芒里水庫水生態環境研究

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【摘要】隨著漁業的發展，淡水網箱養魚越來越受歡迎，其規模也在不斷擴大。但是因為魚餌的利用率非常低，同時也受魚類的代謝產物的影響，都對周圍的水生態環境產生了惡劣的影響。本文結合產業前沿技術和相關監測歷史數據分析了網箱養魚對云南省芒里水庫水環境造成的影響，針對網箱養魚對水環境的影響和水庫的改變狀況提出了相應的應對措施，以期盡快改善和恢復芒里水庫的水生態環境。

【關鍵詞】網箱養魚；水生態環境；芒里水庫

引言

網箱養魚是指在箱體中進行魚類養殖，這種由合成纖維或金屬網組裝而成的形狀較為規則的箱體，放置在水體中，箱內水體能夠和箱外水體實現持續的交換，使得箱體內能夠形成適合魚類生長的環境，網箱養魚的做法具有成本較低，收益較快，且經濟效益高，管理簡單等諸多優點。自20世紀80年代以來，我國便開始了網箱養魚的產業模式，此后集約化的網箱養殖模式在中國發生了全新的變化。然而，隨著網箱養魚的規模和強度日益增強，絕大多數的水體部分或全部出現了水質惡化的情況，極大地影響了網箱養殖的收益，給漁民造成了難以承受的經濟損失。因此，有人提出，網箱養魚應控制在水體最大自凈能力范圍內進行，以降低網箱養魚對水環境造成的破壞。該說法引起了國內外各界學者的持續重視。

1網箱養魚對水環境造成污染的來源

（1）喂食殘餌。一方面網箱養魚呈現出高密度和集約化的形式，另一方面人工投送的魚餌或冷凍魚類等。因為這些誘餌的投送量過大造成在箱體內殘余堆積，或喂食方法不合理，或者也可能是由于魚類之間相互爭奪導致箱體震動而使食物未能被攝入魚體內，從而沉入箱底。殘留的魚餌富含蛋白質，脂肪，碳水化合物，礦物質和其他營養成分，這些成分溶解并釋放在水體中，使得水中的營養物質的濃度急劇增高。如今，究竟應該投送多少魚餌還沒有明確的研究，因為殘留的餌料和糞便難以得到收集和區分。在20世紀90年代，歐洲的一些漁民在網箱養殖鮭魚的過程中，投送的魚餌有90%被魚類攝入，而攝入食物只有30%的食物用于自身的生長，其中65%作為新陳代謝產物排出，其余的10%成為糞便排出到水體中。在現在的養魚生產過程中，直接沉入水體的魚食大約占總投入量的13％~15％，而85％~87％的飼料被魚類攝入體內消耗。

（2）魚類的代謝產物。養殖魚類使用的魚餌的未能被消化部分，以及從消化道排出的細胞，粘液和細菌都以糞便的形式排出體外，進入到水體中。魚的種類不同，其對食物的消化能力也不同，這也和魚食的類型有關。溫哥華認為雜食性魚類的消化率大約為80%。食肉性魚類的餌料中蛋白質含量相對較高，消化率一般會超過90%。然而，由于魚餌中纖維含量非常大，植物食性魚類的消化率通常不高于80%。一些外國學者認為，蝦類攝入的飼料中大部分的氮被蝦吸收，15％通過糞便排出。卓華龍等在研究了象山港網箱養殖中鱸魚殘留餌料和排泄物的情況后認為，象山港日飼料投入干重約為90t，殘餌的產量26噸，網箱養殖的每日排泄量大約為7.5t。水中大量的殘留物和糞便在水中沉積，會嚴重地對養殖區的水質造成污染。另一方面，魚食中的蛋白質在消化后分解成氨基酸被吸收，一部分氨基酸用于合成魚類自身生長所需蛋白質；一部分氨基酸用作氧化分解和能量供應的能量底物。同時，氨氮通過鰓排泄物和生殖孔產生和排出。相關研究數據表明養殖鮭魚和鱒魚的氮排泄物中總氨氮和尿素含量分別占70％~80％和15％~25％。

