劉家峽水庫30年來水質及魚產力變化對比

張亞亞，王建福＊，李勤慎，康玉軍，黃進強，劉 哲

（1.甘肅農業大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省漁業技術推廣總站，甘肅 蘭州 730030）

劉家峽水庫位于黃河上游，甘肅省臨夏州永靖縣縣城西南1 km處，距省會蘭州市75 km，是第一個五年計劃期間，中國自行設計、施工、建造的大型水利工程，于1974年竣工。劉家峽水電站是黃河上游開發規劃中的第七個梯級電站，具有發電、防洪、灌溉、養殖、旅游等多種功能[1]。劉家峽庫區面積1.07萬hm2，占甘肅省漁業水域面積一半以上，水庫地處高原峽谷，水體透明度高，水質良好，是省會蘭州城市用水的水源地，也是甘肅省重要的土著魚類種質資源庫。對劉家峽水庫的漁業資源開展較為系統的調查工作是水庫漁業利用價值評估的重要基礎。上世紀80年代和本世紀的2012年分別進行過兩次較為系統的漁業資源調查工作，但并未見到根據漁業資源調查的結果對水庫魚產力開展評估和比較的相關報道。本文通過對兩次系統漁業資源調查結果中水化學指標和生物指標等的對比，并通過能量流轉法和系統評價法對其魚產力進行評估，比較30年來劉家峽水庫的水質和魚產力變動情況，為相關漁業生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣點設置

1.1.1 1981～1982年漁業資源調查的采樣點設置情況 劉陽光等[13]分別在1981年5月、6月、10月、11月以及1982年5月、7月、8月、9月和11月共進行9次采樣分析，設置了9個檢測點（圖1），對水化學指標、浮游生物和底棲動物等進行了系統檢測。

圖1 1981～1982年劉家峽水庫漁業資源調查采樣點設置情況

1.1.2 2012年漁業資源調查的采樣點設置 2012年李勤慎等在劉家峽水庫上游（S）、中游（Z）、下游（X）、劉家峽水庫漁場網箱場（W）、大夏河口（J）、洮河口（C）設置監測點，并將上游、中游、下游三個斷面每個斷面設3個采樣點，其余3個監測點均設1個采樣點，共計12個采樣點進行采樣（圖2），對水化學指標、浮游生物和底棲動物進行了系統檢測，相較于30年前采樣點設置更加全面。

圖2 2012年劉家峽水庫漁業資源調查采樣點設置情況

1.2 鰱鳙魚產力計算

1.2.1 能量流轉換法估測劉家峽水庫魚產力 劉家峽水庫屬巨型水庫，面積較大，水體較深，水質較為清瘦，最適合粗放養殖鰱、鳙等濾食性魚類。根據浮游植物、浮游動物的生物現存量（B）情況，不同浮游生物一般的年周轉效率（P/B系數浮游植物一般取50，浮游動物取20），鰱鳙魚對其一般的利用率(浮游植物一般為20%～30%，本項目取20%，浮游動物一般為25%～50%，本項目取25%)，餌料系數（鰱魚取30，鳙魚取20）推算出可能的鰱鳙魚魚產潛力[9-12]。

（1）1981～1982年調查，劉家峽水庫在魚類生長期（5～10月）浮游植物生物量為0.646 mg/L，浮游動物生物量為1.105 mg/L，這個時期水庫平均水深為23 m，則每公頃水面：

浮游植物現存量B1=0.646 mg/L×1 000 L×10 000 m2×23 m÷1 000 mg÷1 000 g =148.58（kg）

浮游動物現存量B2=1.105mg/L×1 000 L×10 000 m2×23 m =254.15（kg）

鰱魚年生產力（F鰱）=浮游植物現存量×（P/B）×可利用率÷餌料系數=148.58×50×20%÷30=49.53（kg）

鳙魚年生產力（F鳙）=浮游動物現存量×(P/B）×可利用率÷餌料系數=254.15×20×25%÷20=63.54（kg）

劉家峽水庫1.07萬公頃水體面積理論鰱魚生產力=10 700×49.53=5.3×105（kg）

鳙魚生產力=10 700×63.54=6.8×105（kg）

（2）2012年調查劉家峽水庫在魚類生長期（5～10月）浮游植物生物量為1.49 mg/L，浮游動物生物量為0.735 6 mg/L，這個時期水庫平均水深20 m，則每公頃水面：

