夏杰

一、河南省池塘養(yǎng)殖現(xiàn)狀

河南省池塘養(yǎng)殖主要集中在鄭州市、洛陽市、開封市等沿黃地區(qū)，主要以高密度集約化養(yǎng)殖為主，產(chǎn)量較高。也有豫南及部分山區(qū)丘陵地帶利用堰壩進行養(yǎng)殖。河南省池塘養(yǎng)殖以混養(yǎng)為主，單產(chǎn)相對較低。河南省池塘養(yǎng)殖在長期的養(yǎng)殖過程中，早已形成了一套非常成熟的規(guī)模化養(yǎng)殖技術(shù)體系。細觀整個發(fā)展歷程，池塘養(yǎng)殖以產(chǎn)量高、生產(chǎn)靈活、風險小、投資少和經(jīng)濟效益高等特點受到漁民大力歡迎。即使是在工廠化養(yǎng)殖蓬勃發(fā)展的今天，池塘養(yǎng)殖也是河南省水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)特別是沿黃地區(qū)不可或缺的重要組成部分。河南省發(fā)展池塘養(yǎng)殖最初的目的是為了獲得更高的經(jīng)濟效益而創(chuàng)建的一種人工飼養(yǎng)系統(tǒng)。因此，為了獲得更高的產(chǎn)量和收益，在有限的水面中不斷提高養(yǎng)殖密度成為了最便捷的手段。為了保證養(yǎng)殖品種能夠獲得生長所需的能量，養(yǎng)殖戶會在養(yǎng)殖過程中使用過量的飼料等投入品，其中一部分沒有轉(zhuǎn)化為能量，反而形成了過多的營養(yǎng)物質(zhì)進入到養(yǎng)殖水體中。隨著時間的積累，這些營養(yǎng)物質(zhì)一部分溶解在養(yǎng)殖水體中，一部分形成沉淀進入池塘底泥，池塘的養(yǎng)殖環(huán)境也會日益惡化。研究結(jié)果顯示，在對蝦精養(yǎng)池塘中，水體中的磷元素主要來源于日常的飼料投喂，占比可達72.57%，而進入到收獲物蝦體內(nèi)的磷僅占總投喂量的20.90%。同樣，氮的輸入來源也是以飼料為主，占比達到59.87%，而進入到收獲物蝦體內(nèi)的氮僅占27.40%，其余絕大部分的氮都溶解在了養(yǎng)殖水體中，占61.06%。絕大部分營養(yǎng)元素都會以化合物的形式沉積在底泥中或溶解于養(yǎng)殖水體。在養(yǎng)殖過程中，大量的飼料投喂定然會造成浪費以及對養(yǎng)殖水體的嚴重污染。

二、養(yǎng)殖池塘循環(huán)系統(tǒng)中氮磷元素循環(huán)情況

養(yǎng)殖水體中，藻類的生長需要消耗大量的氮磷等營養(yǎng)元素。因此，養(yǎng)殖水體中氮磷元素的含量也是養(yǎng)殖水體初級生產(chǎn)力的兩種主要營養(yǎng)元素。在養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)以氮磷等營養(yǎng)元素為主，對養(yǎng)殖水體中浮游植物的群落構(gòu)成起到重要作用。不斷的物質(zhì)循環(huán)會使營養(yǎng)鹽形成不同的分布和累積而發(fā)生變化，進一步對生態(tài)系統(tǒng)中能量的利用和轉(zhuǎn)化造成影響?，F(xiàn)階段的生產(chǎn)養(yǎng)殖中，評價一種養(yǎng)殖模式先進與否，氮磷的利用效率和在養(yǎng)殖系統(tǒng)中的積累情況是很重要的一項指標。判斷養(yǎng)殖環(huán)境的變化狀況，最直觀的方法就是檢測水體中氮元素和磷元素的含量。因此，研究氮磷元素在養(yǎng)殖水體中的收支分布情況以及在養(yǎng)殖系統(tǒng)中的積累情況意義重大。研究氮磷元素在養(yǎng)殖水體中的收支情況，能夠很大程度反映出水體中氮磷元素的來源與歸宿，進一步深層次地揭示在養(yǎng)殖水體內(nèi)部氮磷循環(huán)的具體過程以及養(yǎng)殖水環(huán)境與周邊水體環(huán)境是否存在氮磷元素的交流及交流程度。一部分研究結(jié)果顯示，輸入水體的大部分氮磷元素都未被魚體利用，這一部分養(yǎng)殖廢水氮磷含量超標，極易對周邊環(huán)境造成污染?！逗幽鲜〉诙稳珖廴驹雌詹楣珗蟆凤@示，河南省水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水污染排放量總氮2.96萬t、總磷0.68萬t。因此，養(yǎng)殖水體中氮磷的收支情況也成為目前諸多學者所廣泛關(guān)注的領(lǐng)域。

