網(wǎng)箱養(yǎng)殖對底棲動(dòng)物豐度和生物量的影響

許巧情

(長江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434025；農(nóng)業(yè)部淡水魚類種質(zhì)資源與生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，湖北荊州434000)

過龍根

(中國科學(xué)院水生生物研究所，湖北 武漢 430072)

劉紹平

(農(nóng)業(yè)部淡水魚類種質(zhì)資源與生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，(湖北荊州434000 )

網(wǎng)箱養(yǎng)殖對底棲動(dòng)物豐度和生物量的影響

許巧情

(長江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434025；農(nóng)業(yè)部淡水魚類種質(zhì)資源與生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，湖北荊州434000)

過龍根

(中國科學(xué)院水生生物研究所，湖北 武漢 430072)

劉紹平

(農(nóng)業(yè)部淡水魚類種質(zhì)資源與生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，(湖北荊州434000 )

對湖北省秭歸縣童莊河網(wǎng)箱養(yǎng)殖鰱、鳙魚的區(qū)域與未進(jìn)行網(wǎng)箱養(yǎng)殖的空曠區(qū)的底棲動(dòng)物的種類組成、豐度、生物量及生物多樣性進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明，網(wǎng)箱內(nèi)外共采集到12個(gè)物種，包括雙殼類、寡毛類和搖蚊幼蟲，其中優(yōu)勢種類為搖蚊幼蟲。網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物的物種數(shù)量差別不大，但物種組成存在差異。與網(wǎng)箱外相比，網(wǎng)箱內(nèi)底棲動(dòng)物密度、生物量和生物多樣性明顯下降。這表明網(wǎng)箱養(yǎng)殖降低了底棲動(dòng)物的密度、生物量和生物多樣性。

網(wǎng)箱養(yǎng)殖；底棲動(dòng)物；密度；生物量；生物多樣性

隨著網(wǎng)箱養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大和養(yǎng)殖強(qiáng)度的增加，未食的殘餌以及養(yǎng)殖體的排泄物等對養(yǎng)殖水體以及周圍水環(huán)境的影響已經(jīng)越來越突出[1～5]。在投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖中，由于餌料不可能完全被養(yǎng)殖體攝食，相當(dāng)一部分必然會由于重力的作用沉積于網(wǎng)箱底部；另外，養(yǎng)殖體排泄物和糞便，除了一部分溶于水中，另一部分被水流帶走外，其余的也會在底泥里富積，造成底泥中 N、P含量的變化[6,7]。底棲動(dòng)物是生活在水體底部肉眼可見的動(dòng)物群落。底棲動(dòng)物對水環(huán)境變化反應(yīng)非常敏感，當(dāng)水體受到污染時(shí)，底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性將會發(fā)生改變[8]。目前，關(guān)于網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水質(zhì)影響的研究較多[1～7]，而網(wǎng)箱養(yǎng)殖對底棲動(dòng)物的影響的報(bào)道尚少。為此，本研究以湖北省秭歸縣童莊河網(wǎng)箱養(yǎng)殖鰱鳙魚為例，研究網(wǎng)箱養(yǎng)殖對底棲動(dòng)物種類、密度、生物量和生物多樣性的影響。

圖1 網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物采樣點(diǎn)示意圖Figure 1 Schematic diagram of sampling sitesin the cage culture and control region

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)的分布及采樣時(shí)間

分別于2007年10月6日和2008年4月30日2次采集位于長江南岸秭歸郭家壩鎮(zhèn)境內(nèi)童莊河網(wǎng)箱養(yǎng)殖水域網(wǎng)箱內(nèi)外的底棲動(dòng)物。

網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物的采集樣點(diǎn)如圖1所示。其中方格表示網(wǎng)箱，空白的區(qū)域表示網(wǎng)箱外的水域。分別在網(wǎng)箱內(nèi)設(shè)置3個(gè)，網(wǎng)箱外設(shè)置2個(gè)采樣點(diǎn)。圖1上方為小型網(wǎng)箱，每個(gè)網(wǎng)箱尺寸為1 m ×2 m×2 m，下方為大型網(wǎng)箱，長度為1 m×10 m×2 m，網(wǎng)箱鰱鳙的放養(yǎng)主要以鳙魚為主，放養(yǎng)規(guī)格為10 g/尾，密度為3～4.5尾/m2。

1.2 底棲動(dòng)物的采集、固定及分析

底棲動(dòng)物采1/16 m2的彼得生采泥器采集。泥樣經(jīng)16 目的銅篩篩洗后，置于解剖盤中將底棲動(dòng)物撿出，并用10%的福爾馬林固定，然后進(jìn)行種類鑒定、計(jì)數(shù)。其中濕重的測定方法為：先用濾紙吸干水份，然后在電子天平上稱量。統(tǒng)計(jì)每平方米底棲動(dòng)物的密度和生物量。

