葉綠素法估算黃前水庫初級生產(chǎn)力

任傳成 李慧云 于東花 季相山 王慧 趙燕*

葉綠素法估算黃前水庫初級生產(chǎn)力

任傳成①李慧云①于東花①季相山②王慧②趙燕②*

（①山東省泰安市岱岳區(qū)水務局 271000 ②山東農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，山東 泰安）

本文通過測定不同季節(jié)黃前水庫葉綠素含量估算水庫的載魚量，并將估算結(jié)果與實際捕撈量做對比，以期為以后的苗種放流提供參考依據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測定的3個時期0.5m處的葉綠素a含量大小順序為：夏末(41.17mg·cm-3)>夏初(21.56mg·cm-3)>春季(8.75mg·cm-3)，0.5米處的平均葉綠素a含量為23.82mg·cm-3；10m處的葉綠素a含量大小順序為：夏末(16.19mg·cm-3)>夏初(6.57mg·cm-3)>春季(3.83mg·cm-3)，10m處平均葉綠素a含量為8.86mg·cm-3，這顯示黃前水庫春季水體屬中營養(yǎng)型，夏季達到了富營養(yǎng)型的程度。黃前水庫2013年的漁獲量為13.9萬kg，鰱、鳙魚占比達71.8%，是最主要的捕撈魚類。根據(jù)測定的葉綠素含量估測漁產(chǎn)力得出，黃前水庫鰱魚的漁產(chǎn)力為43.45萬kg；鳙魚的漁產(chǎn)力為18.63萬kg。

黃前水庫 葉綠素 初級生產(chǎn)力

水庫中的各種生物是水庫生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，保持水庫中各生物比例平衡能有效促進水庫生態(tài)平衡。充分利用增殖放流等生態(tài)學手段調(diào)節(jié)水庫中各生物比例，既能促進水庫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、凈化水質(zhì)，又能增加漁產(chǎn)量。水庫漁產(chǎn)力的大小主要取決于水體中餌料生物的數(shù)量、理化因子、以及水文、庫貌等各種綜合因素，合理地利用水庫的餌料生物資源，充分挖掘其生產(chǎn)潛力以達到最高的漁產(chǎn)量，一直是水庫漁業(yè)管理的重要議題。

黃前水庫位于大汶河支流石汶河上游，總庫容為8248萬m3，控制流域面積292km2，水庫上游面積廣大，流域內(nèi)共涉及大津口鄉(xiāng)、岱岳區(qū)黃前鎮(zhèn)、下港鄉(xiāng)、濟南藥鄉(xiāng)林場、萊蕪大槐樹鄉(xiāng)等地72個行政村。黃前水庫屬于泰山水系，流域內(nèi)多數(shù)地區(qū)是泰山山區(qū)，森林覆蓋率高，植被率57%，水土流失較輕，生態(tài)環(huán)境較好，主要污染來自于農(nóng)業(yè)的氮磷等污染。

“以漁養(yǎng)水”措施就是以現(xiàn)代生態(tài)學理論為基礎，根據(jù)水體特定的環(huán)境條件和食物鏈組成，通過人工放養(yǎng)適當?shù)臑V食性魚類等，改善水域的魚類群落組成，建立合理的食物鏈組成：氮、磷-浮游植物-浮游動物-濾食魚類，保障生態(tài)平衡，從而達到保護水環(huán)境的目的。本文擬利用葉綠素法測定不同季節(jié)黃前水庫葉綠素含量估算水庫的載魚量，并將估算結(jié)果與實際捕撈量做對比，以期為以后的苗種放流提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點及采樣方法 本次試驗共設3個采樣點，分別位于黃前水庫的上游、中游和下游。采用專門的采樣器進行采樣，采樣水層為水下0.5m和水下10m，每個點采樣1L。在魚類生長的3個主要季節(jié)春季(4月份)、夏初(6月份)和夏末(8月份)取樣。

1.2 儀器和藥品 分光光度計；真空泵；離心機；乙酸纖維素薄膜(孔徑0.45μm)；抽濾器；刻度離心管(10ml)；1%碳酸鎂溶液；90%丙酮。

1.3 葉綠素測定 葉綠素測定采用分光光度法：將500ml水樣倒入抽濾器中抽濾，抽濾快完成時，在抽濾器中滴入1~2滴1%碳酸鎂懸濁液，搖勻直至抽干水樣。將濾膜放于勻漿器或小研缽內(nèi)，加2~3ml 90%的丙酮溶液，勻漿，以破碎藻細胞。然后用移液管將勻漿液移入刻度離心管中，用90%丙酮沖洗2次，最后向離心管中補加90%丙酮，使管內(nèi)總體積為10ml。塞緊塞子并在管子外部罩上遮光物，充分振蕩，放冰箱避光提取18~24h。提取完畢后，置離心管于臺式離心機上3500r/min離心10min，取出離心管，用移液管將上清液移入刻度離心管中，塞上塞子，3500r/min再離心10min。正確記錄提取液的體積。用移液管將提取液移入1cm比色杯中，以90%的丙酮溶液作為空白，分別在750、663、645、630nm波長下測提取液的光密度值(OD)。葉綠素a(μg/L)=[11.64×(D663-D750)-2.16×(D645-D750)+0.10×(D630-D750)]×V1/(V×L)。V—水樣體積(L)；D—吸光度；V1—提取液的體積(ml)L—比色皿光程(cm)。