浮游植物現存量B1=1.49 mg/L×1 000 L×10 000 m2×20 m =298（kg）

浮游動物現存量B2=0.7356 mg/L×1 000 L×10 000 m2×20 m =147.12（kg）

鰱魚年生產力（ F鰱）=浮游植物現存量×（P/B）×可利用率÷餌料系數=298×50×20%÷30=99.33（kg）

鳙魚年生產力（F鳙）=浮游動物現存量×（P/B）×可利用率÷餌料系數=147.12×20×25%÷20=36.78（kg）

劉家峽水庫1.07萬公頃水體面積理論鰱魚生產力=10 700×99.33=1.06×106（kg）

鳙魚生產力=10 700×36.78=3.94×105（kg）

1.2.2 統評價法估測劉家峽水庫魚產力 根據基礎因素（第一層次）、水化學因素（第二層次）、生物因素（第三層次）三個層次的FPIc對魚產力進行等級評價。

（1）1981～1982年：

第一層次：集雨區性狀打分0.24，平均水深大于15 m，平均年水交換率小于0.5。

FPIc=0.50（集雨區性狀權值）×0.2（魚產力分指數）+0.20（平均水深權值）×0.2（魚產力分指數）+0.30（水交換率權值）×0.2（魚產力分指數）=0.2（較低）

第二層次：FPIc=0.35（總磷權值）×0.9（魚產力分指數）+0.30（總氮權值）×0.25（魚產力分指數）+0.15（化學耗氧量權值）×0.3（魚產力分指數）+0.20（總溶解固體或電導率權值）×0.6（魚產力分指數）=0.555（中）

第三層次：FPIc=0.60（浮游植物生物量權值）×0.19（魚產力分指數）+0.40（浮游動物生物量權值）×0.38（魚產力分指數）=0.266（較低）

由以上三個層次的計算結果，兩個較低一個中等，綜合可得1981～1982年劉家峽水庫魚產力屬于IV-即較低中較高的類型。

（2）2012年：

第一層次：集雨區性狀打分0.24，平均水深大于15m，平均年水交換率小于0.5。FPIc=0.50（集雨區性狀權值）×0.2（魚產力分指數）+0.20（平均水深權值）×0.2（魚產力分指數）+0.30（水交換率權值）×0.2（魚產力分指數）=0.2（較低）

第二層次：FPIc=0.35 （總磷權值）×1（魚產力分指數）+0.30（總氮權值）×0.25（魚產力分指數）+0.15（化學耗氧量權值）×0.32（魚產力分指數）+0.20（總溶解固體或電導率權值）×0.61（魚產力分指數）=0.595（中）

第三層次：FPIc=0.60（浮游植物生物量權值）×0.25（魚產力分指數）+0.40（浮游動物生物量權值）×0.3（魚產力分指數）=0.27（較低）

由以上三個層次的計算結果，兩個較低一個中等，綜合可得2012年劉家峽水庫魚產力屬于IV-即較低中較高的類型。

1.3 鯉鯽魚產力計算

根據底棲動物生物現存量（B）情況，生長期底棲動物一般的年周轉效率P/B系數取5，鯉、鯽魚對其一般的利用率為25%，餌料系數為5[13]。利用能量流轉換法來推算出可能的鯉、鯽魚產力。

