池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建及生態(tài)凈化效果淺談

何學(xué)海

摘 要 水產(chǎn)養(yǎng)殖是我國經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展中的重要產(chǎn)業(yè)類型之一。在傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式中，經(jīng)常出現(xiàn)嚴重的水體污染和水資源浪費等情況，對魚類生產(chǎn)有較大影響，進而造成其生態(tài)效益和經(jīng)濟效益難以提升。在現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中，逐漸注重池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建，其是在循環(huán)經(jīng)濟理念的指導(dǎo)下，借助動力流水凈化及生物修復(fù)技術(shù)等，實現(xiàn)水體凈化，推動可持續(xù)發(fā)展模式的建立。從池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的概念和原理入手，分析該系統(tǒng)的構(gòu)建，并針對其中幾種養(yǎng)殖系統(tǒng)模式及生態(tài)凈化效果進行探討，旨在為相關(guān)養(yǎng)殖企業(yè)或養(yǎng)殖戶提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 池塘循環(huán)水;養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建;凈化效果

中圖分類號：S961.6 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.15.050

我國水資源較為豐富，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖大國。但自20世紀70年代至今，大部分地區(qū)的水產(chǎn)養(yǎng)殖多沿用傳統(tǒng)模式，即進水渠+養(yǎng)殖池塘+排水渠。而當(dāng)前隨著漁業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高、大眾對蛋白質(zhì)的需求量大幅增加，水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模和數(shù)量逐漸增長。但由于部分養(yǎng)殖池塘的放養(yǎng)密度較大，魚類代謝物會在池塘內(nèi)大量積聚，一旦有機物的含量超過池塘水的負荷，則會導(dǎo)致嚴重的水體污染。因此，為適應(yīng)未來水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)?；陌l(fā)展趨勢，應(yīng)構(gòu)建池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，運用先進理念和模式，提高養(yǎng)殖生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

1 池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)概述

池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的含義，是指基于循環(huán)經(jīng)濟理念下，充分結(jié)合原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)，利用進排水分離、建立人工濕地等方式，有效凈化養(yǎng)殖水體。同時，也可利用微生物、水生植物及慮食性魚類等建立多級生物凈化水體，促使水體中的有機污染物含量得到降低。這一系列方法和技術(shù)則能夠形成完整的養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括多個功能的不同模塊，有利于實現(xiàn)資源合理利用，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的生態(tài)性[1]。

近年來，根據(jù)池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)具有的優(yōu)勢，在國內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)紛紛開展研究和實踐。以澳大利亞為例，其提出利用人工濕地來改善水體水質(zhì)，并闡述了濕地的容量大、處理實效好、運行成本低等優(yōu)勢。從功能上來看，人工濕地對水體生態(tài)凈化確實具有較好的效果。這是因為水產(chǎn)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的物質(zhì)為無機鹽，建設(shè)人工濕地可在物質(zhì)共生和循環(huán)的原則上，利用水生植物吸收無機鹽，促使其脫離養(yǎng)殖系統(tǒng)，避免或降低水體富營養(yǎng)化的問題。而我國在漁業(yè)發(fā)展中則是堅持可持續(xù)發(fā)展觀點，深入探索池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用，在凈化單元借鑒國外做法，以人工濕地、稻田、藕塘等作為工程化的生物過濾器，以此保障水產(chǎn)養(yǎng)殖對環(huán)境產(chǎn)生的影響被降到最低，緩解周圍湖泊出現(xiàn)富營養(yǎng)化的現(xiàn)狀[2]。

2 池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建

池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要采用原位修復(fù)和異位修復(fù)兩種技術(shù)，采用栽培水生蔬菜及建設(shè)池塘-濕地模式，其是將水產(chǎn)養(yǎng)殖的廢水順利引入濕地中以實現(xiàn)凈化功能。池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)是利用人工濕地與生態(tài)溝渠，對養(yǎng)殖廢水進行凈化，再重新回用的處理方式。在構(gòu)建該系統(tǒng)時，主要是合理設(shè)計和布局以下3個部分。

2.1 生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)

