幾種常見(jiàn)保存方法對(duì)浮游動(dòng)物生物量的影響*

馮秋園 孫曉霞 任琳琳

(1.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 山東膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站 青島 266071;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049)

浮游動(dòng)物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,是海洋生物生產(chǎn)過(guò)程的核心之一,是調(diào)節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流和能量流的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是諸多國(guó)際研究計(jì)劃的重要內(nèi)容(孫曉霞,2011)。生物量的估算是研究浮游動(dòng)物現(xiàn)存量和生產(chǎn)力的中心環(huán)節(jié)(Gaston,1996)。目前國(guó)際上對(duì)于浮游動(dòng)物的研究?；谪S度這一概念,但是由于不同種類的浮游動(dòng)物之間存在較大的差異,即使是同一類群的浮游動(dòng)物,體型大小不同其生物量也存在差異,僅僅基于浮游動(dòng)物的豐度難以實(shí)際地反映出浮游動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用,因此,對(duì)浮游動(dòng)物生物量的估算是海洋生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容。5%的甲醛,-20°C冰凍以及液氮是幾種常用的浮游動(dòng)物保存方法。由于不同的保存方法會(huì)引起浮游動(dòng)物生物量不同程度的變化,了解不同保存方法對(duì)浮游動(dòng)物生物量的影響對(duì)于提高浮游動(dòng)物生物量的估算精度非常關(guān)鍵。國(guó)際上針對(duì)福爾馬林保存對(duì)浮游動(dòng)物生物量的影響開(kāi)展了一系列研究(Donaldet al,1977;Gastonet al,1996;Leuvenet al,1985;Dumontet al,1975;Kuhlmannet al,1982;Ajahet al,2003;Williamset al,1982;Giguereet al,1989),但是對(duì)液氮和冰凍保存對(duì)浮游動(dòng)物樣品所產(chǎn)生的影響研究較少,國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究則更為有限。由于生物量的損失程度與浮游動(dòng)物的種類、保存方法和保存時(shí)間等具有很大的關(guān)系(Donaldet al,1977;Morris,1972),針對(duì)中國(guó)近海浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類,研究中國(guó)近海浮游動(dòng)物生物量在不同保存條件下的變化規(guī)律對(duì)于估算中國(guó)近海浮游動(dòng)物生物量非常必要。

中華哲水蚤(Calanus sinicus)和強(qiáng)壯箭蟲(chóng)(Sagitta crassa)是黃東海海域的浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種(楊波等,1988;陳亞瞿等,1980),且在膠州灣全年都有分布(孫松等,2008)。在黃海海區(qū),中華哲水蚤生物量較高,在5月生物量高達(dá)55.5mg/m3,占總生物量的29.6%(楊波等,1988)。春季,在東海赤潮高發(fā)區(qū),中華哲水蚤作為餌料生物,優(yōu)勢(shì)度達(dá) 0.68,處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位(徐兆禮等,2003)。在膠州灣,強(qiáng)壯箭蟲(chóng)在數(shù)量上占有優(yōu)勢(shì),年平均密度達(dá)45.3ind/m3(王倩等,2010)。濕重(WW)、干重(WD)和碳(C)、氮(N)含量是生物量的重要參數(shù)。本文以中華哲水蚤和強(qiáng)壯箭蟲(chóng)為研究對(duì)象,以濕重、干重和C、N含量為生物量參數(shù),研究了上述幾種保存方法對(duì)浮游動(dòng)物生物量的影響,為直接測(cè)量生物量或通過(guò)體型-生物量方程間接估計(jì)生物量提供校正因子。在上述研究的基礎(chǔ)上,利用體型-生物量間接估算法,結(jié)合圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù),可以快速自動(dòng)得到不同種類的浮游動(dòng)物在較大時(shí)空范圍內(nèi)的生物量,為認(rèn)識(shí)海洋食物網(wǎng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

