湖北省湖泊水产养殖对湖区生态系统的影响

摘 要：基于湖北省湖泊水产养殖状况,分析了湖泊水产养殖的输出物质：过量饵料、动植物残体及其排泄物、化学制剂,并综合研究了水产养殖对湖泊水质、水生生物以及湖区周边环境的影响作用,提出湖泊水产养殖应坚持集约化与生态化,并进一步结合实际情况提出了优化湖泊水产养殖的对策.

关 键 词：湖泊湿地；水产养殖；湖区生态系统

中图分类号：Ｓ９１４文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）09－1789-04

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎthestatusofｌａｋｅａｑｕiｃｕｌｔｕｒｅｉｎＨｕｂｅｉpｒｏｖｉｎｃｅ,ｔｈｅｅｘｐｏｒｔｓｏｆｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｏｆｌａｋｅａｑｕiｃｕｌｔｕｒｅｃｏｎｓｉｓｔingｏｆｅｘｃｅｓｓｉｖｅｆｉｓｈｆｅｅｄ,ｒｅｓｉｄｕｅｓ,ｗａｓｔｅｓｏｆｏｒｇａｎｉｓｍｓ,ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓwereａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌａｋｅａｑｕiｃｕｌｔｕｒｅｏｎｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ,ａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓａｎｄｌａｋｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓwereｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄ.Itwassuggestedthatｉｎｔｅｎｓｉｖｅａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｑｕiｃｕｌｔｕｒｅｓｈｏｕｌｄｂｅｔａｋｅｎ．Ttｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓwereｐｕｔｆｏｒｗａｒｄcｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃe．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｋｅｗｅｔｌａｎｄ；ａｑｕiｃｕｌｔｕｒｅ；ｌａｋｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍ

作为湿地生态系统的特殊组成部分,湖泊生态系统是地球陆地生态系统中不可忽视的重要组成部分之一.与其他生态系统一样,湖泊生态系统同样生活着生产者、消费者和分解者,其不仅种类众多,而且数量惊人,存在着巨大的能量流和物质流,以维持着整个生态系统的平衡.故此,湖泊生态系统对于维持湿地生态系统甚至整个陆地生态系统的平衡具有其不可替代的、独一无二的重要作用.

从本质上说,湖泊水产养殖其实就是在湖泊生态系统原有的自然基础上增加了消费者（水产养殖物种）.对于湖区生态系统而言,其消费者的增加必然带来难以预料的益处或害处,而这取决于湖泊水产养殖方式.如果能够科学合理地调控湖泊消费者的数量和种类,并且将养殖规模建立在湖泊生态系统的最大承受范围之内［１］,那么湖泊水产养殖所带来的益处将大于其害处,这样既增加了水产品的产量,又能控制湖泊富营养化等.

１湖北省湖泊水产养殖状况

１．１湖泊水产养殖种类

湖泊水产养殖物种主要是鱼、虾、蟹等,就湖北省而言,养殖种类多为鱼类,即鲫鱼、鲤鱼、鳝鱼、罗非鱼、鲶鱼、鱼和“四大家鱼”（青、草、鲢、鳙）等经济鱼类,虾类主要有罗氏沼虾、日本沼虾、克氏螯虾等［２］,蟹类则主要是河蟹,乌龟和甲鱼也有养殖.

１．２湖泊水产养殖产量

自改革开放以来,湖北省经济迅速发展,人民生活水平不断提高,而饮食结构也逐步改善,已实现从“吃饱”向“吃好”的转变,随之而来的就是淡水水产品的需求持续攀升,水产养殖市场不断扩大.因而,湖北省１９９７～２００７年水产养殖产量不断增加（图１）.从图１可以看出,自从２０世纪９０年代以来,湖北省水产养殖规模不断扩大,水产品产量持续增加.然而,由于经济增长而引发的水体污染日益严重,自然生态系统遭到破坏,进而导致捕捞产量持续维持在较低水平,甚至呈下降趋势.

