池塘河蟹生態養殖對水環境的影響

吳 凱，馬旭洲*，王友成，王 武，郎月林

（1上海海洋大學農業部淡水水產種質資源重點實驗室，上海 201306；2上海市水產養殖工程技術研究中心，上海 201306；3水產動物遺傳育種中心上海市協同創新中心，上海 201306；4上海魚躍水產專業合作社，上海 201611）

池塘河蟹生態養殖對水環境的影響

吳 凱1，2，3，馬旭洲1，2，3*，王友成4，王 武1，2，3，郎月林4

（1上海海洋大學農業部淡水水產種質資源重點實驗室，上海 201306；2上海市水產養殖工程技術研究中心，上海 201306；3水產動物遺傳育種中心上海市協同創新中心，上海 201306；4上海魚躍水產專業合作社，上海 201611）

為了探究上海松江泖港地區河蟹生態養殖模式對水環境的影響，于2014年5—10月對河蟹生態養殖池塘和水源水進行了監測。結果顯示：水源區和蟹塘區主要超標水質指標為TN和TP，水源區的最大超標幅度為232.7%和78.5%，蟹塘區為20.4%和129.5%，總體上水源區的超標幅度高于蟹塘區，水源區有富營養化特征和輕微的有機污染。蟹塘區的DO、NH+4-N、NO－2-N和NO－3-N均達標且優于水源區，pH、CODMn和PO3+4-P雖有超標，但超標幅度較小；蟹塘區每天有大量的外源性氮、磷投入，但是氮、磷的變化幅度較小，表明水草對氮、磷的吸收較充分。總之，河蟹生態養殖池塘的水質要明顯優于水源區，基本上達到地表水環境質量標準中的三級標準和漁業水質標準的要求。上海松江泖港地區河蟹生態養殖不會對外界水環境產生不良影響。

河蟹；生態養殖；池塘；水質；水環境

河蟹，學名中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis），又稱螃蟹、大閘蟹和毛蟹，隸屬甲殼綱（Crustacea）、十足目（Decapoda）、方蟹科（Grapsidae）、絨螯蟹屬（Eriocheir）［1］。近年來，河蟹的營養和經濟價值逐漸被人們認可，市場需求量的升高刺激了養殖規模的不斷擴大。部分養殖戶片面地增加放養密度和日常投餌量，以期能增加經濟效益，卻忽略了環境效應，在無意識中行使著傳統的養殖模式。結果導致河蟹的品質下降，市場價值較低，而且養殖周圍水環境受到了嚴重的影響。水是水生動物最基本的生存條件，水質的好壞直接影響著它們的生存能力及生長能力。洪美玲等［2］研究表明，高濃度的亞硝酸鹽能使河蟹肝胰腺丙二醛含量升高，造成河蟹中毒。何望等［3］研究表明亞硝酸鹽對河蟹幼體的生長及變態發育有著極大的危害，能刺激和麻醉幼體的神經，阻礙它們的生長和變態發育。據報道，傳統的河蟹養殖模式能引起周圍水環境中氮、磷濃度上升［4］，但也有報道，只要控制適宜的養殖密度，科學投餌，水環境基本不受影響［5-6］。為了擯棄傳統養殖模式的缺點，近年來河蟹生態養殖模式在全國開展，并取得了豐富的成果，形成了一批具有地方特色的生態養殖模式，如“當涂模式”、“宿松模式”、“寶應模式”和“盤山模式”。

為了探究河蟹生態養殖對水環境的影響，于2014年5—10月對上海松江泖港地區3個河蟹生態養殖池塘和水源水的3個采樣點的溫度、DO、pH、CODMn、NH+4-N、NO－2-N、NO－3-N、PO3+4-P、TP和TN全面進行監測，探究水質指標的變化情況，以期為河蟹生態養殖水質凈化研究及水環境保護提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1．1 試驗地點

試驗地點為上海市松江區泖港鎮三泖水產養殖基地，水源水為黃浦江支流河道水，具體地理坐標見表1。

表1 水環境調查位點的分布Table 1 Distribution of water environment sites investigated

1．2 試驗材料

試驗池塘為3口面積均為5 000 m2的河蟹養殖池塘，池塘東西走向、南北并排，周圍水環境相同。試驗期間水位最高為1.5 m左右，整個養殖階段，只注水，不排水。試驗所用的蟹苗、鰱、鳙魚苗和青蝦苗均為上海魚躍水產合作社提供。

