喀什河流域重要漁業(yè)水域環(huán)境質量評估

摘" 要：為評估喀什河流域重要漁業(yè)水域環(huán)境質量，2023 年 4月 ～ 11 月對伊犁河三大支流之一的喀什河水質展開了調查，測定了pH值、懸浮物、葉綠素a（Chla） 、亞硝酸鹽氮（NO-2-N）、硝酸鹽氮（NO-3-N）、氨氮（NH+4-N）、高錳酸鹽指數（CODMn ）、總氮（TN）、總磷（TP）、溶解氧（DO）、水溫T、溶解性磷酸鹽（PO3-4）、硫化物（S2-）共計 13個指標。研究該流域水質現狀和污染特征，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數對營養(yǎng)狀況進行評價。結果顯示，喀什河流域水質呈弱堿性，pH均值在7.24～8.64；全年DO變化較大，變化范圍為4.18 mg/L～12.39 mg/L。各采樣點間CODMn含量無顯著性差異（Pgt;0.05），變化范圍為0.6 mg/L～2.1 mg/L。營養(yǎng)鹽中TN含量在不同時間和不同采樣點之間均存在顯著性差異（Plt;0.05），養(yǎng)殖區(qū)TN含量與對照區(qū)相比有所增加，遠離養(yǎng)殖區(qū)后TN含量逐漸降低。網箱養(yǎng)殖區(qū)葉綠素 a（Chla） 含量略高于對照區(qū)。各采樣點綜合營養(yǎng)指數為15.71～ 22.87，綜合評判水體處于貧營養(yǎng)狀態(tài)。評估結果可為新疆宜漁水域漁業(yè)資源開發(fā)利用提供數據積累和技術支撐。

關鍵詞：喀什河流域；漁業(yè)水質；綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數

中圖分類號：S932.2文獻標志碼：A

文章編號：1674-2419（2024）06-0690-08

喀什河位于新疆維吾爾自治區(qū)伊犁哈薩克自治州伊犁河流域，是伊犁河流域三大河流之一。源出天山山脈與依連哈比爾尕兩山之間東北麓，由東向西貫穿整個尼勒克縣流至伊寧縣墩麻扎附近，與鞏乃斯河匯合后流入伊犁河。流域總面積9 541 km2，河長304 km，流域海拔在800 m～4 600 m之間[1]，河源海拔3 600 m左右，地勢東高西低。河道順直，河型呈羽毛形，支流短小而廣布，較大支流有寨口河、包爾包斯河等[2]，喀什河上游有“百里畫廊”唐布拉風景區(qū)，下游有號稱西北五省最大的原始次生林?？κ埠犹烊宦洳?506 m，上游水流湍急，水中溶解氧含量較高。河水主要來源于冰雪融水，水溫冷涼。

在大食物觀背景下，該地區(qū)利用天然的水質條件，用生態(tài)網箱進行人工養(yǎng)殖全雌三倍體虹鱒，2023年年產量達6 000 t，尼勒克縣的虹鱒魚產業(yè)不僅為人們提供安全可靠的優(yōu)質蛋白，還為當地牧民提供了就業(yè)崗位，使該水域變成了天山下的“水上糧倉”。

該流域發(fā)展生態(tài)網箱養(yǎng)殖后，關于該區(qū)域的漁業(yè)水質綜合評價的研究報道很少。文章以喀什河為研究對象，于2023年4月～11月期間監(jiān)測主要的漁業(yè)水質環(huán)境指標，利用單因素方差分析、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數評價分析該流域水質數據變化的內在規(guī)律和影響因素，探討了生態(tài)網箱養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展對水域環(huán)境的影響，旨在為推動形成同市場需求相適應、同資源環(huán)境承載力相匹配的漁業(yè)生產結構和區(qū)域布局，為漁業(yè)科技大數據的有效積累和實效發(fā)揮夯實基礎，以期為生態(tài)環(huán)保部門和漁業(yè)管理部門的決策提供參考。

1 材料與方法

1.1 養(yǎng)殖區(qū)概況

第一網箱養(yǎng)殖區(qū)，于2023年開始發(fā)展大水面生態(tài)環(huán)保網箱養(yǎng)殖。第二網箱養(yǎng)殖區(qū)，2014年開始生態(tài)網箱養(yǎng)殖，有35個自動化、智能化圓形生態(tài)環(huán)保網箱，每個單體面積約為2 000 m2。養(yǎng)殖品種主要為三倍體虹鱒，養(yǎng)殖所用的餌料主要為人工飼料，魚類生產周期約為3年。