1.3 指標(biāo)計(jì)算

按下述公式計(jì)算有關(guān)指標(biāo)：

Jaccard指數(shù)Jc(%)=[c/(a+b-c)]×100

式中，a為某一調(diào)查群落的總物種數(shù)；b為另一調(diào)查群落的總物種數(shù)；c為兩群落共有的物種數(shù)；Pi為調(diào)查群落中物種i個(gè)體數(shù)的比例；Pij為物種i個(gè)體數(shù)占j樣總個(gè)體數(shù)的比例；S為群落定量取樣獲得的物種數(shù)[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物種類組成及出現(xiàn)率

表1 網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物種類組成及出現(xiàn)率Table 1 Zoobenthic taxa and occurrence percentagein the cage culture and control region

在網(wǎng)箱內(nèi)外共采集到12種底棲動(dòng)物，共屬于3門12種(屬)，其中搖蚊幼蟲在數(shù)量和種數(shù)上均占優(yōu)勢，共7種，占總種(屬)數(shù)的58.33%，軟體動(dòng)物3種，占總種(屬)數(shù)的25%，寡毛類2種，占總種(屬)數(shù)的16.67%(表1)。從表1可以看出，網(wǎng)箱內(nèi)外的底棲動(dòng)物的種類并沒有明顯的差別。但不同種類的生物的出現(xiàn)率卻有差別。網(wǎng)箱內(nèi)出現(xiàn)得較頻繁的為淡水殼菜、多足搖蚊和搖蚊幼蟲，而網(wǎng)箱外搖蚊和前突搖蚊幼蟲出現(xiàn)的較為頻繁(表1)。其Jaecard指數(shù)為41.67%，這說明網(wǎng)箱內(nèi)外物種的差異還是很明顯的。

2.2 網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物密度和生物量

2007年網(wǎng)箱內(nèi)底棲動(dòng)物總的豐度為174 ind/m2，而網(wǎng)箱外為200 ind/m2，再經(jīng)過1 a的網(wǎng)箱養(yǎng)殖鰱鳙魚，到了2008年網(wǎng)箱內(nèi)底棲動(dòng)物的豐度為264 ind/m2，而網(wǎng)箱外為456 ind/m2，相差幾乎1倍。這說明網(wǎng)箱養(yǎng)殖使網(wǎng)箱底部的底棲動(dòng)物密度減少了。從生物量來看，雖然2007年網(wǎng)箱內(nèi)底棲動(dòng)物比網(wǎng)箱外要高，但主要是由于軟體動(dòng)物引起的，除去軟體動(dòng)物，2007年網(wǎng)箱內(nèi)底棲動(dòng)物生物量為0.052 38 g/m2，與網(wǎng)箱外的0.033 92 g/m2相比，差別不大，而2008年網(wǎng)箱內(nèi)生物量0.161 5 g/m2明顯比網(wǎng)箱外低，這說明網(wǎng)箱養(yǎng)殖明顯地減少了寡毛類和搖蚊幼蟲的生物量。這與林永泰等[10]研究結(jié)果基本一致，他們的研究表明由于網(wǎng)箱下方及其鄰近區(qū)域營養(yǎng)物的大量堆積，導(dǎo)致網(wǎng)箱下方沉積物中的溶氧下降，而使網(wǎng)箱底下底棲動(dòng)物的數(shù)量顯著減少，但網(wǎng)箱養(yǎng)殖對底棲動(dòng)物的種類無明顯影響。但與朱新源等[11]的網(wǎng)箱養(yǎng)殖一般會增加水體底棲動(dòng)物總量的結(jié)果不同。

表2 網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物密度和生物量比較Table 2 Comparison of zoobenthic density and biomass in the cage culture and control region

2.4 網(wǎng)箱內(nèi)外生物多樣性

圖2 網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)比較Figure 2 Comparison of benthos diversity indicesin the cage culture and control region

群落生物多樣性表現(xiàn)在2個(gè)方面：一是群落中物種數(shù)的豐富性，二是各物種在群落中的密度分布。對定量取樣得到的各群落底棲動(dòng)物密度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到了網(wǎng)箱內(nèi)外底棲動(dòng)物群落生物多樣性指數(shù)(Shannon-Weiner生態(tài)位寬度指數(shù)Bi，Shannon-Weiner指數(shù)H′、Pielou指數(shù)J、Simpson指數(shù)D)。網(wǎng)箱內(nèi)Shannon-Weiner生態(tài)位寬度指數(shù)、Shannon-Weiner指數(shù)、Pielou指數(shù)和Simpson指數(shù)分別為：0.29、0.57、0.07、0.28，明顯低于網(wǎng)箱外的4種指數(shù)3.44、1.32、0.22、0.49(圖2)。這說明網(wǎng)箱內(nèi)底棲動(dòng)物的多樣性比網(wǎng)箱外低。此外，值得注意是生態(tài)位寬度指數(shù)，網(wǎng)箱內(nèi)外差別非常大，而生態(tài)位寬度指數(shù)是生物利用資源多樣性的一個(gè)測度指標(biāo)。種群的生態(tài)位寬度越大，對環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)[12]。這說明網(wǎng)箱養(yǎng)殖對資源多樣性也有影響作用，造成底棲動(dòng)物對環(huán)境的適應(yīng)能力下降，這也可能是造成底棲動(dòng)物豐度和生物量減少的一個(gè)原因。