（3）沉積物。沉積物對水環境所造成的影響主要有：沉積物中的有機質能夠分解消耗氧氣，而厭氧代謝所產生的硫化氫和甲烷可以作為無氧代謝中間產物的積累，以及養分如氮磷等擴散到水體中。美國學者Kelly測量了大西洋鮭魚網箱養殖區和對照區中沉積物所釋放的磷和磷酸鹽的總含量，數據證明網箱養殖區的沉積物中含量明顯高于對照區的沉積物。還有一些學者對紅海約旦北部海灣網箱養殖區水質和沉積物的研究證實，網箱養殖沉積物對底部總磷和有機質含量的提升起到了很大的作用，底水中亞硝酸鹽和氨氮含量明顯超過了地表水中的含量。楊玉英等人的研究結果表明，通過人工誘餌向蝦塘輸入的氮只有20%在蝦體內轉化為氮，其中大概64%~69％在蝦池底部的淤泥中積累，仍然有8％~12％的以懸浮氮，溶解的有機氮和溶解的無機氮的形式存在。她認為，殘余的飼料中溶解的營養鹽和有機物質是影響養殖水環境，甚至造成蝦塘自身污染的重要因素。

2網箱養魚對水環境的影響

芒里水庫位于云南省德宏州芒市遮放鎮芒市河干流中下游峽谷，距州政府所在地芒市38km，距昆明707km，水庫正常蓄水位為849m、死水位為839m，總庫容4977萬m3，調節庫容2414萬m3，為中型水庫。芒里水電站工程自2004年開始籌建，主體土建工程于2006年10月開始施工，2009年10月投入商業運營。網箱養魚雖然可以充分利用有限的水資源豐富市民的菜籃子，但過度放養，超負荷養殖不但不能提高經濟效益，反而得不償失；尤其是對多封閉、半封閉的水體極易形成污染，使得水體中營養物質含量升高，富營養化嚴重，下層水體缺氧，沉積環境中硫化物、有機質和還原物質含量升高，殘留藥物積蓄，有害微生物或厭微生物繁衍，養殖生態失衡，各類病害頻繁發生，最終不僅直接導致魚類死亡，還嚴重破壞庫區水質。經調查，自2011年以來，芒里水庫有2個養殖戶在庫區從事網箱漁業養殖，主要養殖羅非魚和鯉魚。網箱養殖區域約2500m，面積約1.08萬平方米，共有27個網箱，年產量約4000t。相關監測數據表明，近年來，芒里水庫除總氮指標外，其余指標均滿足地表水Ⅲ類標準。目前，庫區主要污染物質為總氮，其污染來源主要包括上游點面源污染、庫周污染及庫區節能環保內源污染，其中上游點面源污染通過3條入芒里水庫河流匯入、庫區周邊污染主要為直接入庫的面源污染，庫內污染主要為網箱養魚產生的污染，總氮年際變化曲線如圖1所示。對芒里水庫各污染源的污染負荷進行定量分析，其中通過排污口監測測定上游及庫區點源污染負荷量、利用GWLF模型計算上游及周邊面源污染負荷量、通過質量守恒法計算庫區內網箱養魚污染負荷量，結果表明，芒里水庫總氮污染主要來源于網箱養魚。

