点击蓝字 关注我们
1. 引言 INTRODUCTION
曾几何时,国内似乎流传着这样的一种说法,认为富营养化湖泊的水环境管理,可采用非经典生物操纵,而中营养湖泊,如千岛湖,则更宜采用经典的生物操纵。不知道大家是否认同这种观点呢?我不知道这种观点来源于哪里?确实非经典生物操纵理论的提出者在其专著中好像有这么一种说法:“非经典生物操纵可以作为富营养化湖泊蓝藻水华控制的可替代手段”。但这与认为中营养湖泊更应采用经典生物操纵的观点并不完全一致。以前看文献,似乎也曾看到过国外有学者认为,(经典)生物操纵在中营养(深水)湖泊更容易取得成功(有兴趣的朋友自己去查阅文献,因为我不认同这种观点,所以也不想花费很多时间浪费在不重要的事情上),但这也不是中营养湖泊更应采用经典生物操纵的出处,因为两者的意思也并不相同。但不管这种观点的出处来源于何处,重要的是,这种的观点是否正确、是否经得起理论推敲和实践检验。所以,今天我就打算和朋友们来聊一聊:中营养湖泊,到底应该选择哪一种生物操纵?或者,中营养湖泊,能否选择“非经典生物操纵”?如果非经典生物操纵只能用于富营养化湖泊,那么我们不妨换一种说法:即中营养湖泊的水环境管理,是否可以选择以鲢鳙为介导的一种生态调控技术?而我更想告诉朋友们的是,中营养湖泊,如千岛湖,也是更应采用以鲢鳙为主的控藻和水环境管理方式,接下来我把其中的道理会清清楚楚地告诉你。
中营养与富营养化湖泊营养过程的比较
很多人认为,中营养与富营养只是氮磷含量的不同,但实际上,两者的营养动力学过程是不同的,生物的营养限制也是不同的。我们可以用下图来表示,你可能会更加容易明白这种差异。
图1 不同营养状态下藻类种群增长与营养盐的响应关系(概念示意)
生物种群的增长,普遍呈现逻辑斯蒂增长规律。其实营养盐与优势种群的关系,也大致符合图1的这种变化,通常在贫营养阶段,虽然营养盐的增加,能促进藻类的快速增长,但毕竟营养盐增加的数量有限,而藻类起始浓度更低,因此在贫营养水体中,藻类与营养盐的关系处于低水平的促进作用状态。而在富营养湖泊,由于氮磷等处于“供过于求”的状态,藻类的增长,可能更受别的环境因子的限制,因此氮磷的变化,对藻类的影响也比较小。而只有在中营养阶段,水体中的藻类增长,普遍与营养盐具有良好的响应关系。在实践中,我们可以经常看到这样的现象,中营养湖库中,当汛期大量输入营养物质后,水体中的藻类在汛期雨停后的晴天会出现快速增长的过程。而在富营养化湖泊中,尽管采取了很多控制污染的手段,但水体中的藻类生物量似乎很难降得下来。原因也在于,当你把总磷从0.5mg/l降到0.2-0.3mg/l时,虽然这已经费了九牛二虎之力,但对于藻类而言,0.2-0.3mg/l的总磷浓度,仍是足足有余啊,所以其生物量肯定很难因为营养盐的下降而降低。
3. 为什么中营养湖泊也应采用“鲢鳙”来进行水环境管理为好呢(非经典生物操纵/保水渔业)?