2012年3月在膠州灣進(jìn)行采樣,采樣站位見(jiàn)圖1,A1-D7表示在膠州灣進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)的采樣點(diǎn)位置,由于C3和D7站浮游動(dòng)物的數(shù)量相對(duì)較大,因此本實(shí)驗(yàn)所用的浮游動(dòng)物樣品主要采于C3和D7兩站。使用浮游生物淺水I型網(wǎng)(網(wǎng)口直徑50cm,網(wǎng)長(zhǎng)145cm,網(wǎng)孔 500μm)由底到表垂直拖網(wǎng)采集,采到的鮮活樣品置于冰桶中帶回實(shí)驗(yàn)室處理。

圖1 膠州灣采樣站點(diǎn)Fig.1 Sampling stations in the Jiaozhou Bay,the Yellow Sea

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用5%甲醛過(guò)濾海水溶液,-20°C冰凍和液氮保存3種保存方法。甲醛保存法,用GF/F玻璃纖維濾膜過(guò)濾的海水與分析純的甲醛配制成體積比為95︰5的甲醛過(guò)濾海水溶液。將已經(jīng)測(cè)量完鮮重的浮游動(dòng)物樣品用鑷子輕輕地轉(zhuǎn)移到容積為10ml的小試劑瓶中,加入 5ml濃度為 5%的甲醛過(guò)濾海水溶液在陰涼處保存。-20°C冰凍保存法,實(shí)驗(yàn)中將已測(cè)量完鮮重的樣品平鋪于篩絹上,將篩絹放于5ml的凍存管中于-20°C條件下進(jìn)行保存。液氮保存法與-20°C冰凍保存法的處理方法相同。

每種保存方法的最長(zhǎng)保存時(shí)間為60 d,分別設(shè)置0、1、3、5、7、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60 d共15個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn),每個(gè)時(shí)間點(diǎn)設(shè)置a,b兩個(gè)平行樣。采集回來(lái)的樣品立即進(jìn)行分類,挑取完整、健壯、活的個(gè)體,每個(gè)樣本大約20—30個(gè)個(gè)體(保證樣品干重至少達(dá)到 2mg)。用少量蒸餾水快速輕輕沖洗,去除生物體表的雜質(zhì)和鹽分,再用吸水紙吸取生物體表面的水分,用 METTLER TOLEDO XS105精密天平測(cè)量鮮重(WF)。稱量后的樣品分別用甲醛,冰凍和液氮保存,在到達(dá)設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)以后取出對(duì)應(yīng)的樣品,其中甲醛保存的樣品采用上面同樣的方法清洗,稱量濕重(WW)。稱量后的個(gè)體置于事先處理好的稱量瓶中,放于烘箱中于60°C下干燥24h,然后于干燥器中冷卻,待樣品冷卻到室溫以后測(cè)量干重(WD),再用德國(guó)Vario EL Ш元素分析儀測(cè)定C、N含量W(C)、W(N)。得到WF、WW、WD和W(C)、W(N)分別與樣品初始的WF作比,用WW/WF,WD/WF,W(C)/WF和W(N)/WF表示,與保存時(shí)間作圖分析其變化。

2 結(jié)果

2.1 中華哲水蚤在幾種保存條件下的生物量變化

中華哲水蚤在甲醛、冰凍和液氮3種保存條件下的生物量變化如圖2所示。中華哲水蚤在上述3種保存條件下,WW呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。在甲醛保存條件下,其WW在保存的前幾天急劇地上升,達(dá)到了WF的127.6%,之后不斷下降,在2個(gè)月后下降為WF的81%;在冰凍保存條件下,其WW呈一直下降的趨勢(shì),2個(gè)月后下降為WF的66.6%;在液氮保存條件下,中華哲水蚤的WW呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),在保存 2個(gè)月后為WF的91.9%。

中華哲水蚤在甲醛保存條件下,其WD在保存初期呈現(xiàn)出 1個(gè)小的上升,之后下降,后趨于穩(wěn)定,在保存2個(gè)月后變?yōu)閃F的14.2%;在冰凍保存條件下,WD變化趨勢(shì)與在甲醛保存條件下的變化趨勢(shì)相同,但是下降幅度比在甲醛保存條件下要小,在保存2個(gè)月后,WD變?yōu)閃F的22.34%;在液氮保存條件下,WD呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),保存2個(gè)月后為WF的26.7%。

