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[转载]不望文生义,告诉您什么是真正的保水渔业

已有 1644 次阅读 2019-4-5 22:33 |系统分类:观点评述|文章来源:转载

 不望文生义,告诉您什么是真正的保水渔业


“鱼水情深”是一个无人不知、无人不晓的成语了,人们还常把军民关系比作“鱼水情深”,足见人们是理解“鱼”和“水”两个事物之间的那种相互(而不是单一方面)的亲密关系。然而,令人遗憾的是,在现实中,人们对鱼水关系的理解往往只停留在“鱼离不开水”、“水能养鱼”这一层面上,甚至总有一些人在片面地认为养鱼必然会污染环境;却不知或不愿承认养鱼还能在促进水体生物自净、保障水生态系统健康方面所发挥的积极作用。

鉴于鱼水之间的这种亲密关系(主要是鱼对水环境的有益的“反作用”),我们早在十几年前就提出了保水渔业的构想,即将鱼类放养与捕捞对鱼类群落结构的改变与湖库的生态调控需求有机地结合起来,从而借助渔业生产来达到对湖库生态系统结构和功能的调控,进而实现渔业利用和水环境保护的双赢。我们还在千岛湖对保水渔业的构想,进行了长达近二十年的研究和验证,不但使我们对鱼水关系有了深刻的认识,而且还通过实施保水渔业,成功地实现了“鱼丰水清”——渔业利用和水环境保护的协调发展,正是这些成效,使得我们的保水渔业理论得到了越来越多的同行朋友的认可。

当然,我们的工作,并非得到了所有人的认同或认可,甚至不乏一些反对的声音。国内某权威专家说:“鲢鳙对某某湖的贡献,正的作用是10%、负的作用是10%,两相抵消,没有作用。”并建议我们,不要再使用“保水渔业”这个表述。这个结论,比起某些HB专家来说,已经算是一种肯定了。因为还有一些专家,将湖中放养的鲢鳙始终看作是影响其水环境的最主要风险,他们没有把主要精力用于如何控制各种污染源上,反而一直致力于寻求着反对保水渔业的各种“科学证据”,只要水环境出了任何问题,总试图要在湖中放养的这些鱼类身上找出些什么原因或证据来。

好在,权威的观点并不就一定等同于真理,或者,真理从来就不会屈服于权威。相反,真理一定是要通过大量的科学研究、严密的科学论证和大量的科学争论才可能得出来的。所以,我们希望借助我们今天推出的这个材料,能让更多的人来参与到对鱼水关系的争论和探讨中,从而对湖库中开展的保水渔业,或者在水库中放养鲢鳙,究竟对中营养的水库的水环境在起着怎样的作用,有一个真正的科学认识,并最终能更找到水环境保护的“真理”。


此外,在我们提出保水渔业后,也有人提出了一些类似的概念,如“洁水渔业”和“净水渔业”,它们都与保水渔业之间有着或多或少的相似,所以容易引起人们的混淆,对于洁水渔业和净水渔业,我们现在只能“望文生义”,其确切解释,也希望提出这些概念的学者专家们能在适当的场合给大众作出解释。但由于这些术语之间实际上还是存在较大差异的,了解各自的确切含义显然是很必要的。为此,我们今天就给大家来详细介绍一下究竟什么是我们提出的保水渔业,以帮助大家对我们提出的保水渔业有一个更好的理解,以便能更好地区分保水渔业与其他这些相似概念之间的差别。

另外,我们通过在此所作的对保水渔业的介绍,抛砖引玉,也为大家共同探讨鱼水关系提供契机,并最终能使全社会都能对渔业利用和水环境保护有一个更明确、客观和正确的认识,从而更有利于为我国渔业和水环境保护的可持续发展作贡献。当然,鉴于我们的水平和能力的局限,我们的认识一定存在不足,我们的理论也一定存在缺陷,所以我们也热诚欢迎全社会都能对我们的观点提出任何意见、建议和各种批评指正。



1. 什么是保水渔业?


