上海市淡水養(yǎng)殖水體中氮、磷的分布研究

孫振中，劉金金，張玉平

( 上海市水產(chǎn)研究所, 上海 200433 )

氮和磷是水環(huán)境系統(tǒng)中必不可少的組分，養(yǎng)殖水體中的氮、磷是養(yǎng)殖對(duì)象不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素，且是維持池塘水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，但養(yǎng)殖過(guò)程中氮、磷等物質(zhì)可能會(huì)過(guò)度累積，導(dǎo)致浮游植物過(guò)量生長(zhǎng)[1]，進(jìn)而引起水質(zhì)惡化[2]，誘發(fā)水產(chǎn)品發(fā)生病害甚至死亡[3]，對(duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)構(gòu)成威脅。養(yǎng)殖排放的氮、磷還可能會(huì)加重養(yǎng)殖場(chǎng)周邊水域水質(zhì)負(fù)擔(dān)，成為環(huán)境污染源。第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)顯示，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)總氮、總磷的排放分別占水環(huán)境總污染源的1.74%和3.69%，占農(nóng)業(yè)污染源的3.04%和5.48%[4]。目前池塘養(yǎng)殖的水質(zhì)問(wèn)題是限制我國(guó)淡水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要因素之一，因此養(yǎng)殖環(huán)境中氮、磷的研究不僅對(duì)提高水產(chǎn)品品質(zhì)和養(yǎng)殖生產(chǎn)效率有重要影響，還對(duì)淡水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展、水環(huán)境的評(píng)價(jià)和保護(hù)等有深遠(yuǎn)意義。

目前養(yǎng)殖池塘水環(huán)境中氮、磷方面的研究已相當(dāng)廣泛，研究?jī)?nèi)容包括氮、磷在養(yǎng)殖水體及底質(zhì)中的時(shí)空分布[5-8]、氮、磷收支[9-10]以及氮、磷形態(tài)研究[11-12]等，但該類研究的研究主體較單一，且對(duì)一定區(qū)域范圍或地域內(nèi)的養(yǎng)殖水體，尤其是特定地理區(qū)劃內(nèi)分布較隨意、分散的養(yǎng)殖池塘的整體研究還不多見(jiàn)。為補(bǔ)充這方面的研究短板，筆者以上海市范圍內(nèi)的淡水養(yǎng)殖水體為研究主體，在當(dāng)下的管理和生產(chǎn)模式下監(jiān)測(cè)其水質(zhì)，綜合分析上海市淡水養(yǎng)殖水體中氮、磷的分布特點(diǎn)，探究其影響因素，全面了解上海本地淡水養(yǎng)殖水體中氮、磷的分布現(xiàn)狀，為綜合評(píng)價(jià)該地區(qū)養(yǎng)殖水質(zhì)、科學(xué)規(guī)劃改善措施提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與分析

2014—2015年共調(diào)查位于上海市8個(gè)區(qū)內(nèi)的34所養(yǎng)殖場(chǎng)(圖1)，養(yǎng)殖品種包括淡水魚(yú)、凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeusvannamei)和中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)，其中淡水魚(yú)主要為草魚(yú)(Ctenopharyngodonidellus)、青魚(yú)(Mylopharyngodonpiceus)、鰱魚(yú)(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙魚(yú)(Aristichthysnobilis)等的混養(yǎng)。按采樣規(guī)范[13]共采集105批次池塘水樣，同時(shí)在養(yǎng)殖池塘引水河道采集引水樣品，共計(jì)95批次?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫、pH和溶解氧，現(xiàn)場(chǎng)不能測(cè)定的指標(biāo)經(jīng)水樣固定后[14]帶回實(shí)驗(yàn)室分析，測(cè)定指標(biāo)包括氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總氮、活性磷、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a[15]。

圖1 2014—2015年上海市淡水養(yǎng)殖池塘及其引水采樣點(diǎn)分布

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與方法

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)變化差異采用單因素方差分析法；均值顯著性差異比較采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，顯著性差異水平為0.05；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析采用Excel 2013和SPSS 19.0軟件完成。

