养殖投饲对太子河水库水质变化的影响及可持续开发对策

饶毅 夏迎秋 王海华 盛银平 黄江峰 陈文静

（1.江西省水产科学研究所，江西 南昌 330039;2.江西农业大学，江西 南昌 330045;3.新建县农业局水产站，江西 新建 330100）

太子河水库地处南昌县蒋巷镇鄱阳湖境内，以蓄洪、灌溉为主，兼顾养鱼。位于北纬28°48'450″～ 28°50'560″，东经 116°08'150″～ 116°12'012″，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温为15.5～19.5℃，降雨量1186mm，无霜期长达260d，气候条件适宜，水质优良，无任何工业污染。河道东西长约 9km，南北宽约 300m，水面面积约233hm2，平均水深约2.5m。2006年开始投放鱼种进行半精养式养殖，主要放养草鱼、青鱼、鲫、鲢、鳙和鳊等。目前，有关报道湖泊、水库或河道养殖的都是网箱养殖或是放养鲢、鳙，未见类似于太子河这样全河道主养草鱼的半精养式养殖的报道。本文研究了太子河水质变化与渔业生产的关系，并探讨了太子河渔业生产的可持续发展对策。

1 材料与方法

1.1 采样点设置

在全库共设置6个采样点（见图1）。采样点的地理位置坐标见表1。

其中1#点为赣江相通的闸口。河道分为两段，中间用网栏分隔开。上段2#和3#2个点，面积67hm2，2#点靠近居民聚集区，下段 4#、5#、6#3 个点，面积167hm2，3#和4#2个点是投饲点。各采样点的地理位置见表1。

图1 太子河采样点分布图

表1 采样点地理位置信息

1.2 采样时间

2010年6—10月投饲高峰期，每月中旬采水样测定。

1.3 采样方法

采水样用有机玻璃采水器采集，采水面和水面下0.5m处各0.5L水样混合注入洁净的聚乙稀瓶和玻璃瓶，及时送入水质分析室，24h内测完。

1.4 水样分析与渔业生产情况调查

测定项目为水温、透明度 （SD）、pH值和溶解氧 （DO）、总磷 （TP）、总氮 （TN）、高锰酸盐指数 （CODMn）、氨氮、叶绿素a（chla）等9项指标，参照国标的方法进行测定，依照《渔业水质标准》（GB 11607）和《地表水环境质量标准》（GB 3838）Ⅲ类水进行检测和评价。渔业生产情况调查包括主要养殖品种、养殖模式及养殖产量等。

1.5 营养状况评价

采用综合营养状态指数法对太子河的营养状况进行评价。根据中国环境监测总站制定的《湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》，选取chla、TP、TN、SD、CODMn共五项参数。其计算公式为:

式中，TLI（Σ）表示综合营养状态指数;TLI（j）代表第j种参数的营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重。

以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:

rij为第j种参数与基准参数chla的相关系数;m为评价参数的个数。

表2 中国湖泊（水库）部分参数与chla的相关关系值

表2 中国湖泊（水库）部分参数与chla的相关关系值

参数 chla TP TN SD CODMn rij 10.84 0.82 -0.83 0.83 r2 ij 1 0.7056 0.6724 0.6889 0.6889 Wj 0.2663 0.1879 0.1790 0.1834 0.1834

营养状态指数计算公式:

采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，如表3所示。

表3 湖泊（水库）营养状态分级

1.6 数据处理

实验数据采用SPSS 16.0进行处理。

2 结果

2.1 水质测定结果

太子河水库6-10月的平均水温为23.5～28℃，pH值变化范围为6.8～8.2，变化不大，表明库区的缓冲性能良好;SD范围为40～53cm;DO范围为4.5～7.2mg/L，1#点至6#点的水平变化呈逐渐下降趋势，5#点和6#点 DO含量平均值低于5mg/L，不符合地表水Ⅲ类标准;CODMn平均为6.26mg/L，TN平均为0.985mg/L，氨氮平均为0.48 mg/L，TP平均为0.038 mg/L，chla平均为10.875 mg/m3。CODMn超过了地表水Ⅲ类标准。

2.2 渔业生产情况

太子河2006年开始投放鱼种进行半精养式养殖，主要放养草鱼、青鱼、鲫、鲢、鳙和鳊等。草鱼占主导，占放养鱼类的60%，鲢、鳙占30%。饲料来源主要靠人工投喂颗粒饲料，饲料粗蛋白约28%。2010年的放养量及产量见表4，渔获物比例见图2，每个月的投饲量见表5，月度变化见图3。