我们提出的保水渔业(英文名为aquatic environment protection oriented or aquatic ecosystem conservation oriented lake fishery, 简称AEPO fishery 或者AECO fishery),是指以水环境保护为导向或者以保障水生态系统的健康为导向,以非经典生物操纵理论、生态化学计量学理论(及其消费者驱动养分再循环理论)和生态系统控制理论等为主要依据,以水体中鱼类食物网结构和生物量的调控为主要技术手段,即借助这种特定的渔业模式在生产过程中的鱼类放养和捕捞,达成对湖库生态系统结构和功能的某种调控,以增强其对外界干扰(如面源污染)的抵抗力(Resistance)和回复力(或称弹性,即Resilience),从而达到改善湖库水环境质量、乃至保障湖库生态系统的健康与稳定的目标,并最终实现湖库的渔业利用与其水环境保护的双赢(即多个生态系统服务之间的平衡和协调)的更高目标。对于藻型湖泊/水库而言,由于水体中最主要的生态过程是营养盐经藻类迁移转化的生态链,因此藻型湖库中的保水渔业就是指包括鲢鳙的合理放养与捕捞、凶猛鱼类的适度控制和底栖或底层食有机碎屑鱼类(或贝类、螺类等)的搭配放养或资源增殖等在内的一种渔业综合调控技术。而其中,服务于水环境管理目标而进行的鲢鳙种群的科学管理(即通过鲢鳙的合理放养和捕捞来实现对水环境的调控)无疑是保水渔业的核心,保水渔业中的几个关键功能如控藻、控磷和控藻毒素等都是鲢鳙所起的核心作用;而凶猛鱼类的适度控制,则是为提高人工放养鲢鳙成活率的一种保障措施;而增殖或放养食有机碎屑鱼类,则在进一步提高水体中营养物(特别是P)的循环利用效率、减少水体底层有机质的负荷和累积、降低底层耗氧等方面起到了积极的作用。保水渔业的核心作用对水环境的调控过程可用下面的概念图来示意。


保水渔业的控制论模型概念图


2. 保水渔业的“能”与“不能”

虽然我们提出的保水渔业,是以水环境保护(或保障水生态健康)为目标,但并不是说保水渔业是万能的,能解决所有的水环境问题,而是与任何技术一样,保水渔业也有它的“能”与“不能”。那么保水渔业主要针对的是(“能”解决)什么样的水环境问题呢?

(1) 能有效预防和控制湖/库蓝藻水华的发生

保水渔业(其中的鲢鳙)在降低水体中蓝藻的数量(密度或生物量)、预防和控制蓝藻水华的暴发方面,具有显著的作用,能适用于中营养湖库蓝藻水华的预防和富营养化湖库蓝藻水华的控制。也许你根据国内对湖泊富营养化权威人士的观点会认为,蓝藻水华是湖泊富营养化的结果、标志或表征,湖泊在中营养状态下怎么可能会发生蓝藻水华呢?哪用得着去预防呢?如果您持有这种观点,说明您对蓝藻水华发生的生态学机制尚不了解。但只要您多了解一下我国各地的饮用水水库,就会发现,很多地方的水库多存在着蓝藻暴发的现象,但这些水库也都只是处在中营养状态。保水渔业的控藻作用,是现有湖库控藻技术中成本最低、效果最好、标本兼治的一种生态治理技术。

然而令人遗憾的是,该技术却常常遭到一些HB人士的排斥,我们真心地希望,这些排斥仅仅是出于他们对鲢鳙控藻作用的认知、而非其他原因,我们更希望他们能对鲢鳙的生态作用有更多的研究,以便能对其生态作用有更好的认知,从而能使鲢鳙的这种有益的生态作用在我国的环境治理中发挥出应有的和重要的作用。

鲢鳙曾是我国许多大江大河、长江流域众多湖库中最主要的天然鱼类组成之一,更是大自然赋予我们中华民族的宝贵财富;鲢鳙占优势的群落结构特点,是我国大部分地区(特别是长江中下游地区)湖库生态系统区别于西方国家湖库生态系统的最显著特征之一。正确认识鲢鳙的生态作用,对于维护或保障我国湖库生态系统的健康与稳定有着极其重要的意义。正因为如此,国内很早就对鲢鳙的生态学开展过大量的研究,特别是对于鲢鳙能否控藻有过大量的研究,只是这些研究由于所采用的方法或实验条件上的差异,导致其结果尚不统一甚至相互矛盾,以至于至今对鲢鳙的认识仍有不同的意见。有关鲢鳙能不能控藻、为什么人们对鲢鳙控藻的认知上还有意见分歧,我们曾在“富营养化湖泊中的鲢、鳙控藻问题:争议与共识”一文(湖泊科学,2016年第3期)中予以了详细的论述,感兴趣的朋友可以查阅参考。但令人觉得奇怪的是,鲢鳙控藻,这是一个连大多数水产养殖从业者都能知道的道理,为什么在学术界还会存在争议?对学术问题勇于探索本身是一种很好的科学精神,但一些“宁信度勿信足”的想法则是不可取的,我们希望这些朋友们能在实践中而非在不完善的实验条件下对其进行检验,如果非要在实验条件下检验,我们也希望其实验设计能够更加完善,可以充分考虑我们在上述综述文章中给出的一些提示或一些关键事项,以便能更科学地开展相关验证试验。我们也乐意看到有更多各方专家对我们的保水渔业,开展全方位的验证,一旦发现问题或错误,我们也必将坦诚地接受大家对保水渔业的任何批评和批判,但前提一定是,你们的批评或批判必须是正确的。



