不同養(yǎng)殖類型池塘藻類群落特征

武秀國　蘇彥平　陳修報(bào)　等

摘要：2013 年4—9 月對(duì)3種養(yǎng)殖類型池塘[養(yǎng)殖過程投餌的大宗淡水魚養(yǎng)殖池塘（N1R7）、不投餌料的背角無齒蚌高密度（N4R6）、低密度（N1R3）養(yǎng)殖池塘]的藻類群落結(jié)構(gòu)和水體理化因子（溫度、pH值、濁度、透明度、溶解氧、總固溶物、鹽度、電導(dǎo)率、電阻率）定期調(diào)查分析。結(jié)果表明，共鏡檢出藻類7 門58 種，其中綠藻35 種、藍(lán)藻11 種、硅藻8 種、甲藻1 種、隱藻1 種、裸藻1 種、金藻1 種；N1R7池塘中優(yōu)勢種為微囊藻、色球藻、四尾柵藻、蹄型藻等；N4R6池塘中藻類優(yōu)勢種種類較多，為微囊藻、色球藻、魚腥藻、螺旋藻、雙對(duì)柵藻、單生卵囊藻、小球藻、尖針桿藻等；N1R3池塘中優(yōu)勢種為微囊藻、色球藻、魚腥藻、小球藻等；各池塘藻類生物量總體呈逐月增加趨勢，變化范圍為細(xì)胞數(shù)2.02×106～27.20×106 個(gè)/L；3種池塘中藻類生物量總體上呈N1R7>N4R6>N1R3的趨勢，而其多樣性指數(shù)總體上呈N1R3>N1R7>N4R6的趨勢；調(diào)查期間，溫度、pH值呈逐月增加趨勢，而濁度總體上呈N1R3>N1R7>N4R6的趨勢；各池塘藻類生物量與水體濁度、溫度、pH值等水質(zhì)因子呈顯著正相關(guān)；餌料投喂可引起養(yǎng)殖池塘的富營養(yǎng)化和藻類尤其是藍(lán)藻的快速增殖；養(yǎng)殖池塘藻類群落結(jié)構(gòu)和水質(zhì)因子的變動(dòng)明顯受到養(yǎng)殖密度的影響。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖池塘；大宗淡水魚；背角無齒蚌；藻類；群落

中圖分類號(hào)： S968.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）01-0227-04

收稿日期：2014-03-01

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31072214）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（編號(hào)：CARS-46）。

作者簡介：武秀國（1990—），男，安徽全椒人，碩士研究生，主要從事漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)研究。E-mail：wxg1990@126.com。

通信作者：楊健，教授，主要從事漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)研究。Tel：（0510）85557823；E-mail：jiany@ffrc.cn。藻類對(duì)養(yǎng)殖池塘水體環(huán)境有重要的調(diào)節(jié)作用，是營造池塘良好水色和合適透明度的基礎(chǔ)，是調(diào)節(jié)水體溶解氧、營養(yǎng)鹽的重要參與者，同時(shí)作為初級(jí)生產(chǎn)者在池塘生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起很大作用。因此，闡明養(yǎng)殖池塘中藻類組成、數(shù)量分布、優(yōu)勢種演替規(guī)律及藻類群落結(jié)構(gòu)的影響因子對(duì)于漁業(yè)生產(chǎn)很有必要。Hosper[1]、Reeders等[2]在荷蘭的一些湖泊中利用斑馬貽貝（Dreissena polymorpha）開展調(diào)控試驗(yàn)，結(jié)果顯示貽貝對(duì)藻類具有較好的控制作用。Caraco等認(rèn)為，河蜆種群的定居和擴(kuò)展是美國哈德遜（Hudson）河中浮游植物減少和群落結(jié)構(gòu)改變的主要因素[3]。楊東妹等研究了背角無齒蚌（Anodonta woodiana）濾食對(duì)浮游藻類結(jié)構(gòu)的影響，認(rèn)為蚌的高強(qiáng)度濾食能夠顯著減少所有浮游藻類的數(shù)量和生物量，提高水體透明度，改變微型生態(tài)系統(tǒng)中浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)[4]。彭聰聰?shù)妊芯苛酥榻涌趨^(qū)羅非魚養(yǎng)殖池塘中浮游微藻的群落特征，認(rèn)為養(yǎng)殖池塘水體普遍富營養(yǎng)化，造成水體中藻類種類豐富，生物量快速增長，藻類生物量多與COD、DIN等營養(yǎng)因子呈顯著正相關(guān)關(guān)系，另外該研究發(fā)現(xiàn)池塘中藻類群落結(jié)構(gòu)和水質(zhì)因子的變動(dòng)也受羅非魚濾食作用的影響[5]。因此，淡水雙殼軟體動(dòng)物和大宗淡水魚類均可能會(huì)對(duì)水體中藻類群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。