(1)经典生物操纵 vs. 非经典生物操纵
虽然经典和非经典生物操纵,对于我国的湖泊环境科学家、学者和我国的渔业科技工作者而言几乎是无人不知的。有关两者的区别,国内不同的学者在国内外的期刊上也都分别做过多次的介绍,在此对这些文章的观点我们也将不作赘述。感兴趣的朋友可以自己去查阅,如《湖泊科学》上就有国内学者对这两个概念做过辨析。但纵使这些不同的学者已经对这两个概念的异同做过了比较,但我们每个人都并非一定要认同他们的看法,我们都仍可以对两个概念做出自己的解读。以下便是我对这两个概念异同的一些看法和解析,读者们也可以有你们自己的解读。
所谓经典的生物操纵,其本质上就是利用浮游动物来控制水体中的藻类,其实现的方式包括:放养凶猛性鱼类,使其大量捕食浮游生物食性鱼类,从而使浮游动物被捕食的压力减小而得到增殖,进而发挥出对水体中藻类的控制作用。当然,水体中的浮游生物鱼类,也可以通过别的途径来控制,比如利用药物(如鱼藤酮杀灭)或雇佣渔民(例如本人曾受邀去考察过芬兰的皮哈湖的生物操纵,他们就是雇佣专业渔民捕捞没有商业价值的小型鱼类,从而减少其对浮游动物的捕食,达到生物操纵的目的,下图)。
✦
•
✦
✦
左右滑动,查看更多
✦
对于非经典的生物操纵,我国的学者们就更熟悉了,通俗地说,就是在湖泊中大量放养鲢鳙,利用鲢鳙对藻类的直接牧食作用,来达到改善水质的目的。
对于用浮游动物和鲢鳙来控制水体中藻类的增长,确实不同的学者给出了不同的分析。我在以前的文章中也做过一些介绍,但因为不是从为什么中营养湖泊也要用鲢鳙来控藻的角度说的,可能有的朋友不是一下子就能明白为什么我要这么说的道理:即为什么中营养也要用鲢鳙来控制的道理。
国内有很多学者仍在用“教条”、“僵化”的思想来认识鲢鳙。有的学者反复在说:鲢(白鲢)是吃浮游植物的,鳙(花鲢)是吃浮游动物的。如果您坚持这么认为,也不用看我的文章。还有的学者坚持认为,鳙(甚至鲢和鳙)都是不能消化蓝藻的,他们可能会拿出部分学者做的鲢鳙肠道解剖实验来说,您看,鲢鳙后肠或粪便中分离出来的藻类,仍具有光合活性,等等。这种观点,我也不想过多的反驳。我只想告诉你一个道理:为什么鲢鳙在富营养化湖泊(微囊藻占优势的水体)中也能长得飞快?微囊藻占优势时,其优势度可以占到80-90%以上,如果鲢鳙不能消化吸收微囊藻,那么在这些水体中养殖的鲢鳙,靠什么为生,又是靠什么来支持其快速生长的呢?而且在鲢鳙数量足够多的情况下,你又可以见证微囊藻水华的消失,这又是为什么呢?当然今天我们主要不讨论富营养条件下的情况,而是讨论中营养条件下的情况。也许您说,中营养条件下,湖泊不会暴发以微囊藻等蓝藻为主的水华,有什么必要放养鲢鳙来控藻呢?
