欒德海

【摘要】黃河下游地區(qū)生產(chǎn)生活用水源主要為黃河地表水，隨著黃河上游大量生產(chǎn)、生活污水的排入，致使下游作為生飲用水源的水質(zhì)惡化，水質(zhì)呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)，濁度、色度及溶解氧等部分指標(biāo)超標(biāo)，對(duì)該地區(qū)生產(chǎn)生活用水質(zhì)量安全成嚴(yán)重威脅。通過開展對(duì)黃河下游某生產(chǎn)性微污染水生植物綜合防治技術(shù)研究，探討治理水生植物有效的應(yīng)對(duì)處理措施。

【關(guān)鍵詞】微污染水源? 水生植物? 防治技術(shù)

我國大多數(shù)湖泊中，或多或少地生長著水生高等維管束植物（以下簡(jiǎn)稱水生植物），它們往往構(gòu)成湖泊、初級(jí)生產(chǎn)力的主要組成部分。水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量循環(huán)最重要的環(huán)節(jié)。在草型水生態(tài)系統(tǒng)中，水生植物不僅在改善水體生態(tài)條件，優(yōu)化水域環(huán)境，為經(jīng)濟(jì)水生動(dòng)物提供棲息生存、繁衍生殖方面起著重要的作用，一些水生植物直接為草食性魚類所攝食，是發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)不可忽視的重要資源。但水生植物過度繁殖，其枯死后腐爛分解往往會(huì)惡化水質(zhì)，堵塞輸水口，水體發(fā)黑變壞，耗氧量等指標(biāo)超標(biāo)，魚類死亡，嚴(yán)重影響良性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

一、研究內(nèi)容和原理

對(duì)于水生植物的綜合利用和生態(tài)防治，目前除草技術(shù)大體有三種。①人工割草或機(jī)械除草，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能達(dá)到徹底清除目的;②采用化學(xué)藥劑除草，由于水流風(fēng)浪作用，不能最大程度地發(fā)揮除草劑的藥效，而且化學(xué)藥劑的毒性和殘留必然會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響;③生物除草技術(shù)，即利用草食性魚類攝取水生植物的生物學(xué)特性進(jìn)行生物防治，清除水生植物，能有效地遏制水生植物的生存，有利于水域生態(tài)環(huán)境的改善，能直接將水生植物轉(zhuǎn)化為魚產(chǎn)品，此方法具有廣泛的可行性、實(shí)用性。

試驗(yàn)研究原理：草食性魚類喜食水生植物，通過其對(duì)水生植物的攝食，以抑制水生植物的大量繁殖和生長，而草食性魚類對(duì)水生植物的利用率很低，在攝食后水生植物由糞便變?yōu)樗樾迹瑥拇笮椭列⌒?，從沉性至懸浮，均在微生物的作用下，形成腐屑，腐屑被魚類利用后，轉(zhuǎn)化為新腐屑，再次被草食性、雜食性和濾食性魚類利用，這樣既控制了水生植物，又提高了水域的生產(chǎn)力。在草型水域中放養(yǎng)草食性魚類，使得系統(tǒng)的能量流轉(zhuǎn)和物質(zhì)循環(huán)的主要途徑，由腐生食物鏈轉(zhuǎn)到牧食食物鏈，從而獲得更多的動(dòng)物蛋白。但如何使?jié)O業(yè)生產(chǎn)長期地維持下去，即在一個(gè)草型水體中，建立多大的草食性魚類種群規(guī)模，使得水生植物資源在得到充分利用的同時(shí)，又不出現(xiàn)過牧現(xiàn)象，使得草食性魚類一水生植物系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。因此，試驗(yàn)工程技術(shù)研究旨在結(jié)合水生植物的生態(tài)習(xí)性和生長規(guī)律，查明在既充分利用水生植物資源獲得魚產(chǎn)量，又不破壞水生植物自然資源再生能力的前提下，草食性魚類的合理放養(yǎng)時(shí)間和適宜放養(yǎng)密度，使水體形成良性循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，為在推廣使用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)資料。開展的技術(shù)研究為探索性的基礎(chǔ)研究，包括不同草食性魚類種類和密度對(duì)水生植物的利用能力和草食性魚類與其他食性魚類的搭配比例對(duì)水生植物生長環(huán)境的影響研究關(guān)鍵問題是草食性魚類的種類和適宜密度。

二、試驗(yàn)研究生態(tài)調(diào)查

試驗(yàn)研究為平原型淺水，容量1780萬立方米。為工業(yè)和居民生活用水提供源水，由于黃河水源營養(yǎng)物質(zhì)豐富，同時(shí)地下咸水的毛細(xì)作用，導(dǎo)致水體礦化度較高（氯化物200-250mg/L，硫酸鹽130-240mg/L），懸浮營養(yǎng)物質(zhì)沉降速度快，使底泥中磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，沉水植物如菹草成為該的優(yōu)勢(shì)群落，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)前菹草大量繁殖，出現(xiàn)大量死亡，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，并阻塞輸水管道。為改善生態(tài)水質(zhì)，試驗(yàn)重點(diǎn)對(duì)的水草進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，主要測(cè)定了其現(xiàn)存量和體內(nèi)含磷量的變化，水草生物量的遞增態(tài)勢(shì)，確定了治理措施，取得了較好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。