背角無齒蚌在我國廣泛分布于江河、湖泊、水庫、溝渠、池塘中，多棲息于淤泥底質(zhì)、水流略緩或靜水水域內(nèi)[6]。背角無齒蚌和大多數(shù)濾食性魚類均對(duì)水體中藻類有濾食作用，而背角無齒蚌標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖過程中不會(huì)投喂大量餌料，因此其水體中富營養(yǎng)化程度較投餌的大宗淡水魚養(yǎng)殖池塘中要低很多，這也將增加池塘中藻類群落結(jié)構(gòu)的差異性。本研究探討了不同養(yǎng)殖類型池塘中藻類群落結(jié)構(gòu)特征與水體理化因子變化特征，以期為了解漁業(yè)生產(chǎn)過程中利用背角無齒蚌改善水質(zhì)與控制藻類的可行性提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1藻類樣品采集與處理

2013年4—9月，逐月對(duì)中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心（江蘇省無錫市）南泉基地投餌的大宗淡水魚養(yǎng)殖池塘（N1R7）和不投餌的背角無齒蚌高密度（N4R6）、低密度（N1R3）養(yǎng)殖池塘進(jìn)行采樣分析。各池塘平均水深1.5 m，全封閉養(yǎng)殖，沒有明顯的外源污染物。其中，池塘N1R7中養(yǎng)殖的大宗淡水魚為鯽魚，池塘N1R3、N4R6中均為標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖的背角無齒蚌，養(yǎng)殖密度分別為3萬、10.5萬個(gè)/hm2，均為網(wǎng)箱吊養(yǎng)。采樣時(shí)在各池塘上風(fēng)向、下風(fēng)向兩端處各取樣1次，分別于水下約1 m處用2.5 L采水器采取水樣1份，倒入聚乙烯塑料瓶中充分混合均勻，取1 L混合水樣加入10 mL魯哥氏液靜置濃縮2 d。去除上清液，取0.1 mL濃縮液于顯微鏡下用浮游植物記數(shù)框鑒定。

1.2水體理化因子的測定

在采樣的同時(shí)，對(duì)采樣水域中水體理化因子進(jìn)行測定，其中溶解氧使用梅特勒托利多便攜式溶氧儀（型號(hào)Seven Go Pro SG 6）測定，水體總固溶物、鹽度、電導(dǎo)率、電阻率使用梅特勒托利多電導(dǎo)率儀（型號(hào)Seven GoTM，SG 3）測定，濁度使用便攜式濁度計(jì)（型號(hào)TN 100）測定，溫度、pH值使用便攜式pH計(jì)測定，水體透明度使用黑白透明度盤測定。

1.3浮游藻類樣品分析

在光學(xué)顯微鏡下，參照《中國淡水藻類》[7]、《淡水微型生物圖譜》[8]等資料對(duì)藻類樣品進(jìn)行定性鑒定和定量計(jì)數(shù)。

多樣性分析采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表示：

H′=-∑QilnQi；

Qi=ni/N1。

式中：H′ 為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)；Qi為第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例；ni為物種i的個(gè)體數(shù)；N1為群落樣本個(gè)體總數(shù)。