       

保水渔业的生态学机制


(2) 在点源污染得到较好控制时,保水渔业能有效减缓乃至控制由面源P污染对湖库造成的负面影响;在点源污染控制的中营养湖库中实施保水渔业,能预防其富营养化,保障其生态系统的健康与稳定。

与鲢鳙控藻相比,鲢鳙对水体P循环的影响很少受人关注,但恰恰是鲢鳙对磷循环的影响,才是其影响湖库生态过程最本质的驱动力,但勿容置疑的是,鲢鳙对水体氮磷的影响,就是通过对藻类的不断牧食来实现的,因此,鲢鳙控藻与鲢鳙控磷作用是紧密耦联的。

目前,人们对鲢鳙在控制氮磷方面的认识,主要仍局限于鲢鳙被捕捞后能从水体带出多少氮磷的简单计算上。我们希望大家在看过我们的介绍后能对鲢鳙对氮磷的影响,有一个更深入的认识。

鲢鳙对氮磷的影响,可以基于生态化学计量学原理(特别是其中的消费者驱动养分再循环理论)得到很好的认识。如果大家对这两个理论不是很了解而又感兴趣的话,可以参考生态化学计量学的专著或科学期刊上发表相关的各类文献。限于篇幅,我们将不打算在此给大家介绍生态化学计量学的具体原理。但简言之,根据生态化学计量学的原理,动物(如鲢鳙)能比植物(如浮游植物)具有更严格的化学计量比(如动物体内的N:P相对更稳定)。根据我们对千岛湖鲢鳙的测定,鲢鳙的氮磷比一般在6:1左右,浮游动物的氮磷比则在11:1左右(由于浮游动物是由枝角类和桡足类的很多不同种类组成,其种类组成的不同,会极大地改变氮磷比),尽管藻类有较宽泛的氮磷比,即使根据Redfield比,也要在16:1,而根据我们对千岛湖藻类氮磷比的实际测定结果,其氮磷比通常都远大于16:1。从中可见,在鲢鳙牧食藻类的过程中,相对于鲢鳙对氮磷的需求,磷是不够的,而氮是多余的,因此,鲢鳙在牧食藻类的过程中就必然会尽最大可能把藻类体内的磷固定下来,而把多余的氮排出其体外。这是鲢鳙对水体氮磷循环格局的影响的内在原因,但是鲢鳙究竟能否影响到水体中的氮磷比以及由此驱动的生态过程,则还要取决于这样几个因素:氮磷的外部输入、鲢鳙的数量、水体的水文(特别是水流等)等。

如果外部输入的氮磷加上水体本底的氮磷,高于藻类吸收的氮磷和鲢鳙对藻类的影响的总和,则水体中的氮磷含量就会不断升高,其富营养化程度就会加剧,相反,如果鲢鳙影响下藻类吸收氮磷的速度超过了外部输入加本底,则就会使水体的氮磷含量趋于减少,富营养化程度趋于减轻。然而,正如前述,由于鲢鳙牧食藻类是一个固磷排氮过程,因此,只要外部输入的氮磷一定,那么随着这一过程的推进,水体中的磷可获性会降低,氮可获性增加,从而氮磷比就会被改变。

通常,在富营养化湖库中(如太湖),其本底的P含量已经非常高了,其外部输入的磷也不会少,因此在鲢鳙放养量没有达到一定量时,鲢鳙对水质的影响不会根本上改变水体中的氮磷格局和营养状态,鲢鳙对水体富营养化程度的影响就会非常有限;相反,在中营养湖库中,P的本底通常不高,因此只要鲢鳙生物量达到一定数量,其通过牧食藻类对水体氮磷的影响就可能足够达到超过或者消纳外来输入的磷,从而使得水体的P被维持在一个稳定的水平,这就是为什么在中营养条件下保水渔业能起到保护水环境目的的主要原因之一。

在此,我们也必须指出,虽然我们将非经典生物操纵列为保水渔业的主要依据之一,但实际上,非经典生物操纵的提出者一直强调,非经典生物操纵主要适合于对富营养化或超富营养的湖泊中的蓝藻控制,而不适合中营养湖库。因此保水渔业将非经典生物操纵列为依据之一,似有些不妥。但我们认为,至少非经典生物操纵为我们提供了鲢鳙可以控制蓝藻过度增长的一些依据。而根据我们上述分析,相信你也已经能明白,为什么在中营养条件下实施保水渔业,能收到更好的成效了吧。


