水溫、底質(zhì)對(duì)不同規(guī)格毛蚶潛砂行為的影響

張 揚(yáng)，姜亞洲，凌建忠，孫 鵬，王 杰，江天棋，唐保軍

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306)

行為是動(dòng)物適應(yīng)自然環(huán)境的主要手段，行為可塑性在動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境變化的過(guò)程中發(fā)揮重要作用[1]。動(dòng)物的行為特性也是長(zhǎng)期進(jìn)化形成的，是動(dòng)物與生態(tài)環(huán)境相互作用的結(jié)果[2]。研究動(dòng)物的行為以及對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)，有助于了解動(dòng)物的適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。

灘涂貝類大多潛居于潮間帶或潮下帶灘涂底質(zhì)中，營(yíng)底棲生活[3-4]。灘涂底質(zhì)是埋棲型貝類覓食、棲息和躲避敵害的場(chǎng)所，灘涂底質(zhì)環(huán)境直接影響貝類的種類分布、組成、生長(zhǎng)和繁殖，也影響貝類的潛砂行為。研究發(fā)現(xiàn)，底質(zhì)粒徑大小影響魁蚶(Scapharcabroughtonii)稚貝的初潛時(shí)間[3]；加州扁鳥蛤(Clinocardiumcaliforniense)的潛沙率與底質(zhì)含沙量呈正相關(guān)[5]。同時(shí)，水溫等環(huán)境因子以及規(guī)格大小也影響貝類的潛砂能力。20 °C的條件下魁蚶的潛砂率最高[6]，文蛤的潛砂時(shí)間隨著溫度的升高而縮短[7]，大竹蟶(Solengrandis)稚貝潛砂速度隨著規(guī)格的增大而加快[8]。

毛蚶(Scapharcakagoshimensis)肉味鮮美，具有高蛋白、低脂肪、高維生素含量等特點(diǎn)[9]，是重要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)貝類。近年來(lái)，由于過(guò)度捕撈和環(huán)境變化，毛蚶自然資源量急劇減少。為了恢復(fù)不斷衰退的毛蚶資源，很多地區(qū)已開展了苗種底播增殖放流[10-11]。毛蚶是典型的埋棲型貝類，潛砂時(shí)間和深度等影響其攝食、生存和躲避敵害的能力，是評(píng)估毛蚶健康程度、選擇底播適養(yǎng)區(qū)的重要指標(biāo)。因此，研究毛蚶的潛砂行為對(duì)其底播增殖和人工養(yǎng)殖均有重要意義。

關(guān)于毛蚶的潛砂行為，有學(xué)者研究了殼長(zhǎng)5～15 mm的毛蚶苗在3種砂粒徑底質(zhì)和不同水溫下的潛砂率[12]，以及殼長(zhǎng)1 cm的毛蚶在251～500 μm粒徑底質(zhì)中的潛砂時(shí)間和潛砂率[7]。但是，毛蚶生長(zhǎng)和分布的自然海區(qū)底質(zhì)多為泥沙質(zhì)。因此，有必要研究毛蚶在泥質(zhì)底質(zhì)中的潛砂行為。此外，初潛時(shí)間和潛砂深度也是評(píng)估貝類潛砂能力的重要指標(biāo)[3-4, 6]。本研究觀察、測(cè)定了不同溫度下毛蚶苗和稚貝在不同粒徑底質(zhì)中的初潛時(shí)間、潛砂率和最大潛砂深度，以期更全面的揭示毛蚶的潛砂行為規(guī)律，為毛蚶的生境選擇研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為毛蚶的底播增養(yǎng)殖提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

