摘要:随着全球人口的增长和粮食需求的增加,水产养殖作为一种重要的粮食生产方式的规模和产量都在扩大,然而,这种快速发展对淡水生态系统产生了诸多影响,本文旨在探讨水产养殖对淡水生态系统的影响,并提出生态恢复策略,以实现水产养殖和淡水生态系统的和谐共存。
关键词:水产养殖;淡水生态系统;影响;生态修复策略
引言
水产养殖是全球粮食供应的重要组成部分,为满足人类粮食需求做出了巨大贡献,但随着养殖规模的扩大和集约化,其对淡水生态系统的影响越来越明显,这些影响不仅包括水污染和生物多样性下降,还包括水生栖息地的破坏,因此,研究水产养殖对淡水生态系统的影响和生态整治策略对实现水产养殖的可持续发展具有重要意义。
一、水产养殖对淡水生态系统的影响
1.1水质污染
水产养殖过程中的水污染是一个复杂而严重的问题,养殖活动涉及大量饲料的分配,水生生物往往不能完全吸收,其余部分在水中分解,产生大量的有机物质,这些有机物在水中分解会消耗大量的溶解氧,导致水中缺氧,影响水生生物的生存。如图1所示,某一大型淡水养殖场每年使用数万吨饲料,其中约30%的饲料直接排放到水体中,这些未使用的饲料在水中分解,导致水体中溶解氧含量下降,同时促进藻类大量繁殖,藻类过度生长不仅降低了水的透明度,而且消耗了大量的溶解氧,加剧了水中缺氧的状况。[1]除饲料外,养殖过程中使用的药物也是水污染的重要来源,为了防止疾病的发生,农场通常会定期将抗生素、杀菌剂等药物放入水中,这些药物在水中难以分解,长期积累会对水生生物产生毒性作用,甚至通过食物链影响人体健康。
项目 | 数据 |
养殖场规模 | 大型淡水养殖场,占地1000公顷 |
年饲料使用量 | 50,000吨 |
饲料中主要有机成分 | 蛋白质:20%;脂肪:10%;碳水化合物:50%;其他:20% |
分解过程 | 每日分解量:约500吨;主要分解产物:氨氮、亚硝酸盐、硫化物等 |
溶解氧含量变化 | 初始溶解氧含量:8.0 mg/L;一年后溶解氧含量:6.5 mg/L;三年后溶解氧含量:5.0 mg/L |
缺氧影响 | 鱼类死亡率:上升20%;虾蟹生长受限:生长速度下降30% |
藻类繁殖情况 | 藻类密度:初始值100个/mL;一年后藻类密度:500个/mL;三年后藻类密度:1000个/mL |
图1:大型淡水养殖场饲料投放与水污染影响详细统计表
1.2生物多样性减少
水产养殖活动对淡水生态系统的生物多样性有重大影响,农业活动可能引入可能与当地物种竞争的外来物种,导致当地物种数量减少,在一些地区,为了提高养殖生产力,引入了外来鱼类进行养殖,这些外来鱼类具有很强的竞争力,往往能够迅速捕获当地鱼类。农业活动会导致水的滋养,使一些敏感物种无法生存,在营养水体中,藻类大量繁殖,形成“水华”,这些藻类消耗大量溶解氧,导致水中缺氧,同时,“水华”也会遮挡阳光,影响水生植物的光合作用,这些因素共同导致许多不能适应营养环境的水生生物的死亡或迁徙。此外,农业活动可能会改变水体的物理特性,如水温和流速,这些变化也可能对水生生物的生存产生不利影响,例如,在网箱养殖中,由于网箱的隐蔽作用,水中的光和氧含量会发生变化,从而影响水生植物的生长和水生动物的呼吸。
1.3水生生物栖息地的破坏