3芒里水庫改變情況

由于網箱養魚對水體的巨大影響，市民反映強烈，引起了沿河兩岸群眾和社會各界的廣泛關注，當地政府采取強制措施，下文依法取締芒里水庫網箱養魚，并要求于2015年10月15日前完成取締工作。經過對網箱養魚的治理，芒里水庫總氮濃度年內變化具有明顯特征，每年基本相同，大體為夏季濃度低、冬季濃度高。夏季由于藻類生長旺盛，大量藻類吸收水體中氮元素，導致水體中總氮濃度降低，而入秋后，隨著藻類的死亡分解，藻密度降低，氮元素再次釋放到水體中，使得水體總氮濃度回升，整體上看，每年5、6月達到總氮濃度最低值，而次年1、2月達到最高值。網箱養魚全面清理完畢后芒里水庫水質感官有所改善，水質呈好轉趨勢。由于芒里水庫總氮濃度年內并不均衡，不宜將清理前后逐月總氮濃度直接比較。筆者將清理前后的2015-2018年同期總氮濃度情況進行對比，分析網箱清理前后水質變化情況。網箱清理后，避免了污染負荷的繼續增加，芒里水庫水質出現Ⅴ類和劣Ⅴ類的情況逐年減少，然而總氮年均值逐年下降幅度緩慢，可見網箱養魚清理對芒里水庫的水質改善的速度及幅度均有所提高，但是改善效果并不特別明顯，原因在于水庫截流后庫區水體流速明顯變緩加之長期網箱養魚，喂食殘餌和魚類代謝物直接污染水體的同時大量沉積于庫底形成營養濃度極高的底泥，持續污染水體。

4應對措施

4.1增殖放流修復生態芒里水庫體量大，污染物總量較大，水體恢復需要一定過程，網箱清理后需輔以增殖放流等生態修復措施，進一步提升水質。

4.2合理利用生物防治辦法可以在庫區內合理地放置一些水生生物，以吸收水中過多的養分，采用生物防治手段，使水體環境不斷改善。另一方面，還可以利用光合細菌對庫區中水環境進行整治，效果也非常可觀。

4.3水庫疏浚在正常情況下，實施疏浚工程的主要目的有兩個：①提高河道洪水流量，改善航行條件，增加水庫容量；②消除內源性污染，改善河流和湖泊的水環境，為進一步修復污染水體創造條件。對于疏浚工程，為了提高排水能力或增加湖泊的蓄水能力，疏浚技術要求相對簡單，易于實施。為了改善水環境的疏浚，相應的技術要求相對較高。如果不滿足這一要求，疏浚效果將大大降低，甚至水質也會惡化。因此，有必要討論疏浚計劃的制定，以改善水環境。在制定疏浚方案以改善水環境時：首先，應清楚地了解受污染沉積物的沉積特征，分布規律和物理化學特性。其次，應根據更準確的測量數據確定合理的開挖深度。完成泥沙總量測量和總量測量，科學合理安排疏浚范圍和規模，疏浚作業區劃分，工程量，疏浚方法，機械配置，工作制度和施工期；選擇沉積物儲存地點和處理過程的選擇，尤其是綜合利用計劃，必須有明確的技術計劃。

4.4排沙和沖沙泥沙淤積會使水庫的庫容減小，水壩淤積影響工程壽命。排沙和沖沙都是通過開啟水庫的底部泄沙涵閘門、用水力來沖排。排沙措施包括排泄洪水中的泥沙和異重流排沙，沖沙包括降落水位沖沙和放空排沙。對尚未沉積的懸移質和推移質泥沙可以采用排沙方法；而對已沉積的泥沙，則可采用沖沙手段。排沙和沖沙帶走淤積泥沙的同時也帶走了營養濃度極高的底泥，可結合水庫發電需要、來水過程和根據底泥移動情況有針對性的合理規劃排沙和沖沙。

5結語

研究結果表明，網箱養魚造成水環境污染的來源主要包括三個方面：①喂食殘餌；②養殖生物的代謝產物；③養殖產生的沉積物。總體研究結果顯示，芒里水庫關鍵污染因子總氮主要來源于網箱養魚，因此在徹底清除網箱養魚之后可以因地制宜結合增殖放流、生物防治、水庫疏浚、排沙沖沙等措施來進一步加速水體恢復，還芒里水庫一個青山綠水的健康水生態環境。

參考文獻

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作者:秦建國 單位:云南省水文水資源局德宏分局