毛蚶采自浙江省寧波市象山港鐵港灘涂，取回實(shí)驗(yàn)室后，以觸碰后閉殼速率為指標(biāo)挑選活力好的個(gè)體，按殼長(zhǎng)大小分為兩組[平均殼長(zhǎng)(21.15±1.64)mm、(9.78±2.79)mm]，分別對(duì)應(yīng)一齡苗和二齡稚貝的規(guī)格，清除表面附著物后放入2 000 L玻璃鋼桶暫養(yǎng)5 d，每天早晚7∶00換水兩次，換水2 h后投喂2次亞心形扁藻(Platymonassubcordiformis)。海砂、海泥采自象山港鐵港灘涂不同區(qū)域，海泥不進(jìn)行篩分，直接利用激光粒度分布儀(丹東百特儀器有限公司BT-9300S)測(cè)定粒徑范圍，平均粒徑為(7.02 ± 0.93)μm。參考郭良勇等[12]的方法，結(jié)合象山港底質(zhì)組成，海砂經(jīng)篩分，設(shè)粗(>1 700 μm)、中(830～1 700 μm)、細(xì)(380～830 μm)3個(gè)粒徑組。全部底質(zhì)經(jīng)過(guò)高錳酸鉀24 h浸泡，用海水進(jìn)行多次清洗后備用。

自制長(zhǎng)25 cm、寬4 cm、高15 cm的有機(jī)玻璃潛砂實(shí)驗(yàn)裝置，將海泥和3種粒徑的海砂平鋪在實(shí)驗(yàn)槽內(nèi)，厚度為10 cm，然后放在100 cm×60 cm×50 cm 的玻璃缸內(nèi)，海水加至高出砂面20 cm處。參考象山港不同季節(jié)海水平均溫度，設(shè)4個(gè)溫度處理組：12、20、25、32 ℃，水溫每天升高1 ℃，達(dá)到設(shè)定溫度后暫養(yǎng)1周，維持水溫變化在±0.5 ℃間。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 潛砂過(guò)程觀察

將分辨率為2 160×1 080像素的數(shù)碼相機(jī)平行放置在有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)槽上方，對(duì)毛蚶潛砂過(guò)程進(jìn)行觀察、拍照。

1.2.2 初潛時(shí)間、最大潛砂深度、潛砂率的測(cè)定

不同底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶潛砂行為的影響，選擇兩種規(guī)格毛蚶，水溫20 ℃；規(guī)格對(duì)毛蚶潛砂行為影響實(shí)驗(yàn)，以細(xì)砂為底質(zhì)，水溫20 ℃；溫度對(duì)毛蚶潛砂行為的影響，選擇小規(guī)格毛蚶在細(xì)砂中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)試驗(yàn)組設(shè)6個(gè)平行，每個(gè)平行20只毛蚶。實(shí)驗(yàn)期間，海水鹽度為25.0 ± 0.54，溶解氧為(7.60 ± 1.23)mg·L-1。分別測(cè)定毛蚶的初潛時(shí)間、最大潛砂深度和潛砂率。

初潛時(shí)間：以第一個(gè)毛蚶開始潛砂的時(shí)間為初潛時(shí)間，判定標(biāo)準(zhǔn)為毛蚶貝殼一半以上潛入砂內(nèi)[6]。

潛砂率[13]：K=(1-Et/20)× 100%

(1)

式(1)中，K為毛蚶潛砂率(%)，Et為t時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)容器中未潛砂的毛蚶數(shù)量。

最大潛砂深度[4]：統(tǒng)計(jì)12 h的潛砂率后，透過(guò)有機(jī)玻璃觀察潛砂最深的毛蚶，利用實(shí)驗(yàn)初始放在缸外壁的直尺，測(cè)量毛蚶最大潛砂深度，即底質(zhì)表面到毛蚶貝殼最下端的距離。

兩組患者術(shù)后均有并發(fā)癥發(fā)生，其中觀察組患者的術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于對(duì)照組患者，數(shù)據(jù)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。 見表 2。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，利用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、繪圖，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，百分比數(shù)據(jù)在分析前先進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。先開展一般線性模型(general linear model)的單變量分析，若數(shù)據(jù)間有交互作用，再對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行交互方差分析(cross analysis of variance)，以P<0.05為有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛蚶潛砂過(guò)程