1.2 樣本選取

該研究于2023年3月、5月、6月、8月、9月、11月，在喀什河流域進行采樣，采樣圖見圖1。第一網箱養(yǎng)殖區(qū)采樣圖見圖2，第二網箱養(yǎng)殖區(qū)采樣圖見圖3，共設置9個采樣站位，其中S3、S6、S7為網箱養(yǎng)殖區(qū)。具體調查站位名稱和經緯度見表1。用5 L的有機玻璃采水器在距離水面0.5 m處采集表層水樣，然后裝入聚乙烯瓶中，現場加固定劑，盡快運送至實驗室進行分析。

1.3 樣品分析方法

水溫、pH值、DO均在現場測定，pH值、DO采用美國哈希HQ30D進行現場檢測，儀器使用前已校正。實驗室測定指標包括CODMn、NH+4-N、TN、NO-2-N、NO-3-N、TP、Chla，根據《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）和《水和廢水監(jiān)測分析方法》第四版，其分析方法如下：CODMn采用酸式滴定法（GB 11892—1989）； NH+4-N采用納氏試劑分光光度法（GB 7479—1987）；TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法；TP采用鉬酸銨分光光度法（GB 11893—1989）。氨氮（NH+4-N）采用水楊酸分光光度法測定。

1.4 數據分析

采用SPSS 27、Origin 2021、ArcGIS 10.8等軟件進行數據分析及圖表繪制。利用方差分析來檢驗不同水質指標值在時間與空間上是否存在顯著性差異。當Plt;0.05時，認為差異顯著。

水體營養(yǎng)狀態(tài)評價依據中國環(huán)境監(jiān)測總站《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術規(guī)定》中綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法（TLI）進行評價[3]。0＜TLI≤30 為貧營養(yǎng)；30 ＜TLI≤50 為中營養(yǎng)；50＜TLI≤60 為輕度富營養(yǎng)；60＜TLI≤70 為中度富營養(yǎng)；70 ＜TLI≤100 為重度富營養(yǎng)。

2 結果與分析

該研究僅針對喀什河流域的表層水質進行討論，探究該區(qū)域生態(tài)網箱養(yǎng)殖對水環(huán)境的影響，不包括其對底層環(huán)境的影響。

2.1 水溫狀況分析

水溫是研究水體質量狀況必不可少的指標。水溫的變化會影響水體中的溶解氧水平，進而影響水生生物的呼吸和生存條件。研究水域內最高水溫出現在8月，最低水溫出現在11月時的上游喬爾瑪（S1）。第一養(yǎng)殖區(qū)的水溫相對高于上游喬爾瑪（S1），對照區(qū)和網箱養(yǎng)殖區(qū)水溫變化不大，水溫變化主要是由于該河流水源水為山脈融雪和雨水，所以海拔高低對水溫有直接影響。其次，到達第一養(yǎng)殖區(qū)河道變寬水流相對緩慢，水體不易進行有效的混合和循環(huán)，暴露在太陽下的水體容易積聚熱量，從而導致水庫庫區(qū)溫度較高。第一網箱養(yǎng)殖區(qū)最高水溫為23.4℃，最低水溫為3℃。第二養(yǎng)殖區(qū)的最高水溫為22.3℃，最低水溫為3℃。年平均水溫8月gt;6月gt;9月gt;5月gt;11月gt;3月。該研究結果表明，不同采樣點之間水溫無顯著性差異（Pgt;0.05），說明網箱養(yǎng)殖活動對水溫幾乎沒有影響，這與鄒清等的研究結果一致[4]。