對(duì)于中華哲水蚤,其W(C)在 3種保存條件下的變化趨勢(shì)與W(N)相同。在5%的甲醛保存條件下,中華哲水蚤的W(C)、W(N)含量先下降后趨于穩(wěn)定,保存 2個(gè)月后W(C)/WF和W(N)/WF分別為 7.03%和1.20%;冰凍保存條件下,W(C)、W(N)先短暫上升后下降,再趨于穩(wěn)定,保存 2個(gè)月后W(C)/WF和W(N)/WF下降為10.3%和2.15%;在液氮保存條件下,W(C)、W(N)呈現(xiàn)出穩(wěn)定上升的趨勢(shì),在保存 2個(gè)月后W(C)/WF和W(N)/WF分別為11.3%和2.41%。

綜合分析發(fā)現(xiàn),中華哲水蚤的WW在3種方法保存2個(gè)月后都有不同程度的下降,其下降程度分別為冰凍＞甲醛＞液氮。與新鮮樣品相比,甲醛保存2個(gè)月后的樣品,其WD和W(C)、W(N)都降低了,分別下降了 29.4%、23.01%和43.3%。而冰凍和液氮保存2個(gè)月后的樣品,其WD和W(C)、W(N)有所上升。WD、W(C)、W(N)在冰凍保存條件下,分別上升了11.14%、12.88%、1.94%;在液氮保存條件下,分別上升了32.59%、23.26%、14.65%。

圖2 中華哲水蚤各生物量指標(biāo)在5%甲醛、-20°C冰凍和液氮保存條件下的變化Fig.2 Changes in biomass of Calanus sinicus preserved in 5% formalin,-20°C in liquid nitrogen

利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件中的Duncan法,對(duì)中華哲水蚤在5%甲醛,-20°C和液氮3種保存條件下的的生物量變化進(jìn)行方差分析和多重比較,不同處理結(jié)果的差異顯著性用標(biāo)記字母法表示,如表1所示,相同的字母表示不同的處理之間的差異性不顯著,不同的字母表示不同的處理之間具有極顯著的差異,如果某一處理的結(jié)果是兩個(gè)字母的組合,例如AB,而另2組處理的結(jié)果分別是組成上述字母組合的某一個(gè)字母,即分別為A和B,則表明前一處理分別與后兩種處理之間均沒(méi)有顯著性差異。經(jīng)Duncan檢驗(yàn),上述3種保存方法對(duì)中華哲水蚤的WW和WD的影響,存在極顯著性差異(P＜0.01),對(duì)中華哲水蚤W(C)和W(N)的影響無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。5%的甲醛保存對(duì)中華哲水蚤WW和WD的影響與-20°C冰凍和液氮保存之間存在顯著性差異,而后兩種保存方法之間無(wú)顯著性差異。5%甲醛保存導(dǎo)致中華哲水蚤WW的下降程度比-20°C冰凍和液氮保存小,5%甲醛導(dǎo)致中華哲水蚤WD的下降程度比-20°C冰凍和液氮保存大。

表1 中華哲水蚤在5%甲醛、-20°C、液氮3種保存條件下生物量變化的多重比較Tab.1 Changes in biomass of Calanus sinicus preserved in 5%formalin,-20°C in liquid nitrogen

