养殖水域生产力和养殖容量
养殖水域的生产力和养殖容量概念是从生态学中种群生长的逻辑斯谛曲线(Logisticcurve)演化而来,只是养殖水体中放养的生物群体一般没有自然种群的补充过程,而且养殖生态学更关注养殖生物群体生物量的变化过程。
(一)养殖水域的生产力
在生态学和水产养殖学中,生产力(Productivity)被定义为水体生产有机产品的能力或性能。本节中除初级生产力等术语外,一般所述生产力均是指养殖生产力,即水体生产鱼、虾等经济产品的性能。
养殖水体的养殖生物现存量变化很大。在养殖前期,养殖对象个体较小,现存量较小,食物和空间资源未得到充分利用,很多剩余的物质与能量未参加生产过程,其实际生产量不能真正体现出生产力。而在养殖后期,养殖对象已长大,现存量也可能过大,个体生长会受到抑制,摄食的能量大部分用来维持代谢消耗,其生产量也不能真正代表其生产力。
一般情况下,养殖水体中的放养群体没有个体数量的增长(轮捕轮放是特例),在养殖过程中养殖群体的质量或现存质量一直在增长,其生长曲线类似S形曲线,即在拐点处养殖群体的个体或群体的瞬时特定生长率最大,养殖群体的日增重率最大。因此,此时的群体日增重率,即最大日增重率,可作为表征养殖水域生产力的一个参数。当养殖群体的现存量越过此拐点后,个体或群体增重率开始减缓,但养殖个体的规格和现存量还在增加,直至达到养殖容量为止。养殖规格是水产养殖生产中一个重要考量指标,通常,规格越大单位质的价格越高。为获得更大的经济利益,生产实践中养殖群体的质量通常都会超过拐点后才收获。因此,水产养殖活动中,人们又常把年或季节净产量,即最大收获虽与初始放养量的差值,作为养殖生产力的参数。
实际净生产量在数值上远小于最大日增重率乘以养殖天数的理论数值,这是由于养殖早期水体养殖生物现存量较低,会造成一定的水体饵料等资源浪费,后期又由于养殖生物现存量太大,呼吸消耗更多。从这个意义上讲,用日生产量最大值表征养殖生产力更能反映水体的属性。
水体的养殖生产力是养殖系统本身的一种属性,由水体的环境条件状况等多种客观因素决定,但其也会受到特定的养殖种类、养殖方式等影响。养殖水体不同于天然水域,其中经济生物的结构通常较简单,而且受人为的影响较大,如放养量的大小、投饲、施肥及人工对环境条件的调控等,同样的水体不同的生产方式其生产力会不同。
(二)养殖水域的养殖容量
容量(Carryingcapacity)也称容纳量、负荷力、负载量等。对容量这一概念环境科学工作者和生态学者有着不同的理解。环境学者称其为环境容量,定义为“自然环境或环境要素(如水、空气、土壤和生物等)对污染物质的承受量或负荷量。环境中污染物浓度低于这一数值,人类和生物能耐受适应,不致发生病害,污染物浓度高于这一数值人类和生物就不能适应,并将发生病害”(辞海编委会,1979)。环境容量前还可冠以特定区域或类别,如海洋环境容量,即某一特定海域所能容纳的污染物的最大负荷量。生态学者对容量的理解也因其从事的研究领域不同而稍有差异。关心资源的学者定义容量为,“一个特定种群在一段时间,在特定的环境条件下,生态系统所能支持的种群的有限大小”(唐启升,1996)。有些学者直接将其冠以生态容量、生态容纳量等。
水产养殖生态学关心的则是养殖生态系统的容量,即养殖容量。Carver和Mallet(1990)将养殖容量定义为“在生长率不受负影响下,达到最高产量的放养量”,即日生产率最高时所对应的养殖生物现存量。另一类概念则是将养殖生物的生长率或生产量接近零时对应的现存量或生物量定义为养殖容量(Hepher&Pruginin,1981),即养殖容量。李德尚等(1994)将水库对网箱养鱼的负荷力(养殖容量)定义为不至于破坏相应水质标准的最大养殖负荷量。
从养殖生产方面的要求和以上各学者所给的养殖容量的定义可以看出,容量的概念与研究的目的有关。Caughley(1979)在研究草食动物与植物种群关系时就将容量分为生态容量(Ecologicalcapacity)和经济容量(Economiccapacity),前者指无人为干预下草食动物生物量所能够达到的大小,相当于养殖容量,后者则指可以持续收获食草动物最大产量的平衡点,相当于日生产率最高时对应的养殖生物现存量。Inglis等(2000)在研究贻贝的养殖容量时更是将养殖容量分为4个层次:第一层次是物理性养殖容量,即物理空间和条件(如水体大小、区位、水深等)所能允许的养殖容量;第二层次是生产性养殖容量,即可以持续获得最大产量的放养密度;第三层次是生态性养殖容量,即对生态系统无显著影响的养殖规模;第四层次是社会性养殖容量,即对其他人类活动和视觉景观无显著影响的养殖规模。
由此可见,养殖容量概念所涉及的范围与养殖环境条件、水体的功能、经济目标等多种因素有关,因此,确定一个养殖区或养殖水体的养殖容量时必须考虑经济因素,即确保在特定时间养殖群体中的个体生长到一定的商品规格,同时,在获得较高养殖产量和养殖效益的同时还应考虑养殖活动不致对周围环境、人类的其他活动构成直接或潜在的危害。
可将养殖容量定义为:单位水体内在保护环境、节约资源和保证应有效益的各个方面都符合可持续发展要求的最大养殖量。在具体研究时,养殖容量内涵的侧重点可以有所不同。对于养殖水域使用权的申请和规划时可以侧重物理因素和社会因素,即物理性和社会性养殖容量,而对于生产中确定放养量、管理措施等则可侧重环境因素和经济因素,即生态性和生产性养殖容量。例如,在有供饮用水任务的水库开展网箱养鱼,我们最关注的就是养殖活动对水质的影响,因此,李德尚等(1994)就将其养殖容量定义为不至于破坏相应水质标准的最大养殖负荷量。