參照周瑋等[14]、張安國(guó)等[15]對(duì)魁蚶(S.broughtonii)、文蛤(Meretrixmeretrix)潛砂過(guò)程的研究，將毛蚶潛砂過(guò)程分為潛砂準(zhǔn)備、潛砂、潛砂完成3個(gè)階段。本實(shí)驗(yàn)中，毛蚶放置在底質(zhì)一段時(shí)間后開始潛砂(圖1-A)，不同規(guī)格毛蚶所需要的時(shí)間不同，小規(guī)格先開始潛砂，大規(guī)格毛蚶所需時(shí)間較長(zhǎng)。開始潛砂時(shí)，毛蚶先張開雙殼，向下伸出斧足，慢慢接觸砂面，將斧足伸入砂內(nèi)(圖1-B)；進(jìn)而利用斧足的力量將身體直立(圖1-C)，前后擺動(dòng)，利用斧足與砂子的摩擦力使身體下潛(圖1-D)；毛蚶的下潛間歇進(jìn)行(圖1-E)；潛砂完成后，毛蚶貝殼的大部分被底質(zhì)掩埋(圖1-F)。

圖1 毛蚶潛砂過(guò)程

2.2 水溫和底質(zhì)對(duì)毛蚶初潛時(shí)間的影響

2.2.1 水溫對(duì)毛蚶初潛時(shí)間的影響

當(dāng)水溫為12 ℃時(shí)，毛蚶的初潛時(shí)間最長(zhǎng)且顯著高于其他3個(gè)溫度組(P<0.05)，大小毛蚶初潛時(shí)間分別為13.50 min和7.67 min；20、25和32 ℃ 3個(gè)溫度組的初潛時(shí)間無(wú)顯著性差異。兩個(gè)規(guī)格毛蚶的初潛時(shí)間僅在12、20 ℃存在顯著性差異(P<0.05)，大規(guī)格毛蚶的初潛時(shí)間隨著溫度降低而增大(圖2)。

圖2 水溫對(duì)毛蚶初潛時(shí)間的影響

2.2.2 底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶初潛時(shí)間的影響

大小兩種規(guī)格的毛蚶在海泥中的初潛時(shí)間分別為40.00 min和19.83 min，均顯著高于其他3種底質(zhì)(P<0.05)(圖3)；小規(guī)格毛蚶在細(xì)砂、中砂、粗砂3種底質(zhì)中的初潛時(shí)間依次為1.67 min、2.67 min、3.67 min，無(wú)顯著差異(P>0.05)。大規(guī)格毛蚶在細(xì)砂、中砂、粗砂三種底質(zhì)中的初潛時(shí)間依次為7.00 min、9.83 min、5.17 min，彼此間有顯著性差異(P<0.05)。大小兩種同規(guī)格的毛蚶在海泥、細(xì)砂、中砂中的初潛時(shí)間存在顯著差異(P<0.05)。

圖3 底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶初潛時(shí)間的影響

2.3 水溫和底質(zhì)對(duì)毛蚶最大潛砂深度的影響

2.3.1 水溫對(duì)毛蚶最大潛砂深度的影響

25 ℃時(shí)小規(guī)格毛蚶的最大潛砂深度為1.35 cm，顯著高于12 ℃ 和32 ℃時(shí)(P<0.05)，12、20、32 ℃時(shí)的最大潛砂深度無(wú)顯著差異(圖4)。大規(guī)格毛蚶的最大潛砂深度在20 ℃達(dá)到最大值，與25 ℃時(shí)差異不顯著，但顯著高于12 ℃和32 ℃時(shí)(P<0.05)。大小兩種規(guī)格毛蚶的最大潛砂深度在20 ℃和25 ℃均存在顯著差異(P<0.05)。

圖4 水溫對(duì)毛蚶最大潛砂深度的影響

2.3.2 底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶最大潛砂深度的影響

大、小兩種規(guī)格毛蚶在海泥中的最大潛砂深度分別為0.10 cm和0.38 cm，顯著小于其他3種底質(zhì)(P<0.05)(圖5)。兩種規(guī)格毛蚶在細(xì)砂中的最大潛砂深度顯著高于中砂和粗砂(P<0.05)；毛蚶在中砂和粗砂中的最大潛砂深度無(wú)顯著差異。大規(guī)格毛蚶在細(xì)砂、中砂和粗砂中的最大潛砂深度顯著高于小規(guī)格毛蚶(P<0.05)。