2.2 強(qiáng)壯箭蟲(chóng)在幾種保存條件下的生物量變化

在甲醛保存條件下,強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的WW、WD、W(C)和W(N)呈現(xiàn)出先上升再下降后上升的趨勢(shì)(圖3),在保存到大約第3—5d的時(shí)候,各生物量指標(biāo)有一個(gè)小的上升,之后下降,在第7—10d的時(shí)候下降到最低點(diǎn),然后再上升,在保存2個(gè)月后WW較WF上升了4%,與新鮮樣品相比,WD、W(C)和W(N)分別下降了44.3%、44.4%和51.5%。在冰凍保存條件下,WW、WD、W(C)和W(N)一直呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),WW起初變化比較緩慢,在第10d左右開(kāi)始急劇下降,WD、W(C)和W(N)從保存的第1d左右開(kāi)始急劇下降,之后緩慢下降,在保存 2個(gè)月后,與新鮮樣品的各生物量指標(biāo)相比,WW、WD、W(C)和W(N)分別下降了的29.3%、23.5%、23.1%和29.1%;在液氮保存條件下,WW、WD、W(C)和W(N)最初都呈現(xiàn)急劇下降的趨勢(shì),WW和WD在保存到大約40d的時(shí)候下降到最低點(diǎn),W(C)和W(N)在大約第7d的時(shí)候下降到最低點(diǎn),之后各生物量指標(biāo)又略有上升的趨勢(shì),在保存 2個(gè)月后,與新鮮樣品的各生物量指標(biāo)相比,WW、WD、W(C)和W(N)分別下降了26.85%、 30.74%、 16.74%和20.97%。綜合分析發(fā)現(xiàn),強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的WW在甲醛保存2個(gè)月后上升為WF的104%,而在冰凍和液氮保存2個(gè)月后分別下降為WF的70.7%和73.2%。WD在3種保存條件下保存2個(gè)月后的下降幅度大小為:5%的甲醛＞液氮保存＞-20°C冰凍。W(C)和W(N)的下降幅度大小為:5%的甲醛＞-20°C冰凍＞液氮。

圖3 強(qiáng)壯箭蟲(chóng)生物量在5%甲醛、-20°C冰凍和液氮保存條件下的變化Fig.3 Changes in biomass of Sagitta crassa preserved in 5% formalin,-20°C in liquid nitrogen

利用 Duncan法,對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)在 5%甲醛,-20°C和液氮 3種保存條件下的生物量變化進(jìn)行方差分析和多重比較,結(jié)果如表2所示。經(jīng)Duncan檢驗(yàn),上述3種保存方法對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)生物量的影響存在顯著性差異(P＜0.05),其中對(duì)WD的影響存在極顯著性差異(P＜0.01)。經(jīng)過(guò)多重比較,-20°C冰凍保存導(dǎo)致強(qiáng)壯箭蟲(chóng)WW的損失程度比液氮小,與5%甲醛相比,2種保存方法之間無(wú)顯著性差異,5%甲醛保存和液氮保存對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)WW的影響不存在顯著性差異。5%甲醛保存導(dǎo)致強(qiáng)壯箭蟲(chóng)WD的損失程度比-20°C冰凍保存和液氮保存大,-20°C冰凍保存和液氮保存對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)WD的影響不存在顯著性差異。5%甲醛導(dǎo)致強(qiáng)壯箭蟲(chóng)W(C)的損失程度比-20°C 冰凍大,與液氮保存相比,2種方法之間無(wú)顯著性差異。-20°C冰凍保存和液氮保存對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)W(C)的影響不存在顯著性差異。5%甲醛保存導(dǎo)致強(qiáng)壯箭蟲(chóng)W(N)的損失程度比液氮保存大,與-20°C冰凍相比,2種方法之間無(wú)顯著性差異,-20°C冰凍保存和液氮保存對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)W(N)的影響差異性不大。

表2 強(qiáng)壯箭蟲(chóng)在5%甲醛、-20°C、液氮三種保存條件下生物量變化的多重比較Tab.2 Changes in biomass of Sagitta crassa preserved in 5%formalin,-20°C in liquid nitrogen

