横山水库净水生态渔业报告.doc

横山水库净水生态渔业横山水库净水生态渔业试验试验项目项目 实施方案实施方案 宁波原水集团有限公司宁波原水集团有限公司横山水库分公司横山水库分公司 宁波大学宁波大学 横山水横山水横山水横山水横山水横山水库净库净库净库净库净库净水生水生水生水生水生水生态渔业态渔业态渔业态渔业态渔业态渔业试验项试验项试验项试验项试验项试验项目目目目目目 - - -实实实实实实施方案施方案施方案施方案施方案施方案- - - “横山水库净水生态渔业试验项目”由宁波原水集团有限公司横山 水库分公司与宁波大学生命学院共同承担。项目采取生物操纵方法 即通过适当放养净水生物（鱼、贝类）来控制浮游植物生物量，降低 水体富营养化程度，改善水库水质，保障生态平衡，达到“以渔治水、 以渔净水”的目标。项目主要内容包括水环境本底调查、生态渔业净 水生物放养、水环境跟踪调查、净水生态渔业实施效果评价等等。该 项目计划实施时间为 2010 年 9 月-2013 年 08 月。项目计划投资 140 万元。本项目的实施，将改善水库水环境质量，提高水库生态渔业效 益。项目完成后，建立横山水库水环境变化及净水生态渔业数据库， 提出生物操纵净水生态渔业可行途径及技术要点。 一、一、项项目目背景背景背景背景 浙江省海洋与渔业局 2009 年印发了关于大力推进我省生态渔 业建设的若干工作意见（浙海渔发20092 号），明确指出要 “以洁水与渔业协调发展为目标，以水库等大中型水面为重点，实 施以渔养水以渔洁水的渔业洁水保水行动计划”。洁水保 水渔业，是以保护水环境为目的，通过人工放养鲢、鳙鱼等滤食性 鱼类，增殖保护土著水生生物资源，改善水域生物群落组成，保持 水体合理的生物量，消耗水中的富营养化物质，达到保障生态平衡 的目的。 横山水库位于奉化江支流上游，集雨面积 150.8 平方公里，平 均年径流量 1.55 亿米 3，库区总面积 1070 万米2，总库容 1.108 亿 米 3，是一座以防洪、供水、灌溉为主，结合发电、养鱼等综合利用 的大型水利工程，不仅担负着下游县江两岸城镇的防洪任务，还承 担着宁波、奉化两地的供水重责，是宁波重要的饮用水水源地。横 山水库的上游是大堰镇及尚田镇的管辖区，其中大堰镇是水库的主 要水源保护区，区域面积 129.6 平方公里，辖 40 个行政村 116 个自 然村，在册人口 9245 户 2.5 万余人。目前，水库向奉化市年供水 2200 多万米 3，向宁波市年供水约 7000 万米3。 为了保护水库环境，横山水库分公司于 2006 年起开始尝试放养 鲢、鳙鱼调控水质试验，并将水库库内水域养殖权拍卖给了现承包 人，合同明确规定了水域养殖、捕捞、水源保护、监督管理等内容， 只允许粗放式养殖鲢、鳙，禁止投饵。近年来，年放养 10-14 尾/千 克的鱼种 20 万尾，鲢、鳙比例为 4：6，年捕捞 1 千克/尾以上商品 鱼 7-8 万千克。从这几年来的运行情况看，承包人讲求经济效益， 放养鱼类的品种及鱼类搭配比例仅凭经验，存在明显的盲目性与被 动调整引起的滞后性。 根据宁波市环保局、宁波原水集团近年来对水库原水水质的监 测数据显示，横山水库每年有几个月总会出现不同程度的富营养化， 综合评分在 38-56 之间，也就是处于中营养与轻度富营养之间，其 中总磷、总氮二项指标经常超出类，其他指标维持在-类水之 间。尽管近几年来政府加大了对水库上游的整治力度，但来水污染 源（特别是生活污水）未得到有效控制。 