采用綜合污染指數(shù)評(píng)估水質(zhì)綜合污染程度，其中綜合污染指數(shù)≤0.8，表示各指標(biāo)超標(biāo)倍數(shù)較小，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)基本能達(dá)到相關(guān)水質(zhì)功能標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)合格；0.8<綜合污染指數(shù)≤1.0，表示有少數(shù)指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，水體功能在一定程度上受到某些因素的制約，但水體功能未受明顯損害，水質(zhì)基本合格；1.0<綜合污染指數(shù)≤2.0，表示多項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，水體功能明顯受到制約，水質(zhì)對(duì)應(yīng)于其功能已受污染；綜合污染指數(shù)>2.0，表示各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均值超標(biāo)準(zhǔn)值1倍以上，水體功能已受危害。綜合污染指數(shù)(Pc)的計(jì)算公式如下：

式中，Ci為污染物實(shí)測(cè)含量，n為綜合污染指數(shù)計(jì)算選取指標(biāo)總個(gè)數(shù)，Si為相應(yīng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷的年均分布

2014—2015年上海市淡水養(yǎng)殖水體水質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，養(yǎng)殖水體中總氮、總磷年均質(zhì)量濃度分別為2.53 mg/L和0.294 mg/L，其中引水和池塘水體中總氮年均質(zhì)量濃度分別為2.62 mg/L和2.45 mg/L，兩者無(wú)顯著差異(P>0.05)，總磷年均質(zhì)量濃度分別為0.218 mg/L和0.370 mg/L，池塘中總磷年均含量顯著高于引水(P<0.05)(表1)。引水中硝酸鹽氮年均質(zhì)量濃度為1.013 mg/L，為總氮的38.66%、無(wú)機(jī)氮的54.17%，氨氮和有機(jī)氮均約為總氮質(zhì)量濃度的29%。池塘水體中氮主要以有機(jī)態(tài)形式存在，平均質(zhì)量濃度為1.289 mg/L，在總氮中的比例達(dá)52.65%，氨氮和硝酸鹽氮平均質(zhì)量濃度為0.680 mg/L和0.405 mg/L，分別為總氮的27.79%和16.53%，氨氮為主要無(wú)機(jī)氮形態(tài)。池塘水體中的磷主要為非活性磷，約占總磷的60%?？梢?jiàn)池塘水體中氮、磷的組成結(jié)構(gòu)較引水發(fā)生了一定變化，總氮、總磷中有機(jī)態(tài)氮、磷占比明顯增加，無(wú)機(jī)氮的組成中硝酸鹽氮占比顯著降低，氨氮占比增加。

表1 2014—2015年上海市淡水養(yǎng)殖水體中氮、磷年均分布概況

注：水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)有*符號(hào)表示該指標(biāo)在引水和池塘水體中的年均含量具有顯著性差異(P<0.05)，標(biāo)有**符號(hào)表示具有極顯著性差異(P<0.01).

池塘水體中氮、磷的年均分布表現(xiàn)出明顯的養(yǎng)殖品種間差異(圖2)，淡水魚(yú)、凡納濱對(duì)蝦和中華絨螯蟹池塘水體中總氮、總磷年均質(zhì)量濃度分別為3.09、0.524、2.41、0.315、1.70 mg/L和0.247 mg/L，魚(yú)塘水體中總氮、總磷的年均分布最高，其次是蝦塘，蟹塘最低。養(yǎng)殖品種的不同是池塘養(yǎng)殖水體中氮、磷含量差異的主要誘因之一，這與養(yǎng)殖模式、餌料種類及投喂量均有密切關(guān)系。上海市淡水魚(yú)養(yǎng)殖一般為混養(yǎng)模式，池塘水體較深、水體交換頻率低，同時(shí)養(yǎng)殖周期較蝦、蟹長(zhǎng)，導(dǎo)致各種含氮、磷物質(zhì)在水體中的累積時(shí)間長(zhǎng)，累積量大；本地凡納濱對(duì)蝦的養(yǎng)殖集中在5—10月，養(yǎng)殖周期相對(duì)較短，養(yǎng)殖密度較高，其水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)相對(duì)較高。中華絨螯蟹的養(yǎng)殖過(guò)程中輪種水藻，水質(zhì)相對(duì)清新，氮、磷含量較低。

上海市淡水養(yǎng)殖池塘水體中氮、磷含量與其他地區(qū)典型養(yǎng)殖池塘相比，淡水魚(yú)混養(yǎng)池塘同太湖流域范圍內(nèi)典型魚(yú)塘[16]相當(dāng)，但明顯低于珠江三角洲地區(qū)的密養(yǎng)魚(yú)塘[6]；凡納濱對(duì)蝦池塘中氮、磷含量略高于蘇州地區(qū)[35]，但平均低于海南的精養(yǎng)蝦池[17]；中華絨螯蟹池塘中氮、磷含量與江蘇的中華絨螯蟹生態(tài)養(yǎng)殖池塘[18]相當(dāng)。