2.2 pH值的變化

pH值對生態(tài)的影響是多方面的。首先，pH值對生物體有直接的影響，因為生物體內部和外部的許多生化反應都依賴于特定的pH值。生物體維持穩(wěn)定的pH值對其生存至關重要，因為pH值的變化可以影響生物體的結構、功能、生長繁殖以及免疫系統等多個方面。8月S8第二網箱養(yǎng)殖區(qū)下游pH值最高為8.64，5月S3第一網箱養(yǎng)殖區(qū)pH值最低為7.24。整體上該水域水質呈弱堿性。有研究認為[5]，網箱養(yǎng)殖過程中產生的殘餌、糞便和排泄物等污染物的分解產物進入水體，會導致網箱區(qū)水體pH值降低，但也有研究表明網箱養(yǎng)殖對水體的pH值影響不大[6-7]。第一網箱養(yǎng)殖區(qū)對照區(qū)（S2）與網箱區(qū)（S3）水體的 pH值變化范圍分別為7.36～8.61和7.24～8.42，第二網箱養(yǎng)殖區(qū)對照區(qū)（S5）與網箱區(qū)（S6、S7）水體的pH值變化范圍分別為7.48～8.53和7.31～8.59。該研究結果表明，不同采樣點之間pH值無顯著性差異（Pgt;0.05），說明網箱養(yǎng)殖活動暫時沒有改變該水域水體的弱堿性狀況，網箱養(yǎng)殖對該水域的pH值影響較小。

2.3 水體DO狀況分析

DO濃度與溫度、氣壓以及水體中生物體的細胞代謝密切相關[13]。朱超等人研究發(fā)現，冬季、春季的溫度較低，DO濃度較高，夏季、秋季的溫度較高，水體中的微生物代謝旺盛以及水華藻類逐漸死亡等因素，導致水體中 DO 濃度降低[14]。網箱養(yǎng)殖魚類的生長與呼吸作用、殘餌、糞便及底泥等有機物的氧化分解，會造成網箱區(qū)水體中的溶解氧濃度降低[8]。研究結果顯示，3月溶解氧含量最高，變化范圍為10.64 mg/L～12.39 mg/L。 9月、11月溶解氧含量較低，變化范圍為4.18 mg/L～6.15mg/L。全年DO變化較大，呈現出3月gt;5月gt;6月gt;8月gt;9月gt;11月的變化趨勢，但同一時期各采樣點間DO含量無顯著性差異（Pgt;0.05）。說明該水域的網箱養(yǎng)殖活動對DO含量沒有明顯的影響。這可能是由于該區(qū)域網箱為生態(tài)環(huán)保網箱，并采用了多種清污技術[9-12]。

2.4 水體CODMn分析

CODMn可反映水體中有機物和無機物的綜合氧化程度，進而評估水體污染程度。該研究表明，各采樣點的CODMn無顯著性差異（Pgt;0.05），其中8月份S7第二網箱養(yǎng)殖區(qū)和S8網箱下游的CODMn均為2.1mg/L，其他時間各采樣點的CODMn變化范圍為0.6 mg/L～1.9 mg/L，均符合《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）中Ⅰ類水質標準。各采樣點間CODMn含量無顯著性差異（Pgt;0.05）。網箱養(yǎng)殖產生的有機廢物大部分以較大的顆粒態(tài)形式沉積到庫底，存留在水中的那部分則可能在異氧細菌及浮游動物的作用下以較快的速度被消耗，使水體中有機物濃度較低，導致CODMn顯著降低[15]；水庫底部的沉積物及細菌也是影響CODMn的主要因子[16]。該研究水域的養(yǎng)殖活動對水體的CODMn影響較小，水體尚未形成有機污染，說明生態(tài)環(huán)保網箱對本區(qū)域水環(huán)境無明顯影響。

2.5 水體中葉綠素a含量分析

葉綠素a含量的多少可以反映水體中藻類的生物量，它與水環(huán)境質量有關，通過對葉綠素a含量的監(jiān)測能夠在一定程度上了解水質狀況。該研究通過6月、8月、9月對各采樣點的葉綠素含量進行分析，6月只有S3、S4、S9有檢出，最大值出現在S3第一網箱養(yǎng)殖區(qū)，濃度為1.97 μg/L。8月的9個采樣點葉綠素a均有檢出，濃度變化范圍為0.12 μg/L～12.09 μg/L，其中第二養(yǎng)殖區(qū)下游S8濃度最高為12.07 μg/L，第二網箱養(yǎng)殖區(qū)S7次之，濃度為10.66 μg/L，其他采樣點的葉綠素a濃度均小于1.24 μg/L，當沿河流流向到達S9時，葉綠素a含量降至1.02 μg/L。9月只有S2、S5、S6、S7、S9有檢出，最大值出現在S5，葉綠素a濃度為1.10 μg/L。