優(yōu)勢度分析采用優(yōu)勢度表示：

Y=ni/N2×fi。

式中：N2是樣品中各類藻類總數(shù)；fi為該種在該地區(qū)出現(xiàn)的頻率，在本研究中默認(rèn)為1。

參照謝立民等[9]、查廣才等[10]的方法，本研究中把樣品中個(gè)體總數(shù)量占10%以上的確定為優(yōu)勢種，其中占40%以上的定為強(qiáng)優(yōu)勢種，占1%～ 10%的定為常見種，在1%以下或只在個(gè)別水樣中出現(xiàn)的定為稀有種。

生物量的計(jì)算是以在顯微鏡下鏡檢出的藻類細(xì)胞數(shù)量為準(zhǔn)，即1 L水樣中所含藻類的總細(xì)胞數(shù)量。

2結(jié)果與分析

2.1水體理化因子的變化動(dòng)態(tài)

各池塘水體理化因子指標(biāo)如圖1所示。試驗(yàn)期間水溫為15.8～32.1 ℃，各池塘水溫變化趨勢一致，前期、中期水溫逐漸升高，至9月開始下降；透明度為25～90 cm，隨著試驗(yàn)進(jìn)行，整體呈下降趨勢；濁度為4.5～42.6 NTU，整體呈上升趨勢；pH值為6.0～9.7，各池塘pH值變化趨勢一致，均呈上下波動(dòng)變化；溶解氧含量為5.8～17.6 mg/L，各池塘變化趨勢不明顯，呈波動(dòng)變化；各池塘鹽度保持在0.14～0.21 g/L，較為平穩(wěn)；總固溶物含量為148～221 mg/L，整體呈上升趨勢，至9月開始下降；電阻率為2 260～3 380 Ω·cm，電導(dǎo)率為296～442 μS/cm，呈上下波動(dòng)。

2.2藻類種類組成

各池塘共鑒定出藻類7 門58 種，其中綠藻35 種、藍(lán)藻11 種、硅藻8 種、甲藻1 種、隱藻1 種、裸藻1 種、金藻1 種。藍(lán)藻、綠藻為常見種和優(yōu)勢種，種類較多；甲藻、隱藻、裸藻、金藻的一些種類也較常見；其他均為稀見種。各池塘鏡檢出藻類種類數(shù)也不同（表1），總體來看池塘N1R7中檢測出的藻類種類數(shù)多于池塘N1R3、N4R6。

2.3藻類生物量變動(dòng)

如圖2所示，試驗(yàn)期間各養(yǎng)殖池塘藻類生物量（細(xì)胞數(shù)）為（2.02～27.20）×106 個(gè)/L。各池塘藻類生物量在試驗(yàn)期間變化較大，整體上呈增長趨勢，在7月增長最快，到8月達(dá)到最高值，到9月開始下降。

表1各養(yǎng)殖池塘藻類種類數(shù)鏡檢結(jié)果

時(shí)間藻類種類數(shù)（種）池塘N1R7池塘N1R3池塘N4R64月2318245月2124296月3021137月2736218月2723189月272017

各池塘中藍(lán)藻生物量所占比例很高，最多達(dá)到總量的80%以上，顯示出3個(gè)養(yǎng)殖池塘的藻類群落以藍(lán)藻種類為絕對(duì)優(yōu)勢種的共性。

2.4藻類優(yōu)勢種的組成

各池塘藻類優(yōu)勢種組成情況如表2所示。各池塘中藍(lán)藻門的微囊藻、色球藻、魚腥藻等為常見優(yōu)勢種，綠藻門的小球藻、雙對(duì)柵藻、腎形藻屬和硅藻門的針桿藻等偶爾也可以成為優(yōu)勢種。

