“轮牧式”水产养殖与水体生态修复相结合的鱼—草共管养技术模式

/段金程

鱼—草共管养技术模式，通过生态牧养箱将草食性、杂食性鱼类与沉水植物分开，巧妙地利用生物操纵原理，解决了原有水体修复区域严控鱼类和处置大量沉水植物的矛盾，实现了整个系统低养护、低扰动、低能耗、高效益的共管养，在今后渔业养殖、水体生态修复与维护管理等方面具有很好的探讨与推广意义。

20世纪大面积的围网养殖、投饵养殖等对水生态系统造成了负面影响，经过近年的整治，自然水体中已基本拆除围网、退出人工养殖，一般由专门的政府部门（如自然保护区管理处、渔政处等）实施人工增殖放流、自然养殖。该措施虽降低了养殖对水生态系统的影响，有利于生态系统的恢复，但水产品产量往往较低。

此外，目前进行的自然水体生态修复工作多为政府出资实施开展，或由政府购买服务开展，或由PPP公私合作模式开展，小则数万平方米，大到数百万平方米，涉及治理金额几十万到数十亿不等，关注核心为水质、沉水植物覆盖度等，除入侵种外，对水体中的鱼类种类、产量与渔获收益等则较少关注。在开展水体生态修复的同时如何提高水产品的产量，实现共管共养，是目前需要探讨和解决的问题。

鱼—草共管养技术模式是生物操纵的一种具体表现形式，思路来源于对清水型水生态系统的深入研究和对实际水体生态修复工程项目的总结、反思。

一、鱼—草共管养技术模式

（一）模式概述

鱼—草共管养技术模式是一种对草食性、杂食性鱼类和水体修复所种植的沉水植物进行共管、共养的生态、可持续发展技术模式，是有效解决以往水体修复中严控草食性鱼类、杂食性鱼类和必须人工或机械额外打捞、收割并处置大量沉水植物之间矛盾的模式。

在水生态系统正常发展过程中，植物密度、高度都将增加，为避免植物腐烂及保持较好的净化效果，需要人工或机械对沉水植物进行定期收割、抽稀，植物的收割、抽稀及处置费用在运维中占据很大的比例。此外，通过人工或机械收割、抽稀植物，存在施工精度不可控可能使得局部区域植物密度或单位体积植物重量急剧减少，造成净化效果下降，水体剧烈扰动等也会带来局部水质变差的风险。

图1 清水型水生态系统原理图

将食草性鱼类、杂食性鱼类放养于设计的一种生态牧养箱中，日常靠风浪的扰动实现“主动牧食”，靠定期移动实现“被动牧食”，即以“轮牧”的形式控制沉水植物的密度和高度（特殊时节辅以少量人工或机械收割，如植物生长过于旺盛或大个体鱼刚刚移出系统时等）。生态牧养箱内鱼类产生的粪便及植物残体等杂物，通过定期处理设置于生态牧养箱底部的集粪袋方式予以解决，最终在岸上进行无害化处理后作为园林或农业用肥。牧养箱内的鱼类，根据鱼个体大小、植物生长状态、效益需求等，及时进行捕捞和更换。最终，通过将草食性、杂食性鱼类投放在生态牧养箱中养殖，实现整个生态系统低养护、低扰动、低能耗、高效益的共管养模式。

（二）技术原理

总氮、氨氮和总磷是评价水体生态修复效果的重要指标，为实现指标下降，达到水体生态修复的目标，目前最经济、环保、生态的手段是构建清水型生态系统。清水型生态系统以生态系统中完整的食物链（网）为基础，即从初级生产者到水体最高消费者，充分利用食物链摄取原理和生物间相生相克关系，构建健康的生物群落结构，从而维持生态系统平衡，使水体水质长久维持较好的状态，详见图1。

在实际水体生态修复中，为确保治理效果，需要保证沉水植物的合理生长和一定的覆盖率，故草食性、杂食性鱼类均需严控。水环境中氮、磷的转化和循环主要发生在水、底泥、空气、水生植物、水生动物、藻类及微生物中，若要实现将氮、磷移出水环境的修复目标，则需要大量的外力，如水草收割、鱼类捕捞等，日常养护繁琐、费用高昂。因此，如何改变或强化部分氮、磷转换路径，以提高氮、磷利用率，减少日常养护工作量及费用，是水体生态修复管养的重要研究方向。

图2 生物操纵原理图（强化后）

图3 单体生态牧养箱示意图

鱼—草共管养技术根据水体生物食物链物质、能量金字塔模型，人工构建水体营养环节，通过强化部分生物间的生理活动、营养级关系，使治理区域长草净水、养鱼控草，实现水质达标、养护低、效益高的目的，基本原理如图2所示。

