網箱養魚對前窯子水庫水質的影響

烏蘭 王俊 李淑琴 任可意

(內蒙古農業大學動物科學學院，呼和浩特 010018)

前窯子水庫是內蒙古呼和浩特地區最大的人工湖，是國家級水利風景區。目前，很多水庫的主要養殖模式為粗放型大水面增養殖，僅依靠水體中的營養物質作為天然餌料，產量不穩定，經濟效益較低。因此，前窯子水庫在部分水域采用了網箱養殖模式。網箱養殖能夠經濟且最大程度地利用現有的水庫資源，但隨著養殖規模的擴大和養殖密度的增加，魚類排泄物、殘餌、漁藥、死魚等會破壞水庫生態系統。前窯子水庫是內蒙古地區優質的水源地，如果沒有較強的水環境保護意識，僅為了促進當地漁業經濟發展而無序利用該水庫進行網箱養魚，將會導致水庫逐漸富營養化。一旦發生這種情況，再想通過人工治理進行生態修復，則需要投入大量的人力、物力和財力。內蒙古烏梁素海被污染后的生態治理工作充分說明了這個道理。因此，前窯子水庫作為內蒙古地區少有的未被污染的水源地，其保護問題應該未雨綢繆。本研究旨在科學評價前窯子水庫網箱養魚對水質的影響，為水庫水質安全和環境保護提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

前窯子水庫位于內蒙古自治區呼和浩特市和林格爾縣新店子鎮，是黃河支流渾河干流上最大的水利樞紐，每年11月封冰，翌年4月中旬開冰。本試驗網箱養殖區位于前窯子水庫的中游，距壩上約3 km，背山面水，網箱排列與水流方向平行。

1.2 養殖規模

試驗地共有長20 m、寬20 m、深3 m的網箱6只，主要養殖品種為鯉魚(Cyprinuscarpio)、草魚(Ctenopharyngodonictellus)，年產量約100 t。

1.3 采樣點設置

分別于2019年5、7、9月進行采樣測定。采樣斷面分別設置在網箱養殖區上游50、100 m處，下游50、100 m處以及網箱養殖區內，每個采樣斷面分別布設2個采樣點，點距50 m，共計10個采樣點。每個采樣點分別用 1 L有機玻璃分層采水器取上、中、下層水樣各1 L混合。

1.4 檢測指標和方法

檢測指標有：水溫、pH、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)。具體測定方法參照文獻[1-2]。

1.5 水質評價方法及標準

選擇單因子水質標識指數法和綜合水質標識指數法對前窯子水庫各監測指標進行分析評價[3-4]，參考標準為《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)[1]。本研究設定的水環境功能區目標是Ⅱ類標準。

2 結果和分析

2.1 前窯子水庫網箱養殖區水質監測結果

2019年5、7、9月前窯子水庫網箱養殖區及其上、下游50、100 m處5個斷面的水質監測數據見表1。由表1可見，相同月份各監測點之間水溫和pH差別不大，5月份水溫低于7、9月份。各監測點的pH在7.60～8.60，符合地表水環境質量標準pH為 6～9的要求。5月份水體DO的變幅為4.8～6.0 mg/L，除網箱養殖區內(4.8 mg/L)略低外，其余監測點水體DO均高于5.0 mg/L。7月份DO的變幅為4.9～6.3 mg/L，網箱養殖區下游50、100 m處略低，9月份DO相對較高，均高于7.1 mg/L。監測期間CODMn變幅為2.59～3.52 mg/L，NH3-N變幅為0.15～0.46 mg/L，TN變幅為0.146～0.410 mg/L，TP變幅為0.035～0.076 mg/L。

表1 2019年前窯子水庫網箱養殖區水質監測數據

2.2 水質標識指數評價結果

2019年前窯子水庫網箱養殖區各監測點單因子水質標識指數及綜合標識指數評價結果見表2。由表2可知，5、7、9月各監測點的5個水質指標中，CODMn、NH3-N和TN單因子標識指數均達到水環境功能區目標Ⅱ類標準。DO單因子標識指數變幅為2.00～4.12，指示水體為Ⅱ～Ⅳ類水質。除5月養殖區下游50 m處、7月上游50 m處及9月各監測點達到水環境功能區目標Ⅱ類標準外，其余的監測點均劣于功能區目標1～2個類別。TP單因子標識指數變幅為3.41～4.52，指示水體為Ⅲ～Ⅳ類水質，5月各監測點為Ⅲ類水質，7、9月各監測點均為Ⅳ類水質。

