长江中下游地区湖滨陆基渔业活动的环境影响研究

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水产养殖是一种具有两千多年历史的传统生产方式,在过去仅仅30~40年间已成为当今世界最重要的食品生产部门之一。中国处于全球水产养殖产量领先地位已数十年,且其产量优势在持续扩大。中国从1980年占据世界水产养殖产量(7359881t)的36.1%和世界淡水养殖产量(2342706 t)的38.5%,发展到2011年占据世界水产养殖产量(76321310 t)的65.7%和世界淡水养殖产量(38994913t)的63.6%。然而,水产养殖与其它动物养殖行业一样,会产生负面的环境影响。随着食用鱼需求量的持续增长,水产养殖的集约化程度与养殖规模持续扩大,中国的水产养殖也受到越来多的质疑,而许多问题与环境问题相关。因此,本研究尝试从三个研究尺度,分别是池塘、养殖场和渔业区域,运用野外调查与生态环境监测等研究方法,探究长江中、下游地区湖滨陆基渔业活动对环境的影响。主要的研究结果可概括如下:  (1)比较了分别放养两种不同规格扣蟹(模式1:10.00±2.86 g ind.-1和模式2:5.56±1.65 g ind.-1)的中华绒螯蟹池塘养殖模式的氮磷收支模型。在扣蟹放养密度(24800 ind.ha-1)相同的条件下,模式1收获的中华绒螯蟹平均体重显著大于模式2,而中华绒螯蟹产量低于模式2。模式1河蟹输出的氮、磷总量低于模式2,模式1氮、磷的净排放量高于模式2。结果表明:扣蟹放养生物量和换水率是决定中华绒螯蟹池塘养殖过程中氮、磷排放量的两个重要因素。  (2)在籽莲种植围隔中,放养4个不同密度(2、4、6和8 ind./m2)的异育银鲫“中科三号”,比较了不同处理组的异育银鲫与莲蓬产量、以及氮/磷收支模型。不同处理组,收获的异育银鲫个体的平均体重无显著性差异(p>0.05)。异育银鲫放养密度为8 ind./m2,其产量与净增重最高。放养异育银鲫对莲蓬的产量没有显著性影响(p>0.05)。放养异育银鲫对氮、磷的总输出量没有显著性影响(p>0.05)。异育银鲫输出的氮、磷总量有显著性差异(p<0.05),尾水输出的氮、磷总量没有显著性差异(p>0.05)。结果表明:在不投饵的情况下,异育银鲫在籽莲种植围隔中生长缓慢,可能受到环境和食物双重因素的限制。  (3)在籽莲种植围隔中,放养4个不同密度(3、6、9和12 ind./m2)的克氏原螯虾,比较了不同处理组的克氏原螯虾与莲蓬产量、以及氮/磷收支模型。不同处理组,收获的克氏原螯虾个体的平均体重、成活率和产量均有显著性差异(p<0.05)。克氏原螯虾放养密度为12 ind./m2,其收获个体的平均体重最小、成活率最低,而产量最高。放养克氏原螯虾对莲蓬的产量没有显著性影响(p>0.05)。放养克氏原螯虾对氮、磷的总输出量有显著性影响(p<0.05),其中克氏原螯虾放养密度为12 ind./m2,其氮、磷总输出量最高。尾水输出的氮、磷总量没有显著性差异(p>0.05)。结果表明:放养克氏原螯虾不仅对籽莲的生长和产量没有影响,同时能够转移输出更多的氮、磷元素。  (4)调查研究了洪泽湖流域156个中华绒螯蟹养殖场。洪泽湖沿湖中华绒螯蟹养殖场被归类为小农场或家庭农场,养殖场面积在0.21~7.17 ha之间,平均1.69 ha(±0.11)。扣蟹的放养规格在2.1~16.7 g ind.-1之间,平均5.9 g ind.-1(±0.1),放养密度在5025~48000 ind.ha-1之间,平均24232 ind.ha-1(±472)。中华绒螯蟹池塘养殖产量在135至2400 kg ha-1 cycle-1(1144±34)之间,66.7%的中华绒螯蟹养殖场产量超过900 kg ha-1 cycle-1。中华绒螯蟹池塘养殖产量与扣蟹放养密度呈正相关(p<0.01)、与池塘大小和捕捞规格呈显著负相关(p<0.01)。池塘水草覆盖率也是影响中华绒螯蟹养殖产量的关键因素之一。