3 討論

本文采用膠州灣的優(yōu)勢(shì)浮游動(dòng)物中華哲水蚤和強(qiáng)壯箭蟲(chóng)為研究對(duì)象,以WW、WD、W(C)和W(N)為生物量指標(biāo),研究了5%甲醛,-20°C冰凍和液氮3種保存條件對(duì)其生物量的影響。對(duì)于甲殼類中華哲水蚤而言,保存2個(gè)月后,3種保存方式都會(huì)導(dǎo)致其下降,但是甲醛保存的中華哲水蚤在保存之初會(huì)有一個(gè)上升,之后迅速下降,Mills(1982)在“保存方法對(duì)海洋底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的影響”一文中也指出大多數(shù)生物在甲醛保存時(shí)最初生物量會(huì)上升,之后下降。研究發(fā)現(xiàn) 3種保存條件下WW的下降幅度分別是冰凍＞甲醛＞液氮。中華哲水蚤在甲醛保存條件下,在保存之初WW的上升可能是由中華哲水蚤體表的幾丁質(zhì)保護(hù)層等結(jié)構(gòu)在甲醛的作用下通透性增加,甲醛保存液進(jìn)入生物體內(nèi)所導(dǎo)致的。之后WW下降可能是由中華哲水蚤的細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)被破壞,體液流失量增加所導(dǎo)致的。而在冰凍和液氮保存條件下,WW一直下降的原因,推測(cè)是在保存過(guò)程中細(xì)胞膜受到損傷,體液流失造成的。導(dǎo)致中華哲水蚤WW出現(xiàn)以上變化趨勢(shì)的具體原因,還需要進(jìn)一步的生理生化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。與新鮮樣品相比,甲醛保存 2個(gè)月后,WD、W(C)和W(N)下降了,冰凍和液氮保存2個(gè)月后,其WD、W(C)和W(N)有所上升,增加幅度為液氮＞冰凍。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)不同的保存方法會(huì)導(dǎo)致浮游生物的生物量有不同的變化趨勢(shì)。Mills(1982)研究發(fā)現(xiàn)在10%的甲醛保存液中,只有雙殼類生物會(huì)出現(xiàn)明顯的生物量損失,而其他不同的生物則會(huì)出現(xiàn)生物量不同程度的上升或下降。Kalevi等(1979)研究了一種劍水蚤(Megacyclops gigas)在 4%甲醛、酸性魯格試劑、帶水在-20°C冰凍和用稀釋的甲醛溶液在-20°C保存后生物量的變化,研究表明,-20°C條件下用稀釋的甲醛溶液保存劍水蚤對(duì)生物量的影響最小,幾乎沒(méi)有損失,接近新鮮樣品的生物量,而4%甲醛和酸性魯格試劑,以及-20°C條件下用水保存的樣品則生物量損失較大。Fudge(1968)研究了新糠蝦類的Neomysis integer在保存后的生化成分變化,研究發(fā)現(xiàn)三氯乙酸(TCA)保存下的干重較新鮮樣品的WD要大,而蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物等成分則有所下降。而冰凍保存后的Neomysis integer各種化學(xué)成分都有所上升,WD較新鮮樣品上升了13%,與本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為相似。分析甲醛保存的樣品WD和W(C)先上升后下降,而W(N)一直下降的原因,可能是由于在保存初期,幾丁質(zhì)保護(hù)層在甲醛的作用下通透性增加,甲醛保存溶液進(jìn)入生物體內(nèi),同時(shí)體液流失導(dǎo)致小部分蛋白質(zhì)或是氨基酸也通過(guò)細(xì)胞膜和體壁滲透到體外,保存初期甲醛保存液的滲透作用大于體液的流失作用,由于甲醛含有豐富的C元素,因此使得WD和W(C)出現(xiàn)一個(gè)上升趨勢(shì),而W(N)則一直呈現(xiàn)下降趨勢(shì),而保存后期,由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完全被破壞,體液的流失作用增強(qiáng),因此WD和W(C)開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。分析在冰凍和液氮保存下,WD、W(C)和W(N)上升的原因,結(jié)合文獻(xiàn)資料(Fudge,1968)發(fā)現(xiàn),冰凍保存條件下,浮游動(dòng)物的蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂質(zhì)等成分都有所增加,導(dǎo)致WD的增加,具體原因尚不明確。而隨著保存時(shí)間的增加,冰凍條件下WD、W(C)和W(N)有所下降,推測(cè)可能是由某些耐冷微生物的繁殖消耗了部分的有機(jī)體導(dǎo)致的。而液氮條件下,極低的溫度有效地抑制了微生物的繁殖,因此液氮保存下的浮游動(dòng)物WD、W(C)和W(N)沒(méi)有出現(xiàn)下降趨勢(shì)。以上是作者依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合知識(shí)背景和查閱的資料,做出的推測(cè)和設(shè)想,導(dǎo)致中華哲水蚤WD、W(C)和W(N)出現(xiàn)以上變化的具體原因如何,還需要進(jìn)一步的生理生化分析進(jìn)行驗(yàn)證。單純從生物量損失的角度考慮,若是測(cè)量WW,推薦使用液氮保存的方法,相較于另外2種方法,這種方法導(dǎo)致WW的損失最小。若是測(cè)量WD、W(C)和W(N),則推薦使用冰凍保存方法,因?yàn)楸鶅霰４婧蟮臉悠菲渖锪孔罱咏鎸?shí)的生物量,而且在最初的下降之后,其變化逐漸趨于穩(wěn)定,波動(dòng)幅度較小。若通過(guò)體型-生物量方程來(lái)間接估算生物量時(shí),還需要考慮各種保存方法對(duì)浮游動(dòng)物體型的影響,以及操作可行性。

