芒里水库水生态环境研究

【摘要】随着渔业的发展，淡水网箱养鱼越来越受欢迎，其规模也在不断扩大。但是因为鱼饵的利用率非常低，同时也受鱼类的代谢产物的影响，都对周围的水生态环境产生了恶劣的影响。本文结合产业前沿技术和相关监测历史数据分析了网箱养鱼对云南省芒里水库水环境造成的影响，针对网箱养鱼对水环境的影响和水库的改变状况提出了相应的应对措施，以期尽快改善和恢复芒里水库的水生态环境。

【关键词】网箱养鱼；水生态环境；芒里水库

引言

网箱养鱼是指在箱体中进行鱼类养殖，这种由合成纤维或金属网组装而成的形状较为规则的箱体，放置在水体中，箱内水体能够和箱外水体实现持续的交换，使得箱体内能够形成适合鱼类生长的环境，网箱养鱼的做法具有成本较低，收益较快，且经济效益高，管理简单等诸多优点。自20世纪80年代以来，我国便开始了网箱养鱼的产业模式，此后集约化的网箱养殖模式在中国发生了全新的变化。然而，随着网箱养鱼的规模和强度日益增强，绝大多数的水体部分或全部出现了水质恶化的情况，极大地影响了网箱养殖的收益，给渔民造成了难以承受的经济损失。因此，有人提出，网箱养鱼应控制在水体最大自净能力范围内进行，以降低网箱养鱼对水环境造成的破坏。该说法引起了国内外各界学者的持续重视。

1网箱养鱼对水环境造成污染的来源

（1）喂食残饵。一方面网箱养鱼呈现出高密度和集约化的形式，另一方面人工投送的鱼饵或冷冻鱼类等。因为这些诱饵的投送量过大造成在箱体内残余堆积，或喂食方法不合理，或者也可能是由于鱼类之间相互争夺导致箱体震动而使食物未能被摄入鱼体内，从而沉入箱底。残留的鱼饵富含蛋白质，脂肪，碳水化合物，矿物质和其他营养成分，这些成分溶解并释放在水体中，使得水中的营养物质的浓度急剧增高。如今，究竟应该投送多少鱼饵还没有明确的研究，因为残留的饵料和粪便难以得到收集和区分。在20世纪90年代，欧洲的一些渔民在网箱养殖鲑鱼的过程中，投送的鱼饵有90%被鱼类摄入，而摄入食物只有30%的食物用于自身的生长，其中65%作为新陈代谢产物排出，其余的10%成为粪便排出到水体中。在现在的养鱼生产过程中，直接沉入水体的鱼食大约占总投入量的13％~15％，而85％~87％的饲料被鱼类摄入体内消耗。

（2）鱼类的代谢产物。养殖鱼类使用的鱼饵的未能被消化部分，以及从消化道排出的细胞，粘液和细菌都以粪便的形式排出体外，进入到水体中。鱼的种类不同，其对食物的消化能力也不同，这也和鱼食的类型有关。温哥华认为杂食性鱼类的消化率大约为80%。食肉性鱼类的饵料中蛋白质含量相对较高，消化率一般会超过90%。然而，由于鱼饵中纤维含量非常大，植物食性鱼类的消化率通常不高于80%。一些外国学者认为，虾类摄入的饲料中大部分的氮被虾吸收，15％通过粪便排出。卓华龙等在研究了象山港网箱养殖中鲈鱼残留饵料和排泄物的情况后认为，象山港日饲料投入干重约为90t，残饵的产量26吨，网箱养殖的每日排泄量大约为7.5t。水中大量的残留物和粪便在水中沉积，会严重地对养殖区的水质造成污染。另一方面，鱼食中的蛋白质在消化后分解成氨基酸被吸收，一部分氨基酸用于合成鱼类自身生长所需蛋白质；一部分氨基酸用作氧化分解和能量供应的能量底物。同时，氨氮通过鳃排泄物和生殖孔产生和排出。相关研究数据表明养殖鲑鱼和鳟鱼的氮排泄物中总氨氮和尿素含量分别占70％~80％和15％~25％。

（3）沉积物。沉积物对水环境所造成的影响主要有：沉积物中的有机质能够分解消耗氧气，而厌氧代谢所产生的硫化氢和甲烷可以作为无氧代谢中间产物的积累，以及养分如氮磷等扩散到水体中。美国学者Kelly测量了大西洋鲑鱼网箱养殖区和对照区中沉积物所释放的磷和磷酸盐的总含量，数据证明网箱养殖区的沉积物中含量明显高于对照区的沉积物。还有一些学者对红海约旦北部海湾网箱养殖区水质和沉积物的研究证实，网箱养殖沉积物对底部总磷和有机质含量的提升起到了很大的作用，底水中亚硝酸盐和氨氮含量明显超过了地表水中的含量。杨玉英等人的研究结果表明，通过人工诱饵向虾塘输入的氮只有20%在虾体内转化为氮，其中大概64%~69％在虾池底部的淤泥中积累，仍然有8％~12％的以悬浮氮，溶解的有机氮和溶解的无机氮的形式存在。她认为，残余的饲料中溶解的营养盐和有机物质是影响养殖水环境，甚至造成虾塘自身污染的重要因素。