圖2 不同養(yǎng)殖品種池塘水體中氮磷年均含量的分布

2.2 氮、磷季節(jié)性分布及水質(zhì)相關(guān)性分析

引水中氮、磷季節(jié)性分布見(jiàn)圖3、圖4?？偟|(zhì)量濃度在5—10月間整體上有不同程度的下降，11—12月有所增加；硝酸鹽氮和氨氮質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)與總氮類似，引水中亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度較低，變化趨勢(shì)不明顯。活性磷和總磷在4—7月均逐漸上升，8—10月有所下降，11—12月磷含量再次顯著增加(P<0.05)。

池塘水體中氮、磷質(zhì)量濃度的季節(jié)分布柱狀圖見(jiàn)圖5、圖6，淡水魚(yú)塘水體中總氮和氨氮質(zhì)量濃度在4—11月間逐漸增加，硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)不明顯；凡納濱對(duì)蝦池塘中總氮和亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度變化無(wú)明顯趨勢(shì)，氨氮在7—8月含量較低，硝酸鹽氮在5—6月質(zhì)量濃度較高；中華絨螯蟹池塘中總氮在4月養(yǎng)殖初期質(zhì)量濃度較高，在6—10月間隨養(yǎng)殖的進(jìn)行蟹塘中總氮、氨氮和硝酸鹽氮質(zhì)量濃度逐漸降低。淡水魚(yú)塘水體中總磷和活性磷在10—12月間質(zhì)量濃度較高；凡納濱對(duì)蝦池塘中總磷和活性磷在9—10月養(yǎng)殖后期質(zhì)量濃度較低；中華絨螯蟹池塘中磷質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)不明顯。同一養(yǎng)殖品種、不同年際內(nèi)池塘中的氮、磷分布特點(diǎn)存在差異，這可能是受養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中具體的養(yǎng)殖措施影響，因?yàn)槌靥琉B(yǎng)殖水體體積小、養(yǎng)殖密度相對(duì)較高，水質(zhì)易受人為干擾。

圖3 上海市淡水養(yǎng)殖池塘引水水體中氮的季節(jié)性分布

圖4 上海市淡水養(yǎng)殖池塘引水水體中磷的季節(jié)性分布

圖5 上海市淡水養(yǎng)殖池塘中氮的季節(jié)變化趨勢(shì)

圖6 上海市淡水養(yǎng)殖池塘中磷的季節(jié)變化趨勢(shì)

對(duì)引水及池塘水體中各關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表2，表3)，結(jié)果顯示，引水水體中總氮與總磷、高錳酸鹽指數(shù)顯著正相關(guān)，總磷與水溫、總氮、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a顯著正相關(guān)，與溶解氧顯著負(fù)相關(guān)；淡水魚(yú)塘水體中總氮與總磷、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a顯著正相關(guān)，與pH顯著負(fù)相關(guān)，總磷與總氮、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a顯著正相關(guān)；凡納濱對(duì)蝦池塘水體中總氮與高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a顯著正相關(guān)，總磷與各水質(zhì)指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性；中華絨螯蟹池塘水體中總氮與水溫呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他水質(zhì)指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性，水溫總磷與水溫、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a顯著正相關(guān)。

表2 上海市淡水養(yǎng)殖引水水體中各關(guān)鍵指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)匯總

注： **表示在0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)(P<0.01); *表示在0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)(P<0.05).下同.