然而,扣蟹的放养规格与饲料类型对中华绒螯蟹养殖产量没有显著性影响(p>0.05)。  (5)比较了洪泽湖流域的池塘在上世纪90年代前养殖鲤科鱼类与近十年养殖中华绒螯蟹的氮、磷负荷与氮、磷净排放量的变化趋势。中华绒螯蟹养殖场的氮负荷变化范围在44.9~377.9 kgha-1 cycle-1之间,平均值为175.6 kgha-1 cycle-1(±5.3 SE);磷负荷变化范围在10.6~105.5 kgha-1 cycle-1之间,平均值为49.4 kgha-1 cycle-1(±1.5SE)。所有调查的中华绒螯蟹养殖场的氮、磷负荷均较养殖鲤科鱼类有不同程度的下降,其中氮负荷的降幅为325.1~658.1 kg ha-1 cycle-1,平均值为527.4 kg ha-1 cycle-1(±5.3 SE);磷负荷的降幅为212.5~307.4 kg ha-1cycle-1,平均值为268.6 kg ha-1 cycle-1(±1.5 SE)。所有调查养殖区养殖中华绒螯蟹的氮、磷净排放量均比养殖鲤科鱼类有显著的下降,其中总氮净排放量的下降幅度在43.8~63.2 kg ha-1 cycle-1之间,平均值57.2 kg ha-1 cycle-1(±0.8 SE);总磷净排放量的下降幅度在10.8~13.0 kg ha-1 cycle-1之间,平均值12.1 kg ha-1cycle-1(±0.1 SE)。结果表明:区域养殖结构的调整能显著的改变其对环境的影响水平。  (6)比较了以莲为优势种的渔场生态渠和池塘在不同月份的水质特征。生态渠能有效降低养殖废水中各类营养盐的浓度,从而削减养殖废水中的各类营养盐的排放总量。莲从十月份开始凋亡,而养殖废水的排放高峰期在十一月和十二月,此时生态渠对养殖废水的净化效果有限。因此,优化生态渠植被结构和改进池塘管理方式,有利于进一步降低渔场废水的环境影响。  (7)调查研究了传统鲤科鱼类养殖场的养殖废水对长江中游浅水湖泊的水质、轮虫群落和底栖动物群落的影响。渔场废水对湖泊水质的影响空间范围呈季节性差异。在春季,影响范围在500~1000米范围之间。在夏季,影响范围在200~500米之间。在秋季,影响范围在200~500米之间。在冬季,影响范围在500~1000米之间。随着距渔场排水口距离的增加,湖泊水体的总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、化学需氧量、电导率和叶绿素a的浓度均呈下降的趋势,而溶解氧、pH和透明度均呈上升的趋势。  距渔场排水口不同距离的采样点的轮虫群落结构有显著性差异,根据不同采样点的轮虫群落结构的相似性,所有采样点可划归为三个群组,组1包含位于0m的采样点;组2包含100m和500m的采样点;组3包含1000m和1500m的采样点。受养殖废水严重干扰的水域,轮虫的丰度显著高于湖泊的对照敞水区,其中长肢多肢轮虫、长三肢轮虫和暗小异尾轮虫是湖泊的优势种,其丰度均呈现出逐步下降的趋势。结果表明:轮虫具有较高的环境敏感性,可作为监测养殖活动干扰引起的环境变化的指示生物。  距渔场排水口不同距离的采样点的底栖动物物种数、物种丰富度和香农-威纳指数没有显著性差异,而丰度和均一度指数呈显著性差异。在夏季和秋季,湖泊的底栖动物群落结构相似很高,没有显著性的空间差异。在夏季和秋季,渔场的废水排放量较少,对湖泊底栖动物群落结构的干扰强度较低。在春季,距渔场排水口50米以内、100~200米、500米、1000米以外的采样点的底栖动物群落结构均呈显著性差异(p<0.05)。在冬季,距渔场排水口500米以内的采样点与超过500米以外的采样点的底栖动物群落结构有显著性差异(p<0.05)。结果表明:仅在春季和冬季,渔场养殖废水对湖泊底栖动物群落结构有显著性影响,而在夏季和秋季,其干扰强度较低。
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