渭河流域陕西段典型水库鱼产力及鲢、鳙放养量估算

    韩亚慧

    摘 要：于2014年6-8月对渭河流域陕西段4座水库的浮游生物和初级生产力进行了调查，根据调查结果测算了各个水库的鱼产力和鲢鳙放养量。结果显示，4座水库浮游植物种类共鉴定出8门40种属，密度为12.00×104～132.50×104个/L，生物量为0.394 4～2.767 0 mg/L；浮游动物的密度为50～2 180个/L，生物量为0.205 7～1.852 0 mg/L；初级生产力（水柱平均日毛生产量）为0.405 3～2.206 5 mg（O2）/（m2·d）。基于浮游生物的鱼产力为鲢鱼32.55～230.70 kg/hm2，鳙鱼46.28～231.60 kg/hm2；基于初级生产力计算的鲢鱼产力为26.23～142.28 kg/hm2，鳙鱼为14.75～80.31 kg/hm2。各个水库鲢鳙的合理放养量分别为98.13～621.63 kg/hm2、48.83～249.54 kg/hm2。

    关键词：渭河；陕西；水库；鱼产力；放养量

    渭河是黄河的一级支流，发源于甘肃省定西市渭源县鸟鼠山，主要流经陕西省的宝鸡、咸阳、西安、渭南等地，全长818 km，流域面积13.43×105 km2[1]。从上世纪60年代开始，为调节水资源、兴利除害，渭河流域陕西省段已建有大中型水库近30座，总库容约为15.7×108 m3[1]。近年来，为保障渭河流域社会经济的快速发展，研究者愈来愈重视水库渔业在利用鱼类稳定调控水库生态系统和保持水质中的独特作用。水库渔业在发挥以上作用的过程中，需要根据水库的自然地理特征和生物学特性，评估水域的鱼产力，确定合理的鱼类放养量以发展水库渔业和保护水质。作者于2014年6-8月对位于渭河流域陕西段的4座水库进行了饵料生物和初级生产力调查，在此基础上分析了不同水库的鱼产力，并提出了鲢鳙合理放养量，以期为渭河流域水库渔业发展与水生态和水环境保护的协调统一提供参考。

    1 材料与方法

    1.1 研究对象概况

    调查的石头河（陕西省宝鸡市）、冯家山（陕西省宝鸡市）、桃曲坡（陕西省铜川市）和三原西郊（陕西省咸阳市）4座水库分别位于渭河的南北两岸。石头河水库位于渭河支流石头河上的斜峪关上游1.5 km处，为一座大（2）型水库，总库容1.47×108 m3，控制流域面积673 km2，多年平均流量为14.1 m3/s。该水库属于典型的山谷型水库，具有城市供水、农业灌溉、水力发电和防洪等综合功能。冯家山、桃曲坡和三原西郊水库位于渭河北岸的渭北高原上，为大、中型平原型水库。冯家山水库位于渭河支流-千河的下游，库区流经千阳、凤翔两县及宝鸡市的陈仓区，水库枢纽工程距渭河入口27 km。水库总库容3.89×108 m3，控制流域面积3，232 km2，多年平均径流量4.85亿m3，其功能主要为城市供水，另外兼有灌溉、发电等综合利用功能。桃曲坡水库位于铜川市，大坝距市区15 km，总库容0.572×108 m3，控制流域面积830 km2。该水库以城市供水为主，兼有农业灌溉、防洪等综合利用功能。三原西郊水库位于咸阳市三原县，总库容3.40×108 m3，以农业灌溉为主，兼有渔业养殖功能[1]。

    1.2 采样点设置

    根据采样点设置规范以及各个水库的自然形态特征，石头河、冯家山和桃曲坡水库均设置3个采样点，分别位于上游、中游和坝址（下游）三个断面上，三原西郊水库设置2个采样点，位于水库中心和坝址（下游）两个断面上。各水库采样点的地理信息详见表1。