表3 上海市淡水養(yǎng)殖池塘水體中各關(guān)鍵指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)匯總

2.3 水質(zhì)污染指數(shù)

氮、磷和有機(jī)物含量是水體營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷評(píng)價(jià)的基本指標(biāo)，在養(yǎng)殖過(guò)程中水體內(nèi)氨氮含量對(duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)有重要意義，所以將氨氮、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)4項(xiàng)基本水質(zhì)指標(biāo)用于水質(zhì)綜合污染指數(shù)的計(jì)算。以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)》中相應(yīng)指標(biāo)的Ⅲ類水質(zhì)限值為標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算各批次水樣單項(xiàng)污染指數(shù)和水質(zhì)綜合污染指數(shù)，并對(duì)綜合污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示，淡水魚(yú)池塘內(nèi)氨氮、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)的單項(xiàng)污染指數(shù)均較引水高，且總磷和高錳酸鹽指數(shù)的差異達(dá)顯著性水平(P<0.05)。魚(yú)塘水質(zhì)綜合污染指數(shù)平均為2.05，顯著高于引水(P<0.05)；凡納濱對(duì)蝦池塘內(nèi)氨氮和總氮的單項(xiàng)污染指數(shù)較引水低，總磷和高錳酸鹽指數(shù)的單項(xiàng)污染指數(shù)均較引水高，且高錳酸鹽指數(shù)的差異達(dá)顯著性水平(P<0.05)，蝦塘水質(zhì)綜合污染指數(shù)略高于引水，但無(wú)顯著差異(P>0.05)；中華絨螯蟹池塘內(nèi)氨氮和總氮的單項(xiàng)污染指數(shù)較引水低，且總氮差異顯著(P<0.05)，總磷和和高錳酸鹽指數(shù)的單項(xiàng)污染指數(shù)均較引水高，且總磷差異顯著(P<0.05)。蟹塘水質(zhì)綜合污染指數(shù)低于引水，但無(wú)顯著差異(P>0.05)?？梢?jiàn)，淡水魚(yú)塘內(nèi)總磷和有機(jī)物含量較其引水顯著增加，水質(zhì)綜合污染程度顯著高于其引水。凡納濱對(duì)蝦池塘內(nèi)有機(jī)物含量較其引水顯著增加，但水質(zhì)綜合污染程度較引水無(wú)顯著變化。中華絨螯蟹池塘內(nèi)總氮含量較其引水顯著降低，總磷含量顯著增加，同時(shí)水質(zhì)綜合污染程度較引水無(wú)顯著差異。對(duì)所有水體水質(zhì)綜合污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表4)，結(jié)果顯示，上海市71.14%的池塘引水水質(zhì)綜合污染程度超過(guò)地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)(綜合污染指數(shù)≥1.0)，引水水質(zhì)不容樂(lè)觀；73.33%的養(yǎng)殖池塘水質(zhì)超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)，且池塘水體平均綜合污染程度較引水嚴(yán)重。

上海市淡水養(yǎng)殖水體平均水質(zhì)綜合污染指數(shù)在時(shí)間維度上的分布見(jiàn)圖8。引水水體在4—8月間水質(zhì)綜合污染程度相對(duì)較高；魚(yú)塘水質(zhì)綜合污染程度在10—12月間相對(duì)較高；蝦塘水質(zhì)綜合污染程度在5—10月間較穩(wěn)定，5月養(yǎng)殖初期略高；蟹塘水質(zhì)綜合污染程度在4月相對(duì)較高。水體中氮、磷和有機(jī)物含量變化的綜合作用決定了水質(zhì)綜合污染指數(shù)的時(shí)間分布，結(jié)合氮、磷的季節(jié)變化規(guī)律可知不同水體中氮、磷的含量變化對(duì)水質(zhì)綜合污染指數(shù)的影響程度不同。養(yǎng)殖引水的水質(zhì)綜合污染指數(shù)隨時(shí)間的變化基本與磷含量變化同步，可見(jiàn)引水水質(zhì)綜合污染程度受磷含量變化的影響較大；魚(yú)塘水體中氮、磷含量變化趨勢(shì)相近，較難區(qū)分氮和磷含量的變化對(duì)水質(zhì)綜合污染指數(shù)的影響程度；蝦塘水體中氮、磷含量變化趨勢(shì)不夠清晰，對(duì)水質(zhì)綜合污染指數(shù)的影響程度不易區(qū)分；蟹塘水質(zhì)綜合污染指數(shù)的變化基本與氮含量的變化同步，說(shuō)明蟹塘水質(zhì)綜合污染程度受氮含量變化的影響較大。

表4 2014—2015年上海市淡水養(yǎng)殖水體污染指數(shù)匯總統(tǒng)計(jì)

注：將魚(yú)、蝦、蟹塘的各項(xiàng)單因子污染指數(shù)分別與引水做顯著性檢驗(yàn)，**表示兩組數(shù)據(jù)均值間呈極顯著差異(P<0.01)，*表示表示兩組數(shù)據(jù)均值間呈顯著差異(P<0.05).

