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长江中游不同鱼类养殖方式对湖泊生态系统的影响研究
王瑞
Subtype博士
Thesis Advisor陈宇顺
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract我国的湖泊数量众多、资源丰富,为湖泊渔业的快速发展提供了良好的基础。在过去的几十年间,我国湖泊渔业发展迅速并取得显著成果。然而由于对湖泊生态系统的长期规划和科学管理不够全面与合理,鱼类养殖对湖泊生态系统产生了诸多负面影响,如湖泊水体富营养化严重、水草资源枯竭、鱼类资源衰退等。不仅如此,部分鱼类养殖湖泊还受到周边城镇化建设等流域内人为活动的干扰,导致湖泊生态系统面临的环境问题变得复杂。为保护和修复湖泊生态系统健康,部分地区采取拆除湖泊内围网、拦网和网箱,甚至禁止湖泊内任何形式的鱼类养殖等措施。然而,不同的鱼类养殖和管理方式(包括禁养)对湖泊生态系统的影响及其相关生态机理尚不明确,从而限制了湖泊生态管理策略的制定和养殖湖泊的生态修复。因此,为了填补这一空白,本研究于2015-2017年选取了长江中游不同鱼类养殖方式的湖泊为研究对象,具体包括远郊极低密度放养水库、远郊禁养湖泊、远郊低密度养殖湖泊、远郊高密度养殖湖泊、城区养殖湖泊和城区禁养景观湖泊6种类型。从湖泊水体水质(包括重金属)、鱼类群落结构、生态系统结构与功能、以及相关生态机理等方面开展研究,分析比较了各类型湖泊生态系统的差异。以期通过本研究为科学地管理湖泊渔业资源,合理地实施湖泊生态系统保护和修复提供实践指导和科学理论依据。具体研究结果如下:1. 首先,我们于2015年7-8月对长江中游武汉市及周边的22个远郊养殖湖泊进行了初探,共采集分析湖泊水质1次;随后,根据第一次采样的结果筛选出部分典型远郊养殖湖泊,并添加部分典型城市湖泊。共选取13个典型浅水湖泊和3个水库作为研究对象,这些湖泊可划分为6种不同的养殖方式,于2016年3月至2017年1月对研究湖泊进行了6次水质调查分析。结果显示,远郊水库(SR组)透明度显著高于其他各组,而浊度、总悬浮物、电导率、总碱度、总硬度、总磷、总氮和叶绿素a含量显著低于其他各组;远郊禁养湖泊(SN组)水体的总硬度、总磷、正磷酸盐、总氮和叶绿素a含量均显著高于远郊低密度养殖湖泊(SL组);远郊高密度养殖湖泊(SH组)水体的透明度显著低于SL组湖泊,而浊度、总悬浮物、电导率、氯离子、总磷、正磷酸盐、总氮和叶绿素a含量均显著高于SL组湖泊;SN组湖泊水体透明度显著高于SH组湖泊,而浊度和总悬浮物显著低于SH组;城区湖泊水质差异性主要表现为城区禁养景观湖泊(UN组)水体总硬度和总碱度含量显著高于城区养殖湖泊(UA组),而总氮含量显著低于UA组。2. 对各湖泊组水体重金属含量的研究表明,远郊水库水体中元素Cu、Ni、Co、Cr、Mn、Fe和Al含量均显著低于其他各组。远郊禁养组湖泊水体元素Al含量显著低于远郊低密度养殖湖泊,两湖泊组其他元素含量无显著性差异。远郊高密度养殖湖泊水体元素Cu、Ni、Co、Mn和As含量显著高于远郊低密度养殖湖泊。各元素含量季节间差异主要表现为元素Cd、Pb、Co、Mn和Al含量在夏季显著低于春季和秋季;对各湖泊组沉积物重金属含量的研究表明,远郊水库水体元素Ni含量显著低于其他各组。远郊禁养湖泊、远郊低密度养殖湖泊和远郊高密度养殖湖泊间仅元素Al含量存在显著性差异。城区景观湖泊水体元素Cd含量显著高于其他各组。3. 对湖泊组鱼类群落的调查结果显示,共调查到野生鱼类35种,其中鲤科鱼类占大多数。其中,远郊低密度养殖湖泊野生鱼类种类数最多,为29种;城区景观禁养湖泊野生鱼类种类数最少,为13种。调查湖泊中野生鱼类优势种主要为似鱎、麦穗鱼、?、鲫和红鳍原鲌。各湖泊组野生鱼类多样性研究表明,远郊低密度养殖湖泊和城区景观湖泊优势度指数较高,而均匀度指数较低。其次,远郊禁养湖泊和高密度养殖湖泊单网单日渔获物数量显著低于远郊低密度养殖湖泊和城区养殖湖泊,而城区养殖湖泊单网单日渔获物生物量高于其他组湖泊。鱼类与环境因子冗余分析的结果表明,麦穗鱼、兴凯鱊、大鳍鱊、棒花鱼等与透明度呈正相关,似鱎、?和黄颡鱼与水温呈正相关,似鳊与电导率呈正相关。4. 选取远郊低密度养殖湖泊黄龙潭和高密度养殖湖泊野湖构建Ecopath模型。结果显示,野湖渔业生产依靠大量外源投入,其碎屑生物量远高于黄龙潭,而黄龙潭初级生产者中沉水植物生物量较高。两个研究湖泊牧食食物链的平均传递效率均高于碎屑食物链,但野湖在两条食物链上的传递效率均高于黄龙潭。渔业捕捞对所有功能组均有显著的负面影响。野湖捕捞强度要更大,其食物网中捕捞对各功能组的负面影响要强于黄龙潭。野湖小型中上层鱼类利用率远低于黄龙潭,说明以滤食性鱼类为主要鱼类的高密度养殖湖泊对于野生鱼类资源的利用程度较低。两个湖泊杂食性指数均较高,说明本研究湖泊食物网结构相对较为复杂。5. 最后,我们得出以下研究结论:以外源投入为基础的高强度养殖活动能够对湖泊水质产生较强的负面影响。湖泊禁养后缺少营养物质输出,湖泊水体仍维持在较高营养水平;各湖泊组水体重金属含量较低,沉积物中重金属潜在生态风险也较低。高强度养殖活动造成的外源投入和鱼类活动可能增加水体重金属含量,而城区禁养景观湖泊长期的城镇化累积效应可能导致其生态风险加大;高密度鱼类养殖和城镇化对野生鱼类群落有较大负面影响,导致野生鱼类多样性下降,生物量降低;高密度鱼类养殖的湖泊生态系统较大程度上依赖外源饵料投入,渔业资源的利用不合理,对经济鱼类过度捕捞严重,且饵料资源的利用和管理还不够。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39034
Collection学位论文
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GB/T 7714
王瑞. 长江中游不同鱼类养殖方式对湖泊生态系统的影响研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2018.
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