网箱养鱼(5)---网箱养鱼对环境的影响和水体对网箱养鱼的负载能力

发表时间:2018/8/24 0:32:02  浏览次数:69  
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1、网箱养鱼对环境的影响

网箱养鱼是一项高投入、高产出、适合大水面的渔业方式,随着养殖规模和养殖强度的扩大,许多水体出现了局部或全局性的水质恶化现象,网箱养鱼对环境的影响问题引起了人们的关注。网箱养鱼向环境输出的废物主要包括未食的饲料、粪便、排泄物以及化学药品等。在这些废物中对水体和底泥产生富营养化影响的主要是未食饲料、粪便和排泄物中所含的营养物质。它们增加了水体的营养物负荷。几乎所有的研究结果都表明,网箱区内的总氮、总磷和总碳类均高于对照区;透明度和溶氧低于对照区;网箱下方沉积物中的N、P、C和COD的含量明显增加。水体环境质量主要取决于网箱养鱼对水体的污染程度与水域自净能力的相互作用,当这些废物的排放量在一定的水平时,对环境是有利的,因为它有利于水体生物生产力的提高,促进整个水域鱼产力的增长;但是,当网箱养鱼对水体的污染超过水体的自净能力时,就会造成水质和底质的严重恶化。近年来,我国有些开展网箱养鱼的水库,曾因网箱养鱼负荷量过大造成水质恶化,发生大规模死鱼或浮头事件,在网箱中大量使用药物也可使周围的水质恶化。不仅渔业生产遭受直接经济损失,还严重影响水体其他功能的正常发挥,影响国计民生。

2、网箱养鱼产生的营养物负载量的测定

为了准确地评介网箱养殖对环境的影响程度和预测水体对网箱养鱼的负载力,必须尽可能准确地估算网箱养殖所产生的废物中污染物的数量。网箱养鱼是一个开放系统,直接测定营养物的负载比较困难,多数研究者根据质量平衡方程来间接测定。营养物的质量平衡方程为:

营养物负载 = 输入的饵料中的营养物数量 - 输出的鱼体中的营养物数量

Penczak等(1982)运用此法,对波兰Glebokie湖网箱养殖0+龄和1+龄虹鳟的C、N和P的输入及输出计算废物量,结果为每生产1kg虹鳟,平均排入湖泊中的总氮、总磷和总碳含量分别为0.10kg、0.023kg和0.75kg。Beveridge(1984)利用已发表的虹鳟、罗非鱼和鲤鱼体及饲料中的含磷量和饲料转换系数(FCR),用类似Penczak等的方法计算了网箱养鱼对环境的磷负载。网箱养鱼造成的环境磷负载随饲料中磷的含量和消化率不同而有明显差异。?

3、水体对网箱养鱼的负载能力(Carrying capacity)

水体对网箱养鱼的负载能力是指在一定条件下不致于破坏相应的水质标准的,水体所能承受的某种规模的网箱养鱼的能力,水体一般是多用途的,为国计民生发挥多种不同的功能,因此不同的水体或同一水体不同的使用目的便有不同的水质标准,所需遵循的水质标准不同,就会有不同水平的负载能力。

(1)根据水体的磷负荷标准计算网箱养鱼负载力 水体中引入网箱养鱼后,由于营养物特别是N和P的排放会改变水质状况,一般淡水水体中磷是影响浮游植物生长的限制因子,为了防止水体富营养化,保持良好的水质,首先要研究水体的最高允许磷负载,而后根据单位鱼产量造成的磷负荷,计算单位水面积所能取承受的最大鱼产量,就可以计算某水体的网箱养殖规模。

①Dillon—Rigler模型 关于淡水生态系统对磷增加的反应的预测模型中,Dillon—Rigler(1974)模型应用较普遍,已经得到温带和热带地区许多湖泊和水库的验证。它的内容是一个水体中总磷的浓度[P],由磷的负载、水体的形态特征(面积、平均深度)、换水率以及磷的长期沉积率决定。在稳定的状态下,形成如下关系式:?

[P] = L(1-R)/Zρ?

式中:[P]——总磷的浓度,即磷水平(g/m3);?

L——磷的负载,即输入量(g/m3/a);?