1．3 試驗設計

1.3.1 水草種植與管理

每年12月份，河蟹起捕后，全池潑灑生石灰消毒（1 500 kg/hm2），然后抽干池水凍曬1個半月。1月中旬開始注水，水位控制在30 cm左右，1月20日左右種植伊樂藻（Elodea nuttallii），種植面積為全池30%左右。3月初播苦草（Vallisneria natans）種子6 kg/hm2，新生的幼苗光合作用弱，水位保持約35 cm為宜，確保苦草幼苗的成活率。4月20日左右，種植輪葉黑藻（Hydrilla verticillata），種植面積約40%。

1—4月為種草階段，控制水位，保證水草健康生長；3—5月，采用“圍蟹種草”模式，河蟹生活在無草區，蟹、草經圍網相互隔離，防止河蟹對水草的破壞，影響水草的健康生長；6月初，水草根系已較大，拆除圍網讓河蟹進入水草豐富水域，實行“蟹草共作”模式。每天早上，打撈漂浮水面的被河蟹夾斷未被食用的水草。為了讓河蟹上岸以便捕捉上市和清塘，10月中旬后開始清除全部水草。

1.3.2 苗種投放

3月初投放規格為100—150只/kg的幼蟹（7 500只/hm2），投放前使用3%—4%的食鹽水浸洗3—5 min，預防蟹病。水位升至40 cm左右時開始投放0.5 kg/尾的鰱、鳙魚（30—45尾/hm2），4月10日左右投放螺螄（3 500 kg/hm2），7月上旬投放2 cm左右的青蝦（15 kg/hm2）。

1.3.3 餌料投喂

飼料的投喂量依河蟹規格調整，6月前，投喂蛋白含量為36%的配合飼料，投餌量由體重的1%逐步提高到3%；6月下旬到到8月底，投喂蛋白含量為30%的配合飼料，投餌量為體重的5%；9月后，飼料的蛋白含量要求40%左右，額外添加海水冰鮮魚和煮熟的玉米，三者的比例約為2∶1∶1，投餌量為體重的5%。每天17∶00投喂，整個養殖階段不向水體中施用肥料。

1．4 水樣采集與分析

水質監測于2014年5—10月進行，監測點為水源區和河蟹養殖區。用水樣采集器采樣，河蟹養殖池塘取4邊中點距水面30 cm處采樣，共為1 L；水源區每個采樣點采樣1 L，每10 d采樣一次，采樣時間為早上8∶00。遇到雨天延后采樣。采樣后，樣品立即用美國YSI550A溶氧儀測定溶氧和溫度，pHSJ-3F型pH計測定pH，其他指標在實驗室測定結果，測定方法參照《水和廢水檢測方法》［7］。本試驗對水質的評價以漁業水質標準（GB 11607—1989）［8］和地表水環境質量標準（GB 3838—2002）中的三級標準［9］為依據。

1．5 數據統計與分析

統計池塘和水源的試驗數據，用Excel和SPSS 11.5軟件求均值和方差分析。

2 結果與分析

2．1 養殖產量和經濟效益

上海松江區泖港鎮三泖水產養殖基地蟹苗的投放密度約為7 500只/hm2，成活率約為70%左右，體重由投放時6 g/只到上市時多數可達175 g及以上。池塘水草覆蓋率達70%左右，水草產量約為150 t/hm2，為河蟹天然的植物性餌料，約20%的水草被河蟹食用，河蟹品質較好，純利潤約為27 000元（人民幣，下同）/hm2。河蟹養殖池塘內水質較好，水草豐美，0.5 kg/尾的鰱、鳙魚生長到年底時體重可達4 kg/尾，利潤約為1 500元/hm2。河蟹養殖池塘重點是養蟹，因此河蟹養殖池塘的青蝦死亡率相對較高，青蝦產量約為50 kg/hm2，但青蝦的市場價值較高，經濟利潤約為1 500元/hm2。去除苗種、飼料、人工和水電費等，三泖水產養殖基地的養殖純利潤約為30 000元/hm2，經濟效益較好。

2．2 2014年水質監測的總體評價

5—10月，水源區的主要超標指標為TN和TP，最大超標幅度分別為232.7%和78.5%。河蟹生態養殖區的主要超標項目為CODMn和TP，最大超標幅度分別為80.8%和129.5%。依據水質評價標準，養殖區的水體質量較好，基本符合漁業水質標準或地表水三級標準，各水質指標均優于水源區。養殖區pH超標是由于池塘內種植了大量的水草。夏季水草的覆蓋率達水面的70%以上，水草光合作用消耗水體的CO2，從而使pH上升。養殖區TP的超標不僅與水源有關，也與投餌量的增加相關，為了讓河蟹增肥，養殖戶增加了投餌量，導致TP濃度上升。整個養殖階段，河蟹規格不斷增加，河蟹取食和爬行的過程中，會攪動底泥，導致養殖水體的渾濁度增大，水體的透明度降低，CODMn濃度會升高。

