山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域細(xì)菌及相關(guān)因素的研究

單筱涵，馮延凱，李雪，讓笑展，崔龍波

（煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005）

山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域位于山東四十里灣[1]，地處黃海北部和山東半島東北部，是我國(guó)北方重要的淺海貝類養(yǎng)殖區(qū)。由于四十里灣為半封閉型海域，水體交換能力差[2]，因此該養(yǎng)殖海域的水質(zhì)條件在很大程度上影響了貝類海水養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。海水中的弧菌是影響貝類養(yǎng)殖的一類條件致病菌，而異養(yǎng)細(xì)菌含量的多少能在一定程度上反映出養(yǎng)殖海域的污染程度[3]，我國(guó)在《海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》中將弧菌數(shù)量和異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)列入增養(yǎng)殖區(qū)海水監(jiān)測(cè)指標(biāo)[4]。水溫、酸堿度以及鹽度等環(huán)境因子也對(duì)貝類的存活和生長(zhǎng)狀態(tài)有著重要影響，水溫和酸堿度主要影響貝類體內(nèi)消化酶活性，進(jìn)而影響個(gè)體新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育，鹽度的變化則影響貝類滲透壓的穩(wěn)定性[5]。此外，溶解氧及透明度也是影響和評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要指標(biāo)。該文通過(guò)對(duì)貝類養(yǎng)殖海域細(xì)菌及相關(guān)因素展開(kāi)研究，旨在確定貝類養(yǎng)殖的適宜環(huán)境，為養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖提供相應(yīng)技術(shù)支持，從而促進(jìn)該海域貝類養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 采樣站位與時(shí)間

采樣地點(diǎn)位于山東煙臺(tái)養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域，根據(jù)貝類實(shí)際養(yǎng)殖區(qū)的位置，共劃分3 處采樣海域（圖 1），分別設(shè)為 M1、M2 和 M3，每處海域分別設(shè)置2 個(gè)平行采樣站位。于2019 年5—11 月（海灣扇貝養(yǎng)殖周期）的每月中旬采樣1 次。

圖1 山東養(yǎng)馬島采樣站位

1.2 樣品采集及檢測(cè)

水樣的采集使用有機(jī)玻璃采水器。水溫（T）、鹽度（S）、酸堿度（pH 值）和溶解氧（DO）由美國(guó)奧立龍便攜式水質(zhì)分析儀（520A-01A）于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，水質(zhì)透明度由塞氏盤測(cè)定，以上檢測(cè)項(xiàng)目均按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[6]所提供的方法執(zhí)行。各站位另取20 mL水樣裝入無(wú)菌袋中，放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，按照《海洋調(diào)查規(guī)范》[7]平板涂布法進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)及菌落計(jì)數(shù)。其中，弧菌采用TCBS 平板計(jì)數(shù)法，培養(yǎng)48 h 后記錄黃色與綠色菌落數(shù)；異養(yǎng)細(xì)菌于2116 E 海洋細(xì)菌培養(yǎng)基平板上涂布[8]，培養(yǎng)3～7 d 后計(jì)數(shù)。

1.3 評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 細(xì)菌污染評(píng)價(jià) 依據(jù)《海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》[9]中“異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)表”（表1），對(duì)養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域的細(xì)菌污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)表

1.3.2 水質(zhì)評(píng)價(jià) 采用內(nèi)梅羅指數(shù)法中的單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法對(duì)養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域的水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)單因子指數(shù)法可以確定主要的污染物及其危害程度，一般以污染指數(shù)（Pi）表示，即：

式中：Pi——某污染因子的污染指數(shù)

Ci——某污染因子的實(shí)際測(cè)量含量

Ci0——某污染因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)）

（1）pH 值的污染指數(shù)如下：

式中：SpH——pH 值的污染指數(shù)

pH——pH 值的實(shí)測(cè)值

pHsu——pH 值標(biāo)準(zhǔn)的上限值（8.5）

pHsd——pH 值標(biāo)準(zhǔn)的下限值（7.8）

（2）溶解氧的污染指數(shù)如下：

式中：Pi——溶解氧的污染指數(shù)