對于池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)，可設(shè)計為單一池塘或者多個池塘。如果布局多個池塘，則進排水應(yīng)采用串聯(lián)或者并聯(lián)等組合方式。其中，采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)是將過水管道布置在多個池塘中，并呈現(xiàn)“Z”字形排列，將進水端設(shè)置在上層，出水端鋪設(shè)在池塘的底部，目的是保證相鄰池塘能夠?qū)崿F(xiàn)有效換水。采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，則是保證池塘之間的獨立性，實現(xiàn)水質(zhì)具有穩(wěn)定性。在構(gòu)建時，應(yīng)結(jié)合養(yǎng)殖對象的食性，完善進排水設(shè)施，定期開展池塘清淤工作，并配備相應(yīng)的溝渠涵閘、投餌、增氧等設(shè)施。

2.2 尾水匯集區(qū)

在整個循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，尾水匯集區(qū)的池深較深。其所收納匯集的尾水中，含有大量的浮游生物和有機碎屑等物質(zhì)。為實現(xiàn)水體凈化的目的，可投放花鰱、白鰱等慮食性魚類，利用生物控制原理，保證水體中的浮游植物及浮游動物等數(shù)量減少，從而起到降低營養(yǎng)鹽含量的作用。在投放慮食性魚類時，應(yīng)考慮其具有較強的活動能力、較大的濾食量等，形成以魚養(yǎng)水、以魚減污的效果[3]。

2.3 濕地凈化區(qū)

池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，濕地凈化區(qū)是一個具有綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，一般是采用人工的方式進行建造和控制，基于物種共生和物質(zhì)循環(huán)的基本原理，實現(xiàn)廢水良性循環(huán)，提高資源使用效率。通常情況下，對于濕地凈化區(qū)的構(gòu)建，則是將表層凈化區(qū)布置在濕地的上游，栽培浮水、挺水、浮葉等水生植物，具體種類有荷花、蘆葦、茭白等;中層凈化區(qū)設(shè)置在濕地的下游，可種植黃絲草、苦草等沉水植物;底層凈化區(qū)在凈化塘的中游，可放養(yǎng)河蚌、螺類等水生生物，能夠有效完善水環(huán)境的生物多樣性，更好地控制藻類生物量，對重金屬等物質(zhì)進行過濾凈化。

3 池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)模式及生態(tài)凈化效果

3.1 人工濕地+養(yǎng)殖池塘

當(dāng)前我國投入實踐使用的池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，主要是人工濕地+養(yǎng)殖池塘模式，其組成部分有集約化養(yǎng)殖區(qū)、生態(tài)化養(yǎng)殖區(qū)、凈化區(qū)等。以江蘇省蘇州市的水產(chǎn)養(yǎng)殖為例，其是在集約化養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)以長吻鮠、四大家魚等為主要養(yǎng)殖對象。在生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)放養(yǎng)蝦蟹，尾水匯集區(qū)內(nèi)的養(yǎng)殖對象有匙吻鱘、鰱魚、鳙魚等。在人工濕地種植荷花、蘆葦?shù)韧λ参?，伊樂藻等沉水植物及水葫蘆等浮萍植物，并在池塘低部投放三角帆蚌、中華圓田螺等底棲生物。對于凈水區(qū)的構(gòu)建則是采用溢流壩兩側(cè)堆積活性炭[4]。

該系統(tǒng)的生態(tài)凈化效果較為明顯，尤其是在4—10月運行期間，生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)的水體透明度可達到25～40 cm，集約化養(yǎng)殖區(qū)水體透明度為17～36 cm，起到一級凈化作用。經(jīng)過循環(huán)水的整體凈化后，凈水匯集區(qū)的水體透明度得到提升。生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)的溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）含量較高，濕地凈化區(qū)含量最低。對于營養(yǎng)鹽的凈化效果，集約化養(yǎng)殖區(qū)高于生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)，出現(xiàn)這種情況的原因是集約化區(qū)的養(yǎng)殖生物密度大、飼料投放量多，且生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)中有大量的水草生物，可起到一定的水質(zhì)凈化效果。該循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)54%～68%的總氮（TN）去除率、46%～73%的總磷（TP）去除率、47%～62%的氨氮去除率、41%～56%的化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）去除率等，可保證循環(huán)系統(tǒng)凈化后，水體水質(zhì)達到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 凈化池塘+養(yǎng)殖池塘

我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖中還存在凈化池塘+養(yǎng)殖池塘的循環(huán)水系統(tǒng)模式。其主要構(gòu)成部分包含養(yǎng)殖池塘、三級凈化塘。一級凈化塘主要是種植多種水生植物、養(yǎng)殖草食性魚蝦等。通過溢流壩可進入到二級凈化塘，種植能夠高效吸收氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)能力的經(jīng)濟性水生植物，同時可養(yǎng)殖鰱魚、鳙魚、青蝦等水生動物。然后再經(jīng)過溢流壩，進入三級凈化塘，在其中利用水生植物發(fā)揮光合作用，以進一步抑制富營養(yǎng)化藻類。

