一、水中五种物质

我国是一个多湖泊的国家,全国共有1平方公里以上的湖泊2759个,总面积达91019平方公里,占国土面积的0.95%。其中约1/3为淡水湖泊,主要分布在东部与长江中下游地区。我国湖泊富营养化局势严重的主要是东部平原湖区、长江中下游湖区、云贵高原湖区的湖泊和城市湖泊。富营养化是湖泊生态系统受损的关键阶段。富营养化导致的蓝藻水华暴发,使我国成为世界上蓝藻水华最严重、水华蓝藻种类最多、分布最广泛的国家之一。防治湖泊富营养化和藻类水华是当代资源、环境、生态领域重大的科学和技术问题与热点之一。

藻类造“氧”和增氧机加“氧”在水产养殖中起到的作用

溶解氧–水产动物生命要素

湖泊富营养化的趋势

很多人有可能疏忽了或者忘记了或者没注意到或者没关注到80%的氧气是来源于藻类这个现象或事实,增氧机与自然风增氧能力只占20%。所以说,水质好藻类优良才是养好鱼的关键。

同人一样,水产动物也必须在有氧的条件下生存,缺氧可使其浮头,严重时泛池致死。一般来说,养殖水体的溶解氧应保持在5-8mg/L,至少应保持3mg/L以上。轻度缺氧虽不致鱼虾死亡,但鱼虾生长会变慢,饲料系数提高,生产成本上升;而水中溶氧过高则会引起鱼类气泡病。

据统计,2007年我国富营养化水域面积已超过8000平方公里,另有1.4万平方公里湖泊的富营养化程度在加重。在我国东部地区,已经很难发现水质清澈的天然湖泊。

藻类造’氧’在养殖过程中,水质好,白天产生的氧气肯定大于晚上所有生物消耗。溶解氧是藻类主要制造的或者说藻类是水体溶解氧的主要生产者,夏天白天有阳光时,在下午16点钟溶解氧一般都达到8.0mg/L以上,高的甚至超过15mg/L,据有报道,在水质好藻类优良的情况下,冬天甚至有20.0mg/L溶解氧,所以,水体中的藻类生长良好的水质白天是不会缺氧的。

PH值–水质状况的晴雨表

湖泊富营养化是一个自然和人为因素叠加的过程,其主导进程是生源要素(生物体所需的元素,如氮、碳等)在集水区内的运动。长江流域在占全国不足18%的国土面积上,集中了约占全国40%的人口和国内生产总值,在我国国民经济发展中具有举足轻重的地位。然而,在流域大规模开发及经济快速发展的同时,人类活动的干扰大大超过自然调节能力,出现了流域环境的生态调节和自我恢复功能大幅降低,引起日趋严重的水生态系统退化与富营养化问题。由于洪泛平原的特点,长江中下游地区的湖泊营养本底均比较高。20世纪50年代的大量围垦和人工建闸,80年代以来的大量工农业和城市生活污水入湖,破坏了生源元素生物地球化学循环的平衡,导致湖泊富营养化,引发水华暴发和水质性缺水。目前由于流域的超强度开发和湖泊资源的超强度利用,造成了水环境恶化、水资源短缺、水灾害频发等一系列问题。在可以预见的相当长一段时间内,湖泊污染及其富营养化仍然是我国浅水湖泊所面临的最主要的生态环境问题。

在气压低或下雨前后二天,如果水浓,底质差耗氧量大时,加上这种天气大多是阴天,藻类因缺乏强有力的光合作用,造氧能力或力度大为削弱,很有可能会造成水体溶解氧很低,在这种情况下就必须开启增氧机以增加水体的溶解氧。

PH值是水质的重要指标,这是因为PH值决定着水体中的很多化学和生物过程,如氨气NH3和硫化氢H2S等有毒物质,由于PH值的不同,其毒性也不同。PH值过高或过低对鱼虾都有直接危害,甚至致死。

蓝藻水华暴发特点与原因

增氧机加’氧’增氧机在溶解氧低于6mg/L开启,才能发挥增氧机真正的增氧能力。在连续阴雨天光合作用很弱的情况下,增氧机无论怎么开,溶解氧一般也只有6.0mg/L以下。

酸性水中可使鱼虾血液的PH值下降,削弱其载氧能力,造成生理缺氧症,尽管水中不缺氧但仍可使鱼虾浮头。由于耗氧降低,代谢急剧下降,尽管食物丰富,但鱼虾仍处于饥饿状态。