對(duì)于毛顎類的強(qiáng)壯箭蟲(chóng)而言,甲醛保存2個(gè)月以后,其WW大于WF。冰凍和液氮保存2個(gè)月后,其WW小于WF,其下降幅度為液氮＞冰凍。分析其原因,可能是由于強(qiáng)壯箭蟲(chóng)其生理結(jié)構(gòu)不存在幾丁質(zhì)層的保護(hù),而且在甲醛保存條件下強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的細(xì)胞膜被破壞,滲透調(diào)節(jié)功能消失,箭蟲(chóng)體液的滲透壓大于甲醛溶液,導(dǎo)致大量水分進(jìn)入箭蟲(chóng)體內(nèi),以致出現(xiàn)WW大于WF的現(xiàn)象。而在冰凍和液氮保存條件下,強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的細(xì)胞膜被破壞,體液大量流失,因此使得WW下降。強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的WD、W(C)和W(N)在3種保存方式下保存2個(gè)月后,都分別小于新鮮樣品的各生物量指標(biāo),下降幅度分別為甲醛＞液氮＞冰凍,但是在液氮保存的后期,強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的WD、W(C)和W(N)略有上升。分析其原因,由于在3種保存條件下強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的細(xì)胞膜被破壞,體液大量流失導(dǎo)致WD、W(C)和W(N)出現(xiàn)了明顯的下降,而在液氮保存后期,WD、W(C)和W(N)的增加可能是由生物體和液氮及周圍環(huán)境之間發(fā)生了某些反應(yīng)造成的,對(duì)導(dǎo)致此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因還需要進(jìn)一步的生理生化實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。關(guān)于保存方法對(duì)毛顎類動(dòng)物生物量影響的相關(guān)報(bào)道較少,Makoto Omori(1978)用以硼砂為緩沖劑的甲醛溶液和以四氮六甲圜為緩沖劑的甲醛溶液對(duì)拿卡箭蟲(chóng)(Sagitta nagae)進(jìn)行保存,研究其對(duì)拿卡箭蟲(chóng)生物量的影響,研究發(fā)現(xiàn)在以硼砂為緩沖劑的甲醛溶液中,保存前2.5天箭蟲(chóng)的有機(jī)質(zhì)和化學(xué)成分含量下降劇烈,之后變緩,保存1周后箭蟲(chóng)有機(jī)質(zhì)的損失達(dá)到21%,C損失34%,N損失49%,W(C):W(N)由8.5變?yōu)?1.0,保存1個(gè)月后生物量達(dá)到穩(wěn)定,損失速率幾乎變?yōu)?。以四氮六甲圜為緩沖劑的甲醛溶液中,在保存的前0.5 d,生物量和各化學(xué)成分迅速下降,之后的2d,生物量又有所上升,之后生物量緩慢下降,保存1周后,箭蟲(chóng)損失了13%的C和26%的N,但是有機(jī)質(zhì)的損失非常的小。浮游動(dòng)物在以四氮六甲圜為緩沖劑的甲醛溶液中比在以硼砂為緩沖劑的甲醛溶液中的生物量損失要小。單從生物量方面考慮,若是測(cè)量強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的WW,推薦使用甲醛保存方法,因?yàn)橄噍^于另外2種保存方法,甲醛保存下的強(qiáng)壯箭蟲(chóng),其WW最接近其真實(shí)值,而且變化也最穩(wěn)定,若是測(cè)量WD、W(C)和W(N),推薦使用冰凍保存方法,因?yàn)槠鋀D、W(C)和W(N)損失最小,其次是液氮保存。但是同樣,若采用體型-生物量方程間接估算其生物量,則需要綜合考慮其各種保存條件對(duì)體型的影響。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),甲醛保存對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)體型的影響最小,也最穩(wěn)定,而且操作起來(lái)也最簡(jiǎn)單,適合大樣本的研究。因此在選取一定的保存方法對(duì)強(qiáng)壯箭蟲(chóng)的生物量進(jìn)行研究時(shí),要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)可操作性等因素進(jìn)行綜合考慮和選擇。

