羅慶華 謝堅(jiān) 李捷 宋英杰 胡驍
摘要:人類活動嚴(yán)重影響了大鯢棲息地和繁殖空間,導(dǎo)致大鯢資源衰竭,為增殖大鯢資源,科研人員研究了大鯢人工繁養(yǎng)技術(shù),并創(chuàng)建大鯢生態(tài)繁育工程。通過分析大鯢生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、功能與生產(chǎn)性能,旨在全面理解大鯢生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)原理及特征,為開發(fā)大鯢生態(tài)繁育工程、苗種生產(chǎn)、物種保護(hù)與環(huán)境優(yōu)化功能提供參考。
關(guān)鍵詞:中國大鯢;生態(tài)工程;繁育;結(jié)構(gòu);功能
中圖分類號: Q961.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2015)10-0292-03
伴隨著人類經(jīng)濟(jì)活動的持續(xù)發(fā)展,人類地球環(huán)境系統(tǒng)發(fā)生了重大變化。人類高強(qiáng)度的開發(fā)活動所帶來的土地利用與覆蓋的變化、生境的破碎化、典型生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能過程的破壞和生物資源的過度利用等已構(gòu)成嚴(yán)重威脅,迫使其各個(gè)界面作出響應(yīng),導(dǎo)致自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會系統(tǒng)的動植物生產(chǎn)、食物供應(yīng)、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展各個(gè)層次和界面的物質(zhì)循環(huán)與能量流動發(fā)生變化,以緩解或者適應(yīng)全球變化[1]。大鯢生態(tài)繁育工程是通過生態(tài)模擬建造大鯢繁育池,輔以相應(yīng)的管理技術(shù),為大鯢自然繁殖提供所需溫度、水、營養(yǎng)等生態(tài)因子,使性成熟大鯢順利實(shí)現(xiàn)性周期的變化,并成功地自然繁殖。大鯢生態(tài)繁育工程在實(shí)施大鯢苗種生產(chǎn)的同時(shí),兼顧了物種保護(hù)與環(huán)境優(yōu)化的功能。張紅星等報(bào)道了大鯢生態(tài)繁育工程與技術(shù)的內(nèi)容[2-5];梁剛對大鯢生態(tài)繁育模式與人工繁殖和原生態(tài)繁殖進(jìn)行了比較,但未見對其結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行分析的相關(guān)報(bào)道[6]。本文通過分析大鯢生態(tài)繁育工程結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)與功能,探討其設(shè)計(jì)原理與特點(diǎn),旨在為大鯢生態(tài)繁育技術(shù)的理論與技術(shù)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
1 全球環(huán)境變化對大鯢生境與資源的影響