(3) 保水渔业能通过直接和间接作用,降低水体中藻毒素的产生或含量

由生态化学计量学和消费者驱动养分再循环理论,我们已经知道,鲢鳙通过对氮磷的不同利用效率,使其在对藻类持续的牧食过程中,不但直接对藻类的数量/生物量产生影响,而且也会通过对水体的氮磷比的改变,从源头上改变藻类群落的优势组成,使蓝藻数量减少,绿藻或硅藻增加,达到从源头上控制藻毒素产生的目的。

此外,鲢鳙通过对蓝藻的不断牧食,其体内本身也含有能降解蓝藻毒素的酶类,也能在一定程度上直接降解藻毒素。因此,鲢鳙放养为主体的保水渔业,也在控制水体中藻毒素方面有着重要的作用。


(4) 其他作用,包括能在一定程度上增加生物多样性和促进生态系统的稳定等。

研究和实践均证明,在中营养条件下生态系统的生物多样性最高。而保水渔业有利于湖库水质的改善,使水库能够更好地维持在中营养水平,从而也更有利于维护水体的生物多样性。根据我们的研究,千岛湖鱼类多样性非常高,是本地区鱼类多样性最高的水库之一,虽然其多样性高有多方面的原因,但与保水渔业能使水库长期保持在中营养水平也有一定的关系。大家知道,长三角地区很多湖泊,由于富营养化加剧,导致鱼类多样性大大降低。

此外,研究也表明,通过实施保水渔业,能有效降低湖库生态系统的规模和总流通量,也有利于维护湖库生态系统的稳定。举个不恰当的比喻,当湖库接纳过多营养物质时,因为在这些被称为藻型湖库的生态系统中,营养盐被藻类吸收转化,是营养物能够开始被循环利用的唯一方式,相当于到了高速公路的收费口,如果没有足够的藻类去转化,营养盐就会积累,同样从藻类被鲢鳙或浮游动物利用,相当于到了下一个收费口,如果没有鲢鳙或足够的浮游动物去牧食藻类,藻类生物量就会积累。鲢鳙放养能使这个过程更通畅,由于藻类被有效利用,就像高速公路的车都能顺利通过闸口,某一时刻过这些闸口的车就减少了,生态系统也是一样,鲢鳙使营养物-藻类-鲢鳙之间的循环更顺畅,但某一时刻积累在藻类上的总量减少了,系统的总流通量(throughput)降低了,系统更稳定了。

一些学者总在片面强调鲢鳙放养引起的藻类小型化。其实,这又是一个认识上的误区。藻类之所以小型化,并非是鲢鳙牧食这一单一原因所造成;藻类的小型化通常都是在大洋、清澈的湖库中发现。只有在营养化程度不高的水体中,体型小的藻类才能在竞争中取得优势,而在营养程度较高的湖库,小体型对藻类而言是不具竞争优势的。所以在有较大鲢鳙放养量时,出现的所谓藻类小型化,与其说成是鲢鳙对藻类过度牧食的结果,倒不如说是藻类对捕食和营养程度改变的一种响应。这是很好检验的:只要看汛期大量来水使水库营养盐增加后,大型藻类数量马上就能得到较快增长就充分说明了,藻类的小型化不是鲢鳙对大型藻类牧食的结果。


特别需要指出的是,保水渔业对水环境的保护作用绝不是万能的,对于不是由于氮磷输入过多所引起的一些水环境问题,如由其他污染物(如各种工业污染物特别是重金属和由农药污染等)引起的环境问题,保水渔业通常都不能解决。


3. 保水渔业的必要性

从前面的介绍大家可以知道,保水渔业能有效固定水体的磷,对于维护中营养湖库环境稳定起着重要作用。由于我国各地都非常重视环境保护,因此目前我国各地的点源污染都已得到了较好的控制。然而一些非点源污染,由于其来源分散,在控制上有很大的难度,因而是我国湖库富营养化的主要威胁。鉴于目前缺少对非点源污染的有效处理,因此实施保水渔业是非常必要的。而且由于我国的城市化进程还在加速、巨大的人口基数以及工农业生产的大力发展,我国湖库生态系统面临的面源污染还将与日俱增和持续存在,因此通过保水渔业来保护湖库生态系统的健康将在较长时期内是必要的。



(本文内容,转载自《指点米津》微信公众号)







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