查閱國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)綜合分析可以得出,不同的保存方法會(huì)導(dǎo)致浮游動(dòng)物生物量出現(xiàn)增加和降低不同的變化趨勢(shì),而且增加和降低的幅度也有所差異,這與采用的保存劑,保存條件、保存溶液的量,以及不同的保存方法對(duì)不同的浮游動(dòng)物作用機(jī)理不同等原因有關(guān),而且在操作過(guò)程中不同的操作方法,也會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定的差異。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物的生物量在保存的初期變化比較明顯,之后逐漸趨于穩(wěn)定,這與 Beers等(1976)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。各種保存方法對(duì)中華哲水蚤生物量的影響要小于強(qiáng)壯箭蟲(chóng),這可能與甲殼類生物表面的幾丁質(zhì)保護(hù)有關(guān),有效地抑制了體液的流失。經(jīng)各種保存方法處理后,浮游動(dòng)物 N的損失量要大于 C,這與許多已發(fā)表的研究結(jié)果類似(Williamset al,1982,Champalbertet al,1979)。據(jù)推測(cè),保存樣品中N的流失主要是由于一些自由氨基酸和小分子的含 N分子造成的,這些富含 N的物質(zhì)用來(lái)維持細(xì)胞內(nèi)的滲透壓(Beers,1976)。

本文選取中國(guó)近海兩種重要的浮游生物中華哲水蚤和強(qiáng)壯箭蟲(chóng)為研究對(duì)象,通過(guò)研究了解 5%甲醛、-20°C冰凍和液氮3種不同的保存條件對(duì)中華哲水蚤和強(qiáng)壯箭蟲(chóng)生物量的影響,為更為準(zhǔn)確地估算其生物量的真實(shí)值提供了一定的矯正因子,也為在不同條件下選取合適的保存方法提供了依據(jù)。中國(guó)近海浮游動(dòng)物種類豐富,不同的浮游動(dòng)物種類之間存在生理生化結(jié)構(gòu)上的差異,因此不同種類的浮游動(dòng)物在相同的保存條件下,生物量變化存在很大的差異。除本文所研究的這3種常見(jiàn)的浮游動(dòng)物保存方法外,不同濃度下的甲醛和乙醇,以及添加不同緩沖劑的甲醛溶液也是常見(jiàn)的浮游動(dòng)物保存方法。在以后的研究中,會(huì)進(jìn)一步增加不同的保存條件對(duì)中國(guó)近海海域更多浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類生物量的影響的研究,為全面、準(zhǔn)確地估算中國(guó)近海優(yōu)勢(shì)浮游動(dòng)物的生物量提供理論支持。