圖5 底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶最大潛砂深度的影響

2.4 水溫和底質(zhì)對(duì)毛蚶潛砂率的影響

2.4.1 水溫對(duì)毛蚶潛砂率的影響

在0～120 min，20℃和25 ℃組毛蚶的潛砂率顯著高于其他兩個(gè)溫度組(P<0.05)(表1)；12 ℃和32 ℃組的潛砂率無(wú)顯著差異。在180～720 min，20℃和25 ℃組毛蚶的潛砂率較高，但兩組間無(wú)顯著差異；32 ℃組的潛砂率顯著低于20 ℃和25 ℃組(P<0.05)，但均顯著高于12 ℃組(P<0.05)。以水溫、潛砂時(shí)長(zhǎng)為交互因素，對(duì)潛砂率進(jìn)行交互方差分析發(fā)現(xiàn)，水溫和潛砂時(shí)長(zhǎng)的交互作用對(duì)潛砂率無(wú)顯著影響(P<0.05)。

表1 水溫對(duì)毛蚶潛砂率的影響

2.4.2 底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶潛砂率的影響

不同粒徑底質(zhì)對(duì)兩種規(guī)格毛蚶的潛砂率均有顯著影響(P<0.05)，潛砂時(shí)長(zhǎng)對(duì)潛砂率無(wú)顯著影響(表2)。大規(guī)格毛蚶在海泥中的潛砂率最低，在粗砂中的潛砂率最高。在實(shí)驗(yàn)的前30 min，小規(guī)格毛蚶在海泥中的潛砂率最低，在細(xì)砂和粗砂中的潛砂率較高；在60～720 min，細(xì)砂、中砂、粗砂中小規(guī)格毛蚶的潛砂率無(wú)顯著差異，但顯著高于海泥(P<0.05)。小規(guī)格毛蚶的潛砂率在不同底質(zhì)和潛砂時(shí)長(zhǎng)下都大于大毛蚶。以規(guī)格、底質(zhì)、潛砂時(shí)長(zhǎng)為交互因素，進(jìn)行交互方差分析發(fā)現(xiàn)，規(guī)格和底質(zhì)粒徑的交互作用對(duì)毛蚶潛砂率有顯著影響(P<0.05)，其他因素的交互作用對(duì)潛砂率無(wú)顯著影響。

表2 規(guī)格和底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶潛砂率的影響

3 討論

3.1 毛蚶潛砂過(guò)程

埋棲型貝類用斧足挖掘泥砂，依靠斧足與底質(zhì)之間的摩擦力完成潛砂過(guò)程。本實(shí)驗(yàn)中，毛蚶殼面從與底質(zhì)平行狀態(tài)到豎直狀態(tài)用時(shí)非常短，幾乎在一瞬間完成，這與張安國(guó)等[15]描述的文蛤豎殼過(guò)程一致。本研究發(fā)現(xiàn)，毛蚶的潛砂過(guò)程是間歇完成的，即潛入一部分身體后，毛蚶會(huì)停頓一下，調(diào)整身體與砂面的角度，這在其他文獻(xiàn)中未見相關(guān)報(bào)道。蚶科貝類由于沒有水管[16]，潛砂后需露出后端進(jìn)行攝食，所以只能以自身殼長(zhǎng)為埋砂深度[14]。本實(shí)驗(yàn)觀察到的毛蚶潛砂深度和魁蚶相似，以潛入大部分貝殼為限，不像有水管的菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)等潛砂較深[17]。