水草種類為菹草，4～5月的植物體為草食性魚類的優(yōu)質(zhì)餌料，但6月水溫升高到20℃后，其葉片生長毛刺，而且形成堅(jiān)硬的休眠體—鱗枝，從而避免了魚類生長旺盛時(shí)期對(duì)其的攝食作用。10月份水溫下降到20℃，鱗枝開始萌發(fā)。它的這個(gè)生長特性也是為了避免魚類的牧食作用而進(jìn)化的生態(tài)對(duì)策（適應(yīng)方式），而另一些魚類不喜好攝食水草，聚草則沒有必有具備這種防御對(duì)策。關(guān)于菹草大批死亡的原因，國內(nèi)有學(xué)者研究認(rèn)為溫度25-30℃以及氮磷的缺乏不足以導(dǎo)致其死亡，而高密度導(dǎo)致的自蔭現(xiàn)象導(dǎo)致其死亡的主要原因。其生長的旺盛時(shí)期在3月下旬水溫6℃開始到5月底（有報(bào)道稱其生長開始的溫度為2℃），其從前一年10月開始的整個(gè)生長方程為p<0.002，從3月到5月，單位面積水體的最大負(fù)載量是2.5kg，其形成的鱗枝吸附了一定量的營養(yǎng)物質(zhì)，其旺盛生長的5月，導(dǎo)致水中藻類結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，藻類數(shù)量減少（藻類3月到5月變化劇烈，藻類生物量由12.4mg/L降到2.12，由原來的大型的針桿藻（73×3.7um）占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，變?yōu)橛尚⌒偷钠搅性澹?.0×2.0um）占優(yōu)勢(shì)。其植株的死亡、腐爛又在短時(shí)間內(nèi)增加了水中磷的含量，水中藻類又大量孳生。其導(dǎo)致水質(zhì)劇烈波動(dòng)，從而導(dǎo)致整個(gè)食物鏈的穩(wěn)定性受損。

三、防治技術(shù)

投放草食性魚類如草魚或武昌魚，如以測(cè)定的24kg/m2水草計(jì)算，魚類對(duì)水草的利用率為18%，水草到魚的轉(zhuǎn)化效率為1/50，生產(chǎn)草魚86.4kg/ha，試驗(yàn)區(qū)域以322ha計(jì)，產(chǎn)2.8萬kg。由于這些水草主要生長期相當(dāng)于魚類年生長期的1/3，而正常150克草魚的年增重倍數(shù)是10，因而按3計(jì)算，則要投放草魚9300kg左右。放養(yǎng)濾食性魚類，可以穩(wěn)定浮游生物群落的結(jié)構(gòu)，從而通過光照和營養(yǎng)鹽的競(jìng)爭(zhēng)抑制水草的生長。據(jù)推算，該區(qū)域年產(chǎn)花鰱6.5萬kg，放養(yǎng)0.25kg的花鰱魚種的量是1.1萬kg，如考慮到魚苗大規(guī)格的成本比較高，而進(jìn)行混合放養(yǎng)（0.25kg和0.05kg兩種規(guī)格），則需投放0.25kg規(guī)格魚種4.0萬尾、1萬kg，0.05kg魚種4.3萬尾2100kg，則每年可獲得花鰱產(chǎn)量5.2萬kg，在以后年度的停止0.25kg規(guī)格魚種投放后，每年只投放2100k90.05kg魚種，仍能達(dá)到這個(gè)產(chǎn)量。春季3-5月盡可能提高水位，以降低水底的光照。減少小雜魚的捕撈量、增加肉食性魚類的捕撈量，改春季捕撈為夏、秋季捕撈。

四、試驗(yàn)研究結(jié)果

試驗(yàn)曾出現(xiàn)水草過量繁殖，造成了水體嚴(yán)重惡化。水草在春季的大量生長，pH值升高，水體變黑，由于水草瘋長，水體中的溶解氧急速降低，水草腐爛漂浮在水面。在推廣水生植物防治技術(shù)，通過放養(yǎng)草食性、濾食性魚類控制水生植物的生長，通過多年運(yùn)行，使水體生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)，取得了較好的效果。采用生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)該微污染水體水生植物進(jìn)行了綜合治理，由于水質(zhì)改善，避免了預(yù)氧化劑的投加，有效地降低了制水成本，試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)效益顯著。此外，通過開展試驗(yàn)研究，使生態(tài)系統(tǒng)得到保護(hù)，降低總磷含量一個(gè)數(shù)量級(jí)，總氮減少50%，保障了黃河下游區(qū)域飲用水源的質(zhì)量和安全。通過試驗(yàn)研究，掌握了黃河下游不同微污染水質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行水生植物綜合防治技術(shù)，試驗(yàn)水質(zhì)得到明顯改善，部分水質(zhì)指標(biāo)由Ⅳ類提高到Ⅲ類水質(zhì)指標(biāo)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。