从横山水库水环境现状看，生物多样性及自净功能正在逐渐衰 退，水体处富营养化趋势中。为了确保城市供水水质安全，需进一 步加强横山水库水环境治理，考虑到其它外围生态保护工程实施的 实际困难，特提出“以渔养水、以渔治水”的净水生态渔业项目。 本项目符合浙江省及宁波市生态渔业发展计划，对我市大中型水库 的净水生态渔业的实施将起示范作用。 二、二、二、二、项项项项目承担目承担目承担目承担单单单单位的基本情况位的基本情况位的基本情况位的基本情况 项目承担单位横山水库分公司拥有“城市供水水质监测站” ，宁 波大学生命学院拥有“水生生物学实验室” 、 “水质分析实验室” 、 “水域生态与环境技术研究室” ，配备有本项目研究相关的主要仪器 设备，如内陆水域生态调查成套设备和水生生物实验生态研究组合 设备，YSI 综合水质分析仪、叶绿素荧光检测仪，分光光度计、冷 冻离心机、Olympus 荧光显微镜、体视解剖镜等，可供本项目各项 调查研究使用。 项目承担单位宁波大学生命学院拥有一支与本项目研究相关的 水化学、水生生物学及渔业生态学教学科研队伍，曾承担省级科研 项目“浙江省饮用水水库蓝藻发生特点及其生态毒理效应研究” 、 “罗非鱼控制蓝藻水华的生理生态机制研究” 、 “三角帆蚌对藻华水 体的生物调控及反馈作用机制”和市级项目“月湖蓝藻水华治理及 水生生态系统优化” 、 “城镇污染河道生态修复技术研究与示范”等 研究项目，其中“城镇污染水体生物-生态修复技术集成及其应用” 研究成果获 2007 年度浙江省科学技术奖二等奖。 项目承担单位拟安排研究人员 7 人（表 1） 。横山水库分公司吕 光汉（负责项目研究总协调） ，宁波大学竺俊全（负责项目设计与实 施，鱼类调查分析） 、王一农与林霞（负责浮游动植物调查分析） 、 金春华与徐镇（负责水质理化指标检测分析） 、赵青松（负责净水生 物放养及捕捞技术指导）等。 表表 1：项目组主要成员信息：项目组主要成员信息 序号序号姓名姓名性别性别职称职称/职务职务专业特长专业特长单位单位项目分工项目分工 1吕光汉男主任水库管理横山水库项目管理、协调与监督 2竺俊全男正高生态渔业宁波大学项目设计与实施 3王一农男副高资源与环境宁波大学浮游动植物调查 4林 霞女副高水生生物学宁波大学浮游动植物鉴定 5金春华男副高水化学宁波大学水质理化分析 6徐 镇男副高水化学宁波大学水质理化分析 7赵青松男副高淡水渔业宁波大学净水生物放养及捕捞指 导 三、三、项项目目目目标标 建立横山水库水环境调查数据库。 水库水体富营养化趋势得到控制，库区水生态环境得到优化， 库区水质达到饮用水标准。 水库生物多样性增加，群落结构优化，水环境稳定性增强。 提出横山水库生物操纵净水生态渔业可行途径及技术要点。 四、四、项项目目实实施内容施内容 （一）主要内容（一）主要内容 1 水水环环境本底境本底调查调查 对水库中的浮游动物、浮游植物、鱼类等水生生物的生存状态、 生物量及变化情况进行摸底调查分析，对水库水质理化指标叶绿素 a（Chla） 、总氮（TN） 、总磷（TP） 、5 日生化需氧量（BOD5） 、高 锰酸盐指数（CODMN） 、pH 值、水深、水温、透明度（SD）进行 检测分析，以此作为本项目实施的依据或对比数据库。 2 生生态渔业净态渔业净水生物放养技水生物放养技术术 根据目前水库水环境状况，制定合理的净水生态渔业实施方案， 计划连续 2 年开展净水生物（滤食性鱼、贝类）放养及净水效果的 检测，并探索合适的水库渔业捕捞方式与强度。 