3 小結(jié)

在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，底棲動(dòng)物壽命長、遷移能力有限，包括敏感種和耐污種，可綜合反映其棲息地物理、化學(xué)及生態(tài)特性隨時(shí)間、空間的變化，能較全面地反映當(dāng)前淡水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。

本研究所用網(wǎng)箱是在2005年底布設(shè)的，2006年開始少量放養(yǎng)鰱鳙魚，從2007年開始大量投放鰱鳙魚，高密度養(yǎng)殖。在網(wǎng)箱養(yǎng)殖的早期，即2007年10月的采樣，網(wǎng)箱區(qū)與對照的空曠區(qū)底棲動(dòng)物差別不大，而在2008年4月研究發(fā)現(xiàn)底棲動(dòng)物密度和生物量在網(wǎng)箱區(qū)和對照區(qū)存在明顯的差異，這主要是因?yàn)榫W(wǎng)箱養(yǎng)殖影響水體環(huán)境，造成水體營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生改變，但這種改變是一個(gè)緩慢的過程，而底棲動(dòng)物的生長、繁殖周期更長。因而可以認(rèn)為：網(wǎng)箱養(yǎng)殖降低底棲動(dòng)物的豐度和生物量是一個(gè)緩慢的過程，且從網(wǎng)箱放養(yǎng)魚類開始就發(fā)揮作用，隨著養(yǎng)殖時(shí)間的增長，這種作用將會更加明顯和突出。因而長期檢測網(wǎng)箱養(yǎng)殖對底棲動(dòng)物的影響意義更大。

[1] 焦 荔,方志發(fā),朱淑君，等.千島湖網(wǎng)箱養(yǎng)魚對水質(zhì)的影響[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2007,19(4):23～25.

[2] 王大鵬,陳曉漢,何安尤，等.西津水庫網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水質(zhì)的影響分析[J].廣西水產(chǎn)科技,2007,(1):10～13.

[3] 黃海強(qiáng).網(wǎng)箱養(yǎng)殖對水質(zhì)的影響[J].河北漁業(yè),2008,(3):6～7.

[4] 王立明,劉德文.網(wǎng)箱養(yǎng)魚對潘家口水庫水質(zhì)的影響分析[J].河北漁業(yè),2008,(6):42～44,49.

[5] 江林源,鄧 潛,黃光華,等.網(wǎng)箱養(yǎng)魚與水庫水質(zhì)的相互關(guān)系研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008,(20):222～223,226.

[6] 舒廷飛,溫琰茂,陸雍森,等.網(wǎng)箱養(yǎng)殖N、P 物質(zhì)平衡研究—以廣東省啞鈴灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖研究為例[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(6):1046～1052.

[7] 寧豐收,古昌紅,游 霞,等.大洪湖水庫網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)污染分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(4):47～49.

[8] 許巧情,王洪鑄,張世萍.河蟹過度放養(yǎng)對湖泊底棲動(dòng)物群落的影響[J].水生生物學(xué)報(bào),2003,27(1):41～46.

[9] 馬克平.生物群落多樣性的測度方法[A].生物多樣性研究的原理與方法[C].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1994.141～165.

[10] 林永泰,張 慶,楊漢運(yùn),等.黑龍灘水庫網(wǎng)箱養(yǎng)魚對水環(huán)境的影響[J].水利漁業(yè),1995,(5):6～10.

[11] 朱新源,陳淑云,湯大友.官廳水庫富營養(yǎng)化的水生生態(tài)特征評價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1991,11(3):292～298.

[12] 董建文,翟明普,徐程揚(yáng),等.京郊風(fēng)景游憩林側(cè)柏唱刺槐群落林下植被生態(tài)位研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,15(4):13～17.

2009-03-16

農(nóng)業(yè)部淡水魚類種質(zhì)資源與生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(LFB20070602)

許巧情(1976-)，女，湖北黃梅人，博士研究生，研究方向?yàn)榈讞珓?dòng)物分類及其生態(tài)學(xué).

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.03.011

S917

A

1673-1409(2009)03-S035-04