水华一词并没有严格的定义,通常指微型生物或大型生物的微小阶段在水体表层形成悬浮的、泡沫状的聚集层;微型藻类形成的水华即称为藻华。我们通常所指的水华仅指狭义的表层水华。我国学者一般将天然水体的Chla含量高于30mg/m3时,看作发生水华。

白天开增氧机的作用并不是为了增氧,而主要是使水体上下对流,强行打破水体的冷热分层,上下层水体的溶解氧分布均匀,才更有利于鱼虾的生长,在这时间段开启的增氧机,有时是没有任何增氧效果,主要图的是搅动水的混合才是目的。除非在白天倒藻又加上底质不好耗氧量很大,溶解氧低于5mg/L以下时,才期望它起到增氧的作用,当然,打破水体的冷热分层也包含在其中。

PH值降低时,水质中的溶解氧减少,硫化氢、亚硝酸盐、氨氮等有害物质增多。

溶解氧与藻类生长的涉及在水产繁殖中起到的效果。蓝藻水华的形成必须存在3个基本要素:一是水体中蓝藻能在种间竞争中形成优势;二是蓝藻能够形成较大的生物量,这要求水体环境具有满足水华蓝藻快速生长繁衍的条件,如适宜的光、温度、营养盐等;三是具备合适的水力及水文气候条件,蓝藻能通过浮力调节在水体表层聚集。形成表层蓝藻水华的藻类主要是具有伪空胞的种类,它们跨越数属,群体的形态和大小相差很大。在我国长江流域富营养化程度较高的湖泊中,单细胞群体的微囊藻是发生蓝藻水华的主要物种。由于湖泊各自的差异性,水华蓝藻各自的生物学习性,每个湖泊发生蓝藻水华的特征是不一样的。

傍晚时尽量不开增氧机(缺氧时除外),道理也很简单。在傍晚时,溶解氧大多超过6mg/L以上,此时如果开动增氧机反而会把溶解氧逸散到空气中去了,紧接着天又黑下来了,藻类因缺光而不能产氧了(还只能耗氧了),由此便会加剧缺氧。大家本意开动增氧机就是增加溶氧,谁知道好心办成坏事啦。有人测试过,塘里溶解氧有12.0mg/L时,傍晚开机大约不到2小时,溶解氧就只有7mg/L以下了,但傍晚时不开机对照,5个小时后溶解氧还没有跌倒7.0mg/L以下。

PH值偏高时,水体中的氨氮、碳酸盐碱度的毒性增强。

湖泊中蓝藻水华暴发的重要特点是其突现性和持续性。区域尺度的生态系统稳态转换,为解释水华的突现性和持续性提供了一种较好方法。即任何水华的发生都是系统状态表征的改变,其驱动力在于环境因素对系统内部结构的影响。目前在浅水湖泊中已发现草型清水稳态和藻型稳态,其中藻型稳态可分蓝藻型亚稳态和非蓝藻型(绿藻和硅藻)亚稳态,在此基础上我国科学家提出了几种常见稳态之间转换的概念性模式,通过生物操纵实现湖泊生态系统稳态转换,即由藻型稳态向健康稳态的转换。研究证明驱动清水草型稳态与浊水藻型稳态转化的营养阈值具有多变性,其大小取决于湖泊的物理、化学和生物以及气候、水利水文等诸多因素。

有人试验在没有开动增氧机的情况下,刚喂料时投料区域的溶解氧会下降,道理大家都懂,鱼儿突然集聚当然呼吸巨烈集中耗氧所致。但是,还有一个很少有人注意到的细微变化,就是当过度到继续投料、吃料进程到一定时候,溶解氧会比刚投喂时会提高一些(有人测试至少增加溶解氧0.4mg/L)。其实,这是鱼儿上下激烈蹿动抢食时同样会形成水体的环流波动,多少增加了空气和水的接触,由此才形成水体溶解氧会略微上升的缘故。

PH值过高的水则腐蚀鳃组织,引起鱼虾大批死亡。如鳗鱼在PH值低于5时,鳃变红褐色粘液分泌增多,呼吸衰竭而死亡。

新近的研究证明,频繁而剧烈的沉积物颗粒再悬浮是物理扰动的结果。它与化学因素的耦联使得内源负荷能为浮游植物在夏季的生长提供更多的营养。但同时,又可作为营养胁迫的周期性缓解因子,如蓝藻门的拟柱胞藻能有效利用从大量再悬浮颗粒上解吸附的磷营养而形成水华。营养总量对蓝藻水华的暴发具有关键作用。太湖五里湖区进行环保疏浚生态治理后,蓝藻水华曾一度重新出现,说明内源营养负荷的变化与蓝藻水华的暴发密切相关。而且,营养的供应速率与各形态营养的比例与藻类水华的发生密切相关,调节磷营养的供应速率可使优势种由微囊藻向束丝藻转化,束丝藻可能会在有机磷浓度较高的水体中占优势。长江中下游浅水湖泊生态系统在特定的营养水平上,水草、蓝藻、绿藻和硅藻均有可能占优势。太湖、巢湖和滇池所处地域不同,气候环境不同,并且各自富营养化状况也不同,导致水华的种类,发生频率与密度也不尽相同。

