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净水渔业在城市景观水体生态恢复中的应用

时间:2024-05-25

文/游永武 崔艳玲 张献宇 张海成

城市景观水体一般面积不大,生态系统不完整,容易发生藻类或水草暴发,形成水华或水草覆盖水面等现象。近年来,在城市景观水体的富营养化治理特别是蓝藻暴发和水草(沉水植物)暴发的生态恢复中应用了净水渔业技术,取得了较好的效果。本文将相关应用情况进行总结,以期为各地开展城市景观水体生态恢复提供技术参考。

城市景观水体一般指景观河道和人工景观湖等,这些水体一般面积不大,水流相对静止,水生生物种类、数量少,生态结构简单,水体自净能力差,容易形成富营养化水体,造成藻类或水草暴发,形成水华或水草覆盖水面现象,不但影响景观效果,水体还会发出刺激性气味,影响人们的生活。目前的水体富营养化的治理方法主要有物理法、化学法和生物法。在城市景观水体富营养化的生物治理过程中,利用净水渔业技术治理富营养化水体的优势逐步显现出来,其费用低、效果好、可持续,是一种理想的治理方法。

净水渔业是以生物操控理论为基础,根据水体特定的环境条件,以保护水环境为目的,选择适当的鱼、虾、贝类进行人工放养,修复被破坏的水生生物群落,保障生态平衡,增强水体自净能力,达到既保水又充分利用水体渔产力的一种渔业生产方式,对水体生态恢复发挥了重要作用。

近年来团队在对安阳市市区内景观水体水生态调查时发现,个别水体因富营养化引起了蓝藻或水草暴发现象,以易园太极湖蓝藻暴发和CBD湖水草暴发最为典型。因此,团队在安阳市景观水体开展了治理工作,如在易园太极湖进行投放滤食性鱼类为主,投放河蚌、杂食性鱼类、种植水草等为辅的模式控制蓝藻试验,在CBD湖进行以投放草食性鱼类为主,投放河蚌、滤食性鱼类等为辅的模式控制水草试验。结果表明,净水渔业应用取得了较好的效果。

一、蓝藻治理

(一)蓝藻危害

蓝藻暴发引起水华的水体会散发浓烈的腥臭味,不但使景观水体娱乐功能大打折扣,还严重影响人们的生活。蓝藻暴发时藻体大量聚集,覆盖在水体表面,水体透光性差,藻类和水草光合作用减弱,导致水体缺氧,抑制其他水生生物生长。蓝藻死亡分解消耗大量氧气、释放毒素,造成水体中大量水生生物死亡,使水体生态结构简单化,自净能力差。

(二)治理方法

此类水体采用投放以滤食性鱼类为主,营底栖生活的河蚌、杂食性鱼类、肉食性鱼类为辅,并适量种植水草(沉水植物)的模式进行治理。滤食性鱼类主要有鲢、鳙,鲢鳙可直接摄食水体中的蓝藻,降低水体蓝藻生物量,抑制水华的发生,有研究表明,鲢鳙生物量达到46g/m3~50g/m3可有效抑制蓝藻水华的发生等。

杂食性鱼类(如细鳞斜颌鲴)可摄食附着藻类和絮凝沉底的藻类,还可摄食鲢、鳙的排泄物,消化未被鲢、鳙完全消化的蓝藻,协助鲢、鳙去除蓝藻。软体动物河蚌以有机碎屑和藻类为食,也可直接利用水中的营养物质,通过河蚌的滤食作用可以有效去除水体中的氮、磷、悬浮物和藻类,削减水体富营养化,提高水体透明度,有效改善水质。肉食性鱼类乌鳢、黄颡鱼、鲶鱼等,通过它们的捕食作用控制小型野杂鱼的种群数量,增加植食性浮游动物特别是枝角类大型浮游动物的生物量,在浮游动物牧食压力下,可有效降低蓝藻生物量。

适量种植水草(沉水植物),不但可以为浮游动物提供栖息、摄食、繁殖场所,还可吸附水体中悬浮物质,提高水体透明度,改善水下光照条件,通过光合作用增加水体溶解氧。水草也可以和藻类竞争水体空间、光照、氮、磷等营养物质,控制藻类的生物量,还可以利用水生植物根系分泌物的化感作用抑制藻类生长。通过以上水生动植物的联合作用,可有效改善水质,减轻水体富营养化,抑制蓝藻水华的发生。

(三)技术要点

1.放养大规格鲢、鳙

大规格鲢、鳙(二龄或500g以上)成活率高,易形成优势种群,对蓝藻摄食能力更强且消化吸收更好,能更好地清除蓝藻。

2.鲢、鳙放养量要适宜

放养量过少达不到控藻目的,放养量过多,则会影响鲢、鳙后期生长,以既能有效控制蓝藻过度生长,又能实现藻相平衡,保持放养对象能持续摄食生长为佳。实际操作中鲢、鳙生物量可参照46g/m3~50g/m3放养。

