苏打型盐碱化芦苇沼泽地“苇-蟹-鳜-鲴”模式研究.pdf

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1、中国生态农业学报 2012 年 1 月 第 20 卷 第 1 期 Chinese Journal of Eco-Agriculture,Jan.2012,20(1):116120 *吉林省科技发展计划项目(20080402-1)和吉林省农业综合开发项目(01-022088202)资助 杨富亿(1964),男,研究员,主要从事湿地恢复与湿地农业研究。E-mail: 收稿日期:2011-05-11 接受日期:2011-07-29 DOI:10.3724/SP.J.1011.2012.00116 苏打型盐碱化芦苇沼泽地“苇蟹鳜鲴”模式研究*杨富亿 李秀军 刘兴土(中国科学院湿地生态与环境重点实验室

2、中国科学院东北地理与农业生态研究所 长春 130012)摘 要 为探索苏打型盐碱化芦苇沼泽地优质高效的可持续利用模式,通过盐碱水环境下中华绒螯蟹、斑鳜与细鳞鲴的驯化养殖和农田工程、水质与水量管理及芦苇栽培的技术措施,建立了芦苇+中华绒螯蟹+斑鳜+细鳞鲴(苇蟹鳜鲴)模式 23.6 hm2。据 20062009 年的试验结果,“苇蟹鳜鲴”模式的中华绒螯蟹、斑鳜和细鳞鲴的年产量分别为 81.00 kghm2、39.34 kghm2 和 58.62 kghm2;芦苇产量 5 478 kghm2,比原始沼泽地提高 1.2 倍,年平均增长 22.0%;经济效益 1.45104元hm2,比原始沼泽地提高 1

3、3 倍;水环境盐度与碱度、土壤含盐量年平均分别下降 19.1%、10.3%和 20.3%,土壤有机质年平均增加 8.9%。“苇蟹鳜鲴”模式的推广应用使人均纯收入年平均增长 11.2%,对提高人均纯收入的贡献率为 43%。“苇蟹鳜鲴”模式使芦苇沼泽地的生态功能与生产功能进一步提高,是经济效益、生态效益和社会效益协调发展,优质高效的湿地生态农业模式,可供苏打型盐碱化芦苇沼泽地的高效可持续利用借鉴。关键词 芦苇沼泽地 生态农业模式 芦苇 中华绒螯蟹 斑鳜 细鳞鲴 效益 中图分类号:S156.44;Q948.11;P941.78 文献标识码:A 文章编号:1671-3990(2012)01-0116-

4、05 An eco-agriculture model of“reed-crab-mandarin fish-microlepido yellowtal”for enhanced production functions of soda saline-alkali reed marshlands YANG Fu-Yi,LI Xiu-Jun,LIU Xing-Tu(Key Laboratory for Wetland Ecology and Environment of Chinese Academy Sciences;Northeast Institute of Geography and A

5、groecology,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130012,China)Abstract To explore high beneficial use of soda saline-alkali reed marshlands,an eco-agriculture model(consisting of reeds,crabs,spotted mandarin fish,and microlepido yellowtail)was developed and tested in a 23.6 hm2 marshland.The model t

6、amed and cultured crabs,spotted mandarin fish and microlepido yellowtal in saline-alkali water with natural food supply.The model also involved farmland water conservancy projects,water quantity and quality management and reeds high-output cultivation.The results for 20062009 showed that the outputs

7、 of crabs,spotted mandarin fish and microlepido yellowtal were 81.00 kghm2,39.34 kghm2 and 58.62 kghm2,respectively.Reed output was 5 478 kghm2,which represented an increase of 1.2 times(22.0%per year)over natural marshlands.The total economic benefit from the model was 1.45104 Yuan per hm2,an incre

8、ase of 13 times over natural marshlands.Water salinity,alkalinity and soil salt content respectively declined by 19.1%,10.3%and 20.3%.Soil organic matter content also increased by 8.9%per year.The model increased per-capita net income by 11.2%per year,which represented a contribu-tion rate of 43%to