    1.3 浮游生物样品采集和测定

    1.3.1 浮游植物 定性和定量样品的采集用25号浮游生物网（网孔=0.064 mm）按照《内陆水域渔业自然资源调查手册》[2]中的規定进行。采样后用鲁哥氏液现场固定，静置沉淀24～36 h，浓缩至一定体积。室内计数用0.1 mL 浮游生物计数框进行，在10～40倍生物显微镜下观察并分种计数，每瓶样品计数两片取其平均值。浮游植物种类鉴定参考《中国淡水藻类：系统、分类及生态》[3]；生物量一般按体积来换算，具体换算方法参考《内陆水域渔业自然资源调查手册》[2]。

    1.3.2 浮游动物 轮虫的定性及定量样品与浮游植物共用，浮游动物定性和定量样品分别用13号浮游生物网（网孔为0.112 mm）和5 L采水器按照《内陆水域渔业自然资源调查手册》[2]中的规定进行采集。采集的样品用鲁哥氏液现场固定。室内计数和种类鉴定前先摇动样品瓶，使样品混合均匀，吸出1.0 mL，置于1.0 mL计数框中，在解剖镜下进行全片计数，每份样品计数2片，然后按浓缩倍数换算成1 L水中的含量。浮游动物生物量按体积换算，具体换算方法参考《内陆水域渔业自然资源调查手册》[2]。

    1.4 初级生产力测定

    采用黑白瓶测氧法测定初级生产力。采样点设置与浮游生物调查同步，按1.2节进行。采集水样之前先用透明度盘测定水体透光深度，采水与挂瓶深度确定在表面照度的100%、50%和10%选择采水与挂瓶的深度和分层。每层设置1个对照、2个白瓶和2个黑瓶，均为250 mL溶解氧瓶，用5 L采水器在对应水层取水灌瓶，灌瓶时确保完全排空瓶内空气，黑白瓶曝光时间为24 h，起瓶时用碱性碘化钾和硫酸锰现场固定；用碘量法测定溶解氧含量。

    各水层日生产力[mg（O2）/（m2·d）]计算方法为：总生产力=白瓶溶解氧-黑瓶溶解氧；净生产力=白瓶溶解氧-初始瓶溶解氧；呼吸作用量=初始瓶溶解氧-黑瓶溶解氧 。每平方米水柱日生产力[g（O2）/（m2·d）]采用算术平均值累计法计算。

    1.5 鱼产力分析

    各水库的鱼产力分别采用浮游生物现存量和初级生产力进行分析。其中基于浮游生物现存量估算鲢、鳙鱼产力的公式[4]为：

    式中：F为鲢或鳙的鱼产力（kg/hm2）；m为浮游生物平均生物量（kg/hm2）；P/B为系数，表示单位浮游生物的生产能力；a为饵料利用率；E为饵料系数。

    刘建康[5]认为，用初级生产力估算浅水湖泊（水库）滤食性鱼类的产量是可行的。根据鲢、鳙鱼产力计算公式[6]估算鲢、鳙鱼产力。

    库区初级生产力年毛产量（t O2）=水柱日生产量×湖泊（水库）面积×75% ×鱼类生长期合计天数

    Fsc=库区年毛产量（t O2）×PN/PG×鱼类对浮游植物的利用率×氧的热当量

    F鲢=Fsc×E鲢×Hy/C；F鳙=Fsc×E鳙×Ar/C

    式中：

    Fsc为浮游植物对鲢、鳙的供饵能力；PN/PG为氧的净产量与毛产量的比值；F鲢、F鳙分别为鲢、鳙鱼产力；E鲢、E鳙分别为鲢、鳙鱼对浮游生物的能量转化效率；Hy、Ar为鲢、鳙的数量比值；C为鲜鱼肉的热当量。

    2 结果与分析

    2.1 各水库浮游生物的密度和生物量调查结果

    2.1.1 浮游植物的组成和现存量 各水库藻类组成密度和生物量参见表2。石头河水库检出藻类共计14种，分属金藻门、绿藻门、隐藻门、硅藻门、裸藻门5个门，平均密度为12.00×104个/L，现存生物量为0.394 4 mg/L，优势种为舟形藻（Naviculo sp.）和小环藻（Cyclotella sp.）。