3 水水环环境境跟踪跟踪调查调查 净水渔业实施期间，对水库的水生生物及水质变化情况进行跟 踪调查。 4 净净水水生生态态渔业渔业实实施效果施效果评评价价 根据试验研究结果，建立数据库，综合分析净水生态渔业实施 效果，总结净水生态渔业实施经验，提出水库净水生态渔业可行途 径及技术要点。 （二）技（二）技术术关关键键 如何根据横山水库的水环境状况，确定适宜的净水生物放养种 类、放养量、放养比例、放养模式等是本项目的技术关键。 五、五、项项目目实实施方案施方案 （一）（一）实实施方案制定的参考施方案制定的参考实实例例 实实例之一例之一：浙江省：浙江省桥桥墩水墩水库库改性明改性明矾浆应矾浆应急除藻及放养急除藻及放养鱼类调鱼类调控控 水水质质。 。1998至1999年，每公顷水面平均放养鲢、鳙鱼种共1200尾，鲢 鳙数量比2.41。1999年以后，每年按上述数量和比例放养鲢、鳙 鱼种。水体营养状况已从治理前的中-富营养类型恢复到中-贫营养 类型，取得了较为理想的综合生态效应。 实实例之二例之二：千：千岛岛湖保水湖保水渔业渔业。利用鲢鳙鱼滤食浮游生物这一独特 的生物学特性，采用围隔的方式，投放鲢鳙鱼种，通过鲢鳙鱼抑制 藻类的过度繁殖，最终达到净化水质的目的和效果。1999年到2006 年库区浮游植物密度降低了14-59%，透明度提高了2.75米，鲢鳙产 量最高提高了4.7倍；鲢鳙等鱼类滤（摄）食浮游生物转化成蛋白质， 增长了体重，间接带出了水中的氮、磷等营养盐，降低了外来营养 盐对千岛湖的压力。 实实例之三：例之三：河南省河南省南湾水南湾水库库净净水生水生态渔业态渔业。 。水库库容 16.3 亿米 3，2005 起，通过调整养鱼模式改善水库水质。鲢、鳙鱼种的放养比 例由 1：4 调整为 2：3，鲢鱼的放养量由 4.37 克/米 3增加到 8.75 克/ 米 3，鳙鱼放养量由 17.5 克/米3减少到 13.12/米3，调整放养量后， 水库水质得到了一定程度的改善，表现为 COD、BOD 和叶绿素 a 含量显著降低，透明度显著升高，富营养化状态出现减轻趋势。从 浮游生物调查的结果来看，增大鲢放养比例，降低鳙的放养比例， 对浮游动物的数量和生物量影响不大，但能显著降低浮游植物的数 量和生物量。 实实例之四例之四：江：江苏苏太湖的五里湖富太湖的五里湖富营营养化的治理。养化的治理。2006 年起，中国 水产科学研究院淡水渔业研究中心和无锡市农林局联合承担了太湖 及五里湖“净水渔业技术研究与示范”项目。2006 年对五里湖生态 环境与生物多样性进行调查与评价的基础上，2007 年至 2010 年期 间，对五里湖鱼、贝等进行结构调整和放养。增殖和移植净水生物， 如鲢鱼、鳙鱼、贝类、水生植物等，以净水生物调节水环境、削减 水体中的氮磷，达到改善水质、修复生态、保护生物多样性的目标。 项目自 2006 年 6 月实施以来，共投放各类鱼种 204 万尾，贝类 56.14 万千克，渔业资源得到了有效恢复，对该水域的水质改善产生 了积极的促进作用，主要水质指标呈逐年好转的趋势，富营养化程 度明显降低。 实实例之五：徐州市云例之五：徐州市云龙龙湖水湖水库库生生态态恢复技恢复技术术研究。研究。水利部中国科学 院水工程生态研究所，通过退化水库（云龙湖）湿地生态恢复技术 研究，认为水库鲢、鳙的合理放养，不仅不会污染水体，而且可显 著降低水体N、P负荷，控制藻类水华发生。经试验所获鲢、鳙最适 放养比为3：1。 （二）采用（二）采用净净水生水生态渔业态渔业途径途径调调控横山水控横山水库库水水质质的原由的原由 “净水生态渔业”是指以净化水环境为目的，以现代生态学理论 （即生物操纵理论）为基础，根据水体特定的环境条件，通过人工 放养适当的净水生物（鱼、虾、贝类） ，以改善水域的水生生物群落 组成，保障生态平衡，从而达到既保护水环境，又修复和维持水域 生物多样性的一种渔业生产方式，也就是“以渔治水和以渔养水” 。 此项技术如运用得当，可实现水环境改良与养殖效益提高的双赢。 滤食性动物如花鲢、白鲢等对水体中浮游生物的控制效应是众所周 知的（即生物控藻技术） ，并且在许多中、小型水库及湖泊中得以成 功应用，可以有效控制个体或者自然群体较大的藻类，并有利于提 高水体的透明度。研究证实，当鲢、鳙鱼的生物量增加到一定密度 之后，浮游植物的总生物量会大大减少。因此，通过放养花、白鲢， 增加其放养量，可起到改善水质的效果。 横山水库的水环境特点是开放式，点、面污染源均影响库区。 若采用净水生态工程途径调控水质的方法，投资大、难以短期内实 施。根据国内其他水库净水生态渔业改善水质的成功实例，结合近 年来横山水库放养净水生物（鲢、鳙鱼）对水质的控制显示出的初 步效果，今后 3-5 年内，宜采用生物操纵-净水生态渔业调控库区水 质，即通过调整鲢、鳙鱼的放养数量与比例，同时适当吊养（笼养） 滤食性贝类，充分发挥净水生物调控水质的效果。 （三）（三）横山水横山水库净库净水生水生态渔业实态渔业实施方案施方案 A 水水环环境境调查调查 水环境调查包括本底调查及跟踪调查，根据水库渔业资源调 查规范 、 水质、湖泊和水库采样技术指导进行。 1 浮游植物群落生浮游植物群落生态调查态调查 （1）站点布设）站点布设 根据水库形态特征，在水库库尾、库心、坝前及贝类吊养区等 设站点，一年四季定时进行采样。 （2）样品采集）样品采集 定性分析样品定性分析样品 用 25 号筛绢浮游生物网在水面上层来回拖网 5 分钟，用 15 毫升鲁哥氏液固定水样，带回实验室静置沉淀 48 小时， 除去上清液后，加入 4%甘油防止水分蒸发，再定容到 30 毫升，装 在小口瓶中作好标签记号。定性分析样品一部分用鲁哥氏液固定保 存，另一部分不作固定作为活体观察样品。 定量分析样品定量分析样品 用定量采水器分上、中、下三层各取样 1 升 （水深不足 10 米时，只分上、下两层采样） ，用鲁哥氏液固定。 （3）样品分析）样品分析 定性分析定性分析 根据专著描述、图谱和文献描述，镜检浮游藻类， 优势种鉴定到种，其他种鉴定到属。 定量分析定量分析 采用 0.1 毫升浮游生物计数框计数，单细胞按细胞 数计，群体先计算代表不同体积时的细胞数，再根据群体体积大小 分别计算个体数，最后换算成细胞数，丝状体先计算出一个个体的 细胞数，再以个体数换算成细胞数，取样前要摇均水样，计数时采 用改良过的行格法。然后按公式 N=n100/15300/1000 换算成每 毫升水样中藻类的细胞个数。 2 浮游浮游动动物群落生物群落生态调查态调查 （1）站点布设）站点布设 在库尾、库心、坝前及贝类吊养区等设站点，一年四季定时进 行采样。 （2）样品采集）样品采集 定性分析样品定性分析样品 原生动物、轮虫一类小型浮游动物用 25 号筛绢 浮游生物网（孔径 64 微米，园锥形网） ，大型浮游动物枝角类和桡 足类用 13 号网（孔径 112 微米） 。采集时，在表层至 0.5 米深处以 20-30 厘米/秒的速度作“”形循回缓慢拖动约 1-3 分钟，然后过 滤至 20 毫升，放入标本瓶中，现场加 7%福尔马林固定。 