摘要:基于湖北省湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況,分析了湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖的輸出物質(zhì):過(guò)量餌料、動(dòng)植物殘?bào)w及其排泄物、化學(xué)制劑,并綜合研究了水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)湖泊水質(zhì)、水生生物以及湖區(qū)周邊環(huán)境的影響作用,提出湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)堅(jiān)持集約化與生態(tài)化,并進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際情況提出了優(yōu)化湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖的對(duì)策。
關(guān)鍵詞:湖泊濕地;水產(chǎn)養(yǎng)殖;湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)
中圖分類號(hào):S914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2011)09-1789-04
The Effects of Lake Aquiculture on the Lake Ecosystem in Hubei
LIU Hao,DONG Ying,TIAN Ling-ling
(College of Urban and Environmental Sciences, Central China Normal University,Wuhan 430079, China)
Abstract: Based on the status of lake aquiculture in Hubei province, the exports of substances of lake aquiculture consisting of excessive fish feed, residues, wastes of organisms,and chemicals were analyzed. Then the effects of lake aquiculture on the water quality, aquatic organisms and lake surroundings were synthetically studied. It was suggested that intensive and ecological aquiculture should be taken. Tthe control countermeasures were put forward combining with practice.
Key words: lake wetland; aquiculture; lake ecosystem
作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的特殊組成部分,湖泊生態(tài)系統(tǒng)是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中不可忽視的重要組成部分之一。與其他生態(tài)系統(tǒng)一樣,湖泊生態(tài)系統(tǒng)同樣生活著生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者,其不僅種類眾多,而且數(shù)量驚人,存在著巨大的能量流和物質(zhì)流,以維持著整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。故此,湖泊生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于維持濕地生態(tài)系統(tǒng)甚至整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有其不可替代的、獨(dú)一無(wú)二的重要作用。
從本質(zhì)上說(shuō),湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖其實(shí)就是在湖泊生態(tài)系統(tǒng)原有的自然基礎(chǔ)上增加了消費(fèi)者(水產(chǎn)養(yǎng)殖物種)。對(duì)于湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)而言,其消費(fèi)者的增加必然帶來(lái)難以預(yù)料的益處或害處,而這取決于湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖方式。如果能夠科學(xué)合理地調(diào)控湖泊消費(fèi)者的數(shù)量和種類,并且將養(yǎng)殖規(guī)模建立在湖泊生態(tài)系統(tǒng)的最大承受范圍之內(nèi)[1],那么湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖所帶來(lái)的益處將大于其害處,這樣既增加了水產(chǎn)品的產(chǎn)量,又能控制湖泊富營(yíng)養(yǎng)化等。
1湖北省湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況
1.1湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖種類
湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖物種主要是魚(yú)、蝦、蟹等,就湖北省而言,養(yǎng)殖種類多為魚(yú)類,即鯽魚(yú)、鯉魚(yú)、鱔魚(yú)、羅非魚(yú)、鯰魚(yú)、鮰魚(yú)和“四大家魚(yú)”(青、草、鰱、鳙)等經(jīng)濟(jì)魚(yú)類,蝦類主要有羅氏沼蝦、日本沼蝦、克氏螯蝦等[2],蟹類則主要是河蟹,烏龜和甲魚(yú)也有養(yǎng)殖。
1.2湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量