2．3 不同時期河蟹生態養殖區DO的動態變化分析

DO能夠反映水體的自凈能力。水體的DO被消耗，恢復到初始水平，所需時間越短，說明水體的自凈能力越強，或者說水體污染程度低，否則說明此水體污染程度高。水源組DO的變化范圍為3.340—4.717 mg/L，從5月21日到7月30日逐漸下降，之后逐漸上升，峰值為4.717 mg/L，試驗階段DO的變化幅度較小（圖1）。河蟹養殖池塘DO的變化范圍為3.600—6.207 mg/L，從5月21日到6月30日逐漸上升，6月30日到9月8日逐漸下降，之后逐漸升高，峰值為6.207 mg/L。比較水源組和河蟹養殖池塘組可以明顯地看到，河蟹養殖池塘DO高于水源組，主要原因是河蟹養殖池塘種植大量的輪葉黑藻、伊樂藻和苦草等光合作用為水體輸送了大量的氧氣［10-11］。6月30日到9月8日河蟹養殖池塘的DO有下降趨勢，主要原因是：此階段溫度較高，水體呼吸作用以及其他微生物代謝旺盛，消耗的氧氣增加；河蟹規格不斷增加，活動量加大，耗氧也隨之增加。9月8日后池塘的DO呈上升趨勢，而9月后池塘內大量的水草被清除，二者似乎相互矛盾，其實不然，主要原因是9月5日的前幾天為陰雨天，之后至9月8日為晴天，陽光充足，水草光合作用較強，10月份河蟹上市，池塘里的河蟹大量減少，氧氣的消耗量減少。

2．4 不同時期河蟹生態養殖區pH的動態變化分析

pH是衡量水體酸堿度的指標。水源組pH的變化范圍為7.130—8.513，峰值為8.513，從5月21日到10月18日pH無明顯的上升或下降趨勢（圖2）。河蟹養殖池塘pH的變化范圍為8.163—9.863，峰值為9.863，從5月21日到9月8日pH整體呈下降趨勢。主要原因是投餌量不斷增多以及河蟹的糞便分解過程中產生酸性物質進入水體，使pH下降；河蟹養殖池塘種植大量的水草，水草呼吸作用產生的CO2使水體pH降低［12］；河蟹規格增加，呼吸作用產生的CO2量增加也是pH下降的原因。9月8日后，池塘pH上升的主要原因是水草逐漸衰亡乃至大量被清除及河蟹陸續上市，河蟹數量減少，水草和河蟹呼吸作用產生的CO2減少。

圖1 不同時期河蟹生態養殖區溶解氧的動態變化Fig．1 Variation of DO in eco-culture ponds at different stages

圖2 不同時期河蟹生態養殖區pH的動態變化Fig．2 Variation of pH in eco-culture ponds at different stages

2．5 不同時期河蟹生態養殖區CODMn的動態變化分析

CODMn能夠反映水體有機物和還原性無機物濃度的指標。河蟹養殖池塘CODMn值變化范圍為6.389—10.847 mg/L，5月21日到8月29日，整體呈上升趨勢，之后逐漸下降（圖3）。主要原因是河蟹規格不斷增加，投餌量及河蟹取食過程中對水體的攪動增加，CODMn值增加，后期大量河蟹被捕上市，投餌量也減少，CODMn值下降。水源組CODMn值變化范圍3.911—9.157 mg/L，變化趨勢和河蟹養殖池塘相似。整個試驗階段河蟹養殖池塘CODMn值均高于水源組，主要原因是河蟹養殖池塘河蟹產生大量的糞便為水體帶來大量的有機物，河蟹爬行和取食過程中攪動底泥中未分解的餌料，都使得水體中CODMn值增加［13］。

圖3 不同時期河蟹生態養殖區CODMn的動態變化Fig．3 Variation of CODMnin eco-culture ponds at different stages

圖4 不同時期河蟹生態養殖區氨氮的動態變化Fig．4 Variation ofin eco-culture ponds at different stages

2．6 不同時期無機氮鹽的變化

1.076 mg/L，5月21日到6月30日呈上升趨勢，最高值為1.076 mg/L，之后逐漸下降。整個試驗期間，河蟹養殖池塘氨氮濃度均低于水源組。

圖5 不同時期河蟹生態養殖區亞硝酸鹽氮的動態變化Fig．5 Variation ofin eco-culture ponds at different stages

圖6 不同時期河蟹生態養殖區硝酸鹽氮的動態變化Fig．6 Variation ofin eco-culture ponds at different stages

