烏蘭 王俊 李淑琴 任可意

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010018)

前窯子水庫(kù)是內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)最大的人工湖，是國(guó)家級(jí)水利風(fēng)景區(qū)。目前，很多水庫(kù)的主要養(yǎng)殖模式為粗放型大水面增養(yǎng)殖，僅依靠水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作為天然餌料，產(chǎn)量不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益較低。因此，前窯子水庫(kù)在部分水域采用了網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式。網(wǎng)箱養(yǎng)殖能夠經(jīng)濟(jì)且最大程度地利用現(xiàn)有的水庫(kù)資源，但隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大和養(yǎng)殖密度的增加，魚類排泄物、殘餌、漁藥、死魚等會(huì)破壞水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)。前窯子水庫(kù)是內(nèi)蒙古地區(qū)優(yōu)質(zhì)的水源地，如果沒有較強(qiáng)的水環(huán)境保護(hù)意識(shí)，僅為了促進(jìn)當(dāng)?shù)貪O業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而無序利用該水庫(kù)進(jìn)行網(wǎng)箱養(yǎng)魚，將會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)逐漸富營(yíng)養(yǎng)化。一旦發(fā)生這種情況，再想通過人工治理進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，則需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。內(nèi)蒙古烏梁素海被污染后的生態(tài)治理工作充分說明了這個(gè)道理。因此，前窯子水庫(kù)作為內(nèi)蒙古地區(qū)少有的未被污染的水源地，其保護(hù)問題應(yīng)該未雨綢繆。本研究旨在科學(xué)評(píng)價(jià)前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水質(zhì)的影響，為水庫(kù)水質(zhì)安全和環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

前窯子水庫(kù)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市和林格爾縣新店子鎮(zhèn)，是黃河支流渾河干流上最大的水利樞紐，每年11月封冰，翌年4月中旬開冰。本試驗(yàn)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)位于前窯子水庫(kù)的中游，距壩上約3 km，背山面水，網(wǎng)箱排列與水流方向平行。

1.2 養(yǎng)殖規(guī)模

試驗(yàn)地共有長(zhǎng)20 m、寬20 m、深3 m的網(wǎng)箱6只，主要養(yǎng)殖品種為鯉魚(Cyprinuscarpio)、草魚(Ctenopharyngodonictellus)，年產(chǎn)量約100 t。

1.3 采樣點(diǎn)設(shè)置

分別于2019年5、7、9月進(jìn)行采樣測(cè)定。采樣斷面分別設(shè)置在網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)上游50、100 m處，下游50、100 m處以及網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)，每個(gè)采樣斷面分別布設(shè)2個(gè)采樣點(diǎn)，點(diǎn)距50 m，共計(jì)10個(gè)采樣點(diǎn)。每個(gè)采樣點(diǎn)分別用 1 L有機(jī)玻璃分層采水器取上、中、下層水樣各1 L混合。

1.4 檢測(cè)指標(biāo)和方法

檢測(cè)指標(biāo)有：水溫、pH、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)。具體測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[1-2]。

1.5 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

選擇單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法和綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)前窯子水庫(kù)各監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)[3-4]，參考標(biāo)準(zhǔn)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)[1]。本研究設(shè)定的水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)是Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果和分析

2.1 前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

2019年5、7、9月前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)及其上、下游50、100 m處5個(gè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表1。由表1可見，相同月份各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間水溫和pH差別不大，5月份水溫低于7、9月份。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的pH在7.60～8.60，符合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)pH為 6～9的要求。5月份水體DO的變幅為4.8～6.0 mg/L，除網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)(4.8 mg/L)略低外，其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)水體DO均高于5.0 mg/L。7月份DO的變幅為4.9～6.3 mg/L，網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)下游50、100 m處略低，9月份DO相對(duì)較高，均高于7.1 mg/L。監(jiān)測(cè)期間CODMn變幅為2.59～3.52 mg/L，NH3-N變幅為0.15～0.46 mg/L，TN變幅為0.146～0.410 mg/L，TP變幅為0.035～0.076 mg/L。

表1 2019年前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

2.2 水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

2019年前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)及綜合標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。由表2可知，5、7、9月各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的5個(gè)水質(zhì)指標(biāo)中，CODMn、NH3-N和TN單因子標(biāo)識(shí)指數(shù)均達(dá)到水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。DO單因子標(biāo)識(shí)指數(shù)變幅為2.00～4.12，指示水體為Ⅱ～Ⅳ類水質(zhì)。除5月養(yǎng)殖區(qū)下游50 m處、7月上游50 m處及9月各監(jiān)測(cè)點(diǎn)達(dá)到水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)外，其余的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均劣于功能區(qū)目標(biāo)1～2個(gè)類別。TP單因子標(biāo)識(shí)指數(shù)變幅為3.41～4.52，指示水體為Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)，5月各監(jiān)測(cè)點(diǎn)為Ⅲ類水質(zhì)，7、9月各監(jiān)測(cè)點(diǎn)均為Ⅳ類水質(zhì)。