定量分析样品定量分析样品 用 HQM-1 型有机玻璃采水器（5 升或 2.5 升） 从表层（离水面 0.5 米） 、中层、底层（离底泥 0.5 米处）采水样， 混合后用 25 号浮游生物网过滤至 20 毫升，放入标本瓶中，7%福尔 马林固定。水深不足 10 米时，只表、底层采样。 （3）样品分析）样品分析 定性分析定性分析 固定样品带回实验室，在显微镜下进行种类鉴定和 计数。种类鉴定根据相关文献资料，根据数量多寡分为优势种 （+） 、常见种（+）和偶见种（+） 。 定量分析定量分析 固定样品带回实验室后充分静置（自然沉降 48 小时） ，经充分摇均后用 5 毫升定量吸管吸取水样 1 毫升，置于浮游动物 计数框内，在 40 倍显微镜下对个体较大的浮游动物进行种类鉴定和 计数，计数两遍，取平均值。用 5 毫升定量吸管准确吸取水样 0.1 毫升，置于 0.1 毫升浮游动物计数框内，在 100400 倍显微镜下计 数原生动物、轮虫等个体较小的浮游动物，计数两片，取平均值， 两个放大倍数下所得的计数结果，经换算后的总和为单位水体中小 型浮游动物的个数。 换算公式如下：换算公式如下：N=Vsn/VVa N1 升水中小型浮游动物的个数。 V采样体积（升） Vs沉淀体积（毫升） Va计数体积（毫升） N计数所得个数（个） 3 鱼类鱼类种种类组类组成成调查调查 定期采用定点拖网、丝网采捕鱼类，测量和称重，并取背鳍下、 侧线鳞上的背侧鳞作为年龄鉴定材料。用10%甲醛溶液固定后带回 实验室鉴定种类。结合对库区渔民进行访问调查，综合分析库区鱼 类组成情况。 4 水水质质理化理化指指标测标测定定 在取样现场测定水深、水温、透明度（SD） ，与浮游生物同步 取样测定的项目有叶绿素含量、pH 值、总氮（TN） 、总磷（TP） 、 氨氮、高锰酸盐指数（CODMN） 、5 日生化需氧量（COD5） 、溶解氧 （DO）等。水温用采水器所带温度计读数，分层采水后立即读出水 温，用透明度盘测定透明度，精密 pH 计测定 pH 值。采得的水样加 化学药品固定保存，带回实验室分析。 用以下公式计算修正的用以下公式计算修正的营养状态指数及综合指数营养状态指数及综合指数： TSIm（chl）=10（2.46+lnchl/ln2.5） TSIm（SD）=102.46+（3.69-1.53lnSD）/ln2.5 TSIm（TP）=102.46+（6.71+1.15lnTP）/ln2.5 总 TSI= TSIm（chl）+ TSIm（SD）+ TSIm（TP）/3 其中：chl 为叶绿素 a 值（毫克/米 3） ，SD 为透明度（米） ；TP 为总磷浓度（毫克/米 3） 。 5 调查结调查结果分析果分析 （1）浮游生物群落组成时空变化：a.浮游生物群落组成，b.浮游 生物种类组成的时空变化（各采样点浮游生物种类组成季节变化， 浮游生物种类组成垂直变化） 。 （2）浮游生物优势种和常见种。 （3）浮游生物数量时空变化（浮游生物数量的季节变化，浮游 生物数量的垂直变化） 。 （4）各采样点浮游生物多样性指数（H） 、均匀度指数（E）的 时空变化。 （5）浮游生物与环境因子（温度、pH、溶解氧、营养盐等因子） 的相关性分析。 （6）鱼类种类组成及年龄结构分析。 6 水水库库水水质评质评价价 以总磷（TP） 、总氮（TN） 、叶绿素含量、透明度（SD） 、高锰 酸盐指数（CODMN） 、5 日生化需氧量（BOD5）等 5 个主要水质监 测指标评价水库水质。