在不改变清水型水生态系统结构的前提下，通过将草食性、杂食性鱼类养殖在设计的生态牧养箱中，通过一根固定桩使其短期内固定在一定区域，并通过风浪作用使生态牧养箱内的鱼类对区域内的沉水植物“主动牧食”；根据沉水植物的生长状况，再不断调整生态牧养箱固定位置，实现生态牧养箱内鱼类对沉水植物的“被动牧食”，即实现“轮牧式”的植物管养和鱼类养殖。

（三）模式构建

1.生态牧养箱的制作

因生态牧养箱需要漂浮在水面，故在考虑浮力的同时，还需考虑主材防紫外线、抗老化、防腐蚀等问题。

生态牧养箱浮体主材采用U-PVC或PE管，网体采用6股2cm孔径和40目尼龙网拼接缝制而成，辅以警示灯、固定杆等固定在水体中。单体生态牧养箱平面样式可以是长方形、正多边形、圆形等形状，平面为长方形的单体生态牧养箱示意如图3所示。

图4 生态牧养箱的固定示意图

图5 生态修复区内生态牧养箱的平面布设示意图

生态牧养箱的高度要求根据放置位置的水深进行设计，高度应比常水位矮0.5m～1.0m。浮体骨架采用DN50-DN75的UPVC或PE管（全新料），宽度不超过6m，长度建议不超过20m，间隔4m～6m增加一根加固杆（同浮体骨架材料）。顶部浮体下20cm的四周侧边、底部和底部上20cm的四周侧边均采用40目尼龙网，其他部位均为6股2cm孔径的尼龙网，尼龙网为全新料，使用寿命要求超过8年。2cm孔径的尼龙网可便于箱体内鱼类摄食。此外，箱体每条边均加有6mm～8mm的尼龙绳连接在尼龙网上，底部四边尼龙上间隔1m加设有陶坠或铅坠，用于增加箱体整体的强度和维持箱体的形状；顶部设置有一个1m×1m的投放口，用于投放鱼类、收割的沉水植物；短边一侧底部设置一个积粪袋，另一侧中间位置设置一个0.5m×0.5m的捕鱼口，用于后期移除大个体鱼。为保证鱼粪的收集效果，积粪袋位置的侧边长比其他三边长20cm～30cm，使底部有一定的倾斜角度，在风浪、重力的作用下，收集鱼类于积粪袋中。收集的鱼粪，通过定期的泵抽吸后转移至岸上，经无害化处理后作为园林或农业用肥。

2.生态牧养箱的固定与布设

生态牧养箱放置时可以是一个单体或是几个单体拼接成的一个整体。生态牧养箱水体内的固定示意图如图4所示。

固定桩可以采用毛竹、镀锌钢管材料等。固定桩顶部装有太阳能警示灯，夜间闪烁，显示生态牧养箱位置并确保行船安全；生态牧养箱通过尼龙绳连接于固定杆上，绳粗6mm～8mm，绳长6m～10m。

为确保养护效果和降低养护费用，对拟投放的水体进行网格化处理，一套生态牧养箱仅在划定的区域内移动，实现低移动频率、高管养效果的“轮牧”，平面布设示意图如图5所示。

（四）模式特点

1.鱼—草—水，共养共治。实施生态修复的大面积自然水体可以放养草食性、杂食性鱼类，在对鱼、草共同养护的同时实现修复水体的治理。

2.强化物质流向，实现生物操纵。经过巧妙设计后，系统内原需人工操控的肥长草—草净水—鱼吃草物质流向（肥指水体、底泥中的碳、氮、磷等营养物质），通过生物操纵进行了强化。

3.构建轮牧管控，治理高效。通过鱼类“主动牧食”和“被动牧食”的“轮牧管控”，能够及时、低干扰对沉水植物的密度和高度等进行控制，降低了沉水植物种内竞争程度和植物死亡、腐败再次污染水体的风险，使植物能够保持一个较高的生长速度和健康状态，提高水体修复效果。

4.低养护高产量，效益提高。充分利用生物特性，并巧妙物理分割水生植物和鱼类，在实现对沉水植物低养护成本管理的同时增加高品质鱼类产量，实现“一低一高”的整体高效益。

二、建议与探讨

在现阶段成熟的水体生态修复治理模式下，大面积自然水体的生态修复目标是水质提升和生态系统恢复，如何将养护后期的渔业效益纳入项目统筹管理，并明确受益方，以降低项目的投资费用，是今后需要探讨的方向。

对于需治理的大面积自然水体，可以通过“前期补贴+后期谁治理，谁受益”的形式，也可以采用“以租代养”的方式，与有资质、技术的第三方治理公司签订特许治理经营合同。通过1年～3年集中治理期，确保治理区域快速实现水质达标和生态系统恢复，后期通过10年～15年的特许渔业经营，在政府相关部门的监督管理下，在满足水质目标和生态目标的前提下，进行适度养殖，并达到一定的经济效益。若水质或生态目标不达标则将对其进行处罚，并限期整改，整改无效后可被强制退场。