尔王庄水库生态系统平衡关系研究

王立林，胡艳伟

（天津市引滦工程尔王庄管理处，天津301802）

尔王庄水库生态系统平衡关系研究

王立林，胡艳伟

（天津市引滦工程尔王庄管理处，天津301802）

介绍了尔王庄水库生态环境现状，通过对水库鱼-草-藻关系的研究，找出了鱼-草-藻平衡关系，提出了利用生态平衡关系改善水质的措施，为科学改善水库水质提供了重要依据。

尔王庄；水库；关系；水质

1 尔王庄水库概况

尔王庄水库位于天津市宝坻区尔王庄镇，是引滦入津工程靠近天津市区的水源储备和供水调节水库，总库容4 530万m3，调节库容3 868万m3。水库占地面积13.03 km2，水面面积11.03 km2。设计储水量可供市区和滨海新区15～20 d供水，以保证于桥-尔王庄段输水工程维修期间城市供水不间断。2009年被水利部纳入全国重要水源地名录。

近10多年来，随着尔王庄水库上游水源地潘家口、大黑汀和于桥水库流域经济高速增长，周边地区居民生活水平迅速提高，由此带来的污染逐渐增加，特别是含氮磷废水通过河道流入上游水库后又引入尔王庄水库，致使水库中氮磷浓度逐年增加。水库水体富营养化的发展趋势令人担忧，控制其富营养化速度并改善水质显得极为迫切。

2 水库现状分析及研究方法

2.1 现状分析

尔王庄水库目前存在的问题是水质总氮超标，个别年份菹草疯长。2010年水质资料显示，尔王庄水库水体富营养化程度并不严重，除总氮超标以外，其他指标满足地表水III类标准，引滦调水会对水库局部区域的水质产生影响；水库有浮游植物8门39种属，其中绿藻门15种，硅藻门11种，蓝藻门6种，隐藻门、金藻门、甲藻、黄藻、裸藻门种类较少；浮游动物4大类22个种属，其中原生动物极少，仅在定性水样中发现，轮虫11种，枝角类8种，挠足类3种。

沉水植物主要是菹草，生长特性是春季进入快速生长期，5月下旬死亡腐烂，其生长和死亡会对水质造成影响。研究表明，控制尔王庄水库菹草疯长，合理放养鱼类是有效的治理途径之一。

因此，合理控制水库鱼、草持有量，有效吸收氮磷含量，做到鱼-草-藻生态平衡，对保护水质至关重要。

2.2 研究方法

水库的沉水植物单一，便于管理。所以，水库的水草-蓝藻关系可以简单等同于菹草-蓝藻的关系。目前对菹草-蓝藻较成熟的研究方式是围隔实验，水库水体相对封闭，符合围隔试验模拟的环境状况。菹草腐烂研究中使用了8个平行的3 m×3 m×2 m的漂浮围隔，每个围隔封闭区域深度为2 m，蓄水深度1.8 m。

草鱼-菹草之间的关系研究采用库区调查的方式，调查分析草鱼控制菹草的效果。

鲢鳙-蓝藻之间的关系研究同菹草-蓝藻关系研究一样，同样采用围隔实验模型。

3 鱼-草-藻关系

3.1 菹草-蓝藻之间的关系研究

围隔实验结果表明，当围隔中菹草投放量达到5 kg时，蓝藻的生长出现了一个转折点。围隔中不投放菹草时，由于没有底泥和其他营养源，水体中的氮、磷等营养盐不足以支撑蓝藻的大量生长，检测到的蓝藻强度非常低。围隔中投放了菹草并且投放量小于5 kg时，菹草腐烂释放的营养盐可以满足藻类的生长，但是此时藻类生物量较稳定，不会随着菹草的多少而变化。当菹草投放量超过5 kg时，围隔中监测到的蓝藻强度随着菹草投放量的增加而快速升高，蓝藻强度与菹草投放量近似呈线性关系，即投放的菹草越多，蓝藻强度也相应地等比例增加。当菹草投放量达到20 kg以后，蓝藻生长近乎饱和，蓝藻强度不再随着菹草投放量的增加而增加。

3.2 草鱼-菹草之间的关系研究

2010年菹草现场调查始于4月下旬，此时菹草已经进入快速生长期。4月23日的水草调查数据显示，没有投放草鱼的点位是其他点位的3～186倍。这一现象说明，草鱼可以有效地控制菹草，主要原因是草鱼长时间保持在较高的生物量。相关研究显示，菹草对于草鱼的适口性差，不是草鱼最容易选择的食物。尔王庄水库菹草的恢复能力很强，尽管投放草鱼会使菹草的生物量降低，但是一旦没有了草鱼，菹草会在短时间内恢复其生物群落。因此，可以在水库大量投放草鱼，控制菹草的持有量。

