景觀水體生態修復中魚類生物操縱方法

蔣 躍

(上海勘測設計研究院有限公司，上海 200335)

1 引言

景觀水體是指不承擔片區主要排澇行洪和航運交通功能，水流滯緩，且以景觀休憩為主要功能的人工或自然水體，常見于城市居住區、辦公區及景區公園[1,2]。景觀水體往往存在水動力不足，水體交換條件較差，受地表徑流影響而富營養化，藍藻水華屢屢暴發等問題[2,3]。近年來，我國經濟較發達城市，對景觀水體越來越重視，相繼開展了景觀水體的整治工作。

景觀水體水環境治理方法包括物理、化學和生態方法[4,5]，單一方法均較難達到良好的治理效果。通過總結天然水體的生態恢復方法，并結合生態工程實踐經驗，研究學者逐漸總結了“外源截流、內源清除、活水循環、生態修復”[6,7]的水環境治理方針，取的較多的成功經驗。

景觀水體水環境治理方針中，生態修復是水質長治久清的關鍵，即通過人工引入水生動、植物干預水體C、N、P的地球化學循環，使水體中的營養元素逐步轉移進入水生動植物體內，結合人工捕撈和收獲來從系統中移除多余的營養負荷[8]。生態修復工程中，水生植物的相關研究常見報端，但對于水生動物群落恢復，尤其是景觀水體生態修復中的魚類生物操縱相關研究較少，為此本文在景觀水體生態修復的理論和工程實踐基礎上，重點探討了魚類生物操縱方法，以期為水生態修復動物群落恢復提供參考。

2 魚類生物操縱方法

水生動物群落構建方法和理論中與魚類有關的兩個重要理論是經典生物操縱和非經典生物操縱[9]。Shapiro[10]等提出了生物操縱理論，主要是通過調整魚類群落結構，保護和發展大型浮游動物，通過浮游動物的取食，來控制藻類的過量繁殖[11～13]，Bergman[14]等研究表明，通過使肉食性魚類與浮游生物食性魚類比率為12%～40%時，對浮游植物的控制效果最好。非經典生物操縱[15～18]認為浮游動物對浮游植物密度控制效果較為有限，通過濾食性魚類的投放，以魚類濾食浮游植物，來達到控制富營養化水體藍藻水華的暴發。

從上述理論中不難看出，魚類在水體中作為消費者，對于浮游植物等初級生產者具有明顯的調控作用，可通過不同食性的水生動物群落搭配，來達到調控水生植物的目的[8,19]。

2.1 生物操縱常用種類

魚類生物操縱主要通過不同營養級間的取食關系來達到動態控制水體生態平衡的目的。從食性可以將常用生物操縱魚類分為濾食性魚類、草食性魚類、碎屑食性、雜食性魚類和肉食性魚類[20]。濾食性魚類主要以水體中的浮游植物和小顆粒有機碎屑為食；碎屑食性魚類主要以水體中的植物碎屑為食；草食性魚類則主要以水體中的大型維管束植物根、莖和葉為食；雜食性魚類食性較雜，以有機碎屑、小型水生動物或底棲動物為食；肉食性魚類則主要以底棲動物和其他魚類為食。

用于生物操縱的魚類需滿足以下條件：水體環境中常見，易于獲取；抗逆性較強，在魚類轉運過程中不易死亡；抗病性較強，在自然水體中較少見疾病死亡。根據上述條件，結合工程經驗，篩選出常用魚類13種，種類及生活特征見表1。

在景觀水體中生態修復中，魚類群落的種類搭配應考慮不同食性魚類的搭配。一般而言，需嚴格控制雜食性、植食性魚類，避免對水生植物進行過量取食導致系統崩潰，而濾食性魚類的投放可以適度控制浮游植物密度，提高水體透明度，為水生植物提供更好的生存環境，但同時需考慮投放肉食性魚類，來調控濾食性魚類的數量，避免過度捕食浮游動物，而造成藻類大量繁殖。對于底棲性擾動較大。