圖7 不同時期河蟹生態養殖區磷酸鹽的動態變化Fig．7 Variation ofin eco-culture ponds at different stages

磷作為各種生物必須營養元素之一，其需要量比氮低，但自然水環境中磷多于不溶解的化合物形式存在，能夠被浮游植物和沉水植物吸收的主要是可溶性磷酸鹽［19-20］，自然水體中含量較低的可溶性磷酸鹽常常為浮游植物和沉水植物生長限制因子。河蟹養殖池塘磷酸鹽的變化范圍為0.114—0.426 mg/L，6月20日達到最大值，為0.426 mg/L，之后逐漸降低（圖7）。水源組的變化范圍為0.051—0.385 mg/L，7月30日達到最大值，為0.385 mg/L，之后逐漸降低。整個試驗階段，河蟹養殖池塘磷酸鹽濃度高于水源組，河蟹養殖池塘種植了大量的輪葉黑藻、伊樂藻和苦草可以吸收磷酸鹽，似乎相矛盾，其實不然，主要原因是河蟹養殖池塘每天投喂大量的餌料，飼料分解為水體帶來了大量的磷酸鹽［21］。

3 結論

2014年5—10月對河蟹生態養殖池塘和水源水水質指標的監測分析可得出如下結論：（1）依據地表水環境質量標準中的三級標準，水源區TP和TN濃度的最大超標幅度分別為78.5%和232.7%，表明水源區水質為富營養化和輕微的有機污染；（2）河蟹生態養殖池塘區主要超標水質指標為CODMn和TP，超標幅度分別為80.8%和129.5%，其它指標除外均優于水源區；（3）河蟹生態養殖池塘每天都有未被利用的餌料和河蟹排出的糞便分解產生的氮磷進入水體，長期監測的過程中并未發現池塘內的氮磷上升很高，表明水草對氮磷的吸收比較充分；（4）池塘內的河蟹呼吸作用需要消耗大量的氧氣，但氨氮和亞硝氮的濃度均低于水源區，池塘內的硝化反應效率較高，水草光合作用產生的氧氣有利于硝化反應的進行，表明池塘內種植的大量水草在三氮轉化過程中起到了重要的作用；（5）依據地表水環境質量標準中的三級標準和漁業水質標準的要求，河蟹生態養殖池塘的水質明顯優于水源區，上海松江泖港地區河蟹生態養殖模式不會對外界水環境產生不良影響。

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（責任編輯：程智強）

Effect of pond eco-culture of river crabs on water environment

WU Kai1，2，3，MA Xu-zhou1，2，3*，WANG You-cheng4，WANG Wu1，2，3，LANG Yue-lin4
（1Key Laboratory of Freshwater Fishery Germplasm Resources，Ministry of Agriculture，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2Shanghai Engineering Research Center of Aquaculture，Shanghai 201306，China；3Shanghai Collaborative Innovation Center for Aquatic Animal Genetics and Breeding，Shanghai 201306，China；4Shanghai Yuyue Aquaculture Specialized Cooperative，Shanghai 201611，China）

In order to evaluate the water environment as influenced by pond eco-culture of river crabs in Maogang area of Songjiang District，both pond and source waters were monitored in May—October of 2014.The results showed that the main excessive water quality indicators in both water source and pond areas were total nitrogen（TN）and total phosphorus（TP），and the maximum excessive rates were respectively 232.7%and 78.5%in the water source area and 20.4%and 129.5%in the pond areas；In general，the excessive rate of the water source area was higher than that of the pond areas，and the water source area had characteristics of eutrophication and slight organic pollution.The DO，，andof the pond areas all reached the standards and were better than those of the water source area though the pH，CODMnandsomewhat exceeded the set standards.Every day a large amount of nitrogen and phosphorus was inputted into the pond areas，but the nitrogen and phosphorus variations were small，indicating that the absorption for nitrogen and phosphorus by aquatic plants was relatively full.From the above results it could be concluded that the water quality in the pond areas was evidently better than that in the water source area and basically reached the thirdgrade standard of surface water quality and the requirement for fishery water quality，and the pond eco-culture of river crabs had not a bad effect on the outside water environment in Maogang area of Songjiang District.

River crab；Eco-culture；Pond；Water quality；Water environment

S966.16

A

1000-3924（2016）06-069-06

2015-11-06

上海市中華絨螯蟹產業技術體系（D8003-10-0208）；國家星火計劃項目（2011GA680001）；歐盟FP7亞歐水產平臺（245020）；水產動物遺傳育種中心上海市協同創新中心資助項目（ZF1206）

吳凱（1988—），男，在讀碩士，研究方向：凈水漁業。E-mail：1126664503＠qq.com

*通信作者，E-mail：xzma＠shou.edu.cn