自改革開(kāi)放以來(lái),湖北省經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,人民生活水平不斷提高,而飲食結(jié)構(gòu)也逐步改善,已實(shí)現(xiàn)從“吃飽”向“吃好”的轉(zhuǎn)變,隨之而來(lái)的就是淡水水產(chǎn)品的需求持續(xù)攀升,水產(chǎn)養(yǎng)殖市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。因而,湖北省1997~2007年水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量不斷增加(圖1)。從圖1可以看出,自從20世紀(jì)90年代以來(lái),湖北省水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大,水產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增加。然而,由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而引發(fā)的水體污染日益嚴(yán)重,自然生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,進(jìn)而導(dǎo)致捕撈產(chǎn)量持續(xù)維持在較低水平,甚至呈下降趨勢(shì)。
由于堰塘養(yǎng)殖和湖泊養(yǎng)殖存在不可分割的聯(lián)系,為了更好地進(jìn)行湖泊養(yǎng)殖綜合研究,本文所指的湖泊養(yǎng)殖即包含堰塘養(yǎng)殖。查閱相關(guān)資料[3,4],20世紀(jì)90年代以來(lái),在水產(chǎn)養(yǎng)殖面積持續(xù)增加的前提下,不論湖泊養(yǎng)殖面積還是精養(yǎng)魚(yú)池面積都不斷增加。雖然在政府的大力推廣下精養(yǎng)魚(yú)池面積持續(xù)增加,但其增加幅度有限,所占比例依然較小(30%左右),而湖泊養(yǎng)殖面積雖然持續(xù)降低,但由于其基數(shù)很大,仍然是湖北省水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要方式(表1)。
1.3湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖分類
就湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖方式而言,其可分為粗放式、集約式和半集約式等3種方式,而集約式養(yǎng)殖又可分為工廠化養(yǎng)殖、高密度精養(yǎng)和網(wǎng)箱圍網(wǎng)養(yǎng)殖等。現(xiàn)階段由于我國(guó)客觀條件的限制與制約,集約化養(yǎng)殖并沒(méi)有得到普及,而高密度、高投餌率和高換水率的“石油漁業(yè)”是我國(guó)現(xiàn)階段甚至未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)主要的湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖方式;而采用循環(huán)水方式的封閉式養(yǎng)殖,雖符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,但其至今沒(méi)有得到大范圍的推廣應(yīng)用。
2湖北省湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖的輸出物質(zhì)
2.1過(guò)量餌料
我國(guó)傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖是高密度和高投入式的開(kāi)放式養(yǎng)殖,由于沒(méi)有合理地定時(shí)定量地投放餌料,導(dǎo)致過(guò)量餌料流失而進(jìn)入湖泊水域。富含氮、磷等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的人工合成復(fù)合餌料在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致湖泊生產(chǎn)者(藻類為主體)激增,而消費(fèi)者和分解者數(shù)量有限,導(dǎo)致湖泊原有食物網(wǎng)失控以致生態(tài)系統(tǒng)失衡,可能引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化。胡家文等人的研究表明,用人工合成的復(fù)合餌料進(jìn)行湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖,每生產(chǎn)1 kg的魚(yú),約有800 g有機(jī)物、70 g氮與14 g磷通過(guò)各種形式進(jìn)入水域,導(dǎo)致水體趨于富營(yíng)養(yǎng)化。天然餌料則由于其中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較低,利用率也相當(dāng)?shù)停D料過(guò)剩的狀況更加嚴(yán)重,如果大范圍地采用天然餌料,則其有害效應(yīng)必將大幅度加劇。
2.2動(dòng)植物殘?bào)w及其排泄物
動(dòng)植物殘?bào)w雖然個(gè)體較小,但由于其數(shù)量驚人,加之湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)是一種人工控制的脆弱的生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)系統(tǒng)承載力極其有限,短時(shí)間內(nèi)積聚而成的動(dòng)植物殘?bào)w嚴(yán)重危害湖泊生態(tài)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)。動(dòng)植物殘?bào)w進(jìn)行分解需要消耗相當(dāng)數(shù)量的溶解氧,導(dǎo)致湖泊水體的含氧量降低。湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖采取高密度養(yǎng)殖方式,其單位空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)目相當(dāng)多,所需求的溶解氧較多,由于殘?bào)w分解而致使含量減低的溶解氧極易導(dǎo)致水生生物因缺氧而受傷害甚至死亡。由于缺氧而導(dǎo)致殘?bào)w難以進(jìn)行充分分解,而不完全分解則產(chǎn)生H2S、NH3等有毒有害氣體,威脅水生生物的健康生長(zhǎng)。
水生生物排泄物也是影響湖泊生態(tài)系統(tǒng)平衡的重要物質(zhì)。人工合成的復(fù)合飼料轉(zhuǎn)化效率較低,以對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化影響最大的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)磷為例,在魚(yú)類進(jìn)食的飼料中大約只有20%的磷被魚(yú)所吸收轉(zhuǎn)化,而剩下的80%則以排泄物等形式排入湖泊水體,大量的排泄物導(dǎo)致氮、磷急劇增加,為浮游生物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)而加劇了湖泊富營(yíng)養(yǎng)化程度[5]。