Cim——該次調(diào)查中溶解氧的最大值

Ci——溶解氧的實(shí)測(cè)值

Ci0——溶解氧的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（5 mg/L）

根據(jù)單因子污染指數(shù)（Pi）確定海水某污染因子危害程度的等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)如表2。

由于單因子指數(shù)法不能全面地反映貝類養(yǎng)殖海域的污染程度，進(jìn)而采用綜合指數(shù)（P）法對(duì)海域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[10]：

表2 根據(jù)單因子指數(shù)水質(zhì)等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)

式中：P——內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

Pmax——所測(cè)污染因子中最大的污染指數(shù)

根據(jù)內(nèi)梅羅綜合指數(shù)（P）確定海水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表3。

表3 海水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

海灣扇貝生長(zhǎng)迅速，一般只需要5～6 個(gè)月的養(yǎng)殖時(shí)間。在2019 年海灣扇貝養(yǎng)殖周期的5—11月份，山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域的細(xì)菌及水溫、鹽度、透明度、酸堿度和溶解氧的檢測(cè)結(jié)果如下。

2.1 弧菌

弧菌是海洋環(huán)境中分布最廣泛的細(xì)菌類群之一，為一類條件致病菌，可造成貝類面盤上的細(xì)胞脫落或解體等癥狀，夏季貝類的大量死亡常伴隨著弧菌病的高發(fā)病率[11]。檢測(cè)結(jié)果表明，養(yǎng)馬島M1、M2 和M3 站位的弧菌數(shù)量分別為26～195 CFU/mL、2.5～350 CFU/mL 和 1.5～2 440 CFU/mL（圖 2）。M2站位的平均數(shù)量低于M1 和M3 站位，三個(gè)站位的弧菌數(shù)最大峰值均出現(xiàn)在7、8 月，符合弧菌夏季增長(zhǎng)的特點(diǎn)。總體來(lái)說(shuō)，山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域平均弧菌數(shù)量總體水平較低，對(duì)扇貝養(yǎng)殖的影響程度小，但仍應(yīng)注意夏季弧菌數(shù)量的監(jiān)測(cè)，避免弧菌大量增生，導(dǎo)致弧菌病的爆發(fā)從而影響貝類養(yǎng)殖。

圖2 山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域弧菌變化

2.2 異養(yǎng)細(xì)菌

山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量評(píng)價(jià)分析，養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域污染程度具區(qū)域差異性和月際差異性。一方面，M3 站位離岸遠(yuǎn)，人為因素對(duì)其產(chǎn)生的污染相對(duì)于M1 和M2 站位較輕，故同月份相比M3 站位的異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量少于其他海區(qū)。另一方面，異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量在夏季明顯增加，但最高數(shù)值均出現(xiàn)在11 月，這可能與夏季水溫升高和11 月扇貝成熟期正在進(jìn)行的扇貝收獲有一定關(guān)系，因大量扇貝及其養(yǎng)殖網(wǎng)籠的移動(dòng)致使其附著的雜質(zhì)污染了養(yǎng)殖海域。根據(jù)異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)表（表1），養(yǎng)馬島養(yǎng)殖海域的污染等級(jí)大多為輕度或中度污染，這可能與距離煙臺(tái)市區(qū)較近有關(guān)。盡管該海域無(wú)明顯污染跡象，貝類養(yǎng)殖過(guò)程中亦無(wú)疾患發(fā)生，但仍需日后進(jìn)一步監(jiān)測(cè)與規(guī)范養(yǎng)殖技術(shù)，營(yíng)造良好的貝類養(yǎng)殖環(huán)境。

表4 山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)及污染程度

站位 月份 異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)/（CFU·mL-1） 水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)9 M1 305 輕污染10 615 輕污染11 1 380 中污染5 M2 92.5 清潔6 1 800 中污染7 1 160 中污染8 1 002.5 中污染9 1 775 中污染10 1 405 中污染11 4 100 中污染6 M3 255 輕污染7 700 輕污染8 700 輕污染9 376 輕污染10 235 輕污染11 1 730 中污染