综上所述,藻类造’氧’必须在光合作用下才能提升水体中的溶解氧,增氧机增’氧’不是什么时间开机都好,傍晚时开机就不好。

PH值在低于4或高于10.5时,鱼虾不能存活。海水养殖PH值一般应控制在7.5~8.5之间,淡水养殖PH值一般应保持在6.5~9.0之间。水中生物的光合作用和各种化学变化均能引起PH值的变化,PH值的变化对鱼虾和水质均有很大影响。

河湖关系对生源要素输移影响

氨–水产动物的隐形杀手

河湖关系的类型包括常年入流进湖泊河道、常年湖泊出流河道和入流与出流交换的双向流河道3种。河湖关系主要通过水动力特性、闸坝控制及河口特性影响营养物质的输移。

氨由水产动物排泄物和底层有机物经氨化作用而产生。氨是水产动物的剧毒物质,养殖池中由于有动物排泄物,必定存在氨,养殖密度越大,氨的浓度越高。

首先,通过水动力特性影响。河湖关系中的常年入流型水体,直接将营养物质输送入湖泊,直接加速湖泊富营养化过程;常年出流河道则将湖泊水体中的营养物质逐渐向流域河道输出,改善湖泊营养状态;而入流和出流交换的双向流河道则在流域丰水期向湖泊输入,当湖泊水位高而河道水位较低时,营养物质向外输出。

水体中的氨过高的话会破坏鱼虾等水生动物的皮肤、胃、肠道的黏膜,造成体表和内部器官出血,抑制其生长发育,甚至造成死亡。为保证鱼虾的安全,水产养殖生产中,应将氨的浓度控制在0.2ppm以下。

其次,通过闸坝控制对营养物质输移影响。在汛期闸坝打开状态时,营养物质通过河道输移进入湖泊,对湖泊富营养化影响表现与洪汛关联的规律性。但在非汛期闸坝关闭后,营养物质被截留在河道中,暂时停止向湖泊输入。当重新开闸后,形成较大的污水团,对湖泊造成较大的负荷冲击。

亚硝酸盐–水产动物的致病根源

第三,通过河口结构特性对营养物质输移影响。入湖河口包括自然入湖河口、人工闸控河口。水动力条件活跃的河口,营养物质在河口发生迁移转化的过程非常复杂,易于转化的物质容易得到净化,而在水流较缓慢的河口,容易发生淤积,易于沉降的物质,如颗粒态磷较易沉淀而从水体中去除。

亚硝酸盐是氨转化成硝酸盐过程中的中间产物,在这一过程中,一旦硝化过程受阻,亚硝酸盐就会在水体内积累。当养殖水体中存在亚硝酸盐时,鱼虾类血液中的亚铁血红蛋白被其氧化成高铁血红蛋白,从而抑制血液的载氧能力。鱼类长期处于高浓度亚硝酸盐的水中,会发生黄血病。亚硝酸盐在水产养殖中是诱发暴发性疾病的重要环境因子。

平原湖泊富营养化演化过程

当亚硝酸盐达到0.1ppm时,鱼虾红血细胞数量和血红蛋白数量逐渐减少,血液载氧量逐渐丧失,会造成鱼虾慢性中毒。此时鱼虾摄食量降低,鳃组织出现病变,呼吸困难,躁动不安。

长江中下游地区的系列大型浅水湖泊是在洪泛平原上发育起来的,同江河演化与洪水泛滥有着紧密联系。从地球表层系统科学的角度和流域的尺度看,长江中下游水体富营养化的问题,是在长江中下游洪泛平原的营养本底的背景下,各种自然和人文因素共同作用下发展演化的结果,其中在江湖复合生态体系中,水循环过程是纽带和载体,人类活动是叠加在自然演化背景上的干扰和驱动因子,导致湖泊营养过剩、生态系统结构和功能改变、内源负荷增加及富营养化加速的严重局面。