表2 2019年前窯子水庫網箱養殖區水質標識指數

前窯子水庫網箱養殖區各監測點綜合標識指數變幅為2.310～3.021(見表2)，指示水體為Ⅱ～Ⅲ類水質。其中5月和9月均達到水環境功能區目標Ⅱ類水質；7月網箱養殖區內以及上游100 m、下游50 m處均超過功能區目標1個類別。

3 討論

用單因子水質標識指數評價前窯子水庫網箱內外的水質，既能反映水質是否超標，又能分析超過水功能區劃幾個類別，對于達標的水質，還能分析達標水質距離超標的程度，真實反映水環境的狀況[5]。本研究單因子標識指數結果顯示，5月養殖網箱區上游50 m 處和100 m處的DO和TP指示水體為Ⅲ類水質，CODMn、NH3-N和TN指示水體為Ⅱ類水質。應用國家水環境質量標準最差指標法評價，5月網箱養殖區上游50 m和100 m處水質為Ⅲ類，5月網箱養殖區DO指示水體為Ⅳ類水質，TP指示水體為Ⅲ類水質，CODMn、NH3-N指示水體為Ⅱ類水質，TN指示為Ⅰ類水質，因此得到網箱養殖區水質為Ⅳ類的評價結果。同理，5月網箱養殖區下游50、100 m處水體均為Ⅲ類水質。7月和9月，因各監測點TP單因子標識指數均指示水體為Ⅳ類水質，應用最差指標法評價7月和9月網箱養殖區及其上、下游100 m內的水質均為Ⅳ類。此外，單因子水質標識指數顯示，TP是前窯子水庫網箱養殖的主要污染指標，其指示各監測點為Ⅲ～Ⅳ類水質；其次為DO，指示在5月和7月多數監測點為Ⅲ～Ⅳ類水質。

綜合水質標識指數法可以將選定的幾個水質指標計算成1個數值，既兼顧了超標指標單因子的影響力，又能全面反映水質的綜合狀況[6]。本研究綜合水質標識指數結果顯示，7月份網箱養殖區各監測點水質均接近或達到Ⅲ類，5月份和9月份均達到Ⅱ類水環境功能區標準。與單因子水質標識指數最差指標法相比，5月份網箱內水質提高了2個類別，其余各監測點提高了1個類別，7月份各監測點水質均提高近1個類別，9月份均提高2個類別。綜合水質標識指數結果表明，前窯子水庫目前的網箱養殖規模對其水質的影響較小，可以繼續進行網箱養魚。

網箱養魚影響水質的主要因素是飼料、肥料、漁藥以及水產動物的排泄物等。研究表明，網箱養魚區的CODMn、NH3-N、TN、TP等指標均高于對照區，而DO低于對照區[7-9]。本研究基于單因子水質標識指數法進行評價，發現網箱養魚對前窯子水庫DO的影響集中在5月、7月，可能是水庫4月中旬開冰對5月的水質仍有一定影響，7月份是養殖高峰期，會在一定程度上降低水體的DO。網箱養魚對該水庫TP的影響較為顯著，可能因此造成了局部水體富營養化。網箱養殖對其他水體理化因子的影響較弱，甚至幾乎沒有影響，可能是因為前窯子水庫自凈能力較強，水質較為清新，網箱養殖區位于中游且網箱排列方式與水流方向平行，能有效利用水體的流動而加大網箱內外的水體交換。根據本研究的監測和分析結果，為提高水庫網箱養魚水體的溶解氧，降低總磷含量，建議應合理設置網箱，做好網箱養殖面積的規劃；優化網箱養殖的品種結構，控制養殖密度；盡可能減少外源性營養物質的輸入；加強對網箱養殖區域水質的監測。