圖7 上海市淡水養(yǎng)殖水體綜合污染指數(shù)均值對(duì)比

圖8 上海市淡水養(yǎng)殖水體水質(zhì)綜合污染指數(shù)時(shí)間分布概況

3 討 論

3.1 氮、磷結(jié)構(gòu)組成的變化

水環(huán)境中氮、磷的形態(tài)組成對(duì)系統(tǒng)中氮、磷循環(huán)和生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有重要作用。有機(jī)態(tài)氮、磷占比的增加會(huì)降低水體初級(jí)生產(chǎn)力，影響水—沉積物界面間氮、磷的吸附和釋放進(jìn)程，進(jìn)而延緩水生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境應(yīng)變能力[19-21]，同時(shí)有研究表明，水體中有機(jī)態(tài)氮會(huì)降低人工濕地對(duì)總氮的去除速率[22]，影響水質(zhì)凈化效果。水環(huán)境中的各無(wú)機(jī)態(tài)氮對(duì)重金屬離子的生物毒性效應(yīng)有所不同，在水體中等營(yíng)養(yǎng)水平下硝酸根和銨離子能明顯降低水體中重金屬銅離子、鋅離子等的生物毒性，而非離子氨對(duì)重金屬離子的生物毒性效應(yīng)起協(xié)同作用[23]，可見(jiàn)水環(huán)境中氮、磷形態(tài)的組成還對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象的健康生長(zhǎng)及產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響。養(yǎng)殖生產(chǎn)使池塘水體中氮、磷的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的改變，有機(jī)態(tài)氮、磷含量在總氮、總磷中的占比以及氨氮在無(wú)機(jī)氮中的占比有所增加。養(yǎng)殖生產(chǎn)使池塘水體中氮、磷元素的來(lái)源復(fù)雜化，在引水水質(zhì)的基礎(chǔ)上養(yǎng)殖生產(chǎn)向池塘輸入各種外源性物質(zhì)，如飼料、藥物、改良劑等，同時(shí)水體中不斷累積的殘餌、排泄物以及動(dòng)植物尸體等顯著提高了池塘水體中的有機(jī)物量，而有機(jī)態(tài)氮、磷隨有機(jī)物含量的增加而增加[24-25]。同時(shí)，有機(jī)物分解會(huì)造成初級(jí)產(chǎn)物氨氮的累積，氨氮進(jìn)而抑制硝化作用的進(jìn)行[26]，導(dǎo)致硝酸鹽氮占比降低。由于這種氮、磷結(jié)構(gòu)組成上的變化不利于池塘生態(tài)的穩(wěn)定以及養(yǎng)殖對(duì)象的健康生長(zhǎng)，所以探究養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中如何改善這種變化有重要的實(shí)際意義，從氮、磷組成發(fā)生改變的原因可知控制外源性物質(zhì)的輸入、減少池塘中殘餌等有機(jī)物的累積是改善這一變化的理論基礎(chǔ)。

3.2 影響氮、磷含量變化的因素

上海市淡水養(yǎng)殖池塘多零散分布于郊區(qū)，其引水水體中有機(jī)物的主要來(lái)源多為周邊的面源污染。有研究表明，包括上海在內(nèi)的太湖流域，其水環(huán)境質(zhì)量惡化的主因之一為農(nóng)田氮、磷的流失[27]，農(nóng)業(yè)污染物對(duì)引水水體中氮、磷的含量變化特征影響顯著。本文結(jié)果顯示，淡水養(yǎng)殖引水水體中氮、磷含量的季節(jié)性分布規(guī)律并不完全同步，4—7月引水中氮含量呈下降趨勢(shì)而磷含量則不斷增加，7—10月氮、磷含量均呈下降趨勢(shì)，10—12月氮、磷含量有所回升。有研究表明農(nóng)田隨地表徑流流失的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是磷[28]，磷含量的變化受農(nóng)田施肥以及地表徑流的影響較氮大。4—7月隨農(nóng)耕頻繁、降水增加，引水中磷含量變化呈上升態(tài)勢(shì)，而此時(shí)氮含量的變化受農(nóng)業(yè)影響較小，主要受水生植物生長(zhǎng)的影響[29-30]，所以在5—10月植物生長(zhǎng)旺盛期氮、磷含量的消耗逐漸增加，引水中氮含量變化表現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢(shì)，磷含量在4—7月由于農(nóng)業(yè)外源輸入增加的影響而有所上升，7—10月磷含量隨外源輸入的減少、水生植物消耗的增加而表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，10—12月河道中未經(jīng)處理的植物經(jīng)腐敗、分解，水中氮、磷含量再次回升[31]。