9、increase of per-capita net income.The findings suggested that the model application further enhanced the func-tions of production and ecology of soda saline-alkali reed marshlands.The model achieved simultaneous benefits for the economy,ecology and society,and was therefore applicable to soda saline

10、-alkali reed marshlands.Key words Reed marshland,Eco-agriculture model,Reed,Crab,Spotted mandarin fish,Microlepido yellowtal,Benefit(Received May 11,2011;accepted Jul.29,2011)农业生产效益低下,抗灾能力弱,农田生态环境不良,农村经济发展相对缓慢等,仍是目前制约我国农业发展和农民增收的主要问题;经济的快速发展、农民增收和生态保护之间往往出现矛盾13。实践证明,发展优质高效的生态农业是解决这些矛盾的有效方法48。第1期 杨富亿

11、等:苏打型盐碱化芦苇沼泽地“苇蟹鳜鲴”模式研究 117 苏打型盐碱化芦苇沼泽地是我国内陆天然湿地的主要生态类型之一,集中分布在东北地区的松嫩平原。在 20 世纪 90 年代进行的松嫩平原区域农业综合发展研究中,探索出以常规鱼类(鲢、鳙、鲤、鲫等)养殖为主,种养结合的“稻苇鱼”、“苇鱼禽(畜)”、“稻苇鱼蒲”等生态农业模式,为该区苏打型盐碱化芦苇沼泽地的可持续利用提供了有效途径912。河蟹、鳜、鲴是我国传统的优质水产品,也是湖泊、池塘发展优质高效渔业的主要目标品种1315,但作为芦苇沼泽地特别是苏打型盐碱化芦苇沼泽地发展优质高效生态农业的养殖对象,尚少见报道。针对苏打型盐碱化芦苇沼泽地水环境盐碱

12、度偏高,自然条件下河蟹、鳜、鲴无法适应的问题,本试验通过苗种高盐碱水环境的适应性驯化,提高其放养存活率,将以往苏打型盐碱化芦苇沼泽地利用模式中的常规鱼类代之以优质品种,并结合芦苇的高产抚育,建立养育结合、优质高效的“苇蟹鳜鲴”生态农业模式,以期为苏打型盐碱化芦苇沼泽地的高效可持续利用提供新途径。1 试验地概况和试验方法 1.1 试验地概况 试验地位于松嫩平原西部的吉林省大安市牛心套堡苇场内。该苇场地处霍林河与洮儿河间的河漫滩沼泽地带,地理坐标为北纬 45134516,东经1231512321,幅员面积 4 000 hm2,其中芦苇沼泽地 3 800 hm2。该区属温带半湿润向半干旱过渡的大陆性

13、季风气候,年平均气温 4.3,10 年活动积温平均 2 935;年平均日照时数 3 012 h,年平均太阳辐射量 5 259 MJhm2;年平均降雨量 396 mm,蒸发量 1 817 mm;无霜期 125135 d。试验地面积 23.6 hm2,春季干涸,68 月可从霍林河、洮儿河进水 1030 cm 深,随水进入自然鱼、虾10 余种;土壤类型为苏打型盐渍土,全盐含量 5.74 gkg1;水质类型为苏打型半咸水,盐度 2.57 gL1,碱度 18.68 mmolL1,pH 9.41,属高盐碱水质。试验前芦苇产量年平均 2 472 kghm2,综合经济效益年 平均 964 元hm2。1.2 试

14、验材料和方法 2005 年进行基础设施建设,包括在试验地周围边界处开挖 8 m 宽、1 m 深的环沟,出土筑堤;内部沿芦苇密度较小地带开挖 1.5 m 宽、1 m 深的“十”字形明水沟,明水沟交点处扩建成 1.5 hm2、深 3.5 m的越冬池;在试验地外部地势低洼地带开挖河蟹、鳜鱼和鲴鱼的苗种驯化池各 1 口,面积均为 0.5 hm2,深度均为 1.5 m;靠近驯化池的地方打机井 2 眼,用于驯化池水源和试验地补水;试验地四周的堤坝上建 40 cm 高的塑料布防逃围栏;疏通、完善试验地的进排水工程。河蟹养殖按NY/T 50652001 无公害食品 中华绒螯蟹养殖技术规范进行,鳜鱼和鲴鱼养殖按