当亚硝酸盐达到0.5ppm时,鱼虾某些代谢器官的功能失常,体力衰退,此时鱼虾很容易患病,很多情况下鱼虾暴发疾病而死亡就是由于亚硝酸盐过高造成的。

长江中下游湖泊的营养演化过程研究同时表明,历史时期干旱的气候与人口的快速增加同样可以引起湖泊的富营养化。干旱气候和人类活动增强时期可以引起湖水可溶性营养物质的富集,但每一次的洪水事件由于江湖连通顺畅可以达到去富营养化效果,湖泊的短暂富营养化能够在短时间内自行恢复到本底营养水平,不产生湖泊营养态的转换。与最近50年来富营养化程度的持续上升明显不同,最近几十年来湖泊的富营养化,一方面与流域持续强烈人类活动引起的湖泊营养盐的不断富集有关;另一方面与江湖关系阻断有关,湖泊的围垦和建闸削弱了湖泊的通江能力,增长了湖泊的换水周期,延长了溶解性营养盐在湖泊中的滞留时间,而且,由于湖泊泄洪能力的降低,洪涝事件对湖泊营养盐的富集反而起到了助长作用。

亚硝酸盐过高可诱发草鱼出血病,鳗鱼亚硝酸盐中毒时鱼体发软,胸部、臀部带浅黄色,肝脏、鳃、血液呈深棕色。对虾中毒时,鳃受损变黑,导致死亡。

人类活动导致湖泊富营养化

为确保鱼虾蟹的安全,建议将亚硝酸盐含量必须控制在0.2mg/L以下。

从自然状态到建国初期,到现代阶段,流域营养物质输移演化经历了3个阶段变化。第一个阶段是自然状态到建国初期,人类活动的参与极大地改变了流域营养盐输移的浓度,但这种改变引起的流域营养盐输移变化仍处于一个可控阶段,湖泊水质状况没有发生恶化。第二个阶段是建国初期至20世纪80年代,流域营养物质产出与输移受到自然与人类两方面的共同作用,两者的作用基本持平。第三个阶段是20世纪80年代至今,人类活动的作用已经远远超过自然的作用,人类活动推动了流域营养盐输移的快速发展。在这个阶段之后,湖泊的富营养化问题凸现。

硫化氢–水中剧毒气体

长江中下游湖泊历史时期营养演化的机制分析表明,人类活动导致的入湖营养盐增加是湖泊富营养化的主要原因。控制湖泊富营养化,首先是大幅度地削减外源输入。以上3个阶段的划分也说明,入湖营养盐浓度和总量控制在一定的变化范围内,不会引发湖泊富营养化问题,这个范围的界定也代表了入湖营养物质浓度的临界值,从而可以指导更加合理地确定流域污染物的目标排放量以及湖泊环境恢复工作的目标。

硫化氢是一种可溶性的毒性气体、带有臭鸡蛋气味。

作者单位:中国科学院水生生物研究所,本文源自国家重点基础研究发展计划(973)项目总结报告,作者刘永定为主要执笔人

有两个主要原因导致产生硫化氢:

一是在于养殖池底中的硫酸盐还原菌在厌氧条件下分解硫酸盐;

二是厌氧菌分解残饵或粪便中的有机硫化物。

硫化氢与泥土中的金属盐结合形成金属硫化物,致使池底变黑,这是硫化氢存在的重要标志。硫化氢是水产动物的剧毒物质。大约0.5ppm的硫化氢可使健康鱼急性中毒死亡。当水中的硫化氢浓度升高时,鱼虾的生长速度、体力和抗病能力都会减弱,严重时会损坏鱼虾的中枢神经。

硫化氢与鱼虾血液中的铁离子结合使血红蛋白减少,降低血液载氧能力,导致鱼虾呼吸困难,造成鱼虾中毒死亡。
养殖生产中,水质中硫化氢的浓度应该严格的控制在0.1ppm一下。

二、塘水变坏的征兆和原因

塘水变坏多半发生在高温季节,由于腐殖质的发酵分解及水生植物繁殖过盛等所致。其征兆是:

1、水色呈黑褐色浑浊,是池中腐殖质过多,腐败分解过快所引起。这种水往往偏酸性,不利于天然食料的繁殖和鱼的成长;

2、水面出现棕红色或油绿色的浮层或粒状物,一般是蓝绿藻大量繁殖所致,而蓝绿藻类又大多不能被鱼作为食料利用,反而消耗养料,清瘦水质,抑制可消化藻类的繁殖,影响鱼的生长;

3、水面有浮膜,是微生物死亡腐败后的脂肪体,粘附尘埃或污物后形成的。多呈灰黑色,鱼吞食后,不利于消化;同时,浮膜覆盖水面也影响了氧气溶于水中;