2.3 水溫

養(yǎng)馬島海域水溫呈季節(jié)性變化，范圍是9.7~25.7 ℃（圖 3），其中 8 月份水溫最高，在 11 月達(dá)到最低值。海灣扇貝適溫性廣，可在10~31 ℃的水溫條件下正常生長(zhǎng)，其最佳生長(zhǎng)溫度為24~28 ℃[12]，在10 ℃以下生長(zhǎng)緩慢，5 ℃以下則停止生長(zhǎng)。養(yǎng)馬島養(yǎng)殖海域的水溫總體來(lái)說(shuō)滿足海灣扇貝等貝類生長(zhǎng)所需條件，有利于其養(yǎng)殖。

圖3 山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域溫度及鹽度變化

2.4 鹽度

貝類耐鹽范圍為16 至43，適鹽范圍為21 至35，范圍廣泛[13]。在適鹽范圍內(nèi)，貝類可以保持滲透壓調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域的鹽度范圍為30.9 至31.9（圖3），位于貝類的適鹽范圍內(nèi)，非常適于貝類的生長(zhǎng)。

2.5 透明度

海水透明度直接與海水中懸浮物的含量有關(guān)，同時(shí)存在季節(jié)性變化，在夏季透明度最大，其次是春季和秋季，冬季最小[14]。透明度也可作為預(yù)報(bào)赤潮災(zāi)害的參數(shù)，透明度值低于1.6 m 在一般情況下可作為赤潮預(yù)警的標(biāo)準(zhǔn)值[15]。養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域海水透明度為 0.97～3.90 m（圖 4），其中 11 月份透明度明顯降低可能與正在進(jìn)行扇貝的收獲以及風(fēng)浪的影響有關(guān)。

2.6 酸堿度

一般貝類適宜的pH 值在8 左右，過(guò)高或過(guò)低的pH 值不僅影響貝類幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)[16]，更會(huì)使得貝類消化道內(nèi)酶活性下降，導(dǎo)致其攝食和消化能力降低。檢測(cè)結(jié)果表明，養(yǎng)馬島海域pH 值為7.83～8.2（圖4），總體在8 上下略微浮動(dòng)，除5 月pH 值略為偏低，其余月份差異較小，變化趨勢(shì)較為一致，均符合海水水質(zhì)一、二類標(biāo)準(zhǔn)，適宜貝類養(yǎng)殖。

2.7 溶解氧

水中溶解氧的多少是水體自凈能力的衡量指標(biāo)之一，對(duì)水中養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)具有重要意義。山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域溶解氧最大值為5 月的9.6 mg/L，最小值為 10 月的 6.2 mg/L（圖 5），該海域溶解氧含量符合海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)（6 mg/L）。水中溶解氧的含量與空氣中氧的分壓及海水的溫度密切相關(guān)，由于自然情況下空氣中的含氧量變動(dòng)較小，故水溫是影響?zhàn)B馬島貝類養(yǎng)殖海域中溶解氧含量的主要因素。由圖5 可以看出，水溫與溶解氧在一定限度內(nèi)呈反比，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。

圖4 山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域透明度及酸堿度變化

圖5 山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域溫度及溶解氧變化

2.8 水質(zhì)評(píng)價(jià)

通過(guò)內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域海水質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，其單因子pH 值和DO 污染指數(shù)（Pi）以及綜合指數(shù)（P）見(jiàn)表5。由表5 可知，養(yǎng)馬島3 個(gè)站位pH 值和DO 單因子污染指數(shù)均小于1，根據(jù)單因子指數(shù)污染等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)（表2），養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域水質(zhì)等級(jí)為清潔級(jí)。采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法進(jìn)行全面評(píng)價(jià)可得，所有站位的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)均小于0.75，根據(jù)海水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域環(huán)境均為I、II 類，水質(zhì)基本清潔，有利于貝類養(yǎng)殖。

表5 山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域水質(zhì)評(píng)價(jià)

3 結(jié)論

①山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域弧菌數(shù)量總體較少，對(duì)貝類養(yǎng)殖威脅性??；異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量主要受季節(jié)的影響以及與海面作業(yè)有關(guān)。②養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域水溫、鹽度、透明度、酸堿度及溶解氧均位于正常范圍，其中pH 值、DO 值符合海水水質(zhì)一、二類標(biāo)準(zhǔn)，適宜貝類的生長(zhǎng)。③根據(jù)內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，山東養(yǎng)馬島貝類養(yǎng)殖海域水質(zhì)較清潔，環(huán)境污染程度低。