15、NY/T 50552001 无公害食品 稻田养鱼技术规范进行,养殖用水符合GB 1160789 渔业水质标准和NY 50512001 无公害食品 淡水养殖用水水质。20062009 年试验用的河蟹、鳜鱼和鲴鱼分别为辽河水系的中华绒螯蟹(Eriocheir sinen-sis)、鸭绿江水系的斑鳜(Siniperca scherzeri)和黑龙江水系的细鳞鲴(Xenocypris microlepis),其苗种分别购于盘锦、水丰水库和镜泊湖。河蟹、斑鳜和细鳞鲴的苗种原生地的淡水环境与试验地的高盐碱水环境差别较大,自然条件下无法适应。本试验采用“机井水+化学试剂+盐碱水”的驯化方法,对苗种进行高盐碱

16、水环境的适应性驯化,放养驯化过的苗种。根据沼泽地中各类天然饵料所能提供的河蟹、斑鳜、细鳞鲴的最大生产潜力以及计划产量、捕捞规格、放养规格、回捕率、驯化成活率、运输死亡率等指标,确定苗种的放养密度。2008 年河蟹、斑鳜和细鳞鲴的苗种放养情况见表 1。试验期间,根据芦苇的生长发育特点,按照苇、蟹、鱼兼顾的原则,实施“春浅(水深 35 cm)、夏深(水深 2030 cm)、秋季自然干”的水量管理,并结合“压青苇、移植苇墩、施有机肥、烧荒耕翻”等措施,进行芦苇高产抚育试验。在试验地内较为平坦、能够正常上水的地方,设置3块3 m4 m规格的样地,以定点调查芦苇密度的变化。表 1 2008 年“苇蟹鳜鲴

17、”模式中河蟹、斑鳜和细鳞鲴的放养情况 Table 1 Stocking of crab,spotted mandarin fish and microlepido yellowtail of“reed-crab-mandarin fish-microlepido yellowtal”model in 2008 种类 Species 密度 Density(indhm2)重量 Weight(kghm2)规格 Size(gind1)驯化存活率 Survival rate of domestication(%)河蟹 Crab 1 450 6.38 4.4 87.7 斑鳜 Spotted mandari

18、n fish 190 4.88 25.7 86.4 细鳞鲴 Microlepido yellowtail 420 34.94 83.2 79.2 118 中国生态农业学报 2012 第 20 卷 为实现生态防病与健康养殖,在生长旺季的 68月,每隔半月左右在试验地的明水区水体(环沟、明水沟和越冬池)施 1 次生石灰(1015 gm3)和发酵腐熟的有机肥(4050 gm3),生石灰和有机肥分别调制成生石灰浆和肥浆均匀泼洒,以优化养殖水环境并使河蟹蜕壳生长所需的 Ca2+浓度保持在 30 mgL1 以上。试验结束后,采用常规方法分别测定试验地水环境的盐度与碱度,以及土壤全盐、有机质、全氮、全磷和全

19、钾含量。2 结果与分析 2.1 “苇蟹鳜鲴”模式中河蟹、斑鳜和细鳞鲴的产量 试验之初,由于苗种驯化技术不成熟而导致斑鳜和细鳞鲴的鱼种驯化失败,蟹种的驯化存活率也只有 37.3%,在 20062007 年第 1 个试验周期只建立了“苇蟹”模式,并于 2006 年投放规格为 4.2 g只1的蟹种 12.42 kghm2,2007 年捕获规格为 145.2 g只1的成蟹 151.15 kghm2。20082009 年第 2 个试验周期河蟹、斑鳜和细鳞鲴的捕捞结果见表 2 和表 3。由表 2 可知,第 2 个试验周期河蟹、斑鳜和细鳞鲴的产量分别为 81.00 kghm2、39.34 kghm2 和 5