（一）池塘養(yǎng)殖的氮磷輸入

日常水產(chǎn)養(yǎng)殖中，肥水所用的肥料、養(yǎng)殖所用的飼料都會引起養(yǎng)殖水體中氮磷元素的含量升高。除此之外，養(yǎng)殖物種的排泄、水環(huán)境中微生物的固氮作用、空氣沉降等也會加劇氮磷元素的積累。循環(huán)水精養(yǎng)對蝦池塘的研究表明，人工投入所占的比例最高，飼料里的氮占總氮量的81.40%，飼料中的磷占總磷量的90.19%。齊振雄的研究顯示，在對蝦養(yǎng)殖池塘的氮磷收支情況為：投放的飼料、肥料里的氮分別占氮總輸入量的49.7%～54.4%和47.5%～50.1%，磷分別占磷總輸入量的30.0%～34.7%和65.1%～69.9%，而這其中35%的氮排放到了水體環(huán)境當中，僅有24%的餌料氮轉(zhuǎn)化為養(yǎng)殖對蝦的產(chǎn)量。半循環(huán)水精養(yǎng)池塘的營養(yǎng)鹽收支表明，其中，72%的氮元素隨循環(huán)水排放到外界環(huán)境中。常杰研究了凡納濱對蝦、青蛤和江蘺三種物種不同混養(yǎng)系統(tǒng)下氮磷元素收支情況，研究表明，在單養(yǎng)組中，飼料氮占氮總輸入量的75.5%，飼料磷占磷總輸入量的93.6%;混養(yǎng)組中飼料氮占氮總輸入量的54.7%～64.8%，飼料磷占磷總輸入量的81.6%～88.7%。單養(yǎng)組中，養(yǎng)殖物種氮磷元素吸收量分別占總氮量的0.66%和總磷量的0.20%，混養(yǎng)組中則分別占總氮量的12.74%～22.61%和總磷量的5.01%～12.65%。蘇躍朋研究了對蝦精養(yǎng)池塘中氮元素的來源，來源占比順序大小為：飼料（59.87%）>浮游動物（21.53%）>水體（17.16%）>雨水（1.06%）>蝦苗（0.32%）。

生物固氮作用也是養(yǎng)殖水體中氮元素的來源之一。齊振雄通過固氮酶活性實驗測定了對蝦養(yǎng)殖池塘中生物固氮的輸入，羅非魚、對蝦、縊蟶混養(yǎng)每個圍隔固氮輸入（19.63 g）>對蝦單養(yǎng)（17.72 g）>對蝦、羅非魚混養(yǎng)（10.59 g）>對蝦、縊蟶混養(yǎng)（9.05 g）>對蝦、羅非魚、縊蟶混養(yǎng)（7.99 g）。研究結(jié)果顯示，水體中藻類及細菌的固氮作用十分顯著，為15 mg（N）/（m2 d），但相比于飼料投喂，藻類的固氮作用可以忽略不計。因此，對于養(yǎng)殖性水體來說，水體環(huán)境中氮元素的主要來源是養(yǎng)殖生物的代謝及過剩的飼料與施肥。

（二）池塘養(yǎng)殖的氮磷輸出

人工養(yǎng)殖水環(huán)境中，氮磷元素的最終去處主要有下列幾種途徑：底泥沉積物的積淀，養(yǎng)殖生產(chǎn)過程結(jié)束時的收獲物，通過水體的交換進入周圍環(huán)境及揮發(fā)、反硝化作用。研究表明，養(yǎng)殖水體中的氮磷主要以收獲物和底泥的形式積累下來。高彬通過對不同混養(yǎng)模式的研究，總結(jié)了氮磷元素的收支情況。結(jié)果顯示，底泥沉積物是主要的氮磷輸出方式，占氮元素總輸出量的69.6%～73.4%和磷元素總輸出量86.7%～93.5%。收獲的養(yǎng)殖生物僅占氮元素總輸出量的20.4%～34.1%和磷元素總輸出量15.5%～24.8%。常杰研究了凡納濱對蝦、青蛤、江蘺三種物種的混養(yǎng)系統(tǒng)下氮磷元素收支情況，數(shù)據(jù)顯示，底泥沉積物中積累的氮磷元素分別占氮元素總輸出量的30.0%～32.5%和磷元素總輸出量的50.3%～57.1%，收獲的養(yǎng)殖生物對應數(shù)值分別為44.4%～51.5%和21.5%～31.8%。在草鰱、蝦混養(yǎng)模式飼養(yǎng)過程中，分析底泥沉積物氮磷元素數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其中，氮磷元素分別占氮元素總輸出量的17.49%～27.56%和磷元素總輸出量的76.8%～92.38%，然后是收獲的養(yǎng)殖生物，分別占氮元素總輸出量的43.82%～57.99%和磷元素總輸出量的6.05%～9.83%。通過近年各項研究結(jié)果分析，可以得出結(jié)論，氮元素與磷元素最終主要以底泥沉積物積累和養(yǎng)殖生物收獲為主要的輸出途徑。