王 倩,孫 松,霍元子等,2010.膠州灣毛顎類生態(tài)學(xué)研究.海洋與湖沼,41(4):639—644

左 濤,王 克,李超倫,2003.南黃海中華哲水蚤體長(zhǎng)-干重的關(guān)系.水產(chǎn)學(xué)報(bào),27(增刊):103—105

孫 松,周 克,楊 波等,2008.膠州灣浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究I.種類組成.海洋與湖沼.39(1):1—7

孫曉霞,孫 松,王世偉等,2011.圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在膠州灣浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用.海洋與湖沼,42(5):647—653

楊 波,徐漢光,1988.黃海主要橈足類的生物量.大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào),3—4:35—42

陳亞瞿,朱啟琴,陳清潮,1980.東海浮游動(dòng)物量的分布特征.海洋學(xué)報(bào).2(4):115—121

徐兆禮,洪 波,朱明遠(yuǎn)等,2003.東海赤潮高發(fā)區(qū)春季浮游動(dòng)物生態(tài)特征的研究.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),14(7):1081—1085

Ajah P O,Nunoo F K E,2003.The Effect of Four Preservation Methods on Length,Weight and Condition Factor of the ClupeidSardinella auviritaVal.1847.J.Appl.Ichthyol.19(2003):391—393

Beers J R,1976.Determation of zooplankton biomass.Paris:Unesco Press,35—84

Champalbert G,Kerambrun P,1979.Influence du mode de conservation sur la composition chimique élémentaire de Pontella mediterranea(Copepoda:pontellidae).Marine Biology,51(4):357—360

Donald G L,Paterson C G,1977.Effect of Preservation on Wet Weight Biomass of Chironomid Larvae.Hydrobiologia,53(1):75—80

Dumont H J,Van de Velde I,Dumont S,1975.The Dry Weight Estimate of Biomass in a Selection of Cladocera,Copepoda and Rotifera from the Plankton,Periphyton and Benthos of Continental Waters.Oecologia(Berl),19:75—97

Fudge H,1968.Biochemical Analysis of Preserved Zooplankton.Nature,219:380—381

Gaston G R,Bartlett J H W,Mcallister A P,1996.Biomass Variations of Estuarine Macrobenthos Preserved in Ethanol and Formalin.Estuaries,19(3):674—678

Gigugre L A,St-Pierre J F,Bernier Bet al,1989.Can We Estimate the True Weight of Zooplankton Samples after Chemical Preservation? Can J Fish Aquat Sci,46:522—527

Kuhlmann D,Fukuhara O,Rosenthal H,1982.Shrinkage and Weight Loss of Marine Fish Food Organisms Preserved in Formalin.Bull Nansei Reg Fish Res Lab,14:13—18

Leuven R S E W,Brock T C M,van Druten H A M,1985.Effects of Preservation on Dry-and Ash-Free Dry Weight Biomass of Some Common Aquatic Macro-invertebrates.Hydrobiologia,127:151—159

Mills E L,Pittman K,Munroe B,1982.Effect of Preservation on the Weight of Marine Benthic Invertebrates.Can J Fish Aquat Sci,39:221—224

Morris R J,1972.The preservation of Some Oceanic Animals for lipid Analysis.Journal of the Fisheries Research Board of Canada,29(9):1303—1307

Omori M,1978.Some Factors Affecting on Dry Weight,Organic Weight and Concentrations of Carbon and Nitrogen in Freshly Prepared and in Preserved Zooplankton.Hydrobiol,63(2):261—269

Salonen K,Sarvala J,1980.The Effect of Different Preservation Methods on the Carbon Content of Megacyclops Gigas.Hydrobiologia,72:281—285

Wiliams R,Robins D B,1982.Effects of Preservation on Wet Weight,Dry Weight,Nitrogen and Carbon Contents of Calanus helgolandicus(Crustacea:Copepoda).Marine Biology,71:271—281