表4 太子河2010年鱼种投放及收获情况

图2 2010年渔获物比例

表5 太子河2010年月度投饲量

图3 2010年太子河投饲量月度变化

2.3 水体营养盐含量的变化

总氮。TN是反映水库营养盐水平的重要指标。太子河水库不同采样点TN的月度变化见图4。从图中可以看出，变化的趋势是一致的。1#点的TN含量最低，平均值为0.655 mg/L，5#点其次，平均值为0.805 mg/L，其余4个点的TN平均值都超过1.0 mg/L，超过了地表水Ⅲ类标准。3#点和4#点是投饲点，受残饵和粪便的影响，TN值较高。2#点受居民区生活废水的影响，TN值也呈较高的水平。5#点在4#点和6#点之间，离投饲点较远，鱼类活动较少，因此，TN值较低。

图4 太子河水库不同点位总氮的月度变化

总磷。太子河水库不同采样点TP的月度变化见图5。太子河6—10月TP的均值为0.038 mg/l，属地表水Ⅲ类标准。从图5中可以看出，6个采样点TP都较接近，但2#点、3#点和4#点较5#点和6#点高。

图5 太子河水库不同点位总磷的月度变化

2.4 高锰酸盐指数的变化

从图6中可以看出，1#点的CODMn最低，平均值为3.694 mg/L，2#～6#点均值都超过6.5 mg/L，超过了地表水Ⅲ类标准，说明渔业生产的残饵和鱼类粪便对水体产生了有机污染。

图6 太子河水库不同点位高锰酸盐指数的月度变化

2.5 叶绿素的变化

从图7中可以看出，1#点的叶绿素含量最低，平均值为1.56 mg/m3，2#点其次，平均值为8.16mg/m3，3#～6#点都超过了10 mg/m3。从时间变化上看，8月份叶绿素含量最高，8月份水温高，光照时间长，因此适宜于藻类的生长，致水体的叶绿素含量较高。

图7 太子河水库不同点位叶绿素的月度变化

2.6 营养状况

太子河综合营养状态指数见表6。从表中可以看出，太子河2#～6#点的综合营养状态指数为50＜TLI（Σ）≤60，呈轻度富营养化。将2#～6#点的综合营养状态指数均值与6—10月的投饲量进行相关性分析得出，pearson相关性系数为0.576，大于0，说明呈正相关，双侧检验概率值为0.309，说明相关性不显著（p＞0.05）。

表6 太子河综合营养状态指数

2.7 营养盐结构

N/P比值是衡量营养盐结构的主要指标。Redfield定律认为［3］，藻类细胞组成的原子比率C:N:P=106:16:1，如果氮磷比超过16:1，磷被认为是限制性因素。1#～6#点的TN和TP比值见表7。从表中可以看出，太子河2#～6#点的N/P比值为21.89～29.72，超过Redfield比值，说明太子河的富营养化进程是磷控制型，虽然此次总磷值未超过地表水Ⅲ类标准，但仍然要控制总磷的输入。

表7 太子河不同点位的N/P比值

3 分析与对策

3.1 太子河渔业生产对水质产生的影响分析

水产养殖对水质的主要影响是增加水体悬浮物和营养盐［1］，这在太子河渔业生产中也得到了充分的体现。太子河超过地表水Ⅲ类标准的水质指标是高锰酸盐指数和总氮。大量的人工投饲给水体中带入了大量的残饵、鱼类粪便和腐屑，这些有机污染物是造成高锰酸盐指数超标的原因。有机物在水体中分解需要消耗大量的氧气，此次水质检测还显示局部水域的溶解氧经常在5 mg/L以下，由于鱼群群体过大而出现过浮头现象，这在大水面养殖中是很少出现的。氮的来源主要有人工投饲和居民区的生活废水排放。高攀等［4］研究显示，在主养草鱼的池塘中，饲料（粗蛋白约28.0%、磷含量约1.1%）投入中有35.4% ～37.9%的氮以鱼体形式产出，62.1% ～64.6%的氮以粪便和代谢物形式排入水环境中。太子河鱼类养殖全程使用的是颗粒配合饲料，粗蛋白含量和磷含量与上述饲料相同，2010年投入饲料约1600t，即有约560t的氮以粪便和代谢物的形式排入了水环境中。