表2各養(yǎng)殖池塘中藻類優(yōu)勢種的月度變動(dòng)情況

月份池塘N1R7池塘N1R3池塘N4R6優(yōu)勢種優(yōu)勢度優(yōu)勢種優(yōu)勢度優(yōu)勢種優(yōu)勢度4月

微囊藻色球藻四尾柵藻0.4100.1260.106魚腥藻0.862微囊藻魚腥藻0.2850.2535月

微囊藻蹄型藻0.4810.135微囊藻色球藻尖針桿藻0.2950.1410.132微囊藻小球藻0.3670.1276月

微囊藻色球藻0.4200.340微囊藻大螺旋藻0.3690.322微囊藻色球藻0.4340.4247月

微囊藻色球藻銀灰平裂藻0.4340.2180.140微囊藻雙對(duì)珊藻腎形藻0.1810.1220.154微囊藻色球藻0.6160.3058月

微囊藻色球藻0.4200.390微囊藻大螺旋藻單生卵囊藻0.2000.1520.255微囊藻色球藻柱胞藻0.4520.1540.2309月

微囊藻色球藻0.3500.256微囊藻大螺旋藻小球藻0.2940.1180.199微囊藻色球藻0.6200.191

2.5藻類群落的多樣性

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)反映了池塘藻類群落的生態(tài)信息含量大小，可衡量群落的抗干擾能力。由表3可見，各池塘的多樣性指數(shù)為0.70～2.59。生物多樣性分級(jí)可按照生物多樣性閾值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)（表4）。在本研究期內(nèi)，池塘N1R7中藻類群落多樣性指數(shù)整體呈下降趨勢，至9 月有所上升，多樣性一般；池塘N1R3中藻類群落多樣性指數(shù)隨時(shí)間變化趨勢明顯，從初期多樣性指數(shù)較低演變?yōu)橹泻笃诙鄻有灾笖?shù)較高，多樣性指數(shù)較好，說明該池塘中藻類群落能夠更加充分高效地利用資源，具有較高的抵御外來干擾的能力；池塘N4R6中藻類群落多樣性指數(shù)在初期較好，后期持續(xù)下降，多樣性一般，顯示其池塘藻類群落結(jié)構(gòu)較為單一。

表3各養(yǎng)殖池塘藻類群落生物多樣性指數(shù)

時(shí)間生物多樣性指數(shù)池塘N1R7池塘N1R3池塘N4R64月2.020.702.305月1.912.332.406月1.681.821.277月1.772.591.098月1.502.201.549月2.102.241.27平均值1.831.981.64

表4生物多樣性閥值的分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[11]

評(píng)價(jià)等級(jí)生物多樣性指數(shù)閥值等級(jí)描述Ⅰ<0.6多樣性差Ⅱ0.6～1.5多樣性一般Ⅲ1.6～2.5多樣性較好Ⅳ2.5～3.5多樣性豐富Ⅴ>3.5多樣性非常豐富

3結(jié)論與討論

3.1大宗淡水魚養(yǎng)殖池塘中藻類群落結(jié)構(gòu)和理化因子變化特征

在本研究中，池塘N1R7中藻類群落結(jié)構(gòu)較池塘N1R3、N4R6中藻類的種類豐富、生物量高，但生物多樣性低。這表明在養(yǎng)殖過程中餌料投入可引起池塘水體富營養(yǎng)化和藻類尤其是藍(lán)藻的快速繁殖，表現(xiàn)為消耗水體中的CO2，從而促使水體pH值上升。這種環(huán)境變化更有利于藍(lán)藻生長，而不利于其他藻類生長[12]。在自然水體中，大宗淡水魚主要以藻類為食，對(duì)水體中藻類有濾食作用[13-14]，能夠顯著改變水體中藻類群落結(jié)構(gòu)。而在人工養(yǎng)殖池塘中，大量投入餌料使所養(yǎng)魚類對(duì)藻類的攝食力度明顯下降。同時(shí)，大量投入餌料也引起水質(zhì)變化，其中最顯著的變化是水體中營養(yǎng)物質(zhì)增加。相較于池塘N1R3、N4R6，池塘N1R7的特點(diǎn)是富營養(yǎng)化、高濁度、透明度低。有學(xué)者提出，在高濁度、低透明度的環(huán)境下更有利于絲狀藍(lán)藻的生長，這是因?yàn)槠涔夂献饔迷诟吖庹障聲?huì)受到抑制[15]。因此，N1R7池塘中藍(lán)藻的優(yōu)勢地位造成了該池塘中較高的藻類群落生物量和較低的生物多樣性。

