池塘循环水养殖系统构建及生态净化效果浅谈

何学海

（蒙山县水产技术推广站，广西梧州 546700）

我国水资源较为丰富，经过数十年的发展，目前已成为水产养殖大国。但自20 世纪70年代至今，大部分地区的水产养殖多沿用传统模式，即进水渠+养殖池塘+排水渠。而当前随着渔业生产水平不断提高、大众对蛋白质的需求量大幅增加，水产养殖规模和数量逐渐增长。但由于部分养殖池塘的放养密度较大，鱼类代谢物会在池塘内大量积聚，一旦有机物的含量超过池塘水的负荷，则会导致严重的水体污染。因此，为适应未来水产养殖规模化的发展趋势，应构建池塘循环水养殖系统，运用先进理念和模式，提高养殖生态效益和经济效益。

1 池塘循环水养殖系统概述

池塘循环水养殖系统的含义，是指基于循环经济理念下，充分结合原位修复技术和异位修复技术，利用进排水分离、建立人工湿地等方式，有效净化养殖水体。同时，也可利用微生物、水生植物及虑食性鱼类等建立多级生物净化水体，促使水体中的有机污染物含量得到降低。这一系列方法和技术则能够形成完整的养殖系统，包括多个功能的不同模块，有利于实现资源合理利用，提高水产养殖的生态性［1］。

近年来，根据池塘循环水养殖系统具有的优势，在国内外水产养殖行业纷纷开展研究和实践。以澳大利亚为例，其提出利用人工湿地来改善水体水质，并阐述了湿地的容量大、处理实效好、运行成本低等优势。从功能上来看，人工湿地对水体生态净化确实具有较好的效果。这是因为水产养殖所产生的物质为无机盐，建设人工湿地可在物质共生和循环的原则上，利用水生植物吸收无机盐，促使其脱离养殖系统，避免或降低水体富营养化的问题。而我国在渔业发展中则是坚持可持续发展观点，深入探索池塘循环水养殖系统的构建和应用，在净化单元借鉴国外做法，以人工湿地、稻田、藕塘等作为工程化的生物过滤器，以此保障水产养殖对环境产生的影响被降到最低，缓解周围湖泊出现富营养化的现状［2］。

2 池塘循环水养殖系统的构建

池塘循环水养殖系统主要采用原位修复和异位修复两种技术，采用栽培水生蔬菜及建设池塘-湿地模式，其是将水产养殖的废水顺利引入湿地中以实现净化功能。池塘循环水养殖系统是利用人工湿地与生态沟渠，对养殖废水进行净化，再重新回用的处理方式。在构建该系统时，主要是合理设计和布局以下3 个部分。

2.1 生态养殖区

对于池塘循环水养殖系统中的生态养殖区，可设计为单一池塘或者多个池塘。如果布局多个池塘，则进排水应采用串联或者并联等组合方式。其中，采用串联结构是将过水管道布置在多个池塘中，并呈现“Z”字形排列，将进水端设置在上层，出水端铺设在池塘的底部，目的是保证相邻池塘能够实现有效换水。采用并联结构，则是保证池塘之间的独立性，实现水质具有稳定性。在构建时，应结合养殖对象的食性，完善进排水设施，定期开展池塘清淤工作，并配备相应的沟渠涵闸、投饵、增氧等设施。

2.2 尾水汇集区

在整个循环水养殖系统中，尾水汇集区的池深较深。其所收纳汇集的尾水中，含有大量的浮游生物和有机碎屑等物质。为实现水体净化的目的，可投放花鲢、白鲢等虑食性鱼类，利用生物控制原理，保证水体中的浮游植物及浮游动物等数量减少，从而起到降低营养盐含量的作用。在投放虑食性鱼类时，应考虑其具有较强的活动能力、较大的滤食量等，形成以鱼养水、以鱼减污的效果［3］。

2.3 湿地净化区

池塘循环水养殖系统中，湿地净化区是一个具有综合性的生态系统，一般是采用人工的方式进行建造和控制，基于物种共生和物质循环的基本原理，实现废水良性循环，提高资源使用效率。通常情况下，对于湿地净化区的构建，则是将表层净化区布置在湿地的上游，栽培浮水、挺水、浮叶等水生植物，具体种类有荷花、芦苇、茭白等；中层净化区设置在湿地的下游，可种植黄丝草、苦草等沉水植物；底层净化区在净化塘的中游，可放养河蚌、螺类等水生生物，能够有效完善水环境的生物多样性，更好地控制藻类生物量，对重金属等物质进行过滤净化。