（1）1981～1982年調查，劉家峽水庫在魚類主要生長期（5～10月）底棲動物生物量為0.292 g/m2，則每公頃水面：

底棲動物現存量=0.292 g / m2×10 000 m2=2.92（kg）

鯉、鯽魚年生產力=底棲動物現存量×（P/B）×可利用率÷餌料系數=2.92×5×25%÷5=0.73（kg）

劉家峽水庫1.07萬公頃水體面積理論鯉、鯽魚魚產力=10 700×0.73=7.8×103（kg）

（2）2012年調查，劉家峽水庫在魚類主要生長期（5～10月）底棲動物生物量為20.48g/m2，則每公頃水面：

底棲動物現存量=20.48g/m2×10 000m2=204.80（kg）

鯉、鯽魚年生產力=底棲動物現存量×（P/B）×可利用率÷餌料系數=204.8×5×25%÷5=51.2（kg）

劉家峽水庫1.07萬公頃水體面積理論鯉、鯽魚魚產力=10 700×51.2=5.48×105（kg）

2 調查結果對比分析

2.1 水體理化性質的對比分析

1981～1982年和2012年劉家峽水庫水質理化性質指標如表1所示。可以看出，相比20世紀80年代，劉家峽庫水的平均溫度下降2℃，平均深度增加2 m，溶解氧含量有所增加，這可能主要與溫度的下降有關；重碳酸鹽有所減少，硫酸鹽含量增加較多；透明度有較為明顯的提高；氨氮、亞硝酸氮、硝酸鹽氮、總磷、總鐵等營養鹽類的含量有所增加；總堿度有所增加，但鈣、鎂含量明顯減少，庫水的總硬度也相應降低。

2.2 浮游生物的對比分析

1981～1982年和2012年劉家峽水庫浮游生物生物量調查結果如表2所示。由浮游生物量來看，浮游植物兩次都以硅藻所占比例最大，浮游動物兩次都以枝角類所占比例最大，其他種類的生物量有略微變化。相較于1981年，30年里浮游植物生物量增加較多，而浮游動物生物量有明顯減少，這可能與水庫附近環境條件的改變，庫水富營養化的趨勢以及水庫浮游植物的利用率小于浮游動物等[5]有關。一般認為，硅藻和甲藻是中營養型水體的優勢種群，而綠藻和藍藻是富營養型水體的優勢種群[6-8]，劉家峽水庫屬于巨型貧營養型水庫，但其水體中營養物質的增加和浮游藻類生物量的增加，預示其水體可能有向富營養化的危險。

2.3 鰱鳙魚產力的對比分析

根據能量流轉換法估測魚產力的結果可以看出（表3），在1982～2012年的30年間劉家峽水庫鰱魚魚產力明顯增加，鳙魚魚產力明顯降低，但總魚產力變化不大。

通過系統評價法得出前后兩次調查評價劉家峽水庫的魚產力等級一致，可以看出在這30年間劉家峽水庫魚產力的類型并未發生較大的變化，保持在IV-（較低中較高）類型。劉家峽水庫在基礎因素，水化學因素和生物因素三個層次的指標并未發生大的變化。

表1 1981-1982年和2012年劉家峽水庫水質理化指標對比

表2 1981-1982年和2012年劉家峽水庫浮游生物變化情況

表3 1981-1982年和2012年劉家峽水庫鰱鳙魚產力對比

2.4 底棲動物產量對比分析

由底棲動物的生物量來看（表4），1981年調查搖蚊幼蟲的生物量最多，占所發現的底棲動物生物量的82.9%；2012年調查所得寡毛綱的生物量最多，占所發現的底棲動物生物量的80.22%。底棲動物是湖泊，水庫的重要生態組成，也是某些魚類的餌料來源之一。底棲動物為底層雜食性魚類如鯉魚等提供了良好的食物條件，豐富的底棲動物量可以有效提高鯉、鯽魚的魚產力。

2.5 鯉、鯽魚產力的對比分析

對比1981～1982年和2012年劉家峽水庫鯉、鯽魚的魚產力（表5），可以看出在這30年間劉家峽水庫鯉、鯽魚的魚產力增長明顯，水庫底層水體營養物質豐富，底層魚類有良好的生產潛力。

表4 1981～1982年和2012年劉家峽水庫底棲動物變化情況

表5 1981～1982年和2012年劉家峽水庫鯉、鯽魚魚產力對比

3 討論

目前，有關水庫漁業資源的調查較多，但通過相隔幾年，幾十年的漁業資源調查結果來對比和評估水庫魚產力的報道還略顯不足。水庫的水體化學指標、生物指標以及與之對應的魚產力指標等的現狀及其變化規律對內陸水體的漁業開發利用具有重要意義。劉家峽水庫在1981～2012年期間，水體的營養鹽類有所增加，有向富營養化方向進一步發展的風險，浮游植物的生物量有所增加，而浮游動物的生物量有所降低，鰱魚魚產力明顯提高，鳙魚魚產力下降，濾食性魚類的總魚產力有增加的趨勢，底棲動物的生物量有明顯增加，鯉魚、鯽魚魚產力有明顯提高。