20、8.62 kghm2。由表 3 可知,所起捕的成蟹中,有 90.6%的个体平均规格达到NY 50642001 无公害食品中华绒螯蟹大规格(150224 g只1)和特大规格(225 g只1)标准,从而使全部成蟹的平均规格达到大规格标准;斑鳜和细鳞鲴的平均规格也均达到市场要求(250 g尾1和 200 g尾1)。2.2 “苇蟹鳜鲴”模式的经济效益 由表 4 可知,如果每 2 年为 1 个试验周期,则“苇蟹鳜鲴”模式两个试验周期除收回全部基础投资外,还可盈利 7 358 元hm2 左右。若不考虑基础投资,进入正常生产期的“苇蟹鳜鲴”模式 2 年可产生经济效益 1.45104元hm2左右(如第 2 个

21、试验周期),比试验前芦苇沼泽地每 2 年的综合经济效益高出 13 倍。本试验还表明,“苇蟹”作为“苇蟹鳜鲴”的过渡模式,其经济效益也很可观,如不考虑基础投资,2 年可产生经济效益 5 600 元hm2左右(第 1 个试验周期),比试验前芦苇沼泽地的年平均综合经济效益高出 4.8 倍。由此提示,经济效益上“苇蟹”模式虽然低于“苇蟹鳜鲴”模式,但在初期斑鳜和细鳞鲴的鱼种驯化技术尚未完全掌握时,可先建立“苇蟹”模式,收回部分基础投资后,再过渡到“苇蟹鳜鲴”模式。若投放规格为 810 g只1的幼蟹,并实行春放秋捕,则通过“苇蟹”模式可快速收回基础投资。表 2 2009 年“苇蟹鳜鲴”模式中河蟹、斑鳜和

22、细鳞鲴的捕捞结果 Table 2 Fishing of crab,spotted mandarin fish and microlepido yellowtail of“reed-crab-mandarin fish-microlepido yellowtal”model in 2009 种类 Species 密度 Density(indhm2)重量 Weight(kghm2)规格 Size(gind1)回捕率 Re-fishing rate(%)河蟹 Crab 483 81.00 167.7 33.3 斑鳜 Spotted mandarin fish 136 39.34 289.3 71.6

23、 细鳞鲴 Microlepido yellowtail 228 58.62 257.1 54.3 表 3 2009 年“苇蟹鳜鲴”模式中河蟹、斑鳜和细鳞鲴捕捞群体的体重组成 Table 3 Composition of somatic weight of crab,spotted mandarin fish and microlepido yellowtail from fishing population of“reed-crab-mandarin fish-microlepido yellowtal”model in 2009%体重组成 Somatic weight(g)种类 Specie

24、s 100124 125149 150199 200249 250299 300 河蟹 Crab 3.9 5.5 76.2 13.7 0.7 0 斑鳜 Spotted mandarin fish 0 7.7 11.3 22.4 52.6 16.0 细鳞鲴 Microlepido yellowtail 0 0 3.7 18.2 73.6 4.5 表 4 “苇蟹鳜鲴”模式的投入产出 Table 4 Input and output of“reed-crab-mandarin fish-microlepido yellowtail”model Yuanhm2 投入 Input 产出 Output 年

25、份 Year 基础 Basis 苗种 Fry 其他 Others芦苇 Reed 蟹、鱼 Crab and fish盈利 Profit 产投比 Ratio of output to input20062007 12 754 266 2 390 1 287 6 953 7 170 11.870 20082009 0 3 692 3 460 3 667 18 013 14 528 10.330 20062009 12 754 3 958 5 850 4 954 24 966 7 358 10.754 第1期 杨富亿等:苏打型盐碱化芦苇沼泽地“苇蟹鳜鲴”模式研究 119 2.3 “苇蟹鳜鲴”模式的生态

26、效益“苇蟹鳜鲴”模式的建立,改变了芦苇沼泽地的生态过程。通过建立“苇蟹鳜鲴”模式,使原来的芦苇沼泽地每年可增加蓄水量约 8.61104 m3,相当于平均水深增加 36.5 cm。试验前芦苇沼泽地春季干涸而导致土壤干燥,芦苇发芽较晚,“苇蟹鳜鲴”模式中环沟、明水沟和越冬池蓄积的水可提高土壤含水量和空气湿度,有利于芦苇地下茎的快速萌发。“苇蟹鳜鲴”模式的建立解决了芦苇沼泽地自我维持对水的生态需求,改善了原有水文过程,增强了芦苇沼泽地自我养护的能力,提高了芦苇生产力。对 3 块样地的监测结果表明,试验地的芦苇平均密度由试验前(2005 年)的 44 株m2增加到试验后(2009 年)的 67 株m2