    冯家山水库浮游植物共检出72种（属），分属硅藻门、甲藻门、绿藻门、蓝藻门、裸藻门和金藻门；其中，以飞燕角甲藻（Ceratium hirundinella）和椎囊藻（Dinobryon sp.）为优势种；平均密度为50.84×104个/L，现存生物量总平均为0.760 7 mg/L。

    桃曲坡水库检出的浮游植物共计24种，分属金藻门、绿藻门、硅藻门、裸藻门、甲藻门和蓝藻门；优势种为梭形裸藻（Euglena acus）和椎鼻衣藻（Chlamydomonas atactogama）；藻类平均密度为51.00×104个/L，现存生物量总平均为2.541 0 mg/L。

    三原西郊水库浮游植物共计检出26种，分属于金藻门、绿藻门、硅藻门、裸藻门、蓝藻门；优势种为尺骨针杆藻（Synedra ulna）和最小胶球藻（Gloecapsa minima）；藻类平均密度为132.50×104个/L，现存生物量总平均为2.767 0 mg/L。

    2.1.2 浮游动物检测结果 调查期间，各水库浮游动物的检出种类和相应的密度及生物量如表3所示。石头河水库的浮游动物全部为原生动物，其平均密度和生物量分别为50个/L、0.205 7 mg/L。冯家山水库检出的浮游动物包括原生动物和轮虫，其中原生动物的平均密度和生物量为223个/L、0.245 0 mg/L，轮虫类的平均密度和生物量为86个/L、0.133 2 mg/L。桃曲坡水库检出的浮游动物在原生动物、轮虫类、枝角类和挠足类均有分布，总平均密度和生物量分别为380个/L、1.350 mg/L。三原西郊水库浮游动物检出种类包括原生动物和轮虫类，其中原生动物的平均密度和生物量分别为1 980个/L、1.402 mg/L；轮虫类则分别为180个/L和0.450 0 mg/L。

    2.2 初级生产力

    根据黑白瓶法的测定结果经计算（表4），各水库在调查期间初级生产力（水柱平均日毛生产量）以三原西郊水库最高，为2.206 5 g（O2）/（m2·d），其余水库按大小分别为桃曲坡、冯家山和石头河水库。

    2.4 鱼产力分析结果

    2.4.1 基于浮游生物生物量的鱼产力 在采用浮游生物现存量估算鲢、鳙鱼生产潜力时，一般情况下，P/B系数以110计算，饵料系数取40，可利用率取20%。浮游动物P/B系数为30，饵料系数为10，可利用率50%计算。但考虑到三原西郊水庫为灌溉型水库，水交换量大，而且该水库也有渔业利用在进行，因此，该水库浮游植物的P/B系数取250，浮游动物的P/B系数按50计。

    另外，各水库的平均深度根据测定结果按以下取值计算：石头河水库的平均深度取15 m，冯家山水库的平均深度取10 m，桃曲坡水库和西郊水库的平均深度按5 m。则各个水库的鱼产力计算结果如表5所示。

    2.4.2 基于初级生产力的鱼产力 在利用初级生产力进行各水库鱼产力分析时，根据文献[6]，鱼类对浮游植物净产量的利用率为0.8；氧的热当量为14.686 kJ；PN/PG在鱼类生长期间为52%，考虑到净产氧量的损失部分，PN/PG取值0.8；C为鲜鱼肉的热当量5.021 kJ，E鲢和E鳙分别为鲢、鳙对浮游植物的能量转化率，分别为0.032和0.072。Hy和 Ar分别为鲢、鳙相对比例，为4∶1。根据陕西省渔业养殖的实际情况，可认为鱼类生长时间为每年的4-9月，共计180天。依此计算的各水库鱼产力详见表6。

    2.5 鲢、鳙鱼种合理放养量估算

    根据对各水库鱼产潜力的估算结果，假定鲢、鳙的最高回捕率每年分别定为20%和25%，鲢的起水规格平均为1.5 kg，鳙平均为2.5 kg，鱼种规格均为20尾/kg[6]，则各水库鲢、鳙鱼种的合理放养量应为：