2.3 化學(xué)制劑
在湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖中,為了改善湖泊水體營(yíng)養(yǎng)狀況與保障水生生物健康生長(zhǎng),施用化學(xué)藥品是必需的,常用的化學(xué)制劑有抗生素、治療劑、消毒劑、麻醉劑與防腐劑。但不合理使用現(xiàn)象卻相當(dāng)普遍,英國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中所用的化學(xué)藥品多達(dá)23種,過(guò)量使用,泛濫使用嚴(yán)重威脅湖泊水質(zhì),而藥物殘留超標(biāo)也危害人類健康。
3 湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的影響
我國(guó)現(xiàn)階段的湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖仍然是“石油漁業(yè)”,是一種單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和資源利用模式,即“資源—產(chǎn)品—污染排放”模式。就湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)講,湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖所帶來(lái)的有害效應(yīng)大于有益效應(yīng),導(dǎo)致湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)失衡[6]。
3.1對(duì)湖泊水質(zhì)的影響
在湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中,影響湖泊水質(zhì)狀況的主要物質(zhì)是過(guò)量餌料與動(dòng)植物殘?bào)w及其排泄物等,而有機(jī)物、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致了湖泊水質(zhì)狀況降低,進(jìn)而引發(fā)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化[7]。臧維玲等[8]的研究表明,飼料中含有的磷僅僅只有15%~30%被魚(yú)類利用,16%~26%溶于水中,而51%~59%則以顆粒狀態(tài)存在。氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的低轉(zhuǎn)化率導(dǎo)致湖泊水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量激增,而湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖水域缺乏流動(dòng),高含量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和靜止的水體等客觀條件,極易導(dǎo)致湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化。
水產(chǎn)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的動(dòng)植物殘?bào)w和排泄物等懸浮于湖泊水體中,形成了一層懸浮物,陽(yáng)光透過(guò)率降低,致使水體中下層的水草和微生物難以正常生長(zhǎng),從而影響魚(yú)類的健康生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致魚(yú)類死亡。動(dòng)植物殘?bào)w及其排泄物等有機(jī)物的分解導(dǎo)致溶解氧含量降低,水生生物受到威脅,而水體的富營(yíng)養(yǎng)化則進(jìn)一步加劇了溶解氧缺乏狀況,致使湖泊生態(tài)系統(tǒng)失衡。
化學(xué)投入品的過(guò)量和泛濫使用進(jìn)一步導(dǎo)致湖泊水質(zhì)的惡化。由于近年來(lái)湖泊水環(huán)境的不斷惡化,水產(chǎn)養(yǎng)殖的病害不斷增多并且日益嚴(yán)重[9],而化肥、農(nóng)藥等化學(xué)品的使用量持續(xù)增加。一方面,化肥、農(nóng)藥等的一部分直接流失于湖泊水體,直接影響湖泊水質(zhì);另一方面,一部分化肥、農(nóng)藥等化學(xué)品則通過(guò)動(dòng)植物殘?bào)w及其排泄物排入水體,間接影響湖泊水質(zhì)。
3.2對(duì)水生生物的影響
為了獲得最大產(chǎn)出,必須盡可能地在原有自然條件下增加消費(fèi)者(魚(yú)、蝦、蟹等);而自然條件下的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有限,施用大量的營(yíng)養(yǎng)增加劑(化肥等)才能滿足眾多消費(fèi)者的正常需求。氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的低效利用卻導(dǎo)致其在湖泊水體中大量殘留,引發(fā)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化,高水平的湖泊營(yíng)養(yǎng)狀況導(dǎo)致藍(lán)藻等浮游植物迅猛繁殖,水質(zhì)持續(xù)惡化,陽(yáng)光透過(guò)率下降,影響魚(yú)類等“土著”水生生物的正常生長(zhǎng)。
以藍(lán)藻為代表的浮游植物不僅在生長(zhǎng)階段而且在消亡階段都需要消耗大量的溶解氧,使湖泊水體含氧量降低,而且浮游植物的殘?bào)w分解會(huì)產(chǎn)生NH3、H2S等有毒物質(zhì),加上化學(xué)制劑通過(guò)食物鏈所造成的藥物積聚,這一系列的綜合因素影響水生生物的健康成長(zhǎng),嚴(yán)重狀況下甚至可以引發(fā)其死亡。更加嚴(yán)重地是,湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖多是單一化養(yǎng)殖,而單一化養(yǎng)殖導(dǎo)致湖泊消費(fèi)者結(jié)構(gòu)完全改變,原有的自然生態(tài)系統(tǒng)徹底崩潰,在人工所維持的生態(tài)系統(tǒng)下,湖泊原有水生物種遭遇嚴(yán)重危機(jī),在人工養(yǎng)殖的強(qiáng)勢(shì)物種沖擊下迅速減少甚至消亡。長(zhǎng)江中下游水產(chǎn)養(yǎng)殖物種中,外來(lái)物種有45種,其中魚(yú)類33種、貝類4種、甲殼類7種、兩棲類1種,多來(lái)源于美洲[10]。