2.6 水體中營養(yǎng)鹽含量分析

NO-3-N峰值出現在5月第二網箱養(yǎng)殖區(qū)S7，含量為1.9 mg/L，對照點NO-3-N含量為1.6 mg/L，與對照點相比增加0.3 mg/L；NO-2-N峰值出現在3月第二網箱養(yǎng)殖區(qū)S7；含量為0.08 mg/L，對照點S5 NO-2-N含量為0.06 mg/L，與對照點相比增加0.02 mg/L。當沿河流流向到達S9時，NO-2-N含量降至0.061 mg/L。NH+4-N峰值出現在8月第二網箱養(yǎng)殖區(qū)S6，含量為0.169 mg/L，對照點S5 NH+4-N含量為0.15 mg/L，當沿河流流向到達S9時，NH+4-N含量降至0.10 mg/L以下。

該研究區(qū)域水體的TN各采樣點年均含量變化范圍為0.70 mg/L～1.60 mg/L。高峰值出現在第二網箱養(yǎng)殖區(qū)S7，含量為1.60 mg/L，對照點S5 TN含量為1.21 mg/L，S1喬爾瑪的TN含量為0.70 mg/L，順著河流流向S9托海電站TN含量降至1.266 mg/L。TN含量變化在時間上呈現5月gt;6月gt;9月gt;3月gt;11月gt;8月。5月從S1到S7隨著河流流經距離的不斷增加，養(yǎng)殖區(qū)TN含量略高于對照區(qū)。從空間上對比各采樣點的TN呈現S7gt;S8gt;S9gt;S6gt;S4gt;S5gt;S3gt;S2gt;S1。TN含量變化在不同時間和不同采樣點之間均存在顯著性差異（Plt;0.05）。當沿河流流向到達S9時，TN含量降至1.266 mg/L，與S5對照點相比僅增加0.052 mg/L。

該研究區(qū)域水體總磷濃度最高值出現在11月的S5，濃度為0.13 mg/L，為Ⅲ類水，S4到S5河段無養(yǎng)殖活動，說明該河段TP含量在一定程度上受到面源污染的影響。網箱養(yǎng)殖造成總磷在小范圍內增高，但離網箱較遠的S8、S9處的總磷含量已接近甚至優(yōu)于對照點S1、S2，說明目前水體自凈能力較好。其他時間和采樣點位TP含量均達到Ⅱ類水標準，濃度在0.005 mg/L～0.08 mg/L，均小于0.1 mg/L。月均TP含量8月gt;5月gt;6月gt;11月gt;9月gt;3月，濃度為0.005 mg/L～0.043 mg/L。

2.7 水體富營養(yǎng)化狀態(tài)分析

網箱養(yǎng)殖是一種高密度的投餌養(yǎng)殖方式，養(yǎng)殖過程中產生的有機廢物的分解產物（含氮、磷等）進入水中，會增加發(fā)生水體富營養(yǎng)化的風險[17-18]。文章依據綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法[3]對研究區(qū)水體的營養(yǎng)狀態(tài)進行了評價，評價結果見表3。由表3可以看出，目前研究區(qū)各采樣點水體營養(yǎng)狀態(tài)均為貧營養(yǎng)。這與訾方澤等 通過浮游植物生物量及密度分析評價結果一致[21]。

3 討論

3.1 網箱養(yǎng)殖活動對水溫、pH值、DO無影響

喀什河流域各采樣點間的水溫、pH值、DO無顯著性差異（Pgt;0.05），說明網箱養(yǎng)殖活動對水溫、pH值、DO沒有影響。

3.2 網箱養(yǎng)殖活動對葉綠素含量的影響因素

一方面，充足的光照是藻類進行光合作用并生成葉綠素的關鍵因素，水溫升高可以促進光合作用的進行，從而增加水體中葉綠素a的生成。該水域8月水溫最高，葉綠素含量也是全年最高。另一方面，養(yǎng)殖過程中的殘餌也會向水中釋放一部分N、P等營養(yǎng)元素[19]，導致養(yǎng)殖水域葉綠素a含量高于對照點，此結論與王毛蘭等[20]等的研究結論相似。

