生物操縱對常見底棲絲狀綠藻的控制研究

摘要：為調(diào)控水體絲狀綠藻的生長，提供安全高效的綠藻暴發(fā)解決方案，通過操縱水體中不同的生物種類，探究水生動物對底棲絲狀綠藻生長的抑制效果?？刂茖嶒灑裱芯苛硕}卜螺（Radix auricularia）、子陵吻鰕虎魚（Rhinogobiusgiurinus）、中華鳑鲏（Rhodeus sinensis）和日本沼蝦（Macrobrachium nipponense）對底棲絲狀綠藻水綿（Spirogyra sp.）的控制效果；控制實驗Ⅱ研究了中華鳑鲏對水綿、水網(wǎng)藻（Hydrodictyon reticulatum）、剛毛藻（Cladophora sp.）生長的抑制效果。結(jié)果表明，中華鳑鲏實驗Ⅰ處理組的固著態(tài)水綿生物量從實驗前期的90 g/m2下降到實驗?zāi)┢诘?4 g/m2，相對于其他生物操縱對象，中華鳑鲏對浮游態(tài)和固著態(tài)水綿表現(xiàn)出極顯著的抑制效果（Plt;0.01）；中華鳑鲏實驗Ⅱ處理組中，固著態(tài)水綿生物量顯著低于對照組（Plt;0.05），固著態(tài)水網(wǎng)藻生物量和固著態(tài)剛毛藻生物量均略低于對照組，但差異不顯著（Pgt;0.05），也表明中華鳑鲏對底棲絲狀綠藻的抑制效果，特別是對水綿具有顯著的抑制效果。中華鳑鲏在抑制底棲絲狀綠藻生長的同時，對水體中其他浮游植物和浮游動物的影響并不顯著（Pgt;0.05），表明中華鳑鲏作為控制絲狀綠藻的潛在生物操縱對象具有很好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：生物操縱；絲狀綠藻；中華鳑鲏；水綿

中圖分類號：Q143 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-3075（2024）03-0112-09

由于人類活動和全球氣候變化影響，水華現(xiàn)象已成為水生態(tài)環(huán)境的主要問題（史小麗等，2022;Medi?na et al，2022）。水華種類可分為漂浮性水華和底棲性水華，漂浮性水華常見于藍(lán)藻水華，而底棲性水華包括絲狀綠藻水華和絲狀藍(lán)藻水華（陳孝花等，2011;殷鵬等，2022;Guo et al，2018）。近年來，絲狀綠藻水華在城市河道及景觀水體中具有較高的暴發(fā)幾率（喬辛悅等，2017;Kariuki et al，2021）。郝美玉等（2020）認(rèn)為青海湖剛毛藻過量生長會影響景觀且抑制沉水植物生長，其分解腐爛導(dǎo)致水質(zhì)惡化并產(chǎn)生難聞氣味；李鳳霞（2019）發(fā)現(xiàn)鏡河核心區(qū)由水綿引發(fā)了底棲性水華，水綿初期沉于水下且呈翠綠色，后期漂浮于水面形成一層墨綠色或咖啡色浮渣，水質(zhì)渾濁，透明度降低；吳召仕等（2014）在鄱陽湖首次報道了水網(wǎng)藻水華阻礙陽光射入，致使水下光照和氧氣嚴(yán)重不足，進(jìn)而導(dǎo)致湖區(qū)大型植物消亡，且水網(wǎng)藻腐爛時造成的局部缺氧環(huán)境會對底棲生物群落等產(chǎn)生不利影響；高俊杰和權(quán)新芳（2018）研究發(fā)現(xiàn)寶雞金渭湖景區(qū)過度繁殖的水綿會釋放有毒有害物質(zhì)，使水體產(chǎn)生霉味和臭味，嚴(yán)重污染水體，引起水生態(tài)系統(tǒng)失衡?？梢姷讞运A已成為影響水質(zhì)和生態(tài)安全的重要環(huán)境問題，尋求高效調(diào)控絲狀綠藻的方法具有重要的應(yīng)用價值和生態(tài)意義。

目前，對于水綿、水網(wǎng)藻及剛毛藻大量暴發(fā)的對策多集中于物理打撈和化學(xué)藥物投放（陳孝花等，2011）；但物理打撈耗時耗力，在大水面常難以實現(xiàn)；化學(xué)藥物法常因其副作用而不適用于飲用水源地。目前，“生物操縱”被廣泛應(yīng)用于水生態(tài)環(huán)境治理，該理論是以改善水質(zhì)為目的，通過直接除去濾食性魚類的方式或放養(yǎng)兇猛的肉食性魚類，壯大浮游動物群落并以此遏制藻類；通過借助食物鏈關(guān)系，對水體中的有害藻類進(jìn)行攝食、轉(zhuǎn)化、降解以及轉(zhuǎn)移，從而控制藻華。Shapiro amp; David（1984）首先提出了“生物操縱”理念，被稱為食物網(wǎng)操縱，具有安全、高效和可持續(xù)等優(yōu)點，已成功應(yīng)用于控制浮游藻類暴發(fā)（Sedaamp; Kubecka， 1997; Jeppesen et al， 2007; Cihelio amp; Ari?adne，2020）。Shapiro amp; David（1984）在Round 湖開展了生物操縱實驗，發(fā)現(xiàn)高密度的肉食性魚類導(dǎo)致水體中浮游植物豐度顯著降低；Xie amp; Liu（2001）在武漢東湖的生物操控試驗表明，濾食性魚類可以有效控制藍(lán)藻水華爆發(fā)。除了在浮游食物鏈上的應(yīng)用，也有將此原理應(yīng)用于底棲食物鏈藻類控制的案例（Dan?ger et al，2008）。Strand amp; Weisner（2001）在瑞典南部富營養(yǎng)化湖泊開展了為期6 年的生物操縱實驗，發(fā)現(xiàn)鯉科魚類和鱸的移除使該湖沉水植被覆蓋率從3%增加到75%，固著藻類對養(yǎng)分的吸收可能是沉水植被穩(wěn)定的一個重要原因；此外，張曼等（2019）關(guān)注了南水北調(diào)水體暴發(fā)固著性藻類的成因，認(rèn)為日本沼蝦可以調(diào)控固著態(tài)水綿，論證了利用生物操縱調(diào)控底棲藻類暴發(fā)的可行性。然而，考慮底棲食物鏈的復(fù)雜性與生物操縱的有效性，該理論在底棲食物鏈中的科學(xué)應(yīng)用仍有待于進(jìn)一步探討。本研究基于生物操縱理論，選擇淡水水體中常見的幾種底棲水生動物作為研究對象，探討其對絲狀綠藻的控制作用，以期為防止綠藻暴發(fā)提供解決方案。