表1 生物操縱常用魚類

2.2 投放密度控制

自然水體中不同食性魚類的數量占比并不相同，是生態系統水生動植物長期演化造成的結果。生物操縱過程中，過量投入某一食性的魚類都可能造成景觀水體中人工構建的生態系統崩潰，例如過量投放植食性的草魚，可能會對剛剛定植的沉水植物造成過度取食，進而造成系統的崩潰，只有合適的密度控制才能達到良好的效果。謝平等在武漢東湖通過圍隔試驗研究，鰱鳙的投放密度達到1 t水1兩魚的閾值，就會對水體中的浮游植物起到較好的控制作用。

目前魚類投放密度控制的主要計算方法有兩種，一種是根據需要調控的水草生物量來進行植食性魚類投放數量的推算，另外則是參照附近自然水體的不同食性魚類比例進行投放。

韋甦[21]在人工生態系統改善景觀水質的應用研究當中，對于草魚的投放數量給出了計算方法，其計算依據則是以水草控制量和每條草魚的年消耗水草量為基礎，推算人工生態系統魚類的投放量，以年水草控制去除總量為1180 kg，每條老口草魚(指單條重要0.35～0.6 kg)能消耗水草110 kg/年，子口草魚(指單條重0.05～0.1 kg)每尾消耗水草35 kg/年，據此計算700的人工生態系統水池中，需投放老口草魚與子口草魚各8條。

高學平等[20]在總結了太湖、巢湖和太湖東部湖區常見魚類漁獲物的組成比例后，提出在我國東部平原地區人工湖各食性魚類的重量建議投放比例為：肉食性魚類40%～50%，濾食性魚類10%～20%，雜食性魚類10%～20%，底棲食性魚類<10%，草食性魚類<6%。

從前述兩種方法中可以看出，根據水生植物控制量來計算植食性魚類數量的方法更適用于小型景觀水體，避免水草瘋長。參照自然湖泊魚類種類組成來投放魚類的方法則更適用于水體魚類生物多樣性的恢復。不同魚類的投放密度控制方法應根據水體的大小，投放魚類的主要目的來進行選擇。

2.3 投放時序控制

在景觀水體生態修復中，不同食性的魚類，其投放時序也不相同。例如，在剛剛完成水生植物種植的水體中，應優先考慮投放濾食性魚類，對水體中的浮游植物密度進行調控，提高水體透明度，改善水生植物的生長環境；待水生植物成功定植，且開始萌發新芽嫩葉時，投放肉食性魚類，對水體中的雜食性和植食性雜魚進行控制，避免植物新芽和嫩葉被雜魚取食，導致植物長勢不佳；待來年水生植物進行生長旺盛期時，可適量投放少量植食性魚類，來調控水生植物生長。

3 后期維護管理

景觀水體生態修復后，其水體生態系統為人工構建的簡單生態系統，需要較頻繁的人工維護，為此需在魚類生物操縱后加強后續維護管理，主要包括：定期巡檢水生動物的存活情況，做好病害預防，對病殘魚類及時救治或捕撈，發現死魚應及時妥善處理；對于與外部有水系連通的景觀水體，需做好魚類的防逃設施；定期觀察水體中魚類的數量，對于大型魚類需進行捕撈，加強控制植食性和濾食性魚類的數量，控制對底泥擾動較大的魚類；需嚴控水生動物“放生”，避免外來入侵種進入和魚類群落搭配失衡。

4 結論與展望

本文通過分析魚類生物操縱在水生態修復工程中的重要作用，并從常用魚類種類篩選、密度控制和投放次序等方面對景觀水體魚類生物操縱的方法進行了探索，并對后續的魚類管理和維護提出了建議，可為景觀水體的魚類生物操縱及水生動物群落構建提供理論依據和指導。

景觀水體水生態修復與周邊居民和游客的宜居、宜游水平息息相關，雖然我國已經開展了大量的景觀水體修復工作，積累了較豐富的工程實踐經驗，但是修復后的水生生態系統與自然生態系統仍然具有較大差別，需要較頻繁的維護和管理才能取的較好的治理效果。關于如何通過水生動物群落的合理構建，進一步提高水體生態系統自我調節能力，降低維護管理成本，仍需要就水生動植物群落搭配和相互關系開展研究，同時應不斷探索總結創新的維護和管理技術，讓景觀水體也能如自然水體一樣，能夠保持長效清潔，生態平衡。