該循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)在每年5—10月，會因飼料的投喂量較大，而產(chǎn)生嚴重的水質(zhì)惡化現(xiàn)象。對系統(tǒng)中的各個單元的水質(zhì)進行測定，其遠超出水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而經(jīng)過運用三級凈化后，可實現(xiàn)TN去除率達到59%～73%，而且生態(tài)凈化效果較為穩(wěn)定。同時在該循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，三級凈化去除效果變化差異相對明顯，呈現(xiàn)季節(jié)化變化特征，通常在每年9月，該系統(tǒng)的TN和TP的去除率最高，可達88%左右，在5月則為最低，僅為49%。對氨氮污染物的去除效果，在夏季具有較好的凈化作用，最高去除率能夠超過70%。綜合來說，凈化池塘+養(yǎng)殖池塘的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建后，生態(tài)凈化效果較為顯著，處理后的水質(zhì)指標(biāo)得到良好改善。

3.3 凈水池塘+人工濕地+養(yǎng)殖池塘

綜合上述兩種池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，可構(gòu)建一種復(fù)合式養(yǎng)殖模式，即凈水池塘+人工濕地+養(yǎng)殖池塘，其有5個養(yǎng)殖池塘串聯(lián)、綜合生物塘和人工濕地、生態(tài)溝渠等部分組合而成。在養(yǎng)殖單元主要是混養(yǎng)鰱魚、鳙魚;在綜合生物塘中放養(yǎng)慮食性魚類，并在沿岸種植蘆葦、茭白等水生植物;在人工濕地區(qū)域以碎石為填埋基質(zhì)，順?biāo)鞣较蚍N植菖蒲、美人蕉等植物，以此構(gòu)建完善的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)[5]。

該系統(tǒng)模式的生態(tài)凈化效果較為顯著，尤其是在污染較為嚴重的6—10月，沿水流方向循環(huán)塘中的DO和磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SD）等物質(zhì)含量均有大幅下降，但TP及COD等物質(zhì)含量有所上升，TN呈現(xiàn)一定的波動狀態(tài)。這是因為在5級養(yǎng)殖單元中，循環(huán)水經(jīng)過相應(yīng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖活動后，會導(dǎo)致水質(zhì)有所變差，在流經(jīng)凈化單元以及生態(tài)溝渠后，重新進入到養(yǎng)殖塘中的水質(zhì)會得到有效改善，其能夠提高養(yǎng)殖水體的DO水平，避免水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化，對池塘的微生態(tài)環(huán)境具有積極的改善作用。

4 結(jié)語

當(dāng)前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中，對池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建越來越重視，結(jié)合生產(chǎn)條件和養(yǎng)殖狀況的實際，合理設(shè)計和布局系統(tǒng)的各個關(guān)鍵組成部分，應(yīng)適當(dāng)種植和放養(yǎng)水生植物及動物，以營造良好的池塘生態(tài)體系。同時，要綜合考慮生態(tài)凈化效果，選擇科學(xué)的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)模式。根據(jù)現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展理念，各地區(qū)應(yīng)注重推廣和構(gòu)建陸基集約化圓形池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，其具有生態(tài)效益良好、建造和運行成本低、經(jīng)濟收益高等優(yōu)勢，有利于促進我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)進一步創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)的統(tǒng)一、社會與自然的和諧。

參考文獻：

[1] 鐘非，魏靜靜，趙永超，等.基于人工濕地的海水池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建與運行效果研究[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2019，46（2）：48-53.

[2] 劉棟，張成龍，朱健.池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建及其生態(tài)凈化效果研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2018，34（17）：145-152.

[3] 張明明，朱健，李冰，等.池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)凈化效果評價及分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：113-116.

[4] 徐武杰，文國樑，曹煜成，等.淺談水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的生態(tài)處理技術(shù)[J].南方農(nóng)業(yè)，2020，14（27）：181-182.

[5] 陳根，李龍龍，朱國富，等.鱖魚池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)理化因子研究[J].安徽科技學(xué)院學(xué)報，2020，34（6）：63-67.

（責(zé)任編輯：趙中正）