池塘水體中有機(jī)物的來(lái)源有引水、飼料、殘餌、動(dòng)植物尸體以及生物排泄物等，其中飼料的投入可能占池塘物質(zhì)輸入的80%以上[32]，且池塘中的殘餌、糞便和排泄物是傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式環(huán)境中氮、磷及有機(jī)質(zhì)污染負(fù)荷的主要存在形式[33-34]，這類有機(jī)物是影響池塘水體中氮、磷含量變化的主要因素。在淡水魚(yú)塘中隨養(yǎng)殖的進(jìn)行，殘餌及排泄物等有機(jī)物不斷累積，水體中的氮、磷含量逐漸增加，養(yǎng)殖中后期約在10月達(dá)到最高值，此時(shí)魚(yú)塘平均水質(zhì)綜合污染程度最高。蝦塘水體中氮、磷在養(yǎng)殖初期含量較高多是由蝦苗投放前池塘水質(zhì)的育肥措施導(dǎo)致，這是上海市凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖模式[35]決定的，對(duì)蝦的養(yǎng)殖周期相對(duì)較短，且露天養(yǎng)殖時(shí)間多集中于5—9月，部分養(yǎng)殖戶在此期間會(huì)進(jìn)行兩輪甚至三輪養(yǎng)殖，這就要求蝦塘水體在養(yǎng)殖初期就維持在一種高營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，在蝦塘水質(zhì)綜合污染指數(shù)上表現(xiàn)為養(yǎng)殖前期指數(shù)略高，且在整個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)的指數(shù)分布相對(duì)較穩(wěn)定。中華絨螯蟹養(yǎng)殖過(guò)程中輪種的水藻對(duì)池塘水體中的氮含量有明顯的凈化作用，磷含量變化受其影響不大，可能與蟹塘中有機(jī)物含量變化有關(guān)，程建新等[36]對(duì)中華絨螯蟹養(yǎng)殖水環(huán)境特點(diǎn)的研究也證明，蟹塘內(nèi)水草覆蓋率、投餌及投餌量對(duì)水體中氮、磷等含量的影響顯著。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

上海市淡水養(yǎng)殖水體的引水水質(zhì)不容樂(lè)觀，其氮、磷含量變化受周邊農(nóng)業(yè)污染和引水河道內(nèi)水生植物的生長(zhǎng)狀況影響較大。養(yǎng)殖池塘水質(zhì)綜合污染程度因養(yǎng)殖品種的差異有所不同，淡水魚(yú)塘水質(zhì)綜合污染程度較其引水嚴(yán)重，凡納濱對(duì)蝦和中華絨螯蟹池塘水質(zhì)與其引水無(wú)顯著差異。在氮、磷的分布方面，魚(yú)塘中總氮、總磷平均分布最高，其次是凡納濱對(duì)蝦，中華絨螯蟹最低。養(yǎng)殖周期內(nèi)魚(yú)塘和蝦塘中氮、磷含量變化主要受水體中殘餌、糞便等有機(jī)物含量影響，蟹塘中氮、磷含量的變化除受有機(jī)物影響外，還受塘中水生植物的生長(zhǎng)狀況影響。養(yǎng)殖生產(chǎn)對(duì)養(yǎng)殖水體中氮、磷的結(jié)構(gòu)組成具有一定影響，有機(jī)態(tài)氮、磷在總氮和總磷中的平均占比和氨氮在無(wú)機(jī)氮中的平均占比均有所增加。

4.2 建議

密切關(guān)注引水水質(zhì)。養(yǎng)殖水體要“肥、活、嫩、爽”，既要求水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富、藻類數(shù)量高，又需要水質(zhì)清爽、懸浮物和有機(jī)質(zhì)等含量低，所以豐富的氮、磷可滿足肥水的要求，而氮、磷含量過(guò)高、有機(jī)物大量累積又極易引起水體缺氧等水質(zhì)惡化，威脅到養(yǎng)殖生產(chǎn)。結(jié)果表明，上海市淡水養(yǎng)殖業(yè)引水水質(zhì)并不樂(lè)觀，所以在池塘進(jìn)水前應(yīng)密切關(guān)注引水的水質(zhì)。在4—7月上海市淡水養(yǎng)殖引水因受農(nóng)業(yè)污染的影響氮、磷含量相對(duì)較高，建議此時(shí)若對(duì)池塘引水，應(yīng)格外關(guān)注引水水質(zhì)以及池塘進(jìn)水后養(yǎng)殖對(duì)象的反應(yīng)，若有異?？杉皶r(shí)采取相應(yīng)控制措施。

