三峡库区香溪河支流放流滤食性鱼类后理化特征的比较研究

【摘要】1.1 采样点设置及采样时间 2010-2012年在香溪河支流范围内从二级电站至西陵峡口与库区相连处水域设置10个采样点，如图1所示，分为1号采样点（二级电站），2号采样点（高阳镇），3号...

摘要：从2010年4月至2012年12月对香溪河支流7批次放流滤食性鱼类苗种1 468万尾，对放流前与放流后的水域理化因子特征进行常规监测。结果显示，放流滤食性鱼种后总氮（TN）、氨氮（NH4-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）、硝酸盐氮（NO3-N）、总磷（TP）、正磷酸盐磷（PO4-P）、化学耗氧量（COD）、叶绿素a要明显低于放流前，投放苗种前平均值分别为3.10 mg/L、0.421 mg/L、0.048 mg/L、2.869 mg/L、0.549 mg/L、0.299 mg/L、16.563 mg/L、26.447 mg/m3；放流鱼种后平均值分别为2.20 mg/L、0.065 mg/L、0.022 mg/L、1.643 mg/L、0.495 mg/L、0.155 mg/L、10.465 mg/L、6.608 mg/m3。放流前支流营养化TLI 为67.0、放流后为56.4，香溪河支流水域呈轻度富营养化（TLI>53）。为生态修复调控水华发生建议香溪河支流水域每年放流滤食性鱼类苗种。

关键词：香溪河支流；滤食性鱼类；增殖放流；理化动态；水华调控。

中图分类号：Q178.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）13-3089-06

2003-2010年香溪河支流每年都有不同程度的水华发生，藻类水华暴发次数与面积逐年增大，范围从几公里扩展至几十公里，主要发生在三峡大坝西侧水域。国务院三峡办下达香溪河支流鱼类增殖放流示范推广项目，其目的是在香溪河支流开放型水域中开展鲢、鳙滤食性鱼类增殖放流摄食浮游植物，通过生物调控法使水域藻类的密度下降或防止水华发生，以增加库区渔民的渔业经济效益。本研究是根据香溪河支流氮、磷含量较高且极易发生水华的特点，在不同季节，依据水位线变化规律放流滤食性鱼类苗种以调控藻类频发，同时监测并分析香溪河支流在放流滤食性鱼类前后水域中的理化因子变化特征，为香溪河支流鲢、鳙滤食性鱼类生物防治水华、投放数量与时间等提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样点设置及采样时间

2010-2012年在香溪河支流范围内从二级电站至西陵峡口与库区相连处水域设置10个采样点，如图1所示，分为1号采样点（二级电站），2号采样点（高阳镇），3号采样点（大里溪），4号采样点（峡口镇），5号采样点（高岚河），6号采样点（七里峡），7号采样点（贾家店），8号采样点（官庄坪），9号采样点（乔家坝），10号采样点（香溪河河口与长江西陵峡口主干道路结合部）。采样频率为每月中旬进行1次常规监测。

1.2 放流时间、批次、数量

2011年7月至2012年12月香溪河支流水域采用不同季节与水位线分7批次放流1 468万尾滤食性鱼类苗种。

1.3 监测项目

常规监测项目有：水深、水温、溶解氧、透明度（SD）、电导率（Cond）、pH、总氮（TN）、氨氮（NH4-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）、硝酸盐氮（NO3-N）、总磷（TP）、正磷酸盐磷（PO4-P）、总硬度（HD）、化学耗氧量（COD）、叶绿素a[1，2]。

1.4 采样与监测方法

水深以三峡库区设定水位线标柱为准；透明度用塞氏盘法现场测定；水温、pH、电导率、溶解氧采用多参数水质分析仪现场测定；其他理化指标均由0.5、2.5、5.0 m深取水样的混合水样实验室内处理，用德国默克公司的Photolab 6100型分光光度计测定。