1.4 初級生產(chǎn)力估計 應用葉綠素a含量計算最高生產(chǎn)層日產(chǎn)量的基本公式為：Pmax= r·Chla·DH。其中，Pmax—最高生產(chǎn)層日產(chǎn)量(gC/m3·d)；r—單位葉綠素a每小時光飽和光合率(gC/g·Chla/h)；Chla—葉綠素a含量(ug/L或mg/m3)；DH—全天日照時數(shù)(h)，按12h計算。黃前水庫為深水型湖泊，r取13.3。鰱鳙漁產(chǎn)力估測公式如下：FH=Pg·f·k·a·Hy·EH/C，F(xiàn)A=Pg·f·k·a·Ay/EA·C。式中：FH：鰱魚的生產(chǎn)力(g)；FA：鳙魚的生產(chǎn)力(g)；Pg：浮游植物毛產(chǎn)量(g)；f：PN/PG，即浮游植物生產(chǎn)量與毛生產(chǎn)量之比，為0.78；K：氧的熱當量即1mg氧相當于14.56J；a：魚類對浮游植物的利用率，為0.2；Hy：鰱魚的搭配比例，為0.7；Ay：鳙魚的搭配比例，為0.3；EH：鰱魚對浮游植物的能力轉(zhuǎn)化率，為0.032；EA：鳙魚對浮游植物的能量轉(zhuǎn)化率，為0.072；C：鮮肉的熱當量，為5.02J。黃前水庫總庫容為8.248·107m3。

2 結(jié)果與討論

2.1 葉綠素a的季節(jié)變動與分布特點 3個時期0.5m處的葉綠素a含量大小順序為：夏末(41.17mgC·m-3)>夏初(21.56mg·cm-3)>春季(8.75mg·cm-3)，平均葉綠素a含量為23.82mg·cm-3；10m處的葉綠素a含量大小順序為：夏末(16.19mg·cm-3)>夏初(6.57mg·cm-3)>春季(3.83 mg·cm-3)，平均葉綠素a含量為8.86mg·cm-3；0.5m處的葉綠素含量均高于10m處的葉綠素含量，夏末3號點0.5m處的葉綠素a值與10m處的葉綠素a值相差最小(表1)，這主要是由于夏末雨水多，入庫水量大，水庫上游處水體對流較大；就各個點而言，3個點之間在同一水層葉綠素a含量差異不大。按照葉綠素a含量對水體營養(yǎng)程度的劃分可知，黃前水庫春季水體屬中營養(yǎng)型，夏季達到了富營養(yǎng)型的程度。

表1 葉綠素a測定結(jié)果 (mg/cm3)

2.2 黃前水庫2013年漁獲量情況 從黃前水庫2013年的漁獲量情況可知，鰱、鳙魚占比達70.3%，是最主要的捕撈魚類。在所有的捕撈魚類中，鰱魚最多，占所有捕撈魚類的一半以上(51.8%)，其次是鳙魚和黃鯝魚(表2)。其捕撈方式除常年作業(yè)外，還有8~9月份集中捕撈，2013年集中捕撈的漁獲量就達近10萬kg，占全年總漁獲量的74.07%。而1977年一次集中捕撈也獲魚8.38萬kg，占全年總產(chǎn)量的72%，其中鰱魚產(chǎn)量為2.89萬kg，鳙魚產(chǎn)量是5.49萬kg。可以看出，30多年過去了，黃前水庫的漁獲量略有增加，漁獲物的魚類組成變化較大，原來以鳙魚為主，現(xiàn)在變成以鰱魚為主。在所有的捕撈魚類中，植物食性的魚類(鰱魚、黃鯝魚、草魚等)占63.2%；肉食性性魚類(鳙魚、翹嘴紅鰭鲌、鯉魚)占21.4%；雜食性魚類等占15.4%。

表2 黃前水庫2013年漁獲量情況 (萬kg)

2.3 黃前水庫初級生產(chǎn)力估計 整個水庫平均葉綠素a含量為16.34mg·cm-3，最高生產(chǎn)層日產(chǎn)量(Pmax)與葉綠素含量(Chla)之間存在著正相關。經(jīng)計算得出，最高生產(chǎn)層日產(chǎn)量為2.60mg·cm-3。浮游植物的年毛產(chǎn)量Pg=2.6·200·8.248·107=4.288·1010g。鰱魚的漁產(chǎn)力為43.45萬kg，鳙魚的漁產(chǎn)力為18.63萬kg。因此，黃前水庫鰱、鳙魚的實際產(chǎn)量與估計產(chǎn)量有一定差距，仍有一定的提升空間。

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泰安市科技發(fā)展計劃(201340629)和國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃(201210434027)

（2014–04–23）

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1007-1733(2014)08-0006-02