3.3對(duì)湖區(qū)周邊環(huán)境的影響
湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖是在人為控制的生態(tài)系統(tǒng)條件下進(jìn)行的,是一種人工生態(tài)系統(tǒng),其高投入和高產(chǎn)出的特性決定了其對(duì)原有自然環(huán)境的巨大沖擊。原有自然環(huán)境是一種多樣性的平衡的生態(tài)系統(tǒng),而水產(chǎn)養(yǎng)殖的單一化和高密度卻嚴(yán)重影響了自然生態(tài)系統(tǒng)的多樣性,打破了其平衡狀態(tài)[11]。
富含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒藥物的湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水直接排入周邊水體,加劇了周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化程度[12]。由于水產(chǎn)養(yǎng)殖的面積擴(kuò)大,原有水生物種減少,棲息水域的縮小和水生食物的減少嚴(yán)重地影響水禽生存,導(dǎo)致水禽等野生生物的減少。在我們的實(shí)地調(diào)研中,有些湖泊養(yǎng)殖水域周邊竟然廣泛布置捕鳥(niǎo)網(wǎng),捕殺由于野生食物缺乏而偷食養(yǎng)殖魚(yú)類的水禽。目前,湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖已經(jīng)基本放棄大面積的散養(yǎng)形式,而是采取分離式的小面積圍養(yǎng)。為了更好地獲取經(jīng)濟(jì)效益,湖汊等狹長(zhǎng)湖域成為水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要區(qū)域。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的深入發(fā)展,湖泊彎曲系數(shù)逐漸減小,即湖泊越來(lái)越“圓潤(rùn)”,湖汊等深入陸地的湖域逐漸成為養(yǎng)殖水域。湖汊等地域是淺水水域,陽(yáng)光充足,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,是水生生物的聚居地。由于湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖侵占湖汊等水域,生態(tài)系統(tǒng)的多樣性遭到致命的破壞。研究資料表明,生物多樣性與湖泊彎曲系數(shù)存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,湖泊彎曲系數(shù)越大,生物多樣性越大。湖汊等深入陸地的水域逐漸減少,湖泊彎曲系數(shù)減少,湖泊生物多樣性減小,湖區(qū)原有“土著”物種持續(xù)減少甚至消亡[13]。
4 控制水產(chǎn)養(yǎng)殖水污染的政策措施
4.1控制湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖的水污染,推行可持續(xù)水產(chǎn)養(yǎng)殖
由于湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖條件的限制,“石油漁業(yè)”仍將是我國(guó)在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)的主要養(yǎng)殖方式,而湖泊養(yǎng)殖所造成的水污染不僅導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且威脅廣大消費(fèi)者的身體健康,影響我國(guó)漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。有效地控制水產(chǎn)養(yǎng)殖所導(dǎo)致的水污染,推動(dòng)粗放型養(yǎng)殖向集約型養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變,進(jìn)行無(wú)害化的“循環(huán)養(yǎng)殖”。根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖所造成的水污染形成機(jī)制及其控制策略,建立水污染控制機(jī)制[14],如圖2所示。
4.2科學(xué)規(guī)劃湖泊養(yǎng)殖水域,發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)
進(jìn)行科學(xué)合理的漁業(yè)規(guī)劃,以湖泊的生態(tài)承載力為基礎(chǔ),加強(qiáng)控制湖泊養(yǎng)殖水域,對(duì)特定的水域?qū)嵭薪顾a(chǎn)養(yǎng)殖或限制水產(chǎn)養(yǎng)殖[15]。在科學(xué)合理規(guī)劃的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)對(duì)湖泊的監(jiān)測(cè),嚴(yán)格控制湖泊養(yǎng)殖。我國(guó)現(xiàn)階段的水產(chǎn)養(yǎng)殖絕大多數(shù)仍然是粗放型生產(chǎn),而漁民的養(yǎng)殖技術(shù)有限,這極大地制約了我國(guó)湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展,生態(tài)養(yǎng)殖是我國(guó)未來(lái)漁業(yè)發(fā)展的目標(biāo),大力發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)是我國(guó)漁業(yè)發(fā)展的必然途徑[16],必須改善漁業(yè)飼料以提高飼料利用率,控制化學(xué)制劑的施用以降低藥物對(duì)水體的影響[17,18]。
4.3施行鼓勵(lì)發(fā)展?jié)O業(yè)政策,加強(qiáng)技術(shù)支持
針對(duì)我國(guó)漁業(yè)多為個(gè)體私人經(jīng)營(yíng),漁業(yè)生產(chǎn)設(shè)施限于財(cái)力有限而更新困難的現(xiàn)狀,國(guó)家應(yīng)當(dāng)制定相關(guān)政策以推動(dòng)漁業(yè)設(shè)施升級(jí),通過(guò)財(cái)政等經(jīng)濟(jì)手段補(bǔ)貼漁民,同時(shí)以技術(shù)支持為后盾不斷提高漁民生產(chǎn)技術(shù)[19],推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)。
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