2 结果与分析

2010年4月至2012年12月三峡库区香溪河支流水域主要理化指标月平均值含量分析结果见表1。

2.1 无机氮（TN、NH4-N、NO2-N、NO3-N）

香溪河支流放流鱼种前2010年4、7、9、12月及2011年1～6月水域TN、NH4-N、NO2-N、NO3-N月平均值分别3.10 mg/L， 0.421 mg/L， 0.048 mg/L， 2.869 mg/L； 2011年7月至2012年12月香溪河支流水域采用不同季节与水位线分7批次放流1 468万尾滤食性鱼类苗种，控制水域中浮游植物过分繁殖形成水华，水域TN、NH4-N、NO2-N、NO3-N月平均值分别为2.20 mg/L，0.065 mg/L，0.022 mg/L，1.643 mg/L，比放流滤食性鱼种前有明显下降，TN下降29.03%、NH4-N下降84.56%、NO2-N下降54.17%、NO3-N下降42.73%。与中国大多江河型库、河流水域相似，无机氮中NO3-N占主要优势。

香溪河支流的TN含量受集水面源雨水量带入农业面源、沿岸人类活动与生活、工业污染等影响。加之支流水流速变缓，库区蓄水发电导致营养物质沉积水体底层，每年3月水温回升使TN的含量升高。2011年6月至2012年12月7批次放流1 468万尾滤食性鱼类苗种净化水质后，TN含量变化规律如图2所示。

2010年4月至2011年6月香溪河支流放流滤食性鱼类苗种前NH4-N含量较高，月平均值变化范围为0.206～0.563 mg/L，平均值为0.421 mg/L。2011年7月至2012年12月 7批次放流滤食性鱼种1 468万尾后NH4-N含量t检验其浓度极显著下降（P

香溪河支流放流滤食性鱼类苗种前NO2-N含量月平均值变化范围为0.028～0.063 mg/L，平均值为0.048 mg/L。2011年7月至2012年12月7批次放流滤食性鱼种1 468万尾后NO2-N含量作t检验其浓度极显著下降（P

香溪河支流水体中NO3-N的含量占主要优势，约占总无机氮放流前的92.55%、放流后的74.68%。2010年4月至2011年6月放流前支流水体中NO3-N含量变化范围为1.884～3.424 mg/L，平均值为2.869 mg/L。从表1可以看出，通过2011年7月至2012年12月7批次放流滤食性鱼类苗种1 486万尾后支流水体中NO3-N含量作t检验其浓度极显著下降（P

2.2 磷（TP、PO4-P）

香溪河支流与其他水域不同之处是该水体中磷的含量高，比其他水域要高出4倍以上，其原因是香溪河支流上游沿岸为我国三大磷矿之一，磷矿储量3.57亿t，沿岸磷矿码头较多，自然流失于水体，加上上游一个大型磷矿加工企业有废水排出，导致香溪河水域磷含量高。

2010年4月至2011年6月香溪河支流放流滤食性鱼类苗种前TP含量月平均值变化范围0.408～0.642 mg/L，平均值为0.549 mg/L；2011年7月至2012年12月放流后TP含量作t检验其浓度下降不显著（P>0.05），月平均值变化范围0.230～0.790 mg/L，平均值为0.495 mg/L。TP含量放流后比放流前下降9.84%。根据国家对地表水Ⅴ 类标准0.12 mg/L标准，香溪河支流超标了3.13倍。导致支流水域较易产生藻类暴发性繁殖生长形成水华，TP含量变化如图6所示。

香溪河支流水体中磷酸盐磷（PO4-P）的含量较高，PO4-P是浮游植物生长促进因子。2010年4月至2011年6月水域投放滤食性鱼类苗种前PO4-P含量月平均值变化范围0.171～0.454 mg/L，平均值为0.299 mg/L；2011年7月至2012年12月放流后PO4-P含量作t检验其浓度极显著下降（P

2.3 化学需氧量（COD）

2010年4月至2011年6月香溪河增殖放流滤食性鱼类苗种前水体中COD含量月平均值变化范围10.925～20.008 mg/L，平均值为16.563 mg/L，2011年7月至2012年12月放流后COD含量作t检验其浓度下降不显著（P>0.05），月平均值变化范围5.282～12.600 mg/L，平均值为10.465 mg/L，滤食性鱼类放流后水体COD的含量比放流前下降36.82%。COD含量变化如图8所示。

2.4 叶绿素a

香溪河支流水域中叶绿素a含量随季节水温、营养物质的变化而变动，2010年4月至2011年6月放流滤食性鱼类前叶绿素a含量变化范围2.442～54.516 mg/m3，平均值为26.447 mg/m3。2011年7月至2012年12月7批次放流1 468万尾滤食性鱼类苗种后水体中叶绿素a含量作t检验其浓度极显著下降（P