这里我要告诉朋友们这样几个观点。首先,中营养湖库也是会经常发生蓝藻水华的。我国很多地区的饮用水水源水库,暴发蓝藻水华的情况很常见。其主要原因就是,蓝藻是对营养盐输入的一种响应,在中营养水库,汛期大量输入的营养盐,必然会引起汛期后藻类的快速增长;此时,如果水体中没有足够的鲢鳙,基本上就是蓝藻水华的暴发过程。所以我要告诉大家的第一个道理,就是,中营养不是蓝藻水华不爆发的必要条件。其次,我们再来回答,为什么中营养也要用鲢鳙,而不是浮游动物来控藻的问题。
在前一篇文章中,我已经介绍过了,浮游动物是生态系统的内生变量,浮游动物的数量是由藻类的上行效应和鱼类的下行效应共同决定的,即使在(经典)生物操纵条件下,鱼类(及其他捕食性浮游动物等)对浮游动物的捕食作用处于最小状态,浮游动物的数量也并非总是处于一个高水平的状态,通常汛期前由于水温低、导致藻类生物量低,因此浮游动物就处在较低的数量水平,汛期的降雨过程也是水温较低、水动力复杂、水体混浊等,这些因素都不利于浮游动物的生长,因此汛期结束,浮游植物得到短暂的高速增长,然后才是浮游动物的响应性增长,最终将浮游植物的数量降到一个较低的水平,但在此过程中,显然浮游植物的增长高峰在前,浮游动物的增长存在时滞。而鲢鳙是人为赋值的,即可以人工放养的,在汛期之前,我们可以增加鲢鳙的数量,也可以使水体本身维持在一个较高的合理水平,这样任凭汛期的营养盐输入,鲢鳙总能在第一时间发挥控制藻类过度增长的作用。当然这是为什么要放养鲢鳙的一个原因。其次,我们在前面已经给大家介绍过了,中营养时藻类与营养盐之间响应性强烈,控藻效果容易体现出来。我们以前给大家介绍生态化学计量学的时候已经讲过了,鲢鳙的氮磷比低,对磷的需求大,因此鲢鳙放养更有利于水体的磷被固定,有利于水体的氮磷比增加,因此,一方面,中营养条件下,磷的消耗,能有效控制蓝藻和藻类总数量,其次,我们调控水质的目的,不仅是藻类,也为了降低水体的富营养程度,磷的降低,也是水体富营养化程度得到改善的目标之一。所以,即使在中营养条件下,湖库的水环境管理,也仍应以鲢鳙放养为宜。
这里面还有一个老生常谈的问题,有的人总是指责千岛湖的鳙放养过多。在中营养条件下,鲢和鳙的比例多少才是合适呢?我们请指责鳙放养过多的科学家来告诉大家,你们所认为的合理比例到底是多少?你们的依据又是什么?一个简单的道理是,鲢鳙放养的比例,一定是与其饵料资源相匹配的。是否匹配,又可以从鲢鳙的实际生长很容易得到反映;如果某放养比例下,鲢生长显著快于鳙,说明鲢饵料资源充足,鲢放养的数量可以进一步增加,反之也然。就拿千岛湖来说事吧,千岛湖在鲢鳙各一半的放养条件下,鲢的生长速度仍显著慢于鳙,为什么还要大幅度增加鲢的放养比例呢?其科学依据是什么呢?有人在未经科学论证的前提下,竟将这样不科学的鲢鳙放养比例,列入“某个环境考核目标”中,不知道意欲何为?从中我们强烈地感觉到,我国的科学决策是多么任重道远啊。那么为什么中营养的千岛湖,鳙生长反而快于鲢呢?道理很简单,其实不只是千岛湖,所有的中营养水库可能都是这样的:中营养水体,藻类的生产力低,鲢的生长自然跟不上。而水库都是被称为“外源性营养”水体,即水库通常由流域直接输入大量有机质(例如大量的枯枝落叶),这些有机质直接为各种细菌、原生动物等分解、利用,形成庞大的碎屑食物链及其生产力,为鳙提供了充足的饵料基础和生产力,这早在几千年的中国养殖实践中被反复证明、甚至早已写进了我国的养殖教科书中了,然而我国的新一代科学家,却在“宁信度、勿信足”。当然,现代科学能提供充分的科学依据,认为中营养条件下,也应以鲢大于鳙的比例放养,请拿出理论依据(而不是围隔实验结果),并有实践验证过的报告来向社会展示,不能仅凭自己的想象,而无视大量的现实。我们也希望能有更多的科学家,能对我国朴素的养鱼实践理论进行科学研究与总结,来揭示中营养条件下,鲢鳙合理的比例到底多少为宜。我们更希望全社会能养成人人讲科学的氛围,而不要把一些不科学的、没有科学论证的观点,轻易作为一些重要的环境决策指标。以上观点,不当之处,敬请批评指正乃至批判。