依据中国环境监测总站湖泊（水库）富营 养化评价方法及分级技术规定 ，采用 Shannon-Wiener 多样性指数、 营养状态指数及综合指数等指标来评价水库水质。 B 生生态渔业态渔业净净水生物放养水生物放养调调整整 通过对水库水环境的本底调查，熟悉水库水环境现状，根据浮 游生物生物量估算鲢、鳙鱼产力。根据鱼产力及鱼类组成情况，调 整鲢、鳙鱼放养量。鲢、鳙鱼放养在整个库区进行，适宜放养规格 20-50 克/尾的鱼种，适宜放养比例（2-2.5）：1，每年 3 月份之前 完成放养工作。鲢、鳙鱼体重达 1 千克以上时可起捕。 在水库下游设置滤水动物（贝类）的生物过滤带，通过贝类直 接过滤、吸收利用浮游植物及悬浮有机碎屑，减少水体中的浮游植 物量，进而消耗水体自身的营养盐类，增加水体的透明度，达到供 水水质净化的目的。计划在水库下游挂放养（笼养）三角帆蚌 2-3 万只。 对放养鱼、贝类后的净水效果进行检测；对水库渔业捕捞时间、 方式及强度进行调整与规定。 C 水水环环境跟踪境跟踪调查调查 净水生物调养后，对水库的浮游动植物及水质理化指标变化情 况进行跟踪调查。 D 净净水生水生态渔业实态渔业实施效果施效果评评价价 根据调查试验研究结果，建立水库浮游动植物及水质理化指标 变化数据库，分析净水生态渔业实施效果。 1 净净水生物水生物调调养前后养前后水水质质的的变变化化 比较分析净水生物调养前后 TN、TP、SD、DO、CODMN、BOD5、叶绿素 a 含量等的变化，评 价净水生物调养对水库水质的改善效果。 2 净净水生物水生物调调养前后养前后浮游生物数量和生物量的浮游生物数量和生物量的变变化化 比较分析净水生物调养前后浮游植物数量及生物量、浮游动物 数量及生物量的变化，评价净水生物调养对水库浮游生物的影响。 3 净净水生物水生物调调养前后养前后水体富水体富营营养化状养化状态态的的变变化化 比较分析净水生物调养前后营养状态指数 TSIm（chl） 、 TSIm（SD） 、TSIm（TP）及综合指数 TSI 的变化，评价净水生物调 养对水库富营养化状态的影响。 4 净净水生物水生物调调养前后养前后蓝蓝藻的比例及生物量藻的比例及生物量变变化化 比较分析净水生物调养前后蓝藻的比例及生物量变化，评价净 水生物对蓝藻的控制作用。 通过以上分析与评价，总结净水生态渔业实施经验，提出横山 水库生物操纵净水生态渔业可行途径及技术要点。 横山水横山水库净库净水生水生态渔业实态渔业实施方案施方案图图： ： 水水环环境本底境本底调查调查 净净水生物放养水生物放养调调整整 水水环环境跟踪境跟踪调查调查 净水生物放养调整 净净水生水生态渔业实态渔业实施效果施效果评评价价 理化指标检测浮游动、植物定性及定量分析鱼类调查 浮游动植物优势种和常见种、群落组成、 数量及生物量、多样性指数（H）及均 匀度指数（E） ，浮游生物与环境因子的 相关性 Chla、TN、T P、SD、BOD5 、CODMN、p H 鱼类种类组 成及年龄结 构分析 鲢鳙鱼的放养规格、数量、比例；三角帆蚌吊养位置、数量 建立横山水建立横山水库库水水环环境境变变化及化及净净水生水生态渔业态渔业数数 据据库库，提出生物操，提出生物操纵净纵净水生水生态渔业态渔业可行途径可行途径 及技及技术术要点要点 净水生物调养前后水质的变化 净水生物调养前后浮游生物数量和生物量的变化 净水生物调养前后水体富营养化状态的变化 净水生物调养前后蓝藻的比例及生物量变化 六、六、项项目投目投资预资预算算 项目预计投入资金约 140 万