中國大鯢(Andrias davidianus)屬兩棲綱有尾目隱鰓鯢科,素有“活化石”之稱,能有效反映地質(zhì)演化、水生脊椎動物向陸生脊椎動物的進(jìn)化及生存[7]。它是水、陸生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在食物鏈中處于關(guān)鍵地位,影響著生物的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能[8]。中國大鯢曾廣泛分布于長江、黃河和珠江流域,包括17個(gè)?。ㄊ小^(qū)),從海拔數(shù)百米的丘陵地帶到 4 200 m 的高山均可見其蹤跡,是有尾類中垂直分布高差最大的種類[9]。但是,隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,中國大鯢資源及棲息地遭到嚴(yán)重破壞,人為捕撈致使其數(shù)量急劇下降,分布范圍急劇縮小[10]。目前,大鯢分布區(qū)已呈明顯的片斷化和島嶼化,野生大鯢資源不足5萬尾[7],僅位于中國大陸第二級階梯上的一系列大山系,從北面的秦嶺到岷山、大巴山、大婁山、武陵山形成一個(gè)較大的分布區(qū),其他的分布區(qū)主要位于中南部的山區(qū)中,共12處[9]。因此,大鯢被列入《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》附錄Ⅰ中,屬于國家二級重點(diǎn)保護(hù)野生動物。
1.1 大鯢棲息地嚴(yán)重喪失
(1)棲息地空間減少。大鯢喜棲息在氣候溫涼濕潤、植被繁茂、水質(zhì)清涼、環(huán)境幽靜的溪水、陰河、巖洞、深潭或水庫里。礦山開采、森林砍伐、水庫修建、橋梁與道路的建設(shè)等造成植被蓋度減小,河道斷流,大鯢棲息地遭到嚴(yán)重破壞,特別是水電站的建設(shè)對大鯢棲息地和自然繁殖帶來毀滅性破壞,大鯢適宜棲息空間不斷減小[9-10]。(2)棲息地水環(huán)境被破壞。大鯢對生活環(huán)境質(zhì)量要求較高,特別要求水質(zhì)無污染并且清澈,濁度小于10 NTU,溶解氧含量高于5 mg/L,水中餌料生物豐富[11]。隨著農(nóng)藥化肥的大量投入、生活污水的大量排放、生活垃圾的大幅度增加,以及礦山的開采,導(dǎo)致大鯢棲息地的水環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,大鯢棲息地嚴(yán)重喪失[10]。
1.2 野生大鯢資源的破壞
(1)過度收購。大鯢肉嫩味鮮,營養(yǎng)價(jià)值高,過度收購對該資源造成極大的破壞。20世紀(jì)50年代至80年代初期,大鯢一直被作為一種野生水產(chǎn)品被收購,出口換匯。大鯢產(chǎn)地收購量的變化可大致反映當(dāng)?shù)卮篥F資源受到破壞的情況,如陜西省太白縣1973—1979年大鯢收購量下降66%,重慶酉陽縣1966—1971年收購量下降50%。20世紀(jì)50年代,湖南桑植、大庸、慈利3縣每年收購出口大鯢50 t,到1982年外貿(mào)停止收購之前,這3縣的年收購量降至10 t[12]。野生大鯢資源量在無節(jié)制的收購中迅速下降,大鯢在一些人口稠密地方的溪河已經(jīng)絕跡。(2)濫捕濫殺。1988年野生動物保護(hù)法頒布實(shí)施以后,大鯢被列為國家二級重點(diǎn)保護(hù)水生野生動物,受到法律保護(hù)。然而,大鯢的分布地多是偏僻、貧困的山區(qū),山民多把販賣大鯢當(dāng)作致富的捷徑,大鯢黑市交易抬頭。而且,販賣大鯢由于有了違法成本,大鯢黑市價(jià)格走高,價(jià)格猛長。1986年大鯢政府收購價(jià)格16元/kg,到2006年黑市價(jià)格漲到1 600~2 000元/kg[12-13],一些違法分子通過電、毒、炸等盜獵和販賣大鯢,致使野生資源量再次嚴(yán)重衰減。長期的非法捕捉導(dǎo)致大鯢資源日益減少,造成了個(gè)體小型化、繁殖群體數(shù)量偏少、年齡結(jié)構(gòu)偏低的狀況[13]。