3 池塘循环水养殖系统模式及生态净化效果

3.1 人工湿地+养殖池塘

当前我国投入实践使用的池塘循环水养殖系统，主要是人工湿地+养殖池塘模式，其组成部分有集约化养殖区、生态化养殖区、净化区等。以江苏省苏州市的水产养殖为例，其是在集约化养殖区内以长吻鮠、四大家鱼等为主要养殖对象。在生态养殖区内放养虾蟹，尾水汇集区内的养殖对象有匙吻鲟、鲢鱼、鳙鱼等。在人工湿地种植荷花、芦苇等挺水植物，伊乐藻等沉水植物及水葫芦等浮萍植物，并在池塘低部投放三角帆蚌、中华圆田螺等底栖生物。对于净水区的构建则是采用溢流坝两侧堆积活性炭［4］。

该系统的生态净化效果较为明显，尤其是在4—10月运行期间，生态养殖区的水体透明度可达到25～40 cm，集约化养殖区水体透明度为17～36 cm，起到一级净化作用。经过循环水的整体净化后，净水汇集区的水体透明度得到提升。生态养殖区的溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）含量较高，湿地净化区含量最低。对于营养盐的净化效果，集约化养殖区高于生态养殖区，出现这种情况的原因是集约化区的养殖生物密度大、饲料投放量多，且生态养殖区中有大量的水草生物，可起到一定的水质净化效果。该循环系统的构建，能够实现54%～68%的总氮（TN）去除率、46%～73%的总磷（TP）去除率、47%～62%的氨氮去除率、41%～56%的化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）去除率等，可保证循环系统净化后，水体水质达到地表水环境质量标准。

3.2 净化池塘+养殖池塘

我国的水产养殖中还存在净化池塘+养殖池塘的循环水系统模式。其主要构成部分包含养殖池塘、三级净化塘。一级净化塘主要是种植多种水生植物、养殖草食性鱼虾等。通过溢流坝可进入到二级净化塘，种植能够高效吸收氮、磷等营养物质能力的经济性水生植物，同时可养殖鲢鱼、鳙鱼、青虾等水生动物。然后再经过溢流坝，进入三级净化塘，在其中利用水生植物发挥光合作用，以进一步抑制富营养化藻类。

该循环水养殖系统在每年5—10月，会因饲料的投喂量较大，而产生严重的水质恶化现象。对系统中的各个单元的水质进行测定，其远超出水环境质量标准。而经过运用三级净化后，可实现TN 去除率达到59%～73%，而且生态净化效果较为稳定。同时在该循环水养殖系统中，三级净化去除效果变化差异相对明显，呈现季节化变化特征，通常在每年9月，该系统的TN和TP 的去除率最高，可达88%左右，在5月则为最低，仅为49%。对氨氮污染物的去除效果，在夏季具有较好的净化作用，最高去除率能够超过70%。综合来说，净化池塘+养殖池塘的循环水养殖系统构建后，生态净化效果较为显著，处理后的水质指标得到良好改善。

3.3 净水池塘+人工湿地+养殖池塘

综合上述两种池塘循环水养殖系统，可构建一种复合式养殖模式，即净水池塘+人工湿地+养殖池塘，其有5 个养殖池塘串联、综合生物塘和人工湿地、生态沟渠等部分组合而成。在养殖单元主要是混养鲢鱼、鳙鱼；在综合生物塘中放养虑食性鱼类，并在沿岸种植芦苇、茭白等水生植物；在人工湿地区域以碎石为填埋基质，顺水流方向种植菖蒲、美人蕉等植物，以此构建完善的循环水养殖系统［5］。

该系统模式的生态净化效果较为显著，尤其是在污染较为严重的6—10月，沿水流方向循环塘中的DO 和磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SD）等物质含量均有大幅下降，但TP 及COD 等物质含量有所上升，TN 呈现一定的波动状态。这是因为在5 级养殖单元中，循环水经过相应的水产养殖活动后，会导致水质有所变差，在流经净化单元以及生态沟渠后，重新进入到养殖塘中的水质会得到有效改善，其能够提高养殖水体的DO 水平，避免水体呈现富营养化，对池塘的微生态环境具有积极的改善作用。

4 结语

当前我国水产养殖领域中，对池塘循环水养殖系统的构建越来越重视，结合生产条件和养殖状况的实际，合理设计和布局系统的各个关键组成部分，应适当种植和放养水生植物及动物，以营造良好的池塘生态体系。同时，要综合考虑生态净化效果，选择科学的循环水养殖系统模式。根据现代可持续发展理念，各地区应注重推广和构建陆基集约化圆形池循环水养殖系统，其具有生态效益良好、建造和运行成本低、经济收益高等优势，有利于促进我国水产养殖产业进一步创新发展，实现经济与生态的统一、社会与自然的和谐。