水产养殖活动严重破坏了水生生物的生境,为了开展养殖活动,人们经常需要在湖泊、河流等水域建造网箱等养殖设施,这些设施的建设占用了大面积的表面,挤占了水生生物的空间,同时,养殖设施的建设可能会改变水体的流动和地形,从而进一步破坏水生生物的生境。以某一河流例,由于大规模的养殖活动,河面覆盖着大量的网箱,这些网箱不仅占据了大面积的水面,而且改变了河流的流动和地形,清澈的河水变得黯淡,水生生物栖息地受到严重破坏,许多鱼类,虾类和其他水生生物失去了生存空间,数量大大减少。[2]此外,养殖活动会影响水生生物的繁殖和迁徙,一些水生生物需要在特定水域繁殖或迁徙,养殖设施的建设可能会阻碍繁殖和迁徙路线,导致其数量减少。湖北蔡甸沉湖曾经是一个典型的淡水湖,水生生物资源丰富,生态环境良好,但近年来由于大规模的水产养殖活动,该湖的生态环境受到严重破坏。在围栏养鱼活动中,大量的笼子被放置在占用大量表面积的湖泊中,这些笼子不仅阻碍了水的流动,而且改变了湖泊的地形和流动;同时,养殖过程中产生的废水直接排入湖泊,严重富集水分,根据观测数据,淹没的湖泊水质下降到低V级,水生生物的数量和种类也大幅下降。
二、水产养殖中生物多样性下降的主要因素分析
2.1外来物种入侵
外来物种可能比本地物种更具竞争力、繁殖力或适应性,因此会迅速占领新的生态中心,一些外来物种可能成为掠食性或寄生性物种,导致本地物种或成年个体的灭绝,导致本地物种数量急剧减少,此外,外来物种可以带来本地物种传播的疾病,导致疾病的传播和种群崩溃。在江苏的淡水湖中,为了增加养殖种类,农民引进了一种特定的外来鱼类,如非洲鲫鱼,然而,由于监管不力,部分非洲鲫鱼由于竞争力和生育力强,逃往湖泊并迅速蔓延;它们不仅与当地鱼类争夺食物和空间资源,而且还吃掉当地鱼类,导致当地鱼类数量大幅减少。
2.2养殖密度过高
养殖密度过高对水生生态系统的影响主要体现在以下几个方面:一是高密度养殖导致水体溶解氧水平迅速下降,影响呼吸和生存;二是高密度养殖会加剧水体中有害物质的积累,如氮、氨、亚硝酸盐等,当这些物质达到一定浓度时,会对水生生物产生毒性效应;三是高密度养殖会加剧水生生物之间的竞争,导致下滑。在广东沿海农业区,农民采用高强度的耕作方式,以获得更高的产量和经济效益,然而,随着耕作强度的增加,水溶性氧含量迅速下降,而氮、氨、亚硝酸盐等有害物质大量积累,这些不利因素导致许多敏感物种的死亡和数量下降,特别是对水质要求较高的物种,最终,养殖区的生物多样性明显下降。
2.3养殖方式不恰当
养殖方法的选择对水生生态系统至关重要,某些养殖方法,如网箱养殖和闭网养殖,可能会对水生环境造成损害,例如,网箱养殖占用大量水量,影响水流量和照明等生态因素,封闭网箱养殖可能阻碍水生生物的迁徙和繁殖渠道;此外,不科学的养殖方法可能加剧水污染和疾病传播等问题。在海南海域的网箱养殖区,由于农业过度密集和农业管理不善,水质恶化,网箱养殖占用大面积的海洋,影响水流和照明等环境因素,导致许多海洋生物的栖息地遭到破坏;同时,网箱养殖可能导致养殖鱼类之间交叉感染的迅速传播,对整个地区的生物多样性构成严重威胁。
三、水产养殖对淡水生态系统生态修复策略
3.1加强植被恢复和湿地建设