4、水面上常有气泡上浮,水色逐渐转变,池水发苦带腥臭,是腐殖质分解过程中产生的碳酸、硫化氢、氨氮、沼气造成,这些气体都有毒性,对鱼有一定危害;

5、鱼的活动反常,有时在水面旋转打团,久不下沉;有时浮头起来后,迟迟不回沉,或吃食量逐渐减少。
发生这些现象,如检查不出鱼病,则是塘水转坏的征兆。

三、水质的“肥、活、嫩、爽”

水质的肥、活、嫩、爽是在长期生产实践中对良好水质和水色在视觉上的一个概括。

1、“肥”指水色浓,浮游植物量高并形成水华。养鱼人常用水的透明度大小来衡量水的肥度,或一人站在上风头的池埂上能看到浅滩13-16厘米水底的鱼或贝类等物为度;或以手臂深入水中16-20厘米处弯曲手腕时五指若隐若现作为肥度适当的指标,这样的肥度相当于25-35厘米的透明度和20-50毫克/升的浮游植物量。

2、“活”指水色和透明度常有变化。养鱼人所谓“早青晚绿”或“早红晚绿”以及“半塘红半塘绿”等都是这个意思。观察表明,典型的“活水”是膝口藻水华。这种鞭毛藻类的游动较快,有显着的趋光性。白天常随光照强度的变化而产生垂直或水平的游动,清晨上下水层分布均匀,日出后逐渐向表层集中,中午前后大部分集中表层,以后又逐渐下沉分散。当这种藻类群聚于鱼池的某一边或一角时,就出现所谓半塘红半塘绿的情况。

养鱼人看水时,不仅要求水色有日变化,还要求每十天或半个月有周期性变化。因此,“活”还意味着藻类种群处在不断被利用和不断增长,也就是说池中物质循环处于良性循环状态。

3、“嫩”指水肥而不老。所谓水老主要有两种征象:水色发黄或发褐色;水色发白。水色发白或发褐色的情况就是前面已指出的藻类细胞老化现象,所谓的老茶水和黄蜡水也属此类。

水色隐约发白的水中,主要是蓝藻,特别是那些极小型蓝藻滋生的一种征象。这种水的特点是PH值很高和透明度很低,白天随着浊白程度的加强,碱度迅速下降。

由此可见,水色发白是二氧化碳缺乏而使碳酸氢盐不断形成碳酸盐的结果。与此同时,PH的升高促进了蓝藻的增长。

4、“爽”是指水质清爽,水色不太浓,透明度不低于25-20厘米。透明度过低的原因或是浮游生物量极高,或是蓝藻占优势,或是泥沙和其它悬浮物过多。不仅难以利用的悬浮颗粒过多对鱼的滤食不利,而且易利用的浮游生物量过大也不是好的标志。因为在密养池塘中,由于鱼类的大量滤食,浮游生物不易长期保持很高的密度,过大的生物量常常是天然饵料未被充分利用,水中物质循环不良的缘故。

所谓“爽”的肥水,浮游植物量一般在100毫克/升以内。100毫克/升大致是鞭毛藻类塘“肥水”和“老水”的分界线,但蓝藻塘“肥水”浮游植物往往超过200毫克/升。

四、较好的三种水质

从水色可以判断水质的好坏,以下三种水质,可认为是较好的。

绿豆色:游植物主要种类为绿球藻类和隐藻、硅藻,有时有黄绿藻等,透明度约在25-30厘米。

浅褐带绿色:透明度较高,浮游植物主要种类为硅藻、绿球藻目一部分、金黄藻和黄绿藻等。

油绿色:浮游植物主要种类为隐藻、硅藻、部分金黄藻和绿球藻目一部分。当隐藻和绿球藻特别多的时候,透明度就低些。

这三种水色,天热时水面上均无任何颜色的浮泡或浮膜出现。

五、养鱼最适水体的生物指标

根据对“肥、活、嫩、爽”的生物学分析,可以看出在长期生产实践中认识到的养鱼最适生物指标应是:

浮游植物量在20-100毫克/升;

隐藻等鞭毛藻类较多,蓝藻较少;

藻类种群处于生长期,细胞未变老化;

浮游生物以外的其它悬浮物不多。

实践证明,合乎这四项条件的是好水,但不完全具备这四项条件的也可能是好水。比如螺旋鱼腥草和拟鱼腥草的水华都是较好的水,但这类水华只是“肥”的一项标志。北方有些鱼池常施化学肥料,硅藻和绿藻较多,水色“肥”、“爽”,但不“活”,也是较好的水。

更多信息请登录点击网站,了解更多哦~~~