3.3 網箱養(yǎng)殖活動對營養(yǎng)鹽含量的影響

網箱養(yǎng)殖活動對水體中總磷含量影響不大，但在一定程度上增加了水體中的總氮含量。養(yǎng)殖區(qū)TN含量略高于對照區(qū)，一方面可能是由于網箱養(yǎng)殖過程中的殘餌、糞便進入水體后增加了水中的氮含量；另一方面，總氮含量隨著河流流向也呈現增加的趨勢，說明隨著海拔不斷降低，沿途人類活動的增多在一定程度上加劇了水域中總氮含量的增加。不同來源的氮具有不同的同位素組成，通過分析水體中氮同位素的組成，可以較為準確地判斷TN的來源。后期可利用氮同位素分析技術進一步確定總氮的來源。

3.4 水域營養(yǎng)狀態(tài)的綜合評價

綜合評價該水域各采樣點均處于貧營養(yǎng)狀態(tài)，水質良好。綜上，喀什河上第一網箱養(yǎng)殖區(qū)和第二網箱養(yǎng)殖區(qū)的網箱養(yǎng)殖活動對水體中總氮含量產生了一定的影響，但根據綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法評價，該水域水質仍為貧營養(yǎng)狀態(tài)。需要注意到養(yǎng)殖總量對水中總氮含量升高帶來的影響，考慮河流的自凈能力，建議持續(xù)對該水域進行水質監(jiān)測。

大水面生態(tài)漁業(yè)與流域生態(tài)保護需有機結合，科學規(guī)劃大水面生態(tài)漁業(yè)發(fā)展，合理確定大水面生態(tài)漁業(yè)發(fā)展空間，依法合理開發(fā)利用淡水湖泊、水庫等水域資源，強化基于生態(tài)系統的管理，推廣生態(tài)健康養(yǎng)殖技術和模式，科學發(fā)展生態(tài)環(huán)保網箱，妥善處置殘餌和糞污。

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Environmental quality assessment of important fishery waters in Kashi River Basin

WANG Tian， SUN Shiping， YANG Fan， NIU Jiangong， ZHANG Tao， CAI Lingang

（Fishery Resources and Environment Scientific Observation and Experiment Station in Northwest China， Ministry of Agriculture， Institute of Fishery Sciences， Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi 830000， Xinjiang China）

Abstract：In order to assess the environmental quality of important fishery waters in the Kashi River Basin， the water quality of Kashi River， one of the three tributaries of the Ili River， was investigated from April to November 2023. The pH value， suspended matter， chlorophyll a （Chla）， nitrite nitrogen （NO2--N）， nitrate nitrogen （NO3--N）， ammonia nitrogen （NH4+-N）， permanganate index （CODMn） were determined ）， total nitrogen （TN）， total phosphorus （TP）， dissolved oxygen （DO）， water temperature T， dissolved phosphate （PO43-）， sulfide （S2-） a total of 13 indicators. The water quality and pollution characteristics of the basin were studied， and the nutritional status was evaluated by comprehensive nutritional status index. The results show that the water quality of Kashi River basin is weakly alkaline， the average pH value is 7.24 ～ 8.64， and the DO varies greatly throughout the year， ranging from 4.18 mg/L to 12.39 mg/L. There was no significant difference in CODMn content among all sampling points （Pgt;0.05）， and the variation range was 0.6 mg/L ～ 2.1 mg/L. TN content in nutrient salts had significant differences at different time and sampling points （Plt;0.05）， TN content in culture area increased compared with control area， and TN content gradually decreased after leaving culture area. The content of chlorophyll a （Chla） in cage culture area was slightly higher than that in control area. The comprehensive nutrition index of each sampling point was 15.71～22.87， and the water body was in the state of poor nutrition. The evaluation results can provide data accumulation and technical support for the development and utilization of fishery resources in Xinjiang’s suitable fishing waters.

Keywords：Kashi River basin; fishery water quality; comprehensive nutritional status index

基金項目：新疆維吾爾自治區(qū)重點研發(fā)任務 “虹鱒大水面生態(tài)網箱養(yǎng)殖水域環(huán)境管理與生態(tài)風險防控關鍵技術”專項資助 （No.2022135761） 。

作者簡介：王甜（1982-），女，碩士，高級農藝師，主要從事漁業(yè)環(huán)境及水產品質量安全研究工作。E-mail：wtatxj1030@163.com。