此外,多年來對水生動物的非法捕撈活動橫行江、河、湖泊與溪流,電、毒、炸非法捕撈尤為突出,非法捕撈之處漁業(yè)資源災(zāi)難性減少,大鯢賴以生存的餌料資源均遭到嚴(yán)重破壞,加劇了大鯢資源的衰竭。
2 大鯢生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)
為保護(hù)和利用大鯢資源,20世紀(jì)60年代起國內(nèi)有許多單位開始對大鯢進(jìn)行人工養(yǎng)殖研究,養(yǎng)殖技術(shù)日趨成熟,但人工繁殖技術(shù)水平不高,大鯢人工繁殖中3率(催產(chǎn)率、受精率、孵化率)較低,繁殖產(chǎn)量低,部分親鯢難產(chǎn)而亡[6]。近年來創(chuàng)建的大鯢生態(tài)繁育工程,通過生態(tài)模擬建設(shè)的生態(tài)繁育池輔以相應(yīng)的繁殖技術(shù),能較好滿足成熟大鯢性腺發(fā)育與產(chǎn)卵繁殖所需生態(tài)條件,親鯢可在生態(tài)繁育池中順利實(shí)現(xiàn)性周期的循環(huán)并成功進(jìn)行自然繁殖,生產(chǎn)大鯢苗種。由于其建設(shè)成本低、對技術(shù)要求低以及親本的安全性好等優(yōu)勢,大鯢仿生態(tài)繁殖模式在全國迅速擴(kuò)展,大鯢生態(tài)繁育技術(shù)已遍布湖南、湖北、四川、陜西、河南、安徽等省,年產(chǎn)大鯢苗約50萬尾[6]??梢姶篥F生態(tài)繁育技術(shù)已經(jīng)成為大鯢苗種繁殖的重要途徑。endprint
2.1 大鯢生態(tài)繁育池的結(jié)構(gòu)
生態(tài)繁育池為大鯢生態(tài)繁育工程的核心組成部分,生態(tài)繁育池主要由人工溪流、洞穴、植被、餌料魚、過濾沉淀水池與輔助設(shè)施構(gòu)成[2,5]。(1)水源與沉淀水池:水源主要為附近的山泉水或河水,水溫周年變化在4~23 ℃,水質(zhì)好,清澈,硬度大,水使用前經(jīng)過沉淀水池,以保證水質(zhì)清澈安全。(2)人工溪流。在氣候適宜區(qū)域,建造寬度為100~150 cm的人工溪流,保持小溪水深20~30 cm。將其分隔為幾個(gè)小段,每段 10 m 左右。在每段設(shè)1個(gè)水流落差,落差高度為30 cm,溪流底部鋪設(shè)河沙及小卵石。人工溪流中的水流速度以0.2 m/s左右為宜,常年要有流水聲音刺激。(3)洞穴:在人工溪流兩側(cè)建洞穴,洞穴主要包括洞口、洞頸和洞穴3個(gè)部分;洞口寬15~30 cm,高15~25 cm,洞頸長10~30 cm,洞穴內(nèi)底部深挖20 cm左右,墊泥土壓實(shí)后,再鋪2~3 cm沙石層,便于大鯢對洞穴的改造。保持洞穴內(nèi)水深20 cm左右,水面上留 10~15 cm 的空間;洞穴內(nèi)部空間直徑以80~130 cm為宜。洞穴頂部用石板或水泥板覆蓋,其上留直徑 20 cm 的觀察孔,平時(shí)覆蓋,必要時(shí)可揭開觀察和檢查;洞穴內(nèi)的后部斜插1根直徑為20~25 mm的塑料管作為通氣孔。(4)人工島嶼與植物:人工洞穴頂部的石板上方先覆蓋土壤,然后覆蓋1層砂石,其上種植石葛蒲等一些喜水的草本植物以及木本植物,周圍建立防逃設(shè)施,形成人工島嶼,人工島嶼與人工溪流相間,構(gòu)成大鯢棲息需要的水陸相間的生境。(5)餌料魚:在人工溪流中,投放大鯢喜食的規(guī)格適宜的餌料魚,滿足大鯢自由捕食的習(xí)性。(6)附屬設(shè)施:該生態(tài)池還需要配套建設(shè)有室內(nèi)孵化池、稚鯢和幼鯢飼養(yǎng)池,以及看護(hù)設(shè)施、餌料生產(chǎn)設(shè)施等。
2.2 生態(tài)繁殖關(guān)鍵技術(shù)