相較于池塘N1R3、N4R6，池塘N1R7水體中的濁度和總固溶物表現(xiàn)為較高水平，而溶解氧、鹽度、電阻率、電導(dǎo)率、透明度的波動(dòng)性則較大，其中溶解氧波動(dòng)最為明顯。這可能是相較于背角無齒蚌，魚類的活動(dòng)能力更強(qiáng)，因而水體氧的利用程度也較大，并對(duì)水體環(huán)境的擾動(dòng)也較大。養(yǎng)殖過程中投餌應(yīng)該是水體中濁度及總固溶物含量增加的重要原因。

3.2背角無齒蚌養(yǎng)殖池塘中藻類群落結(jié)構(gòu)和理化因子變化特征

池塘N1R3、N4R6的水體理化因子較池塘N1R7總體表現(xiàn)為透明度較高、濁度較低，溶解氧、總固溶物、電阻率、電導(dǎo)率波動(dòng)較小，其原因可能主要為高密度養(yǎng)殖的背角無齒蚌能夠顯著減少所有浮游藻類數(shù)量，提高水體透明度，改善水質(zhì)[1]，并改變?cè)孱惖膬?yōu)勢種[16]。濾食性貝類的濾水率在一定溫度范圍內(nèi)會(huì)隨溫度的升高而加大，而背角無齒蚌的溫度峰值出現(xiàn)在25 ℃，最適宜pH值在8左右，過酸或過堿的水體中都會(huì)抑制蚌的生長，使其無法起到有效控制水質(zhì)的作用[17]，本研究中水溫基本保持在25 ℃以上，pH值保持在8左右，理論上保持了背角無齒蚌最佳濾水率的狀態(tài)。池塘N1R3、N4R6中的溫度、pH值均處于文獻(xiàn)中背角無齒蚌的適宜范圍內(nèi)，因此可以認(rèn)為其濾食性處于較佳狀態(tài)，這也可從相關(guān)池塘中藻類群落生物量受到明顯抑制的現(xiàn)象得到印證。較投餌的池塘N1R7而言，池塘N1R3、N4R6中藻類群落優(yōu)勢種數(shù)明顯多于前者，總生物量也明顯低于前者，這表明背角無齒蚌對(duì)池塘中藻類尤其是作為優(yōu)勢種地位的藍(lán)藻有明顯的抑制作用，這與盧敬讓等的研究結(jié)果[18]一致，雖然藍(lán)藻不是河蚌適口的餌料，但是河蚌獨(dú)具晶桿體可分泌晶桿酶消化藍(lán)藻。同時(shí)，背角無齒蚌對(duì)水體中藻類的濾食作用應(yīng)該沒有顯著的選擇性，即其在濾食過程中對(duì)優(yōu)勢種藻類的攝食比例會(huì)明顯高于其他常見種和稀見種藻類，這客觀上對(duì)優(yōu)勢種尤其是藍(lán)藻快速增殖有較強(qiáng)的抑制作用[19]?？梢哉J(rèn)為背角無齒蚌可以通過一定的攝食壓力對(duì)藻類乃至于浮游植物群落的構(gòu)成產(chǎn)生顯著影響，完全能起到改善水質(zhì)的作用。因此，在魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)中采用一些魚、蚌混養(yǎng)模式應(yīng)該可以減輕養(yǎng)殖池塘水體富營養(yǎng)化。

此外，相比較于池塘N4R6，池塘N1R3中藻類群落結(jié)構(gòu)有明顯不同。在本研究前期，池塘N1R3表現(xiàn)為藻類種類數(shù)量較少、多樣性較低、生物量較高、優(yōu)勢種優(yōu)勢度高；而到了6月后，2個(gè)池塘中藻類群落發(fā)生了明顯變化，池塘N4R6的藻類種類數(shù)量減少、多樣性降低、生物量升高、優(yōu)勢種優(yōu)勢度提高，這可能與背角無齒蚌的養(yǎng)殖密度有關(guān)，因此在高溫的夏季適當(dāng)調(diào)整背角無齒蚌的養(yǎng)殖密度，可能對(duì)控制池塘水質(zhì)效果更好。

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