科學(xué)養(yǎng)殖，加強(qiáng)日常管理。根據(jù)養(yǎng)殖對(duì)象習(xí)性確定合理的養(yǎng)殖密度和科學(xué)的管理模式，投喂高質(zhì)量飼料、慎用漁藥，以減少池塘水體自身的污染，如淡水魚(yú)和凡納濱對(duì)蝦池塘水體較中華絨螯蟹更易累積有機(jī)物，因此在魚(yú)、蝦的養(yǎng)殖過(guò)程中應(yīng)及時(shí)根據(jù)池塘水質(zhì)調(diào)整投餌量，提高餌料利用率、減少殘餌量，及時(shí)采取換水和投加微生物制劑等措施避免有機(jī)物過(guò)度累積，提高水體自凈能力，避免水質(zhì)發(fā)生急劇變化，尤其是天氣變化頻繁的夏、秋季節(jié)，水質(zhì)突變極易引起養(yǎng)殖病害的發(fā)生[37]。

探索生態(tài)養(yǎng)殖新模式，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖生產(chǎn)“零污染”。養(yǎng)殖生產(chǎn)對(duì)水體氮、磷結(jié)構(gòu)組成以及水環(huán)境質(zhì)量均產(chǎn)生一定的影響，養(yǎng)殖水體尤其是養(yǎng)殖廢水的直排可能會(huì)加重周邊水環(huán)境的污染負(fù)擔(dān)。研究表明，淡水魚(yú)養(yǎng)殖中后期水體中的磷和有機(jī)物以及凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖期間水體中的有機(jī)物含量均較周邊河道水體高，所以對(duì)魚(yú)塘和蝦塘排水前需針對(duì)水質(zhì)概況進(jìn)行相應(yīng)處理，以減少養(yǎng)殖廢水中的污染物。因此探索一種生態(tài)健康的養(yǎng)殖模式實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的“零污染”和“零排放”已迫在眉睫。目前上海市正在大力推廣和應(yīng)用幾種健康養(yǎng)殖模式：一是利用人工濕地作為處理池塘養(yǎng)殖廢水的凈化系統(tǒng)。人工濕地對(duì)養(yǎng)殖污水具有良好的凈化效果[38]，上海市自2005年就開(kāi)展了標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)的建設(shè)工作，要求標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)的人工濕地面積不得低于總面積的10%，根據(jù)目前標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)人工濕地的跟進(jìn)研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖生產(chǎn)中人工濕地的配套仍需從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理使用等方面加以改進(jìn)和完善[39]。二是稻田水產(chǎn)養(yǎng)殖綜合種養(yǎng)模式。稻田綜合種養(yǎng)能夠更加有效地利用系統(tǒng)食物和空間生態(tài)位，在凈化養(yǎng)殖廢水的同時(shí)可節(jié)省農(nóng)作物施肥成本，較高的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益使其成為具有“穩(wěn)糧、促漁、增效、提質(zhì)、生態(tài)”等多方面功能的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新模式。上海市目前已在積極探索稻田養(yǎng)蟹、稻田養(yǎng)殖小龍蝦等相關(guān)技術(shù)，但稻田水產(chǎn)養(yǎng)殖并不是水稻和水產(chǎn)生物的簡(jiǎn)單疊加，新的種養(yǎng)模式對(duì)養(yǎng)殖戶的管理能力提出了新的挑戰(zhàn)，如果沒(méi)有科學(xué)化、專業(yè)化、規(guī)范化的養(yǎng)殖技術(shù)，稻田綜合種養(yǎng)模式的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益仍面臨巨大挑戰(zhàn)。另外，池塘循環(huán)水養(yǎng)殖、生物修復(fù)技術(shù)等在淡水養(yǎng)殖業(yè)的研究和應(yīng)用也正在積極進(jìn)行。