(1)親鯢的選育。親鯢是整個(gè)生態(tài)繁育工程的核心,是繁殖生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),選擇體質(zhì)健壯、性成熟好的親鯢是繁殖成功的首要條件。親鯢選擇的指標(biāo)是:體質(zhì)健壯、四肢健全、體色鮮艷、行動敏捷、8齡以上、尾質(zhì)量3~8 kg。每10~20尾為1組,投放在1個(gè)相對獨(dú)立的繁殖區(qū),每個(gè)繁殖區(qū)投放的親鯢個(gè)體質(zhì)量差別不宜過大,雌雄比1 ∶ 1。親鯢培育的關(guān)鍵是滿足不同季節(jié)親鯢的營養(yǎng)需要,保持飼料適口、充足,水質(zhì)清澈,池內(nèi)清潔,環(huán)境安靜。可培育出雌、雄性腺發(fā)育同步、批量成熟的大鯢群體。(2)生態(tài)繁育場的選址。建場地址決定了生態(tài)繁育場的氣候條件、對自然災(zāi)害的回避以及水電的供給,所以選址是決定該生態(tài)工程成功的第1環(huán)節(jié)。在無地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域[3],選擇氣候涼爽、年溫度變化介于4~23 ℃、環(huán)境幽靜、場區(qū)周圍森林覆蓋率不低于80%的區(qū)域。此外,應(yīng)在引水、交通與用電方便地點(diǎn)建場。(3)餌料的選擇。日常管理中最重要的是保持量多質(zhì)好的餌料,投喂10~20 cm規(guī)格的鯽魚、鯉魚、泥鰍、蛙類、華溪蟹、青蝦、馬口魚等活餌。在不同季節(jié),還可投剃骨鮮魚塊或者配制的配合飼料—“香腸”[3],保持適宜的水溫[4]。(4)水的管理。必須保持人工溪流中水質(zhì)清新、溫差度穩(wěn)定、水位與流速穩(wěn)定。大鯢最忌水質(zhì)渾濁,通過控制水源與沉淀池以保持人工溪流中水質(zhì)清澈,雨天要減少進(jìn)水量,遇到暴雨或洪水時(shí),防止泥沙進(jìn)入。水溫多控制在13~20 ℃之間,日變化不要超過5 ℃。在喂養(yǎng)期間應(yīng)及時(shí)消除水中殘餌,全天24 h保持人工溪流中呈微流水狀態(tài),水流量以池水1 d交換2~4次為佳[5]。(5)產(chǎn)卵技術(shù)。繁殖季節(jié)親鯢的性細(xì)胞需要由Ⅳ期轉(zhuǎn)化到Ⅴ期,并產(chǎn)生性行為,促使精子與卵子排出體外,結(jié)合成受精卵。需要水流、光照、水溫等多種生態(tài)因子刺激,來促使下丘腦產(chǎn)生促性腺激素釋放激素,啟動整個(gè)產(chǎn)卵排精的生理過程。通過調(diào)解水溫、控光、沖水、投餌與水質(zhì)調(diào)節(jié)等管理措施,該階段水流聲音與流態(tài)沖擊刺激最重要。(6)孵化技術(shù)。受精卵的孵化是繁殖成功的最后環(huán)節(jié),當(dāng)親鯢自然產(chǎn)卵與受精后,在不影響其他親鯢繁殖的情況下,將受精卵從洞穴中撈出,放入室內(nèi)人工孵化??筛每刂品趸沫h(huán)境條件,防止敵害生物與親鯢對受精卵和幼苗的危害,提高大鯢受精卵的孵化率。
2.3 生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)原理
(1)生態(tài)繁育池各部分的作用。大鯢生態(tài)繁育工程是人為構(gòu)建一個(gè)大鯢苗種繁育的生態(tài)系統(tǒng)。良好的水源能夠提供優(yōu)質(zhì)的水質(zhì)與充足的水量,過濾沉淀水池特別重要,可預(yù)防人工溪流中水質(zhì)變渾濁,特別在雨季,也能緩沖水量不夠或者水質(zhì)惡化時(shí)對人工溪流的負(fù)面影響,獲得應(yīng)急時(shí)間;人工溪流與洞穴為大鯢提供棲息空間,流水保證水體空間中充足的溶解氧,也提供親鯢繁殖季節(jié)需要的水流刺激。