3.2 太子河渔业可持续发展对策

3.2.1 优化饲料结构以降低人工投饲对水体的影响

集约化的养殖随着投饲量的大大增加，N、P等营养素对养殖水体的污染也会趋于严重。选用低氮磷排放水产饲料可以降低氮磷的排放，也意味着会降低对养殖水体的污染。低氮磷排放水产饲料是指饲料营养素利用率高，溶失率和残留率低的饲料，这种饲料通过水产动物的摄食、消化、吸收、积累和排泄对养殖水体环境影响较小，是一种绿色饲料［5］。高攀等［6］的研究就表明选用低氮排放饲料的试验组相比对照组能显著降低水体中的总氮、总磷含量。除了优化饲料结构外，采用科学的投喂方式和在饲料中添加诱食剂、促消化剂等也能降低对水体的污染。

3.2.2 生物方法改善水质

选取一些水域放置一些浅的网箱，在网箱中栽种一些凤眼莲、水芹等大型水生植物，可吸取水体中的氮、磷，改善水质，收获后还可以作为草鱼的饲料。金树权等［7］研究了10种水生植物对氮、磷的吸收和水质净化能力，其中凤眼莲对氮、磷的去除分别为80.4%和77.8%，水芹对氮、磷的去除分别为91.5%和94%。

3.2.3 调整放养模式以降低和修复渔业生产对水体的影响

太子河的放养模式为主养草鱼，搭配放养鲢、鳙、鲫和鳊等。草鱼和鲫为吃食鱼，饵料来源为人工投饲。人工投饲会造成大量的营养盐输入，致使水体富营养化。理化方法可以较好又快速的改善水质，但费用较高，对湖库这样的大水面也不实用。而滤食性鱼类鲢、鳙能摄食水里的浮游生物，降低有机物的含量，从而改善水体水质。孙金辉等［8］研究了鲢、鳙不同放养比例对云龙湖水库水质影响的原位围隔试验，研究结果建议云龙湖水库鲢、鳙放养量20g/m3、放养比例1:3左右可充分发挥鲢、鳙的生物操纵作用，改善水质，维持水资源的可持续利用。而戴雪华等［9］研究了鲢、鳙不同放养比例对天津市于桥水库水质影响的原位围隔试验，研究结果建议于桥水库鲢、鳙放养量20g/m3、放养比例1:2左右。因此，不同养殖水体，水质不同，放养模式不同，鲢、鳙的放养量和比例不能一概而论，需要根据实际情况作出适当的调整。2011年调整了太子河鲢、鳙的放养量，放养尾数由2010年的1:1.6调整为2011年的2:1，虽然未进行水质检测以证明水质的变化，但鱼群未出现2010年的浮头现象说明水质得到了改善。

3.4 控制居民生活区生活污水排放对太子河水体造成的面源污染

太子河2#点靠近居民生活区，生活污水的排放对2#点造成了面源污染，总氮、高锰酸盐指数都超过地表水Ⅲ类标准，应采取措施控制这些外源性污染。

［1］ANTONIOT，CARLOSM，MANUELP，et al.Environmental inplication of intensive marine aquaculture in earthen ponds［J］.Marine pollution Bulletin，2000，40（11）:981-988.

［2］王鹤扬.综合营养状态指数法在陶然亭湖富营养化评价中的应用［J］.环境科学与管理，2012，37（9）:188-194.

［3］Li R X，Zhu M Y，Chen S，et al.Responses of phytoplankton on phosphate enrichment in mesocosms［J］.Acta Ecologica Sinica，2001，21（4）:603-607.

［4］高攀等.主养草鱼池塘水质指标的变化规律和氮磷收支［J］.云南农业大学学报，2009，24（1）:71-77.

［5］麦康森.无公害饲料配制技术.北京:中国农业出版社.

［6］高攀.草鱼低氮排放饲料配方的筛选与应用［D］.武汉.华中农业大学.2008.

［7］金树权等.10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究［J］.农业环境科学学报，2010，29（8）1571-1575.

［8］孙金辉.鲢、鳙对云龙湖水库水质影响的原位围隔试验及合理放养探讨［D］.武汉.华中农业大学.2006.

［9］戴雪华等.鲢、鳙不同比例与密度放养对水质影响的原位围隔试验［J］.海河水利.2012（3）:11-14.