富营养化湖泊中的鲢、鳙控藻问题:争议与共识发表时间:2021/10/1 8:59:13 来源:湖泊科学杂志,2016,28期 浏览次数:20717 西南渔业网-丰祥渔业网秉承:求是务实不误导不夸大不炒作!水产专业网站为您提供优质服务!【郑重提醒】:本站所有文章,如需转载请注明出处,否则谢绝转载!!谢谢合作~市场在变,我们的诚信永远不会变!富营养化湖泊中的鲢、鳙控藻问题:争议与共识刘其根 张真(上海海洋大学水产与生命学院, 上海 201306)2016-01-31 收稿;2016-02-02 收修改稿基金项目:公益性行业(农业)专项(201303056)、国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07101-007)、国家自然科学基金项目(31072218)和上海市高校知识服务平台项目(ZF1206)联合资助作者简介:刘其根(1965~), 男, 博士, 教授; E-mail:qgliu@.摘要:我国湖泊富营养化的治理方向正在从污染控制走向湖泊的生态修复与管理, 因此以鲢、鳙为主导的非经典生物操纵技术受到了关注和重视.然而, 鲢、鳙控藻的研究有成败两方面的案例, 导致人们对能否利用鲢、鳙控制富营养化湖泊中藻类的过度增长的看法仍有分歧.本文通过对国内大量相关研究案例进行剖析, 指出了导致鲢、鳙控藻试验产生不同结果的可能原因, 提出了对鲢、鳙控藻研究可以得到的共识, 以便为我国湖泊环境的管理和保护提供借鉴.关键词:湖泊 富营养化 鲢 鳙 藻类过度增长 藻类控制Controlling the nuisance algae by silver and bighead carps in eutrophic lakes:disputes and consensusLIU Qigen , ZHANG ZhenAbstract: Treatment of lake eutrophication is shifting from pollution control towards restoration and management of lake ecosystems in China, so it has drawn much attention of the non-traditional biomanipulation based on the role of silver carp and bighead carp in lakes. However, there are both successful and unsuccessful cases over the use of silver carp and bighead carp in controlling nuisance algae, which has led to the discrepancy over the feasibility of its usage. In this paper, we analyzed many studies that tested the effects of silver carp and bighead carp on algal production, pinpointed out the possible causes leading to the different results in these case studies, and tried to reach a consensus over the use of silver carp and bighead carp to control algal over growing in eutrophic lakes. We hope this effort could play a role in helping the environmental management and protection of lakes in : Lakes eutrophication silver carp bighead carp cyanobacterial bloom control of nuisance algae鲢和鳙是我国最常见、也是世界上养殖产量最大的两种淡水经济鱼类[1].鲢、鳙、青鱼和草鱼被并称为“四大家鱼”,在我国的淡水渔业发展史上具有举足轻重的地位.鲢和鳙,不但曾是我国池塘的主要养殖鱼类,也被广泛用于全国各地湖泊(含水库,下同)的增殖放流,其在一些湖泊的渔产量中常可占到40 %以上(如鲢、鳙在浙江千岛湖占到全湖渔产量的50 %以上,而在武汉东湖占到90 %以上[2]).因此鲢、鳙无疑是我国湖泊中最具影响的优势鱼类类群,也是我国湖泊食物网结构区别于国外湖泊的最显著特征[3].然而,人们对鲢、鳙的兴趣并不只限于其渔业利用价值.由于鲢、鳙主要以浮游生物为食,因而利用鲢、鳙控制富营养化湖泊中藻类的过度增长或蓝藻水华的可能性也早已引起了国内外的广泛兴趣[4-6].利用鲢、鳙控藻的这一技术现在也都以“非经典生物操纵”而广为人们所熟知[7],然而人们对鲢、鳙能否控藻的认识却始终存有争议,至今未达成共识.实际上,关于鲢、鳙生态学效应或影响的国内外研究可谓不少,但令人遗憾的是,这些研究结果之间常相互矛盾,不但使开展这些研究的学者们对其认识不能达成统一,也会使广大读者对这些结果感到莫衷一是,致使对鲢、鳙控藻的意见分歧在国内外都长期和广泛存在.这些分歧意见的存在,或可使鲢、鳙对水环境的积极作用得不到应有的应用或使其负面作用得不到有效规避,或使一些不当的水环境管理政策被推出.因此尽早对这个问题进行明确解答或形成共识,对我国的水环境保护具有重要的意义.