东平湖鲢鳙蟹生态渔业模式构建及环境效应研究.docx

    东平湖鲢鳙蟹生态渔业模式构建及环境效应研究    高云芳，刘 峰，赵金山，闫法军，董 俊，李 娴，贺志鹏，董 文，冷春梅，侯召伟，朱永安(1.山东省淡水渔业研究院，济南 250000；2.东营市惠泽农业科技有限公司，山东东营 257000；3.泰安大喜渔业有限公司，山东泰安 271000)面源污染是我国江河湖库水体富营养化的“罪魁祸首”[1]，传统渔业无序发展也能加重水体富营养化[2]2012年，全球湖库富营养化数量占比高达63%[3]，中国湖泊富营养化数量占比59.1%[4]，可见湖库水体富营养化已经严重影响水源与环境安全十八大以来，发展大水面生态渔业、清退湖库网箱网围成为共识相比2013年，2020年中国湖库养殖面积减少1.2×104km2、产量降低236.0×104t、占比(淡水)降低8.8%[5，6]，水产品保供面临巨大压力践行大食物观，向江河湖海要食物，必然要求湖库渔业未来肩负保障国家生态安全、水资源安全和粮食安全的多重重任，因此发展生态渔业是必需途径东平湖是山东省第二大淡水湖，总面积627 km2[7]，是黄河流域仅有的三个大型湖泊之一、唯一重要蓄滞洪区，是京杭大运河复航和国家南水北调东线工程的重要枢纽，是山东省重要淡水渔业生产基地[8]。

2013年湖区网箱网围养殖面积超过17.5 km2，渔业总产量7.6×104t[9]但湖区每年投入渔用饵料超过1×104t，菹草最高覆盖面积占全湖总面积40%[10]，整体水质超过地表水环境质量Ⅳ类标准，水体富营养化问题频发[11]2012年东平湖开始禁止湖区养殖，至2018年累计清理湖区网箱网围占用水面84.0 km2，清除网箱6.7×104架、网围53.3 km2[12，13]，湖区水质日益改善，仍处于轻度富营养状态[14]水产养殖污染主要与高投高排、系统结构单一、调节能力差等有关[4]，但“一刀切”取缔所有湖库网箱网围也有待商榷如江苏滆湖清退鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)鳙(Aristichthysnobilis)网箱网围后湖区水质富营养化加剧、蓝藻爆发[15]；洪泽湖拆除养殖网围导致水体藻类密度升高、透明度降低，不利于沉水植物萌发生长与群丛恢复[16]；前期课题组的研究证明东平湖菹草-草鱼(Ctenopharyngodonidella)-中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)渔业利用模式对内源性污染控制有积极意义[12]多营养层次综合养殖能显著降低环境碳氮磷负荷、提高系统物质能量利用效率，兼具生态与经济优势[4]。

查干湖“净水渔业”模式、太湖“以渔控藻”模式、龙羊峡“特色冷水鱼智能网箱”模式、千岛湖“保水渔业”模式及鲟鱼生物循环利用养殖模式等成功案例，均证明湖泊渔业生产和生态保护可以相得益彰[17]因此本实验选取鲢鳙与河蟹为实验对象，探讨东平湖生态渔业模式构建及环境效应，旨在为湖库渔业增养殖、富营养化防控、生态渔业发展等提供依据1 材料与方法1.1 养殖生物放养、收获实验地点选在东平湖老湖镇近岸湖区，平均水深约为1.4 m，汛期可达3 m采用陆基网围实验法[18]，以竹竿为支撑框架，外覆网目为0.5 mm×0.5 mm的透水性网围，下部网围埋入底质约0.5 m深，网围规格为6 m(长)×6 m(宽)×5 m(高)共建设24个网围，设计两排串联，中间无间隔网围内菹草面积覆盖率人为控制为50%左右，生物量平均值为4.25 kg/m2(湿重)采用双因子实验设计，设置4个鲢鳙放养密度，即0 ind/m2(H0)、0.25 ind/m2(H1)、0.75 ind/m2(H2)、1.5 ind/m2(H3)放养鲢鳙数量比约为2∶1，平均体质量分别为(48.2±8.6)g、(144.0±17.2)g，平均体长分别为(15.4±1.4)cm、(18.5±1.8)cm；设置3个河蟹放养密度，即0 ind/m2(E0)、0.5 ind/m2(E1)、1 ind/m2(E2)，放养河蟹体质量、壳长、壳宽平均值分别为(6.6±0.5)g、(2.4±0.3)cm、(2.6±0.3)cm。

实验设置12个处理(E0H0、E0H1、E0H2、E0H3，E1H0、E1H1、E1H2、E1H3，E2H0、E2H1、E2H2、E2H3)，每个处理两个重复EH0代表蟹单养模式，即包括E0H0、E1H0、E2H0共三个处理的平均值，EH1代表E0H1、E1H1、E2H1平均值，EH2代表E0H2、E1H2、E2H2平均值；同理E0H代表E0H0、E0H1、E0H2、E0H3的平均值，E1H代表E1H0、E1H1、E1H2、E1H3平均值，E2H代表E2H0、E2H1、E2H2、E2H3平均值，以下皆同苗种购自泰安大喜渔业有限公司，于2017年4月20日投放网围，同年9月28号、10月15日分别收获成体河蟹和鲢鳙，实验期间不投喂1.2 水质、浮游生物样品1.3 沉积物和生物样品于养殖生物放养时、收获时分别采集生物样本；使用彼得逊采泥器，每月在所有网围内采集表层底泥(0～5 cm)，密封冷冻，带回实验室于60 ℃烘干，粉碎研细，经100目筛绢过滤后，检测总碳(STC)、总氮(STN)、总磷(STP)指标沉积物和生物样品碳、氮测定采用元素分析仪(Vario ELⅢ，德国)、磷测定采用K2S2O8氧化法进行[19，20]。