27、,年均增幅 11.1%;试验地的芦苇产量年平均 5 478 kghm2(实际产量),比试验前年均增长 22.0%,使原来低产的芦苇沼泽地逐渐变为高产苇田。“苇蟹鳜鲴”模式还具有改善水土环境的生态效应。根据试验前后水环境与土壤含盐量的变化、每年的排水量与芦苇收割量等指标估算,20062009 年,从试验地表层土壤(020 cm)析出的盐分总量约 9 906 kghm2,其中随水排掉的盐分总量约 7 293 kghm2,通过芦苇吸收并收割而排出的盐分总量约 2 107 kghm2,分别占 73.6%和 21.3%。水质分析结果表明,试验地水环境的盐度、碱度分别由试验前(2005 年)的 2.57

28、gL1、18.68 mmolL1下降到试验后(2009 年)的 1.10 gL1和 12.10 mmolL1,年均降幅 19.1%和 10.3%。由表 5 可知,试验地的土壤含盐量年均下降 20.3%,土壤有机质含量年均增加8.9%,土壤全氮、全磷、全钾含量年均分别增加15.0%、18.9%和 21.6%。从废水排放标准看,2009 年试验地所排出的废水含盐量(1.10 gL1)略超过 GB 574985 生活饮用水标准溶解性固体指标(1.000 gL1),但符合GB 508485 农田灌溉水质标准(二类)标准(2.000 gL1),不仅不会造成试验地外部水土环境的次生盐碱化,而且可回收用于试

29、验地以外的芦苇沼泽地的生态补水。2.4 “苇蟹鳜鲴”模式的社会效益 20062007 年河蟹驯化养殖成功后,2008 年牛心套堡苇场采用本试验技术建立“苇蟹”模式 1 846 hm2,2010 年发展到 2 713 hm2,其中“苇蟹鳜鲴”模式 287 hm2。20082010 年,牛心套堡苇场推广本试验技术而累计生产成蟹 175.6 t,斑鳜 8 736 kg,细鳞鲴 13.1 t,盈利 2.23106 元,由此新增人均收入累计 1 738 元,人均总收入由 2005 年的 2 392 元提高到2010 年的 4 062 元,年均增幅 11.2%,其中本试验技术的贡献率为 43%。3 讨论与

30、结论 3.1 “苇蟹鳜鲴”模式的合理性 渔业经济上,河蟹、斑鳜和细鳞鲴都属名、特、优水产品。在“苇蟹鳜鲴”模式中,河蟹主要摄食沉水植物和底栖动物;斑鳜主要取食低值杂鱼、小虾、水生昆虫及其幼虫;细鳞鲴则以斑鳜、河蟹无法利用且很容易败坏水质的有机碎屑、腐殖质、周丛生物、蓝藻和绿藻等为食,故有“环保鱼”之称。以合适的规格和密度将 3 种水产动物有效配置于芦苇沼泽地的生态系统中,把系统中没有经济价值或经济意义不大的原初生产和次级生产转换为高值水产品生产,可有效发挥各生物种之间的饵料生态位效益和互利协同作用。芦苇可吸收盐碱离子,吸附有机悬浮物和富集毒物,对养殖水环境具有生物净化效应,吸附在芦苇茎、叶上的

31、有机悬浮物还可成为细鳞鲴的饵料;河蟹与斑鳜取食杂草、低值鱼、虾和危害芦苇的害虫,不仅减少了系统中与芦苇争肥、争氧、争空间和致病的因子,其粪便还可增加肥源,摄食活动又可疏松土壤,耕耘水体,改善水土环境,均可促进芦苇生长与地下茎繁殖;细鳞鲴的“环保效应”可进一步确保养殖水环境的良性循环。“苇蟹鳜鲴”模式符合物种共生原理、生态位原理和自然资源合理利用原理,是一种养育(育苇)结合的生态农业模式。3.2 “苇蟹鳜鲴”模式存在的问题及改进对策“苇蟹鳜鲴”模式存在的问题一是蟹种放养密度和成蟹产量均偏高,已对水草生长产生影响,且养殖周期过长,不利于投资回收;建议不投饵条件下放养规格为45 g只1的蟹种9001

