所前泊水库“测水配方、放鱼养水”试验及鱼产力评价
时间：2022-06-16 16:35:02 浏览次数：次
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摘要 对所前泊水库进行“测水配方、放鱼养水”试验及鱼产力评价。结果表明，在所前泊水库中放养鲢、鳙鱼后，水质有所提升，说明以鱼控藻是可行的;采用综合定量评价模式可对水库鱼产力进行较准确的评价。同时，本文还对水源地水庫保护存在的问题进行分析，并提出相应对策。
关键词 测水配方;鱼产力;水源地保护;问题;对策;所前泊水库
中图分类号 S937 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2019）21-0205-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
Abstract The "Measuring water formula，putting fish and raising water" test and fish productivity evaluation of Suoqianpo Reservoir were carried out.The results showed that the water quality was improved after stocking silver carp and bighead carp in Suoqianpo Reservoir，which indicated that it was feasible to control bathing by fish，and the comprehensive quantitative evaluation model could be used to evaluate accurately with the productivity of fish in the reservoir.At the same time，this paper also analyzed the problems of reservoir protection in water source areas and put forward corresponding countermeasures.
Key words measuring water formula;fish productivity;water source protection;problem;countermeasure;Suoqianpo Reservoir
党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央十分重视生态文明建设，提出了“五位一体”的总体布局，将生态文明建设上升到国家发展战略。作为生态文明的重要组成部分，水生态文明建设地位日渐突出。2017年，在省海洋与渔业厅的大力支持下，所前泊水库被列为全省第二批“测水配方、放鱼养水”试验基地，旨在通过以滤食性鱼类为主的生物调控措施、采取以鱼控藻方式以防治水体富营养化，进而实现从放水养鱼到放鱼养水、放鱼净水的转变，达到修复水生态、保护水环境的目的。
1 材料与方法
1.1 试验水域基本情况
所前泊水库位于威海市经济技术开发区桥头镇西南石家河上游，流域总面积45 km2，总库容3 663万m3，兴利库容1 760万m3，死库容480万m3，最大养鱼水面393 hm2，是一座兼顾防洪、城市供水、水产养殖、生态保护等综合利用的丘陵型中型水库。水库流域内多年平均降雨量为733 mm，多年平均来水量为1 000万m3，已成为威海市区重要的饮用水水源地。