R——磷的沉积物贮留率,即被沉积物结合的磷百分比(%);

Z——水体的平均深度(m);?

ρ—— 年水交换率。?

磷的沉积贮留率(R)可用Larsen和Mercier(1976)的推算式确定:?

R=1/1 + 0.747ρ0。507

一个水体开发网箱养鱼的潜力,是开发前水体中磷的浓度(P)与开发后可被接受(允许)的磷浓度(P)之差△P,即:

△P = Pf – P0

依据水质标准确定可被接受的磷浓度[Pf],通过检测可知开发前水体的磷浓度[P0],则允许网箱养鱼所增加磷浓度的增量△P=L(1-R)/Zρ,故开发网箱养鱼可接受的磷负荷为:

Lf = △P Zρ/(1-R)

求得可接受的磷负载(L)之后,该数值除以每生产单位重量鱼产品所产生的磷废物(Lf /Lp),即为水体对网箱养殖的最大负载力(t/年)。其中Lp为每生产1t鱼所产生的将散失于水中的磷废物。

Beveridge(1987)用此法计算出网箱养殖虹鳟的一个小型湖泊的负载力为3t/hm2/a。陈义煊等(1992)利用Dillon—Rigler模型计算过四川省9座水库网箱养殖鲤鱼的最大负载力,以最大产鱼潜力表示,为2.5t/hm2/a~8.1t/hm2/a,换算成最大网箱设置面积占养殖水面的百分比为0.16~0.5,只有一座小型水库(红光水库)的最大产鱼潜力为25.2t/hm2/a,最大网箱设置面积占总水面的1.6%,这是由于该水库水体交换率特别高的缘故。

②参照Vollenweider(1968)防止富营养化的可允许的磷负荷量,计算网箱养鱼负载力 Vollenweider根据氮、磷对湖泊富营养化影响的研究,提出了不同水深湖泊允许负荷量标准,超过表列所规定 数值,即为富营养型湖泊。?

开发网箱养鱼可接受的磷负荷(Lf)为可防止水体富营养化的磷负荷(Lt-查表列数值)与该水体网箱养鱼之前的磷负荷(L0)之差,即Lf = Lt – L0 。再求出网箱养鱼每生产单位重量鱼产品所散失于水中的磷负荷(Lp),最后即可求得允许的最大养鱼负荷量 = Lf/Lp 。?

(2)网箱养鱼有机质污染所引起的水质变化与我国渔业水质标准(GB11607-89)相比较,符合渔业水质标准的最大网箱养鱼负荷量即为水库的网箱养鱼负荷力(李德尚等,1994)。?

李德尚等在山东一个中型、中一富营养型的水库中,设了18个14.3m3的围隔(Enclosure),分为6个实验组,按不同密度养殖建鲤,实验中观测了水温、透明度、pH、溶氧、化学耗氧量,生化需氧量与非离子氨等环境因子的变化。实验在6至7月间历时34d,实验结束时将这些变化与我国渔业水质标准相比较,得出网箱养鲤的负荷力为3000kg/ha,若按网箱养鲤毛产量750000kg/ha为计算标准,则换算为养鱼网箱总面积占水库总面积的0.4%。并建议增加25%~35%的安全储备,以最大载鱼量1800kg/ha~2300kg/ha,面积比为0.24%~0.30%,作为负荷力的推荐值。这一结果与陈义煊等的结果近似。但是该试验的围隔未插入底泥,未能反映天然水体中底泥与水体营养物质的交换。且实验期间无水交换,一个交换率高的水体应比没有换水的水体负载力高。?

(3)Schmitton的投饵量标准 Schmitton认为,在大水面进行网箱养鱼时,当投饵量为每天每公顷15kg饵料(0.27kg P2O5废物)时,水质有肉眼能发现的变化,但这一投饵量仍然是一个可以接受的临界量。然而,没有任何理由去冒不必要的风验,因此,每天每公顷8kg饵料(0.13kg P2O5废物)可以作为一个合理的安全投饵水平。这一投饵量标准是以饵料转换率(FCR)为2为前提。是指在生产季节内最大投饵量,这个限制量也是指在整个水域平均每公顷水面所用饵料的平均数量,据此可以计算出整个水域可允许的网箱养殖规模。

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