表2 2019年前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)綜合標(biāo)識(shí)指數(shù)變幅為2.310～3.021(見表2)，指示水體為Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)。其中5月和9月均達(dá)到水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)Ⅱ類水質(zhì)；7月網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)以及上游100 m、下游50 m處均超過功能區(qū)目標(biāo)1個(gè)類別。

3 討論

用單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱內(nèi)外的水質(zhì)，既能反映水質(zhì)是否超標(biāo)，又能分析超過水功能區(qū)劃幾個(gè)類別，對(duì)于達(dá)標(biāo)的水質(zhì)，還能分析達(dá)標(biāo)水質(zhì)距離超標(biāo)的程度，真實(shí)反映水環(huán)境的狀況[5]。本研究單因子標(biāo)識(shí)指數(shù)結(jié)果顯示，5月養(yǎng)殖網(wǎng)箱區(qū)上游50 m 處和100 m處的DO和TP指示水體為Ⅲ類水質(zhì)，CODMn、NH3-N和TN指示水體為Ⅱ類水質(zhì)。應(yīng)用國(guó)家水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最差指標(biāo)法評(píng)價(jià)，5月網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)上游50 m和100 m處水質(zhì)為Ⅲ類，5月網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)DO指示水體為Ⅳ類水質(zhì)，TP指示水體為Ⅲ類水質(zhì)，CODMn、NH3-N指示水體為Ⅱ類水質(zhì)，TN指示為Ⅰ類水質(zhì)，因此得到網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)為Ⅳ類的評(píng)價(jià)結(jié)果。同理，5月網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)下游50、100 m處水體均為Ⅲ類水質(zhì)。7月和9月，因各監(jiān)測(cè)點(diǎn)TP單因子標(biāo)識(shí)指數(shù)均指示水體為Ⅳ類水質(zhì)，應(yīng)用最差指標(biāo)法評(píng)價(jià)7月和9月網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)及其上、下游100 m內(nèi)的水質(zhì)均為Ⅳ類。此外，單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)顯示，TP是前窯子水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖的主要污染指標(biāo)，其指示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)為Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)；其次為DO，指示在5月和7月多數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法可以將選定的幾個(gè)水質(zhì)指標(biāo)計(jì)算成1個(gè)數(shù)值，既兼顧了超標(biāo)指標(biāo)單因子的影響力，又能全面反映水質(zhì)的綜合狀況[6]。本研究綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)結(jié)果顯示，7月份網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)均接近或達(dá)到Ⅲ類，5月份和9月份均達(dá)到Ⅱ類水環(huán)境功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。與單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)最差指標(biāo)法相比，5月份網(wǎng)箱內(nèi)水質(zhì)提高了2個(gè)類別，其余各監(jiān)測(cè)點(diǎn)提高了1個(gè)類別，7月份各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)均提高近1個(gè)類別，9月份均提高2個(gè)類別。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)結(jié)果表明，前窯子水庫(kù)目前的網(wǎng)箱養(yǎng)殖規(guī)模對(duì)其水質(zhì)的影響較小，可以繼續(xù)進(jìn)行網(wǎng)箱養(yǎng)魚。

網(wǎng)箱養(yǎng)魚影響水質(zhì)的主要因素是飼料、肥料、漁藥以及水產(chǎn)動(dòng)物的排泄物等。研究表明，網(wǎng)箱養(yǎng)魚區(qū)的CODMn、NH3-N、TN、TP等指標(biāo)均高于對(duì)照區(qū)，而DO低于對(duì)照區(qū)[7-9]。本研究基于單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)前窯子水庫(kù)DO的影響集中在5月、7月，可能是水庫(kù)4月中旬開冰對(duì)5月的水質(zhì)仍有一定影響，7月份是養(yǎng)殖高峰期，會(huì)在一定程度上降低水體的DO。網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)該水庫(kù)TP的影響較為顯著，可能因此造成了局部水體富營(yíng)養(yǎng)化。網(wǎng)箱養(yǎng)殖對(duì)其他水體理化因子的影響較弱，甚至幾乎沒有影響，可能是因?yàn)榍案G子水庫(kù)自凈能力較強(qiáng)，水質(zhì)較為清新，網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)位于中游且網(wǎng)箱排列方式與水流方向平行，能有效利用水體的流動(dòng)而加大網(wǎng)箱內(nèi)外的水體交換。根據(jù)本研究的監(jiān)測(cè)和分析結(jié)果，為提高水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚水體的溶解氧，降低總磷含量，建議應(yīng)合理設(shè)置網(wǎng)箱，做好網(wǎng)箱養(yǎng)殖面積的規(guī)劃；優(yōu)化網(wǎng)箱養(yǎng)殖的品種結(jié)構(gòu)，控制養(yǎng)殖密度；盡可能減少外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入；加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域水質(zhì)的監(jiān)測(cè)。