近年来，随着城市规模不断扩大，市区用水量不断增加，所前泊水库担负起越来越多的供水任务。所前泊水库上游地跨荣成、文登及威海市经区3个行政区4个乡镇，水库周边农田广布，是威海地区重要的果品、粮食生产基地。同时，有几个村庄直接坐落在水库一级、二级保护区内，生活污水等直接排放现象比较突出，极易造成水库中氮、磷等营养盐指标超标。特别是2014年以来又逢连续4年干旱少雨，这种状况更加突出，2017年7月30日，水库蓄水量降到近十几年来最低值425万m3，水质富营养化趋势较为明显，对供水安全造成了严重威胁。2018年春季监测水库综合营养状态指数为59.52，属于中富营养化水体。
1.2 试验过程
2017年根据项目组提出的试验方案，所前泊水库于2017年11月向水库投放一定数量和比例的滤食性鱼类，其中投放体长25 cm鲢鱼9万尾、鳙鱼7万尾，以达到控制藻类、降低营养盐目的，确保水质安全。在总结2017年度工作基础上，2018年进一步优化和完善试验内容。
1.2.1 做好水库本底调查。对所前泊水库形态特征、集水汇流特征、地质特征、周边农业开发利用情况、水动力特性、年径流量、换水周期、水域污染类型、污染物输入等状况进行详细调查，辅助做好pH值、溶解氧、总氮、总磷、叶绿素a、透明度、浮游生物等监测工作。
1.2.2 做好鱼类资源调查。由近年来对渔获物捕捞情况的统计资料可知，所前泊水库近几年平均年捕捞量为40～60 t，水库现有鱼类9科19个品种，但形成主要经济产量的只有鲢、鳙以及少量鲤科鱼类，占总产量的90%以上。银鱼科的大银鱼能长期维持较小规模产量，其他种类基本无有效捕捞产量。
1.2.3 投放鱼种。受季节及自然因素影响，未能按试验计划在5月完成鱼种投放，改在12月17—19日投放体长20 cm规格的鲢鱼8万尾、鳙鱼13万尾。另外，7月投放鲴鱼苗种4万尾，全部是对水质具有净化作用的品种。
1.2.4 栽植部分大型水生植物。选择在上游入库口处湿地公园内及在浅水库湾区实施水生植物群落重建。栽种荷花、千屈菜、菖蒲、黒藻、苦草等大型水生植物，构建水库良好生态系统，进而实现水库内深水区域鱼类控藻与浅水区水草净水相互补充[1-2]。
2 结果与分析
2.1 放鱼后水库水质变化
2018年4—10月，山东省海洋生物研究院对水化学、水生生物等进行定点、连续监测，并与2017年对应月份相同指标进行对比。结果表明，实施“测水配方，放鱼养水”后，2018年水库水质氨-氮、亚硝酸盐-氮、硝酸盐-氮浓度值变化幅度都较为平缓，浓度值也较上年相同月份低。活性磷浓度在8月与10月变化较大，可能与夏、秋季节汛期径流相关[3]。浮游动植物生物量的变化，除4月数值较2017年较高外，其他月份都低于2017年相同月份，且变化趋势相似。2018年4月生物量较高，据推测可能是由于水库刚进行了成鱼捕捞（捕捞规格为2.0～3.5 kg/尾，捕捞量为40 t）。捕捞后，浮游生物突然减轻了摄食压力，并且随水温上升，光合作用加强，生物量增加。其他月份生物量的减少可能与2017年年底放流的鲢、鳙鱼对浮游生物的摄食相关。水中营养盐指标中，除总磷含量偏高外，氨氮指标等均处于较低标准，多数指标值在Ⅱ-Ⅲ类地表水之间，在全市十几个供水水库中水质指标名列前茅。
此外，从感官及生物多样性等方面也呈现明显向好态势。一是冬季来水库越冬水鸟数量呈上升趋势。到11月，水鸭、白鹭、大雁等成群结对来水库越冬，成为冬季水库的一大景观。二是水库中大银鱼产量保持相对稳定。尽管连续4年干旱缺水，仍能保持1 t左右产量，而大银鱼通常被认为是水质优良的指示生物种。三是鲢、鳙鱼肥满度近2年明显提升。主要表现为起捕規格较往年大，肥满度好。一方面，说明水中浮游生物数量丰富，与水质轻度富营养化有关;另一方面说明目前的鱼种投放数量与比例更加合理。多年以来，所前泊水库一直存在投放鱼种规格太小（100～120尾/kg）且比例不太合理的问题，往往自己生产多少就投放多少，导致商品鱼规格偏小，一般在1.2～2.0 kg/尾左右，经济价值降低。另外，根据连续监测，水体透明度呈逐年提高趋势，2019年3月透明度达到120 cm，较2018年同期提升35 cm。这表明目前所前泊水库实施的以鲢、鳙鱼为主的放鱼养水生态管护措施比较符合水库当前水质实际情况，并为今后继续做好水生态保护提供了经验。