（三）池塘的氮磷循環(huán)

自然環(huán)境中，氮元素主要通過無機氮和有機氮兩種方式存在于水體中，其中，無機氮主要有氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氮氣等幾種化合物;有機氮主要有氨基酸、蛋白質(zhì)、腐殖酸等幾種化合物。在自然環(huán)境中，水體中氮元素構(gòu)成了一個復雜的循環(huán)，它以不同的形態(tài)在生物與非生物之間轉(zhuǎn)換遷移。在這個轉(zhuǎn)換遷移過程中，藻類的同化作用、微生物的氨化作用、硝化作用和脫氮作用都是非常重要的轉(zhuǎn)化作用。

磷元素是影響水體生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力的主要營養(yǎng)元素之一，存在形式主要有3種：一是溶解在水體中，二是以生物大分子的形式存在生物體內(nèi)，三是底泥沉積物中的化合物。淡水養(yǎng)殖水體中，磷循環(huán)機制是一種非常復雜的過程，其中，底泥沉積物是最重要的影響因素。磷元素受底泥沉積物的吸附作用、釋放作用和底泥與池水之間的擴散作用的控制，底質(zhì)微生物的活動能釋放大部分的磷。養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中磷元素的循環(huán)受多種因素影響，如養(yǎng)殖生物的代謝作用、有機質(zhì)的分解和礦化以及被水生生物吸收利用等。但是，水體環(huán)境中的磷元素主要還是以底泥沉積物的形式積累下來。

目前，河南省池塘養(yǎng)殖面臨的問題中，水體富營養(yǎng)化是很嚴重的一項，大部分研究者的目光都集中在這個方面。大量研究顯示，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象中磷是最主要引發(fā)因素。因此，深入研究磷元素如何循環(huán)，對養(yǎng)護水環(huán)境資源、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、促進綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

（四）水體中磷元素的控制

控制水體中的磷元素含量是控制中緯度地區(qū)水體富營養(yǎng)化及藻類水華的有效手段，也是衡量人口飲用水和用水安全的重要指標。近年，科研人員普遍認為，磷元素是中緯度地區(qū)藍藻水華最重要的限制因子，大多數(shù)科研項目都集中在關(guān)注如何有效控制水體中磷元素的含量。目前公開的資料顯示，近20年來，中國水體環(huán)境富營養(yǎng)化污染狀況十分嚴重，有研究顯示，富營養(yǎng)化湖泊的比例在20世紀70年代到20世紀90年代近30年中從54%上升到61%，至20世紀末這個比例己經(jīng)達到77%。養(yǎng)殖水體的富營養(yǎng)化主要是藍藻在水體中發(fā)生嚴重的水華現(xiàn)象，造成養(yǎng)殖水體中溶解氧的急速降低，水體腥臭味嚴重，水體中的水生生物很難正常發(fā)育和生長，嚴重時甚至會造成養(yǎng)殖水體中生物的大量死亡，同時水體也被污染，難以利用。養(yǎng)殖過程中，為了使養(yǎng)殖品種能夠充分生長，大量的飼料等投入品極易引發(fā)養(yǎng)殖水體中磷元素含量的升高，造成水環(huán)境污染。目前，磷元素含量過高已經(jīng)成為限制我國漁業(yè)產(chǎn)業(yè)又快又好發(fā)展的因素之一，急需重點解決。周勁風和溫琰茂研究了珠江三角洲流域水產(chǎn)養(yǎng)殖中面臨的環(huán)境問題，利用營養(yǎng)物質(zhì)之間轉(zhuǎn)換平衡計算出養(yǎng)殖水體中來源于飼料的磷元素占磷元素總輸入量的97%～98%，而這其中真正被養(yǎng)殖物種吸收利用的磷元素僅占8%～24%，其余的都沉積于底泥之中，占74%～89%。結(jié)果表明，養(yǎng)殖過程中投喂的飼料有很大一部分最終轉(zhuǎn)化為底泥沉積物在池底積累，進而造成水資源浪費和水體污染。