由于堰塘养殖和湖泊养殖存在不可分割的联系,为了更好地进行湖泊养殖综合研究,本文所指的湖泊养殖即包含堰塘养殖.查阅相关资料［３,４］,２０世纪９０年代以来,在水产养殖面积持续增加的前提下,不论湖泊养殖面积还是精养鱼池面积都不断增加.虽然在政府的大力推广下精养鱼池面积持续增加,但其增加幅度有限,所占比例依然较小（３０％左右）,而湖泊养殖面积虽然持续降低,但由于其基数很大,仍然是湖北省水产养殖的主要方式（表１）.

１．３湖泊水产养殖分类

就湖泊水产养殖方式而言,其可分为粗放式、集约式和半集约式等３种方式,而集约式养殖又可分为工厂化养殖、高密度精养和网箱围网养殖等.现阶段由于我国客观条件的限制与制约,集约化养殖并没有得到普及,而高密度、高投饵率和高换水率的“石油渔业”是我国现阶段甚至未来很长一段时期内主要的湖泊水产养殖方式；而采用循环水方式的封闭式养殖,虽符合可持续发展的战略,但其至今没有得到大范围的推广应用.

２湖北省湖泊水产养殖的输出物质

２．１过量饵料

我国传统的水产养殖是高密度和高投入式的开放式养殖,由于没有合理地定时定量地投放饵料,导致过量饵料流失而进入湖泊水域.富含氮、磷等多种营养物质的人工合成复合饵料在短时间内进入湖泊生态系统,导致湖泊生产者（藻类为主体）激增,而消费者和分解者数量有限,导致湖泊原有食物网失控以致生态系统失衡,可能引发水体富营养化.胡家文等人的研究表明,用人工合成的复合饵料进行湖泊水产养殖,每生产１ｋｇ的鱼,约有８００ｇ有机物、７０ｇ氮与１４ｇ磷通过各种形式进入水域,导致水体趋于富营养化.天然饵料则由于其中营养物质含量较低,利用率也相当低,饵料过剩的状况更加严重,如果大范围地采用天然饵料,则其有害效应必将大幅度加剧.

２．２动植物残体及其排泄物

动植物残体虽然个体较小,但由于其数量惊人,加之湖泊水产养殖系统是一种人工控制的脆弱的生态系统,其生态系统承载力极其有限,短时间内积聚而成的动植物残体严重危害湖泊生态系统的平衡状态.动植物残体进行分解需要消耗相当数量的溶解氧,导致湖泊水体的含氧量降低.湖泊水产养殖采取高密度养殖方式,其单位空间内的个体数目相当多,所需求的溶解氧较多,由于残体分解而致使含量减低的溶解氧极易导致水生生物因缺氧而受伤害甚至死亡.由于缺氧而导致残体难以进行充分分解,而不完全分解则产生Ｈ２Ｓ、ＮＨ３等有毒有害气体,威胁水生生物的健康生长.

水生生物排泄物也是影响湖泊生态系统平衡的重要物质.人工合成的复合饲料转化效率较低,以对湖泊富营养化影响最大的营养物质磷为例,在鱼类进食的饲料中大约只有２０％的磷被鱼所吸收转化,而剩下的８０％则以排泄物等形式排入湖泊水体,大量的排泄物导致氮、磷急剧增加,为浮游生物提供了丰富的营养物质,进而加剧了湖泊富营养化程度［５］.

２．３化学制剂

在湖泊水产养殖中,为了改善湖泊水体营养状况与保障水生生物健康生长,施用化学药品是必需的,常用的化学制剂有抗生素、治疗剂、消毒剂、麻醉剂与防腐剂.但不合理使用现象却相当普遍,英国水产养殖生产中所用的化学药品多达２３种,过量使用,泛滥使用严重威胁湖泊水质,而药物残留超标也危害人类健康.

