也可采用簡(jiǎn)單網(wǎng)片制作浮床栽培水蕹菜、水芹等。根據(jù)在魚(yú)塘中的試驗(yàn)結(jié)果，魚(yú)塘浮床栽培蕹菜或水芹生長(zhǎng)速度快，可有效利用水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)正常生長(zhǎng)且可采收多茬，單位面積產(chǎn)量可觀。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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