利用上述测定碳氮磷在生物体中含量比计算单位重量(湿重1 kg)鲢鳙、河蟹体内碳氮磷含量[21，22]STC、STN、STP净化值是指各组内沉积物碳氮磷实验后与实验前的差值1.4 数据处理与分析使用SigmaPlot 14.0做图；使用SPSS 22.0软件进行单因子方差分析、Pearson相关性分析，显著性水平设置为P<0.05，极显著性水平设置为P<0.012 结果与分析2.1 渔业生物生长状况渔业生物收获结果见表1收获时鲢鳙体重、成活率、成活数量、产量平均值分别为(1.2±0.1)kg、(51.9±24.8)%、(0.33±0.13)ind/m2、(3.7±1.2)t/hm2；河蟹体重、成活率、成活数量、产量平均值分别为(90.1±7.0)g、(43.1±16.9)%、(0.29±0.08)ind/m2、(0.27±0.1)t/hm2不同鲢鳙密度模式下，各组鲢鳙平均体重排序为EH1>EH2>EH3，EH1、EH3组差异显著；平均成活率排序为EH1>EH2>EH3，EH2、EH3无显著差异，均与EH1差异显著；平均产量、平均数量排序为EH1E2H，差异均不显著；河蟹各组间体重、数量、产量平均值接近，差异不显著，平均成活率E1H显著高于E2H。

表1 不同密度模式下鲢鳙、河蟹生长Tab.1 Growth of H.Molitrix/A.nobilis and E.Sinensis in the different density modes2.2 水质环境因子图1 实验区水质指标含量季节性变化Fig.1 Seasonal variation of water quality index content in the test area2.3 浮游生物群落特征如图2所示，实验期间检出浮游植物7门54种，浮游植物S、d、B、H′、D评价平均值分别是19.50、7.37×106ind/L、7.44 mg/L、2.35、4.48；检出浮游动物34种，浮游动物S、d、B、H′、D平均值分别为13.25、12.10×106ind/L、1.56 mg/L、2.01、3.72图2 实验区浮游生物群落结构指标含量季节性变化Fig.2 Seasonal variation of plankton community structure index content in the test area2.4 沉积物碳氮磷含量如图3所示，实验期间各处理组STC、STN、STP含量变化范围分别是25.82～37.81、0.57～1.50、0.42～0.67 mg/g，平均值分别为(31.13±7.97)、(1.07±0.26)、(0.52±0.12)mg/g。

STC、STN、STP净化平均值分别为(12.02±7.43)，(0.76±0.42)，(0.25±0.10)mg/g各组STC、STN、STP含量同一月份内差异均不显著STC、STN、STP含量均值呈现明显季节变化，且变化趋势基本一致即STC含量5、6、9月均值显著高于7、8、10月STN和STP在5、6月含量均值显著高于7、8、9、10月不同鲢鳙密度模式下，STC净化平均值EH0组明显高于其它组，EH0与EH1、EH3差异显著；STN净化平均值各组差异不显著，EH1组明显低于其它组；STP净化平均值各组结果接近，差异不显著不同河蟹密度模式下，STC、STN、STP平均净化量随河蟹养殖密度增大而增大，差异均不显著图3 实验区各组STC、STN、STP含量季节性变化Fig.3 Seasonal variation of STC，STN and STP contents in each test area2.5 生物移除碳氮磷各组生物移除水体碳氮磷结果见表2结果显示，不同鲢鳙密度模式下，系统碳移除量变化范围为401.92～743.74 kg/hm2，平均值为(599.56±121.30)kg/hm2；氮移除量变化范围为62.03～114.78 kg/hm2，平均值为(92.53±18.72)kg/hm2；磷移除量变化范围为14.89～27.55 kg/hm2，平均值为(22.21±4.49)kg/hm2。

每生产1 kg鲢鳙分别移除碳氮磷162、25、6 g；不同河蟹密度模式下，系统碳移除量变化范围为31.11～36.33 kg/hm2，平均值为(31.96±1.65)kg/hm2；氮移除量变化范围为4.41～5.15 kg/hm2，平均值为(4.53±0.23)kg/hm2；磷移除量变化范围为0.48～0.57 kg/hm2，平均值为(0.50±0.03)kg/hm2每生产1 kg河蟹分别移除碳氮磷121、17、2 g表2 养殖生物碳氮磷移除量Tab.2 Output of carbon，nitrogen and phosphorus elements by cultured animals in the polyculture system表3 STC、STN、STP含量与水环境因子、浮游植物相关性矩阵Tab.3 Correlation matrix of STC，STN，STP content with water environmental factors and phytoplankton2.6 Pearson相关性分析各组STC、STN、STP净化平均值与鲢鳙和河蟹个体重、成活率、产量Pearson相关性分析见表4。

STC、STN净化平均值呈显著正相关STC净化平均值与鲢鳙个体重呈显著负相关，与成活率呈极显著负相关；STN净化值与鲢鳙成活率呈显著负相关表4 各组STC、STN、STP净化平均值与鲢鳙、河蟹生长指标相关性矩阵Tab.4 Correlation matrix between average purification values of STC，STN and STP and growth indexes of H.Molitrix/A.nobilis and E.Sinensis in the test group3 讨论3.1 生态渔业模式优势湖泊网箱网围养殖多以草鱼、鲤(Cyprinuscarpio)、鲫(C.auratus)、鲢鳙和河蟹等单一品种集约化模式为主[23，24]2018年前东平湖以。