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我国现阶段的湖泊水产养殖仍然是“石油渔业”,是一种单向流动的线性经济增长和资源利用模式,即“资源―产品―污染排放”模式.就湖区生态系统来讲,湖泊水产养殖所带来的有害效应大于有益效应,导致湖区生态系统失衡［６］.

３．１对湖泊水质的影响

在湖泊水产养殖过程中,影响湖泊水质状况的主要物质是过量饵料与动植物残体及其排泄物等,而有机物、氮、磷等营养物质导致了湖泊水质状况降低,进而引发湖泊富营养化［７］.臧维玲等［８］的研究表明,饲料中含有的磷仅仅只有１５％～３０％被鱼类利用,１６％～２６％溶于水中,而５１％～５９％则以颗粒状态存在.氮、磷等营养物质的低转化率导致湖泊水体中的营养物质含量激增,而湖泊水产养殖水域缺乏流动,高含量的营养物质和静止的水体等客观条件,极易导致湖泊的富营养化.

水产养殖所产生的动植物残体和排泄物等悬浮于湖泊水体中,形成了一层悬浮物,阳光透过率降低,致使水体中下层的水草和微生物难以正常生长,从而影响鱼类的健康生长甚至导致鱼类死亡.动植物残体及其排泄物等有机物的分解导致溶解氧含量降低,水生生物受到威胁,而水体的富营养化则进一步加剧了溶解氧缺乏状况,致使湖泊生态系统失衡.

化学投入品的过量和泛滥使用进一步导致湖泊水质的恶化.由于近年来湖泊水环境的不断恶化,水产养殖的病害不断增多并且日益严重［９］,而化肥、农药等化学品的使用量持续增加.一方面,化肥、农药等的一部分直接流失于湖泊水体,直接影响湖泊水质；另一方面,一部分化肥、农药等化学品则通过动植物残体及其排泄物排入水体,间接影响湖泊水质.

３．２对水生生物的影响

为了获得最大产出,必须尽可能地在原有自然条件下增加消费者（鱼、虾、蟹等）；而自然条件下的营养物质有限,施用大量的营养增加剂（化肥等）才能满足众多消费者的正常需求.氮、磷等营养物质的低效利用却导致其在湖泊水体中大量残留,引发湖泊富营养化,高水平的湖泊营养状况导致蓝藻等浮游植物迅猛繁殖,水质持续恶化,阳光透过率下降,影响鱼类等“土著”水生生物的正常生长.

以蓝藻为代表的浮游植物不仅在生长阶段而且在消亡阶段都需要消耗大量的溶解氧,使湖泊水体含氧量降低,而且浮游植物的残体分解会产生ＮＨ３、Ｈ２Ｓ等有毒物质,加上化学制剂通过食物链所造成的药物积聚,这一系列的综合因素影响水生生物的健康成长,严重状况下甚至可以引发其死亡.更加严重地是,湖泊水产养殖多是单一化养殖,而单一化养殖导致湖泊消费者结构完全改变,原有的自然生态系统彻底崩溃,在人工所维持的生态系统下,湖泊原有水生物种遭遇严重危机,在人工养殖的强势物种冲击下迅速减少甚至消亡.长江中下游水产养殖物种中,外来物种有４５种,其中鱼类３３种、贝类４种、甲壳类７种、两栖类１种,多来源于美洲［１０］.

３．３对湖区周边环境的影响

湖泊水产养殖是在人为控制的生态系统条件下进行的,是一种人工生态系统,其高投入和高产出的特性决定了其对原有自然环境的巨大冲击.原有自然环境是一种多样性的平衡的生态系统,而水产养殖的单一化和高密度却严重影响了自然生态系统的多样性,打破了其平衡状态［１１］.

