生物操纵技术

食物网操纵

生物操纵技术也称食物网操纵，指通过一系列湖泊中生物及其环境的操纵，促进一些对湖泊使用者有益的关系和结果，即藻类特别是蓝藻类的生物量的下降。生物操纵技术有经典生物操纵技术和非经典生物操纵技术之分，前者适用于营养水平较低湖泊中的藻类控制，而后者适用于形成大型群体的水华蓝藻的控制。

基本介绍

1975年，Shapiro提出生物操纵（biomanipulation）的概念，也称食物网操纵（food web manipulatin），定义为“通过一系列湖泊中生物及其环境的操纵，促进一些对湖泊使用者有益的关系和结果，即藻类特别是蓝藻类的生物量的下降”。生物操纵有经典生物操纵（traditionalbiomanipulation）（图1带箭头红线）与非经典生物操纵（non-traditional biomanipulation）之分（图1带箭头绿线）。

经典生物操纵技术

在湖泊富营养化控制方面运用生物操纵措施即增加凶猛性鱼类数量以控制浮游生物食性鱼的数量，从而减少浮游生物食性鱼类对浮游动物的捕食，以利于浮游动物种群(特别是枝角类)增长，浮游动物种群的增长加大了对浮游植物的摄食，这样就可抑制浮游植物的过量生长以至水华的发生。

优缺点：经典的生物操纵在那些营养盐富集不多、藻类由小型种类组成的湖泊中也许会有效，而在那些藻类趋向大型、有时浮游动物又为小型的超富营养湖泊中则可能难以奏效。经典生物操纵依靠浮游动物（主要是大型枝角类）不仅无法控制水华蓝藻，就是对控制可食性藻类来说，也存在无法长期稳定地发挥作用的致命弱点，这是因为枝角类的生命周期短（夏季一般都在1-2月以内）、种群更替快且无法控制、及食谱相对较窄而导致期望的控藻关键种的种群无法长期稳定。

非经典生物操纵技术

通过控制凶猛鱼类及放养食浮游生物的滤食性鱼类（鲢、鳙）来直接牧食蓝藻水华。每个水体都需寻找一个合适的能有效控制蓝藻水华的鲢、鳙生物量的临界阈值，如这一阈值在武汉东湖为50 g m3，即“一吨水一两鱼”（Xie & Liu, 2001）。值得注意的是，非经典生物操纵所依靠的放养对象，正好是经典生物操纵论者要求捕除或毒杀的对象。

优缺点：鲢、鳙由于有较大的鳃孔（相对与枝角类的滤食器官而言），可有效地摄取形成水华的群体蓝藻，但一般不能有效降低10-20 μm以下的小型浮游植物（导致浮游植物小型化）。鲢、鳙可存活数年、种群可人为调控及食谱相对较宽，种群容易长期稳定。野外和室内实验均证明，鲢、鳙对蓝藻毒素有较强的耐性。

实践

在武汉东湖，从70年代一直到1984年，每年夏天湖泊表面都分布着极为难看且难闻的水华。自1971年起，每年向东湖投放以滤食性鲢鳙为主的鱼种（值得注意的是，鱼种放湖后，不用投放肥料和食料，完全以湖中自然存在的饵料生物为食）。采取了一系列措施来提高东湖的渔产量：增加投放量、加大投放鱼种的规格（＞13cm）、重建拦鱼设备、控制食鱼性鱼类的数量。随着鱼产量的逐步上升，蓝藻水华于1985年消逝。这样，在东湖面积达12km2的主湖区——郭郑湖，通过控制凶猛鱼类及放养滤食性鱼类完全消除蓝藻水华达30年之久（Xie & Liu, 2001）。2010年以来由于渔业管理的变化，鲢鳙的牧食强度逐渐降低，导致2021年武汉东湖蓝藻在时隔30多年后再次大爆发，覆盖面积最大达到了87%，通过对东湖蓝藻水华再次爆发原因的科学分析，对东湖鱼类的放养量和群落结构进行了调整，成功的遏制了2022年蓝藻水华的爆发。

许明等（2008）通过在苏州重污染河道里放养黄尾密鲴进行静态试验，并在苗家河开展了示范区研究，结果表明：黄尾密鲴单位体重(g)的耗氧量为0.339mg/(L·h)，窒息点仅为0.25 mg/L；黄尾密鲴在浮圈中主要摄食悬浮有机物，其占食物总量的79.74%；静态试验和现场试验均表明，黄尾密鲴24 h都在摄食，日食率可达到50%以上[即l kg(空壳重)的黄尾密鲴每天摄入食物量为0.5 kg以上]。

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