（五）河南省的磷排量

目前，河南省池塘養(yǎng)殖因受地理環(huán)境等因素影響很大一部分養(yǎng)殖廢水是直接排放。根據(jù)第二次全國污染源普查統(tǒng)計，目前，河南省池塘養(yǎng)殖面積約16.8萬hm2，

全省水產(chǎn)養(yǎng)殖總磷排放量0.68萬t，基本上都是由池塘養(yǎng)殖廢水排放造成的。雖然相比第一次全國污染源普查數(shù)據(jù)有很大下降，但是與第一次全國污染源普查后，河南省池塘養(yǎng)殖面積有所縮小，與大水面水庫網(wǎng)箱養(yǎng)殖的取締和更加精準科學的普查技術(shù)方法有很大的關(guān)系。由此可見，河南省池塘養(yǎng)殖水體磷排放量多少的問題不容小覷。隨著水產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，大量的池塘養(yǎng)殖廢水怎樣去處理也是目前急需解決的問題。同時，隨著國家出臺《關(guān)于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展的若干意見》，今后面臨的最重要問題就是水環(huán)境保護問題。因此，河南省應在尋求科學養(yǎng)殖模式的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展人工養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中磷元素的高效利用，進一步降低磷的排放量，才能最終實現(xiàn)對磷污染的控制。

三、浮游生物在水體中氮磷元素控制方面的作用

（一）浮游植物

浮游植物是一個生態(tài)學的概念，近年在水環(huán)境調(diào)控領(lǐng)域受到諸多科學家的關(guān)注。目前，世界上已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的淡水浮游植物品種約25 000種，其中，中國發(fā)現(xiàn)約9000種。浮游植物作為水生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者，其通過光合作用合成有機物質(zhì)，為系統(tǒng)內(nèi)其他生物提供餌料來源。不僅如此，浮游植物通過光合作用產(chǎn)生大量的氧，為水生態(tài)系統(tǒng)提供重要的氧氣來源。浮游植物的生長狀況與群落指標可以很好地反映出水體營養(yǎng)鹽含量的高低。因此，目前在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，浮游植物是水質(zhì)監(jiān)測的重要指標之一。常用的方法是從水體中采集浮游植物，之后通過樣品不同的處理方式，最后用顯微鏡鏡檢確定其物種組成、優(yōu)勢種名稱、密度分布和生物量大小。經(jīng)數(shù)據(jù)分析后，可以得出其群落結(jié)構(gòu)以及物種多樣性等指標。綜合分析浮游植物與其他生物之間的變化關(guān)系，可以進一步為調(diào)控水質(zhì)、魚類生態(tài)養(yǎng)殖提供基礎(chǔ)支撐。

（二）浮游動物

浮游動物是一種懸浮于水體中間的小型水生生物，種類很多，其主要以原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類為主。水環(huán)境系統(tǒng)中，浮游動物作為食物鏈中的一環(huán)，在能量流動、信息傳遞和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中都起著至關(guān)重要的作用。同時，不同種類的浮游動物對水環(huán)境變化敏感性不同，因此，監(jiān)測水體環(huán)境好壞的重要指標也包括浮游動物群落結(jié)構(gòu)變化和生物量的變化。如輪蟲，不僅是重要的監(jiān)測指標，還是魚、蝦等很多水產(chǎn)動物的開口餌料。很多研究表明，浮游動物在食物鏈中處于浮游植物的上端，因此，浮游動物可以通過控制浮游植物的含量，進一步調(diào)控水體中氮磷元素含量。

四、前景與展望

控制池塘水體富營養(yǎng)化的因素，如浮游動物以及浮游植物的數(shù)量，對水產(chǎn)品的養(yǎng)殖具有很大的意義。在以往水體控藻技術(shù)的基礎(chǔ)上（經(jīng)典生物操縱法和非經(jīng)典生物操縱法）再繼續(xù)延伸，不僅在水產(chǎn)養(yǎng)殖上意義重大，而且在景觀水體富營養(yǎng)化的控制方面也有很好的效果。而這一切的實現(xiàn)需要廣大科研人員的不懈努力和一線工作人員的辛勤勞動。