    鲢的合理放养量=鲢生产潜力/（鲢起水均重×鲢回捕率）

    鳙的合理放养量=鳙生产潜力/（鳙起水均重×鳙回捕率）

    各水库鲢、鳙鱼产力取以浮游生物为基础和以初级生产力为基础计算结果的均值，则各水库鲢、鳙的合理放养量详见表7。

    3 讨论

    近年来，随着我国社会经济的快速发展，水环境问题日益突出。对许多地区的水库而言，尤其是供水型水库，水环境问题主要集中在水体的富营养化以及随之引发的水质恶化。根据有关水库营养类型的划分标准中划分指标[7]和本研究中4座水库的浮游植物和浮游动物生物量具体数值来看，石头河和冯家山水库浮游植物和浮游动物生物量均小于1 mg·L-1，而桃曲坡水库和西郊水库则均落在1～3 mg·L-1。因此，可以认为石头河水库和冯家山水库的营养类型为贫营养型，而桃曲坡水库和西郊水库为中富营养型。

    富營养湖泊（水库）中，藻类生物量尤其是蓝藻可以通过放养鲢、鳙来实现控制，从而改善水质[8]。鲢、鳙在水生态系统中不会威胁其他鱼类的生长，通过放养适宜密度的鲢、鳙，可将部分浮游植物和浮游动物转变成鱼体蛋白质，再通过捕捞将鱼移出水体，可以达到降低水体氮、磷浓度的目的[9]。因此，通过放养鲢、鳙来控制湖泊（水库）水体的富营养化是一种稳健的生态修复方式。

    利用放养鲢、鳙控制水体富营养化时，合理的放养方式和捕捞也很重要[10]。由于鲢、鳙在湖泊（水库）中不能自行繁殖，必须人工投放鱼苗或鱼种，其投放量的多少可根据养殖水体的生产潜力和鲢、鳙的回捕率来推算放养密度，这应根据水体中供饵能力来确定，既要充分合理地利用水体中饵料资源，又不能超越水体的负载力。由于鲢、鳙鱼产力的计算方法有多种，且不同方法也各有优劣，为此，本研究采用了两种常用的计算方法，并在估算水库鲢鳙放养量对两种计算结果进行了综合，以便使最终的估算结果更为科学。另外，合理的鲢、鳙捕捞可以保护水域生态系统结构和功能的稳定。就鱼类的生长规律而言，性成熟后鱼体生长速度开始减缓。因此，鲢、鳙应在成熟期后及时捕捞。

    参考文献：

    [1] 陕西省地方志编纂委员会.陕西省地方志·水利志[M].西安：陕西人民出版社，2016.

    [2] 张觉民，何志辉.内陆水域渔业自然资源调查手册[M].北京：农业出版社，1991.

    [3] 胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类：系统、分类及生态[M].北京：科学出版社，2006.

    [4] 何志辉.湖泊水库鱼产力的估算[J].水产科技情报，1982（4）：2-5.

    [5] 刘建康.东湖生态学研究（二）[M].北京：科学出版社，1995：75-91.

    [6] 王骥，梁彦龄.用浮游植物的生产量估算武昌东湖鲢鳙生产潜力与鱼种放养量的探讨[J].水产学报，1981，5（4）：343-350.

    [7] 水利部（中国科学院）水库渔业研究所.SL218-1998 水库渔业营养类型划分标准[S].北京：中国水利水电出版社，1998.

    [8] 刘建康，谢平.用鲢鳙直接控制微囊藻水华的围隔试验和湖泊实践[J].生态科学，2003（3）：193-196.

    [9] 李琪，李德尚，熊邦喜，等.放养鲢鱼对水库浮游植物群落的影响[J].生态学报，1993，13 （1）：30-37.

    [10] 刘俊利，熊邦喜，王基松，等.鲢、鳙对养殖水体的生态功能评析[J].水利渔业，2008，28（4）：8-10.