2.2 水库浮游生物与鲢、鳙鱼肠道食物比较
通过对水库浮游生物和鲢、鳙鱼肠道藻类的多样性及优势种等比较分析发现，所前泊水库浮游植物以硅藻门、蓝藻门、绿藻门、隐藻门为主，多样性指数H值为2.85。优势种以尖针杆藻为主，其次是微囊藻属、尖尾蓝隐藻和小席藻，其他种类优势度较小。
水库浮游动物优势种类以轮虫为主，其中以针簇多肢轮虫最为明显，次优势种为萼花臂尾轮虫，蒲达臂尾轮虫、晶囊轮虫、大肚髯足轮虫、角突臂尾轮虫也均属于优势种。针簇多肢轮虫占有绝对优势度，可能是因为针簇多肢轮虫属于冷水性轮虫，春季属于繁殖的高峰季节，因而容易形成优势种群[4-6]。
解剖渔获物肠道内含物分析，水库中鲢、鳙鱼主要以蓝藻、硅藻、绿藻为主要食物，占食物组成成分的96.7%。鲢、鳙鱼肠道内含物以微囊藻属、小球藻、颤藻最多，其次为席藻、颗粒直链藻、尖针杆藻。此外，鲢鱼后肠中还有少量分散的小环藻和尖针杆藻单细胞个体;浮游动物仅占很小比例，优势种为臂尾轮科。
捕获成鱼平均肥满度为1.31，间接说明鲢、鳙鱼是可以很好地消化和利用蓝藻、绿藻等富营养化藻类的鱼种。
3 结论
鲢、鳙鱼能够摄食硅藻、绿藻、隐藻、甲藻和裸藻的大多数种类，蓝藻中仅较少数种类能被利用。从鲢、鳙鱼肠道内含物可以发现，鲢、鳙鱼可以有效消化蓝藻，证明实行以鱼控藻是有效可行的。但是，水中浮游生物优势度与鲢、鳙鱼肠道内浮游生物优势度存在不一致性，推断可能是由于鲢、鳙鱼对浮游生物具有一定的主动选择性摄食，对蓝藻、硅藻、绿藻等优势种群具有不同程度的消化吸收。
4 所前泊水库鱼产力评价
4.1 鱼产力估算基本方法
当前对于水体鱼产力的估算，基本上有3种方式：一是根据综合环境因素，做出水体的渔业分类。将库区的土壤、植被、气候条件、水质因素、初级产量等指标和饵料基础、鱼类组成等因素结合起来，并和鱼产量进行比较分析，做出湖泊和水库的鱼产力分类。二是根据能量流中的能量转化原理，按氧的净产量，换算成浮游植物的增长量，估算饵料基础可能提供的鱼产量。黑白瓶法较易掌握并能获得较为精确的数据，是目前常用的估算鱼产力的方法。三是根据生物或非生物因素和鱼产量的相关方程式推算。
4.2 所前泊水库鱼产力评价（综合定量评价模式）
通过对2017—2018年所前泊水库的基础生产性能、水化学因子、浮游生物量及鱼获物等进行调查分析发现，可以将全部鱼产力评价指标区分为3个不同层次。第1层次主要包含如下评价指标体系：集雨区性状（主要包括土壤类型与肥力、植被状况、人口密度、耕作水平等）、平均水深、水交换率;第2层次主要包括水中总磷、总氮、化学耗氧量、总溶解固形物或电导率等指标;第3层次为生物因素，主要包含浮游植物生物量或叶绿素a或初级生产力、浮游动物生物量等指标[7-9]。
从各层次的鱼产力指数FPIc来看，第1层次水库生产性能处于居中水平，说明了集雨区对水域生态系的影响有不可忽视的作用。同时，查阅所前泊水库近40年鱼产量与汛期来水量数值发现，水库的鱼产量与水库来水量成正相关。第2层次证明了水库水质营养盐对水域生态系影响的主要作用。第3层次浮游植物所占比重较少，可能受摄食鱼类的影响较大（表1）。