2.5 透明度（SD）

香溪河支流经过滤食性鱼类增殖放流后对水体改善产生良好的作用，2010年4月至2011年6月放流前水域的透明度变化范围为65.8～190.0 cm，月平均值为104.9 cm；2011年7月至2012年12月7批次放流鱼种1 468万尾后，水域透明度变化范围为68.0～266.2 cm，月平均值为158.8 cm。放流后比放流前透明度有明显上升，为51.38%，每年三峡库区降低水位线至154 m后香溪河水域面积缩小至50%，5～9月透明度明显下降，与雨季面源污染源、人类活动增大有关，透明度变化如图10所示。

2.6 其他理化指标

2.6.1 水温 香溪河支流水温在水平空间分布上差异小，主要随季节变动， 变化范围8.84～28.75 ℃，平均水温19.81 ℃。

2.6.2 电导率 监测期间香溪河支流电导率放流前月平均值变动范围为259.2～365.3 μS/cm， 平均值为319.2 μS/cm，放流后月平均值变动范围为292.6～386.0 μS/cm， 平均值为343.7 μS/cm。空间上电导率变化不大， 但随库区水位高低的变动， 高水位170 m以上呈上升趋势，165 m以下呈下降趋势。这说明库区高水位支流水体中污染源不能扩散悬浮物导致溶解盐含量增加，水位降低时支流水体中污染源扩散使溶解盐含量减少。

2.6.3 pH 监测期间香溪河支流pH放流前月平均值变动范围为8.03～8.68， 平均值为8.25，放流后月平均值变动范围为7.94～8.71， 平均值8.46。

2.6.4 总硬度 监测期间香溪河支流总硬度放流前月平均值变动范围为618～1 418 mg/L， 平均值为797 mg/L，放流后月平均值变动范围为215～554 mg/L， 平均值318 mg/L，支流生物净化水域导致钙盐含量下降。

2.7 富营养化评价

根据TLI的计算公式分别计算TLI（叶绿素a）、TLI（TP）、TLI（SD）、TLI（TN）、TLI（COD）。相关加权卡尔森营养状态指数TLI（Σ）计算公式为：

TLI（Σ）=■Wj·TLI（j）

式中，TLI（Σ）表示综合营养状态指数；Wj表示第j种参数的权重；TLI（j）表示第j种参数的营养状态指数；m表示评价参数的个数。

据研究表明对于Aixaki等修正Carlson指数中的5项指标，相对重要性有： COD>叶绿素a>SD>TP>TN；则相应权重为W=（0.455，0.251，0.154， 0.086，0.054），据此权重计算TLI（Σ），结果见表2。

3 小结与讨论

香溪河支流放流滤食性鱼类苗种前月平均值的TLI为67.0，放流后月平均值的TLI为56.4，放流后比放流前下降15.82%，但是香溪河支流增殖放流后水域基本处于轻度富营养化（评价标准：TLI

2011年7月至2012年12月在香溪河支流7批次总计放流滤食性鱼类苗种1 468万尾，对放流前后支流水域理化因子变化规律分析结果表明，支流分批放流滤食性鱼种后TN、NO3-N、TP、PO4-P、COD、叶绿素a主要理化因子分别下降29.03%、42.73%、9.84%、48.16%、36.82%、75.01%。

香溪河支流中TP的含量一直偏高，通过增殖放流前后的总磷月平均值分别为0.549 mg/L、 0.495 mg/L，下降幅度较小。可能与香溪河上游的磷加工企业排出的废水经过两年多次检测平均含量为1.35 mg/L有关。磷加工企业要进行设备与工艺上的改造，减少排放废水的含量。

根据富营养化指数的标准评价香溪河支流仍处于轻度富营养化，根据香溪河支流水域生态环境特点，为了长期调控水华发生，建议每年定期投放滤食性鱼种方可有效调控香溪河水域水华发生。

参考文献：

[1] 黄祥飞.湖泊生态调查观测与分析[M].北京：中国标准出版社，2000.

[2] 金相灿.中国湖泊与环境[M].北京：海洋出版社，1995.

[3] 蔡庆华.湖泊富营养化综合评价方法[J].湖泊科学，1997，9（1）：89-94.