3.3 鲢鳙-蓝藻之间的关系研究

同菹草-蓝藻关系研究一样，该项研究同样采用围隔实验模型。通过对该实验的研究发现，鲢鳙对蓝藻起到一定的控制作用，但是不合理的投放存在增加蓝藻危害的风险。

实验数据说明，为了有效地控制蓝藻，水体中鲢鳙的保有量至少不应低于30 g/m3。按照尔王庄水库4 530万m3的蓄水量估算，应当保有鲢鳙鱼1 359 t，折合成体重1.5 kg的成鱼90.6万尾，考虑到75%的存活率，需要投放鲢鳙约120.8万尾。

4 鱼-草-藻平衡方案研究

上述研究分别通过实验和调查分析了尔王庄水库“草-藻、鱼-草、鱼-藻”的相关关系。作为一个生态整体，上述几个环节相互支撑也相互影响，为此需要从整体对“鱼-草-藻”的关系作出一个平衡。

4.1 菹草的影响

菹草在生长期间可以有效地降低水体中的总磷，同时在菹草进入快速生长期之后总氮也会有一个突降的过程。这说明菹草在生长过程中可以有效地改善水质，降低水体的营养盐含量。

菹草生长对水质有净化作用，是水库自净的重要一环，其生长可以吸收、转移部分营养盐。一方面，尔王庄水库的水质主要受到上游来水和本底值的影响，从数据上看菹草的净化作用不明显；另一方面，菹草死亡腐烂会对蓝藻的生长爆发起到促进作用，同时大量堆积的菹草恶化水质、影响供水。所以，如果尔王庄水库常年正常运行，即没有突发的大规模换水、补水、上游水质突发恶化等情况出现，可以适当控制菹草，菹草的生物量不宜超过1.36万t。

4.2 藻类的影响

目前国内外相关研究以及尔王庄水库近年研究的结果显示，导致藻类爆发的要素包括水质、气象、种源数。一些研究结果和现象显示，即便在I类水体中也会出现藻类爆发的现象，而另一些水体中营养盐含量很高却没有出现藻类爆发的现象。所以，水质是影响藻类生长的关键因子，但不是唯一的相关因子；适宜的气象条件、多年累积的大量种源等，都会导致蓝藻的爆发。在无法改变气象条件的情况下，尽可能地改善水质可以降低蓝藻爆发的风险；而减少水库中蓝藻的种源也是必要手段。

作为封闭水体，于桥水库是尔王庄水库的唯一水源，因此尔王庄水库的水质和藻类爆发风险更多地取决于于桥水库水质的好坏。

4.3 鱼类的作用

草鱼可以有效地控制水库菹草的持有量，同时尔王庄水库不存在水草的生物多样性，投放草鱼也不会对沉水植物的种群造成破坏，另外调水期间还会有新的菹草种源进入尔王庄水库。所以，投放草鱼的方法比打捞水草更简单，而且还有一定的经济效益。

鲢鱼和鳙鱼具有摄食浮游生物的食性，可以降低藻类的生物量，是降低蓝藻种源的重要手段。

5 建议

在尔王庄水库现状水质、生物条件下，投放草鱼可以有效地控制菹草的生物量，进而降低菹草死亡腐烂对水体造成二次污染的风险，建议投放草鱼4万尾。尽管目前尔王庄水库爆发蓝藻的可能性不大，但是投放鲢鳙鱼可以很好地降低藻类的持有量，这对控制蓝藻种源、降低蓝藻的爆发风险有很大帮助，建议投放鲢鳙鱼120.8万尾。

现阶段尔王庄水库仅有菹草一种优势沉水植物，相对简单而且便于管理，但缺乏量化管理。菹草在“鱼-草-藻”关系中起到重要作用，所以必须予以科学的管理。建议每年春季通过分区采样的方式估算当年水库菹草可能达到的总量，进而决定是否需要打捞，建议购置驳船，以便统计出菹草的实际打捞量。

尔王庄水库的渔业管理专设了水库管理岗，其优势在于可以有效地保障鱼类投放和捕捞，不会出现少投鱼、滥捕鱼的现象；但是，缺点在于没有量化的管理。建议管理部门对每年的鱼类投放品种、投放量、捕捞量开展调查，以便进行量化管理，并与水草、藻类的监测数据相结合，综合考虑，制定出捕捞和投放计划，科学控制水库鱼-草-藻的平衡，确保天津市城市供水安全。

Research On the Balance of the Ecological System of Erwangzhuang Reservoir

WANG Li-lin，HU Yan-wei
（Luan River to Tianjin Project Management Office of Erwangzhuang，Tianjin 301802，China）

It is introduced of the present situation of the ecological environment in Erwangzhuang reservoir.Based on the research about the relationship of the reservoir fish-grass-algae，the balance method of fish-grass-algae was identified，and the measures of improving water quality by using ecological balance method was proposed，which provided an important basis for scientific improvement of reservoir water quality.

Erwangzhuang；reservoir；relationship；water quality

TV697.3+9

A

1004-7328（2014）01-0012-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.01.004

2013-09-05

王立林（1966-），男，高级工程师，主要从事水利工程、输水调度及信息工程管理工作。