3.鲢、鳙放养比例要合理

鲢主要摄食浮游植物,鳙主要摄食浮游动物,控制蓝藻应以放养鲢为主,鲢鳙比例为4:1时效果较好。

4.定期捕捞肉食性鱼类

肉食性鱼类过多会导致小型野杂鱼类或其他水生动物过度减少,降低水体生物多样性,使水体生态结构简单化,水体自净能力变差。

二、水草(沉水植物)治理

(一)水草(沉水植物)危害

适量的水草(沉水植物)可改善水下光照条件,增加水体溶解氧,抑制藻类生长,在维护水体生态平衡、净化水质、减轻水体富营养化方面发挥积极作用。但是水草过度生长就会影响水体景观效果,还会抑制其他水生生物的生长,破坏水体原有生态系统,造成水生生物种类、数量下降,水体生态结构简单,水体自净能力下降,而且水草(沉水植物)死亡后腐烂分解会对水体造成二次污染,加速水体富营养化。此外水草过度生长,覆盖水面,会影响河水的流动,缠绕船只的螺旋桨,对兼有泄洪和行船功能的河道带来不利影响。

(二)治理方法

此类水体采用以投放草食性鱼类为主,投放滤食性鱼类、杂食性鱼类、虾、蟹、底栖的河蚌为辅的模式进行治理,根据水体的不同功能分为两种情况。

1.以休闲娱乐为主的景观水体

既要利用水草(沉水植物)净化水质的功能,又要控制其过度生长带来的危害,采用以投放摄食强度较小的草食性鱼类(鲂鱼、鳊鱼)为主,滤食性鱼类、杂食性鱼类、虾、蟹、底栖的河蚌为辅的模式进行治理。根据水体水草(沉水植物)的种类、生物量及生长速度确定草食性鱼类、虾、蟹的投放量,鲂鱼、鳊鱼、虾、蟹直接摄食水体中的水草(沉水植物),因鲂鱼、鳊鱼摄食强度小,不会造成水草(沉水植物)生物量急剧减少或灭绝,又可减缓水草的生长速度,控制水草(沉水植物)的生物量,使水体达到一种鱼草平衡状态。滤食性鱼类摄食水体中的藻类,防止由于水草(沉水植物)减少而引起藻类生物量增加并与水草(沉水植物)竞争光照和水体营养物质,影响水草(沉水植物)生长。杂食性鱼类可摄食水中有机碎屑、小型底栖动物、植物的残枝败叶,可起到减轻水体富营养化、维护水体生态平衡的作用。底栖软体动物河蚌可以滤食水中的有机碎屑、藻类,也可直接利用水体中的营养物质,减轻水体富营养化,增加水体透明度。

此类水体治理时不建议投放草鱼和杂食性的鲤鱼,原因是草鱼摄食强度大,容易造成水草(沉水植物)生物量急剧减少甚至灭绝,从而使浮游植物生物量迅速增加,对整个水体生态系统造成不良影响。鲤鱼属底层鱼类,其摄食活动容易扰动底泥,一方面使沉积物重新悬浮,水体透明度下降,另一方面底泥中的营养物质向水体扩散,使水体中氮、磷等营养物质含量增加,造成水体浮游植物生物量增加。

2.兼有泄洪、行船功能的景观河道

此类水体由于水流量大,水体交换快,一般不会因藻类过度繁殖、生长形成水华,在治理时可投放一些个体较大食量较大的草鱼。有研究表明,当草鱼密度为25尾/hm2~30尾/hm2时,草鱼对沉水植物的摄食率会超过沉水植物自身的增长率,从而能对沉水植物的过度生长起到很好的控制效果,保持河道畅通。同时可投放杂食性鱼、虾和底栖的河蚌共同来维护水体生态。

(三)技术要点

1.合理选择放养种类

根据水体治理的不同要求放养不同的草食性鱼类。

2.选择大规格鲂鱼、鳊鱼

鲂鱼、鳊鱼口裂小,摄食强度小,大规格鱼的控草效果要远好于小规格鱼。大规格鲂鱼、鳊鱼对环境适应能力强、疾病少、成活率高。

3.选择二龄以上的草鱼

一方面二龄以上草鱼成活率高,容易控制其种群数量,另一方面二龄以上草鱼食谱广,可摄食水草种类较多,可同时清除多种水草。

4.保持合理的放养量

放养量不足,达不到有效控草的目的,放养量过多,特别是草鱼放养量过多会造成水体水生植物生物量下降,使水体中浮游植物生物量上升,甚至引起水华现象,实际操作中草鱼放养密度可参考25尾/hm2~30尾/hm2,鲂鱼、鳊鱼放养密度可参考375尾/hm2~450尾/hm2。

三、小结

城市景观水体受人为影响较大,一是景观水体建设时大量使用水泥、石料,不利于水体生态系统的建立,造成水体生态结构简单、水体自净能力差。二是生活污水的排入和游人大量投喂鱼饲料的行为会加速水体富营养化。三是无计划的投放水生动植物(如人们的放生行为)可能导致不适宜的水生动植物进入水体,或是某一种类生物量过大破坏水体生态系统平衡。

根据实际情况,提出以下建议:一是景观水体规划建设的同时进行水体生态系统设计,尽量贴近自然,最大限度地构建完整的水体生态系统生物链,保证水体生态系统的稳定,充分发挥水生态系统自净能力和自我调节能力。二是加强管理。尽量减少生活污水的排入,宣传文明游园,减少或杜绝游客的投食行为,减少外源营养物质进入水体,减缓水体富营养化进程。三是有计划地投放鱼类和其他水生动植物。合理的投放鱼类及相关水生动植物能完善水体生态系统的生物链,提高水体物种的丰度,改善水体生态系统,增加水体自净能力。

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