富含氮、磷等营养物质和有物的湖泊水产养殖废水直接排入周边水体,加剧了周边水体富营养化程度［１２］.由于水产养殖的面积扩大,原有水生物种减少,栖息水域的缩小和水生食物的减少严重地影响水禽生存,导致水禽等野生生物的减少.在我们的实地调研中,有些湖泊养殖水域周边竟然广泛布置捕鸟网,捕杀由于野生食物缺乏而偷食养殖鱼类的水禽.目前,湖泊水产养殖已经基本放弃大面积的散养形式,而是采取分离式的小面积围养.为了更好地获取经济效益,湖汊等狭长湖域成为水产养殖的主要区域.随着水产养殖的深入发展,湖泊弯曲系数逐渐减小,即湖泊越来越“圆润”,湖汊等深入陆地的湖域逐渐成为养殖水域.湖汊等地域是浅水水域,阳光充足,营养物质丰富,是水生生物的聚居地.由于湖泊水产养殖侵占湖汊等水域,生态系统的多样性遭到致命的破坏.研究资料表明,生物多样性与湖泊弯曲系数存在显著的正相关关系,湖泊弯曲系数越大,生物多样性越大.湖汊等深入陆地的水域逐渐减少,湖泊弯曲系数减少,湖泊生物多样性减小,湖区原有“土著”物种持续减少甚至消亡［１３］.

４控制水产养殖水污染的政策措施

４．１控制湖泊水产养殖的水污染,推行可持续水产养殖

由于湖泊水产养殖条件的限制,“石油渔业”仍将是我国在未来一段时期内的主要养殖方式,而湖泊养殖所造成的水污染不仅导致巨大的经济损失,而且威胁广大消费者的身体健康,影响我国渔业的可持续发展.有效地控制水产养殖所导致的水污染,推动粗放型养殖向集约型养殖转变,进行无害化的“循环养殖”.根据水产养殖所造成的水污染形成机制及其控制策略,建立水污染控制机制［１４］,如图２所示.

４．２科学规划湖泊养殖水域,发展生态养殖技术

进行科学合理的渔业规划,以湖泊的生态承载力为基础,加强控制湖泊养殖水域,对特定的水域实行禁止水产养殖或限制水产养殖［１５］.在科学合理规划的基础上,加强对湖泊的监测,严格控制湖泊养殖.我国现阶段的水产养殖绝大多数仍然是粗放型生产,而渔民的养殖技术有限,这极大地制约了我国湖泊水产养殖的发展,生态养殖是我国未来渔业发展的目标,大力发展生态养殖技术是我国渔业发展的必然途径［１６］,必须改善渔业饲料以提高饲料利用率,控制化学制剂的施用以降低药物对水体的影响［１７,１８］.

４．３施行鼓励发展渔业政策,加强技术支持

针对我国渔业多为个体私人经营,渔业生产设施限于财力有限而更新困难的现状,国家应当制定相关政策以推动渔业设施升级,通过财政等经济手段补贴渔民,同时以技术支持为后盾不断提高渔民生产技术［１９］,推动水产养殖实现集约化生产.

［１５］卢昆,孙吉亭．新时期我国水产养殖业发展路径与政策选择探析［Ｊ］．中国渔业经济,２００８,２６（６）：２８－３８．

［１６］刘国友．健康生态养殖是水产养殖业发展的必由之路［Ｊ］．中国渔业经济,２００９,２７（１）：１８－２０．

［１７］吴代赦,熊卿,杜俊逸．水产养殖对水体富营养化影响［Ｊ］．江西科学,２００９,２７（４）：６１７－６２１．

［１８］边蔚,王路光,胡晓波．水产养殖对水域环境的影响及污染防治对策［Ｊ］．河北农业科学,２００９,１３（６）：９１－９３．

［１９］吴子岳,赵婷婷．基于ＬａｂＶＩＥＷ的工厂化养殖［Ｊ］．湖北农业科学,２００８,４７（５）：５９４－５９７．

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