32、 200只hm2,或者放养规格为 810 g只1的幼蟹 8001 000 只hm2,当年捕捞成蟹,控制成蟹产量在 6075 kghm2。二 表 5 “苇蟹鳜鲴”模式表层土壤(020 cm)含盐量和养分含量的变化 Table 5 Changes of salt and nutrient contents in 020 cm soil layer of“reed-crab-mandarin fish-microlepido yellowtal”model gkg1 时间 Time 含盐量 Salt content 有机质 Organic matter全氮 Total N 全磷 Total P 全钾

33、 Total K试验前 Before experiment(2005)5.74 10.92 0.755 0.269 0.974 试验后 After experiment(2009)2.31 15.37 1.321 0.538 2.133 120 中国生态农业学报 2012 第 20 卷 是斑鳜鱼种的放养密度和规格均偏大,已显饵料不足并对细鳞鲴鱼种造成一定危害;建议不投饵条件下放养规格为 1015 g尾1的斑鳜鱼种 120150尾hm2。三是细鳞鲴鱼种的放养密度偏大,因饵料不足导致成鱼规格较小,体重增幅不高;建议不投饵条件下放养密度控制在 150225 尾hm2。四是斑鳜和细鳞鲴鱼种的回捕率均未

34、达到 80%的一般标准,相对较低(尤其是细鳞鲴);建议将环形沟和明水沟的底部由平面形改为凸凹形,越冬池底部改为坡降为 68的斜坡形,形成局部积水,分段捕捞,可提高回捕率。此外,为进一步提高斑鳜、河蟹的规格与产量,在本试验的放养模式下,养殖期间还应补充投放一定数量的银鲫、黑龙江鳑鳑、大鳍鱊等繁殖力较强的鱼类和螺类、贝类等软体动物,以增殖斑鳜与河蟹的活体饵料。本试验中苏打型盐碱化芦苇沼泽地“苇蟹鳜鲴”模式,改变了自然芦苇沼泽地低经济效益的单一结构,创造了苇、鱼、蟹共生互利、相互促进、优质高效的多样性环境,充分利用了芦苇沼泽地水、土、光、热、生物等自然资源优势,使其转化为经济优势和产品优势,收到“一

35、水多用、一地多收、均获丰收”的效果。作为湿地利用与保护的途径之一,“苇蟹鳜鲴”模式进一步增强了芦苇沼泽湿地的生态功能与生产功能,实现了经济效益、生态效益和社会效益的协调发展,是一种清洁环保、优质高效的湿地生态农业模式,可为苏打型盐碱化芦苇沼泽地的高效可持续利用所借鉴。实施方法上,可将“苇蟹”作为过渡模式回收投资,这对经济欠发达地区的农村尤为适用。参考文献 1 李文华.中国生态农业面临的机遇与挑战J.中国生态农业学报,2004,12(1):13 2 张壬午,高怀远.现阶段中国生态农业展望J.中国生态农业学报,2004,12(2):2325 3 刘铁军.生态农业建设障碍的宏观环境探析J.中国生态农

36、业学报,2006,14(2):1114 4 骆世明.论生态农业模式的基本类型J.中国生态农业学报,2009,17(3):405409 5 张鼎华,罗全旺,吴建平,等.“林蛙鱼”生态农业模式研究J.中国生态农业学报,2008,16(1):183186 6 刘某承,张丹,李文华.稻田养鱼与常规稻田耕作模式的综合效益比较研究以浙江省青田县为例J.中国生态农业学报,2010,18(1):164169 7 陈飞星,张增杰.稻田养蟹模式的生态经济分析J.应用生态学报,2002,13(3):323326 8 侯万发,裴光富.稻蟹泥鳅农田生态系统的效益分析J.沈阳学业大学学报,2005,36(4):40140

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