论文部分内容阅读
太湖是中国重要的区域饮用水源地之一和淡水渔业基地,近年来太湖湖泊富营养化严重制约了区域社会经济的发展,同时威胁着沿湖居民饮用水安全,控制太湖湖泊富营养化进程、修复太湖生态系统迫在眉睫。目前,在众多的湖泊生态修复方法中应用生物方法控制湖泊富营养化受到愈来愈多的关注。
本研究通过东太湖水源地保护与沼泽化控制示范工程,阐述了高等水生植物的水质净化功能和水生植物生物量人工调控对改善水质的促进作用。基于上述示范工程实验结果及太湖生物及鱼类资源历史数据,在EcoTaihu模型生物子模型基础上构建了包含浮游动物、浮游植物、高等水生植物、碎屑、和10个鱼类分组的太湖生物子模型,并与原有太湖生态模型进行耦合形成新的EcoTaihu模型。在此基础上,进行了不同鱼类捕捞方式(种类和强度)、鱼类放流方式(种类和强度)的数值试验,分析了渔业管理政策对太湖浮游动植物、高等水生植物等生物资源的可能影响。论文获得的主要结论如下:
(1)1950年以来,太湖小个体鱼类(湖鲚、银鱼和野杂鱼)的比例快速增长,由50年代的57.4％上升到近十年的80.8％,升幅达40.8％:而大个体鱼类(鲔鱼、鲢鳙、青草、鲤鲫鳊)的比例快速下降,由50年代的42.6％降低到近十年的19.2％,降幅为54.9％。
(2)太湖主要经济鱼类营养级依次为:鲌鱼3.53、银鱼3.18、湖鲚3、野杂鱼3、青鱼2.85、鳙鱼2.80、鲤鱼2.61、虾蟹2.50、鳊鲂2.46、鲫龟2.38、鲢鱼2.20、草鱼2.0。自1952年太湖渔获物平均营养级总体上呈下降趋势。
(3)太湖主要鱼类饵料重叠系数较高,12种主要鱼类中有57％的鱼类食物重叠显著,银鱼、湖鲚、鳙鱼、野杂鱼食物重叠最为显著,其中Morisita和Pianka.重叠系数均超过0.90、Schoener的食物相似度均大于或等于75,食物重叠系数较高的还有鲫鱼和鳊鱼(0.92、0.92、79)、鲫鱼和鲢鱼(0.86、0.92、69)、鲤鱼和青鱼(0.90、0.92、71)。
(4)1995-2007年期间太湖初级生产力变化范围分别为790-2160 mg/m2/d(VGPM模型所得估算公式)和789-1780 mg/m2/d(经验估算公式),2001-2007年渔产潜力的变化范围分别为29031-41670吨(VGPM模型所得估算公式)和28979-38257吨(实测数据所得估算公式),目前太湖渔业捕捞量已经接近渔产潜力。
(5)东太湖生物工程对太湖局部水体的净化起到了积极的作用。挺水植物和沉水植物交替种植的湿地工程可以有效降低水体氮磷浓度,对湿地挺水植物的人工收割可以强化湿地的水质净化作用,因此,在应用湿地进行生态修复时可以加以考虑。沉水植物的种植可以提高水体中溶解氧浓度和pH值,降低水体中溶解性总氮、氨态氮、亚硝态氮的浓度。
(6)人工放流可以大幅提高放流鱼类的渔业捕捞量,调整渔获物中鱼类组成结构,“无人工放流”情景下全太湖鲐鱼、鲢鳙鱼、青/草鱼的捕捞量分别比“人工放流”情况下降低了13.3％、26.9％、30.4％。
(7)人工放流种类和数量不同将对太湖生态系统产生不同的影响。鲐鱼的人工放流可以在一定程度上控制湖鲚和野杂鱼的生物量,由于鲌鱼资源量较小,人工放流鲌鱼可以考虑长期进行。草鱼的放流显著降低了放流区域内的高等水生植物的生物量,因此,只能作为控制水草疯涨的临时措施,过量的草鱼放流不仅对水生植物的生长产生威胁,而且亦会加速浮游植物的生长,增加水体总氮、总磷浓度以及藻类水华暴发的可能性,对于水生植物量不足或正在进行水生植物修复的生态系统,应适当控制草鱼的生物量。
(8)虽然在太湖现阶段的鱼类资源结构下能通过降低鲌鱼、鲤鱼、鲢鳙的捕捞率并不能在当年内快速改善太湖生态资源结构和生态环境,但从长远看,降低大中型鱼类的捕捞率将对太湖鱼类资源结构产生积极作用。