2网箱养鱼对水环境的影响

芒里水库位于云南省德宏州芒市遮放镇芒市河干流中下游峡谷，距州政府所在地芒市38km，距昆明707km，水库正常蓄水位为849m、死水位为839m，总库容4977万m3，调节库容2414万m3，为中型水库。芒里水电站工程自2004年开始筹建，主体土建工程于2006年10月开始施工，2009年10月投入商业运营。网箱养鱼虽然可以充分利用有限的水资源丰富市民的菜篮子，但过度放养，超负荷养殖不但不能提高经济效益，反而得不偿失；尤其是对多封闭、半封闭的水体极易形成污染，使得水体中营养物质含量升高，富营养化严重，下层水体缺氧，沉积环境中硫化物、有机质和还原物质含量升高，残留药物积蓄，有害微生物或厌微生物繁衍，养殖生态失衡，各类病害频繁发生，最终不仅直接导致鱼类死亡，还严重破坏库区水质。经调查，自2011年以来，芒里水库有2个养殖户在库区从事网箱渔业养殖，主要养殖罗非鱼和鲤鱼。网箱养殖区域约2500m，面积约1.08万平方米，共有27个网箱，年产量约4000t。相关监测数据表明，近年来，芒里水库除总氮指标外，其余指标均满足地表水Ⅲ类标准。目前，库区主要污染物质为总氮，其污染来源主要包括上游点面源污染、库周污染及库区节能环保内源污染，其中上游点面源污染通过3条入芒里水库河流汇入、库区周边污染主要为直接入库的面源污染，库内污染主要为网箱养鱼产生的污染，总氮年际变化曲线如图1所示。对芒里水库各污染源的污染负荷进行定量分析，其中通过排污口监测测定上游及库区点源污染负荷量、利用GWLF模型计算上游及周边面源污染负荷量、通过质量守恒法计算库区内网箱养鱼污染负荷量，结果表明，芒里水库总氮污染主要来源于网箱养鱼。

3芒里水库改变情况

由于网箱养鱼对水体的巨大影响，市民反映强烈，引起了沿河两岸群众和社会各界的广泛关注，当地政府采取强制措施，下文依法取缔芒里水库网箱养鱼，并要求于2015年10月15日前完成取缔工作。经过对网箱养鱼的治理，芒里水库总氮浓度年内变化具有明显特征，每年基本相同，大体为夏季浓度低、冬季浓度高。夏季由于藻类生长旺盛，大量藻类吸收水体中氮元素，导致水体中总氮浓度降低，而入秋后，随着藻类的死亡分解，藻密度降低，氮元素再次释放到水体中，使得水体总氮浓度回升，整体上看，每年5、6月达到总氮浓度最低值，而次年1、2月达到最高值。网箱养鱼全面清理完毕后芒里水库水质感官有所改善，水质呈好转趋势。由于芒里水库总氮浓度年内并不均衡，不宜将清理前后逐月总氮浓度直接比较。笔者将清理前后的2015-2018年同期总氮浓度情况进行对比，分析网箱清理前后水质变化情况。网箱清理后，避免了污染负荷的继续增加，芒里水库水质出现Ⅴ类和劣Ⅴ类的情况逐年减少，然而总氮年均值逐年下降幅度缓慢，可见网箱养鱼清理对芒里水库的水质改善的速度及幅度均有所提高，但是改善效果并不特别明显，原因在于水库截流后库区水体流速明显变缓加之长期网箱养鱼，喂食残饵和鱼类代谢物直接污染水体的同时大量沉积于库底形成营养浓度极高的底泥，持续污染水体。

4应对措施

4.1增殖放流修复生态芒里水库体量大，污染物总量较大，水体恢复需要一定过程，网箱清理后需辅以增殖放流等生态修复措施，进一步提升水质。

4.2合理利用生物防治办法可以在库区内合理地放置一些水生生物，以吸收水中过多的养分，采用生物防治手段，使水体环境不断改善。另一方面，还可以利用光合细菌对库区中水环境进行整治，效果也非常可观。

4.3水库疏浚在正常情况下，实施疏浚工程的主要目的有两个：①提高河道洪水流量，改善航行条件，增加水库容量；②消除内源性污染，改善河流和湖泊的水环境，为进一步修复污染水体创造条件。对于疏浚工程，为了提高排水能力或增加湖泊的蓄水能力，疏浚技术要求相对简单，易于实施。为了改善水环境的疏浚，相应的技术要求相对较高。如果不满足这一要求，疏浚效果将大大降低，甚至水质也会恶化。因此，有必要讨论疏浚计划的制定，以改善水环境。在制定疏浚方案以改善水环境时：首先，应清楚地了解受污染沉积物的沉积特征，分布规律和物理化学特性。其次，应根据更准确的测量数据确定合理的开挖深度。完成泥沙总量测量和总量测量，科学合理安排疏浚范围和规模，疏浚作业区划分，工程量，疏浚方法，机械配置，工作制度和施工期；选择沉积物储存地点和处理过程的选择，尤其是综合利用计划，必须有明确的技术计划。

4.4排沙和冲沙泥沙淤积会使水库的库容减小，水坝淤积影响工程寿命。排沙和冲沙都是通过开启水库的底部泄沙涵闸门、用水力来冲排。排沙措施包括排泄洪水中的泥沙和异重流排沙，冲沙包括降落水位冲沙和放空排沙。对尚未沉积的悬移质和推移质泥沙可以采用排沙方法；而对已沉积的泥沙，则可采用冲沙手段。排沙和冲沙带走淤积泥沙的同时也带走了营养浓度极高的底泥，可结合水库发电需要、来水过程和根据底泥移动情况有针对性的合理规划排沙和冲沙。

5结语

研究结果表明，网箱养鱼造成水环境污染的来源主要包括三个方面：①喂食残饵；②养殖生物的代谢产物；③养殖产生的沉积物。总体研究结果显示，芒里水库关键污染因子总氮主要来源于网箱养鱼，因此在彻底清除网箱养鱼之后可以因地制宜结合增殖放流、生物防治、水库疏浚、排沙冲沙等措施来进一步加速水体恢复，还芒里水库一个青山绿水的健康水生态环境。

参考文献

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作者:秦建国 单位:云南省水文水资源局德宏分局