植被恢复和湿地建设是生态恢复的重要基础,通过恢复和加强水生植被,建设和恢复湿地生态系统,可以有效提高水体的自我清洁能力,为水生生物提供良好的栖息环境。根据水的特性和生态需要,选择适合种植的水生植物,这些植物可以通过从水中吸收营养元素,减少土壤侵蚀,改善水质来促进水生生态系统的健康,例如在湖泊和河流浅水中种植松树、蓝莓等水生植物不仅可以净化水,还可以为水生动物提供栖息地和食物来源。湿地是地球上最重要的生态系统之一,具有很强的生态服务功能;在水产养殖区,可以通过人工湿地建设来模拟天然湿地的功能,提高水体的自我清洁能力;湿地建设可以采用多种方法,如挖掘池塘,铺设湿地植被,建立湿地过滤系统。太湖是中国第三大淡水湖,近年来由于严重的污染和营养问题,水质恶化,生态系统受损,为改善台湾湖的水质和生态系统,当地政府实施了湿地生态恢复工程,包括在太湖周边建设若干湿地保护区,种植大量水生植物和湿地,经过几年的努力,太湖水质明显改善,生物多样性增加,保护区的水质透明。
3.2引进生物修复技术
生物修复技术是利用生物资源修复受损生态系统的技术,在水产养殖中,生物修复技术可应用于水净化,泥浆修复和环境恢复,使用特定的微生物组分来分解水中的有机和无机污染物,这些微生物可以通过生物降解将污染物转化为无害物质,降低水体中污染物的浓度。利用水生植物吸收水中的营养物质和重金属等污染物,植物修复不仅可以净化水质,还可以为水生动物提供栖息地和食物来源。使用某些动物(如贝类、鱼类等)去除水体中的污染物或改善粘土的物理化学性质,这些动物可以通过过滤和营养来减少水体中的悬浮颗粒和有机污染物。珠江口海域是我国南方重要的渔业资源区之一,但近年来,生态系统因污染和过度捕捞而遭到破坏,为了恢复珠江口海域的生态环境,当地政府引进了生物修复技术,在项目中采用微生物物质分解水中的有机和无机污染物;同时,大量放置贝类、鱼类等水生动物,从水中去除悬浮颗粒和有机污染物,经过几年的努力,珠江口海域的水质明显改善。
3.3重视栖息地恢复和重建
栖息地的恢复和重建是生态修复过程的核心部分,特别是在受影响的水生生态系统中,通过恢复和重建水生生物的生境,可以有效地促进水生生物的恢复和生长,从而增强整个生态系统的稳定性和自我修复能力。对受影响的水域进行物理或环境工程修复,以恢复和加强水生栖息地,例如,通过灌溉河道,恢复河床形状,建造人工鱼塘,为鱼类等水生生物提供适当的生存空间;同时,还可以通过种植水生植物和建设湿地为水生生物提供食物来源和栖息地。在生态系统严重受损且难以自然恢复的情况下,可以采用人工栖息地重建策略,包括在适当的水域建造人工岛屿,建立生态浮动巢等,为水生生物提供新的空间,需要通过引入适当的水生生物种类来丰富水生生物多样性,提高生态系统的自我修复能力。[3]渤海湾是中国北方重要的海洋地区之一,海洋生态系统因过度捕捞和污染而遭受严重破坏,为了恢复渤海湾的海洋生态环境,当地政府实施了海洋生态环境恢复工程,该项目采取了多种生境恢复和重建措施,包括在海域建造人工鱼礁,建立生态漂浮床,同时引进了海螺、贝壳等多种适宜的水生生物,丰富了海洋生物多样性,经过几年的努力,得到了改善。
四、结论
随着人类活动对自然环境的持续影响,生态修复不再是一种选择,而是必要的,通过深入研究和实践环境修复策略,认识到生态修复是一种复杂的系统工程,涉及生物多样性,环境承载力和生态系统健康等多种因素,每种策略的实施都需要综合考虑自然规律和人类活动的影响,以实现环境平衡和可持续发展。
参考文献:
[1]俞孝先,李萍,王如鹓,等.浅谈淡水精养池塘水环境管理[J].水产养殖,2020,41(3):3.
[2]肖耿锋.循环水养殖系统尾水池塘生态系统稳定的影响因素探究[D].华南理工大学,2021(5):45.
[3]李涵柏.淡水养殖创新管理中的绿色生态养殖技术应用[J].管理科学研究,2022,1(1):7-9.