为了帮助人们解答“鲢、鳙究竟能否控藻”的疑惑,笔者通过对国内外大量相关研究的分析提出并尝试回答以下几个问题:为什么不同的研究者得到的结果会如此迥异甚至完全对立?对现有众多的鲢、鳙控藻研究进行分析总结,能否达成共识?如果现有的证据还不足以形成共识,那么今后应开展怎样的研究才能有助于问题(分歧)的真正解决?1 鲢、鳙控藻问题的提出及其界定利用鲢、鳙控制富营养化湖泊中藻类的过度增长,是在湖泊富营养化问题日趋普遍之后才被提出并逐渐受到关注的.早在1970s 1980s,国际上就已有对鲢、鳙控藻的研究[4, 8-10],我国也在1980s开始关注和研究鲢、鳙控藻的问题[11-12].藻类的过度增长,特别是蓝藻水华的暴发,常被认为是湖泊富营养化的最恶劣表征,不但严重影响湖泊水质,也会对湖泊生态系统的健康产生影响,因而是湖泊富营养化控制的一个重要方面.由于鲢、鳙能够滤食藻类,因此能否利用鲢、鳙来控制富营养化湖泊中的藻类过度增长问题自然就成为了国内外研究者极感兴趣的一个议题.本文所要探讨的鲢、鳙控藻问题,是指在污染源已得到基本控制(即点源污染已得到有效控制、非点源和内源污染将是主要影响因素)的湖泊,能否利用鲢、鳙来控制藻类的过度增长,或预防控制蓝藻水华暴发的问题.即探讨鲢、鳙能否控藻时,不应包括那些连点源污染都尚未得到有效控制的湖泊,因为在没有控制污染源的湖泊,仅通过鲢、鳙放养来控制其藻类的过度增长是有难度的.现有的共识是:污染源的控制是富营养化防治的前提.而在污染源已得到基本控制的湖泊,之所以仍需要借助鲢、鳙来控藻,是因为即使点源污染得到较好的控制,其水质也并非一定能得到及时的改善,相反,这些湖泊仍可能会因为来自流域的大量面源污染或湖泊自身的内源性污染,导致藻类出现异常增长,甚至暴发蓝藻水华,因此借助生物操纵等措施来预防控制藻类的过度增长和改善水质仍可能是非常必要的.这也是我国湖泊利用鲢、鳙控藻的主要应用场景.即鲢、鳙控藻应是湖泊环境管理的一种手段,是对外部污染控制的有效补充.2 鲢、鳙控藻试验研究的典型案例有关鲢、鳙控藻的研究,国内外都有大量的案例.谢平的《鲢、鳙与藻类水华控制》[7]已给出了国内外的很多研究案例,有兴趣的读者可以参考.然而,由于这些案例还不足以消除人们对鲢、鳙能否控藻的意见分歧,故本文将给出更多的研究案例,旨在帮助读者进一步了解鲢、鳙控藻研究的现状和进展,以帮助人们尽早达成对鲢、鳙控藻的共识.由于鲢、鳙控藻有成败两方面的案例,因此解决对鲢、鳙控藻的分歧,也必须从正反两方面的案例研究入手. 鲢、鳙控藻的失败案例大连水产学院史为良教授及其同事的研究,是国内最早开展的鲢、鳙控藻试验之一.该研究于1982年5-7月进行[11],利用水库岸边的8个3 m3(面积约2 m2,深 m)的水泥池,分A、B两组同时进行. A组池底加入半寸左右厚度的水库底泥,B组不加.试验池内注入库水,分别以0、6、18和36尾/m3的密度放养平均全长 cm的鲢、鳙鱼种(鲢、鳙之比为2 :1).同时在水库库区同一网箱养殖区域选定10个相邻网箱,分别以每箱(规格7 m×4 m× m)0、、和万尾的密度放养全长10 cm左右的鲢、鳙鱼种,分C、D两组进行试验对照.每5 d测定1次水化学和水生生物组成指标.每次采样时间为15:00-15:30.网箱试验期间不洗箱,水流交换很弱,微量测流仪已测不出流速.网箱试验前、后各进行1次水化学和水生生物组成指标的测定.试验周期(在水泥池和网箱)均为20 d.研究结果表明,放养鲢、鳙使水体初级产量、浮游植物生物量和P/B系数大幅度上升.其中,密养池变化幅度大于稀养池,A组强于B组.同样,鱼种密度较高的网箱内,浮游植物生物量、生产量和P/B系数等均未因鲢、鳙摄食而相应减少,附着藻类却明显比未养鱼的空箱多,且箱内浮游植物生物量、生产量和P/B系数也稍高于箱外.此外,随着放养密度达到一定量后,水体中的浮游植物明显小型化,优势种也发生了明显的变化.以A组为例,未养鱼的A1号池,浮游植物的细胞数为140×104 cells/mg,而在放养36尾/m3的A2号池,浮游植物的数量则达到2650×104 cells/mg.随着放养密度的增加,浮游动物生物量下降,且也出现小型化.而鱼类生长随密度增加而变差.实验结果表明,鲢、鳙不能控制水体中的藻类数量.此后,中国科学院水生生物研究所的阮景荣研究员及其同事于1994年前后也在实验室水族箱条件下开展了鲢、鳙控藻的研究[13].他们选用了12个60 L的水族箱,分3个实验组(Ⅱ组为鲢鳙混养,Ⅲ组为鲢单养,Ⅳ组为鳙单养)和1个对照组(Ⅰ组),每组设3个重复,水族箱添加以活性炭过滤过的自来水配置的一种被称为WC的藻类培养基,水深为31 cm,并接种罗非鱼实验留下的混合藻类培养液,接种的初始密度为×105 cells/L,接种的藻类有颤藻(Oscillatoria sp.)、镰形纤维藻(Ankistrodesmus falcatus)、菱形藻(Nitzschia sp.)、栅藻(Scenedesmus sp.)、小球藻(Chlorella sp.)、衣藻(Chlamydomonas sp.)等,其中颤藻占80 %以上.藻类接种后第3周,引入大型溞(Daphnia magna),密度为每个水族箱22个成体.在接种大型溞后第4周再放养规格分别为 cm的鲢、鳙鱼种,放养密度平均为15 g/m3.其中两组为鲢和鳙单养,两组为鲢和鳙混养,实验共持续27周,其中鲢、鳙放养后实验持续了21周.为了能使接种藻类生长,每个水族箱都配备了5000~6000 lx的光照,光照时间为12 h/d.水族箱水温控制在25℃左右,每周采样1次用于水生生物和水化学指标的测定,每周于采样后给各水族箱补充等量的营养物和自来水,其营养物补充量按照WC培养基用量的1 % ~5 %逐渐增加,实验期间的平均磷负荷为 g/(m3·d).实验结果表明,鲢、鳙引入微型实验生态系统后,大型溞密度降低,而浮游植物密度