3.2 規(guī)格對(duì)毛蚶潛砂行為的影響

個(gè)體潛砂能力是影響埋棲型貝類增殖放流效果的重要因素[18]，貝類需要盡快、更深地潛入底質(zhì)，從而免受外界敵害侵襲，在復(fù)雜的環(huán)境中提高存活率[19-20]。本實(shí)驗(yàn)中，小規(guī)格毛蚶的初潛時(shí)間顯著低于大毛蚶，表明小毛蚶適應(yīng)環(huán)境更快，可能因?yàn)樾∶镭悮ぽ^薄，為避免捕食者侵?jǐn)_，需盡快潛入底質(zhì)中。這也可以從潛砂率得到印證，小規(guī)格毛蚶的潛砂率在不同粒徑和時(shí)間均顯著高于大規(guī)格的。綜合初潛時(shí)間和潛砂率，小規(guī)格毛蚶的潛砂能力強(qiáng)于大毛蚶。這與對(duì)侏儒蛤(Mulinialateralis)[21]、長(zhǎng)竹蟶(Villoritacyprinoides)[22]、魁蚶[13]等貝類的研究結(jié)果一致。有研究認(rèn)為，埋棲型貝類的捕食者傾向于選擇個(gè)體小的貝類[23]，所以通過(guò)適應(yīng)性進(jìn)化，小規(guī)格毛蚶需要更快潛入砂中。但也有研究報(bào)道，大規(guī)格文蛤的潛砂率高于小規(guī)格[4]；大規(guī)格青蛤(Cyclinasinensis)的潛沙深度高于小規(guī)格[24]。本實(shí)驗(yàn)中，大規(guī)格毛蚶在細(xì)砂、中砂和粗砂中的潛砂深度顯著高于小規(guī)格。這可能是因?yàn)椴煌愵愖愕倪\(yùn)動(dòng)能力和掘沙能力不同，斧足的運(yùn)動(dòng)能力是影響埋棲型貝類潛砂能力的重要因素[25]。黃曉婷等[21]認(rèn)為,大規(guī)格垂直潛入型貝類的斧足發(fā)育得大，與底質(zhì)產(chǎn)生的摩擦力也更大，從而潛入的更深。

3.3 水溫對(duì)毛蚶潛砂行為的影響

本實(shí)驗(yàn)中，溫度降至12 ℃后，兩種規(guī)格毛蚶的初潛時(shí)間都延長(zhǎng)，這與對(duì)魁蚶(S.broughtonii)的研究結(jié)果一致[6]；在低溫的條件下，斧蛤(Donaxsrrra、D.sordidus)[26]的潛砂能力受到明顯抑制；表明低溫對(duì)埋棲型貝類的潛砂速度有抑制作用。12 ℃和 32 ℃時(shí)毛蚶的最大潛砂深度顯著小于20 ℃和 25 ℃時(shí)，說(shuō)明溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響毛蚶的潛砂能力。不適宜的溫度會(huì)對(duì)貝類的攝食[27-38]、代謝[29]以及消化[30]等各類生理活動(dòng)產(chǎn)生消極影響，貝類從環(huán)境中攝入的能量可能會(huì)減少，降低整個(gè)身體包括斧足的運(yùn)動(dòng)能力，從而影響潛砂能力。在低溫條件下，毛蚶可能以降低潛砂速度為生存策略，以應(yīng)對(duì)低溫時(shí)的能量損失，進(jìn)而提高存活率[12]。

3.4 底質(zhì)粒徑對(duì)毛蚶潛砂行為的影響

底質(zhì)對(duì)埋棲型貝類的底播增殖效果有重要影響，應(yīng)選擇有利于貝類下潛的底質(zhì)[31]。近年來(lái)，象山港底質(zhì)中砂和粘土的含量有所增加[32]，導(dǎo)致底質(zhì)粘性增加，對(duì)埋棲型貝類的下潛會(huì)產(chǎn)生一定的影響。本實(shí)驗(yàn)中，海泥對(duì)毛蚶的潛砂行為影響最明顯，兩種規(guī)格毛蚶在泥底質(zhì)中的潛砂時(shí)間最久，潛砂深度都非常小，小規(guī)格毛蚶在細(xì)砂中的初潛時(shí)間最短，大規(guī)格毛蚶在粗砂中最易下潛，這與于瑞海和李琪的結(jié)論[31]一致，即粘性大、空隙小的底質(zhì)不利于毛蚶稚貝的潛砂行為，質(zhì)感更疏松的大粒徑底質(zhì)適合貝類下潛。毛蚶的潛砂深度隨著底質(zhì)中砂比例的升高而增加，這與對(duì)文蛤的研究結(jié)果一致[4]。毛蚶的潛砂率也隨著含砂量的增加而升高，這在菲律賓蛤仔的潛砂實(shí)驗(yàn)中[33]也得到了驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn)，砂底質(zhì)中的藻類附著量比泥底質(zhì)中的多，所能提供的食用藻更加豐富，所以砂底質(zhì)比泥底質(zhì)更適合貝類的攝食活動(dòng)[34]。同時(shí)，砂底質(zhì)比泥底質(zhì)的顆粒間隙大，且易分散，貝類在下潛過(guò)程中受到的阻力相對(duì)較小[35]，所以毛蚶在海砂中更易下潛。