根据所前泊水库介于中型偏高鱼产力的评价结果，对应鱼产力估计为三级（290 kg/hm2，鱼产力大约为35 t）。查阅资料可知，所前泊水库多年渔获量为40～60 t，表明采用的综合定量评价模式能够较好地反映实际生产状况。所前泊水库利用3个层次综合定量评价模式实际评价结果与理论水平完全一致，证明该方法的有效性较高，值得推广。
4.3 黑白瓶测氧法测定水库初级生产
2018年8月及10月，平均水温为（29±2）℃和（15±1）℃时，采用黑白瓶测氧法测定水库浮游植物初级产量及生物量，测定水库P/B系数。
以8月与10月P/B系数平均值估算水库鱼产力约为115.5 kg/hm2，浮游植物年生产量（t）=水柱日产量×湖泊面积×75%×300×80%×6.1，可以计算出所前泊水库浮游植物年生产量约为1 900 t，折合鱼产力为115.5 kg/hm2，远低于采用综合定量评价模式对水库鱼产力的估计（290 kg/hm2）。这可能与以下几个方面的因素有关。一是水中浮游植物的种类与生物量随水温与季节变化而变化，引起P/B系数变化相差较大。二是黑白瓶估算值只是水体的部分鱼产力或鲢、鳙鱼鱼产力，仅由浮游植物直接提供的鱼产量而不是全部鱼产量，表明利用浮游生物推算鱼产力这个密度从属因子的局限性，与综合定量评价模式对水库鱼产力的估计有较大差别。三是黑白瓶内浮游植物经24 h后，生物量与叶绿素变化较大，推测与自养或异养性浮游植物有关。因此，应继续监测相关数据，引入数模对水库生产力进行动态计算。
根据所前泊水库现有鱼产量、饵料生物量及水质理化指标等，为实现控藻目标，应当使以鲢、鳙为主的滤食性鱼类保有量达到15 g/m3以上，鲢、鳙比为3∶5。
5 水源地水库保护存在的主要问题
目前，所前泊水库生态环境明显改善，水质质量得到了较好的提升，水质除个别指标外，其他水质指标达到地表水Ⅱ类标准[10-13]。但是，同时也发现在水源地保护中存在的明显不足：一是点源污染虽然得到较好控制，但农业生产涉及的农药、化肥大量施用造成的面源污染仍然十分严重。二是水库上游入库河口处湿地规划建设与水源地管理实际需求存在较大的差异，造成实际使用效果大打折扣。三是水库由于担负城市供水重要任务，水位变动剧烈，特别是近3～4年连续干旱少雨，水库水位长期处于低水位状态，造成大多数水生植物特别是沉水植物消亡。四是水库前几年开展清淤采沙活动造成底部生物群落結构破坏，如蚌、螺等底栖生物大规模死亡[14-15]。
6 水源地水库生态保护对策
目前，国内外湖泊、水库水质富营养化控制通常采用三步曲战略，即控制污染源、恢复生态和水华控制及实施流域管理。一是控源。水质富营养化表象在水里、根源在陆地，因而水质富营养化防治必须坚持水陆联动，着重做好陆地污染的排查治理。二是生态恢复。重点做好水库内水生植被恢复与保护[16-17]。水库上游入库河口处应普遍建立人工湿地。自然条件适宜的水库可在上游设立前置库。前置库应以水生植物群落构建为主，突出水质净化与吸附功能。在湿地区及湖岸区主要做好适合本地生长繁殖的挺水植物、浮水植物的栽种;浅水区及库湾区主要恢复沉水植物群落，充分发挥水生植物在水生态保护中的重要作用[18]。三是水华控制。重点做好以滤食性鲢、鳙为主的放鱼养水工作，参考水体自然鱼产力水平，采取针对性的滤食性鱼类为主的科学放养，同时应确保水库中滤食性鱼类始终保持足够的种群数量，从而达到以鱼控藻、防止蓝藻水华暴发的目标。另外，适当投放具有水体“清道夫”功能的鲴亚科鱼类，进一步优化鱼类种群结构，进而达到净化水质目的。四是搞好流域管理。要实现水源地水库持久水清、岸绿、景美的生态目标，必须坚持依法依规严格管理，认真贯彻绿色发展理念，结合目前实行的河长制、湖长制，综合采取行政、工程、生物、科技等措施，全面搞好水源地水库生态保护工作。
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