人工島嶼也為大鯢提供活動場所,滿足大鯢水陸兩棲的習(xí)性,島嶼上的植物為大鯢提供陰涼的環(huán)境,也有固沙固土作用,避免雨天土壤大量流入人工溪流中。餌料魚滿足大鯢營養(yǎng)的需要。與配套設(shè)施是必要的,為大鯢受精卵孵化與后期生產(chǎn)提供必要的條件(圖1)。(2)生態(tài)繁育技術(shù)的作用。建池在適宜氣候區(qū)域,能夠?yàn)榇篥F提供所需要的氣候條件,滿足親鯢對溫度的適宜范圍以及日變化與年變化的要求。親鯢是該人造生態(tài)系統(tǒng)的中心,必須優(yōu)選出體質(zhì)健壯的性成熟大鯢,才能保證優(yōu)良的繁殖物質(zhì)基礎(chǔ)。對親鯢精喂細(xì)養(yǎng),更好滿足親鯢性腺不同發(fā)育階段的營養(yǎng)需要。通過對水質(zhì)、水溫、水流與水位的日常管理,控制大鯢棲息的水環(huán)境穩(wěn)定在良好狀態(tài),通過產(chǎn)卵與繁殖措施提高大鯢的自然產(chǎn)卵率與孵化率(圖1)。
3 生態(tài)繁育工程的功能與生產(chǎn)性能分析
3.1 功能
(1)苗種生產(chǎn)功能。大鯢生態(tài)繁育工程是在滿足大鯢棲息氣候條件的區(qū)域,人工構(gòu)建大鯢棲息與繁殖所需要的隱蔽物、水質(zhì)、餌料生物等生境條件,通過調(diào)解水溫、控光、沖水、投餌與水質(zhì)調(diào)節(jié)等管理措施,達(dá)到近似于大鯢自然繁殖的生態(tài)狀況,使生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)、能量和信息流穩(wěn)定良好地運(yùn)轉(zhuǎn),形成具有苗種生態(tài)功能的大鯢繁育生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的中心是親鯢,系統(tǒng)為親鯢提供了自然繁殖所需要的各種生態(tài)因子。包括親鯢的性腺發(fā)育與產(chǎn)卵受精所需的營養(yǎng)、溫度、水質(zhì)、水流、光照等生態(tài)因子,從而使親鯢在繁殖池中健康生長,性腺順利地實(shí)現(xiàn)周期循環(huán),并利于親鯢自由選擇、自然交配、產(chǎn)卵受精、孵化出苗,實(shí)施苗種生產(chǎn)功能。(2)物種保護(hù)功能。大鯢生態(tài)繁育工程模擬野生大鯢的生態(tài)環(huán)境,使大鯢生活狀況和習(xí)性回歸至自然生態(tài)。水溫隨季節(jié)性變化,餌料以活餌為主,自由采食,大鯢的活動空間與活動量較大,保證親鯢體質(zhì)健壯,大鯢性腺周期的正常循環(huán),增加繁殖力與繁殖壽命,培養(yǎng)了優(yōu)良的大鯢親本。此外大鯢生態(tài)繁育苗種的質(zhì)量優(yōu)于其他繁殖方式,從而達(dá)到保護(hù)與利用大鯢資源的雙重效益。大鯢生態(tài)繁育池中大鯢用于野外放歸,其野外適應(yīng)力更強(qiáng),可為野生大鯢增殖放流提供資源。 (3)生境優(yōu)化功能。通過建造大鯢生態(tài)繁育工程,促進(jìn)護(hù)林保水、恢復(fù)植被,改善了生態(tài)環(huán)境,也保護(hù)了水源與水質(zhì),優(yōu)化了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。通過合理管理,使得大鯢生態(tài)繁育池水域中有機(jī)質(zhì)、微生物趨于良性狀態(tài),水質(zhì)及植被得到改善;不僅使山溪水域變成大鯢繁生之地,而且促進(jìn)大鯢資源與山林生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。endprint
大鯢生態(tài)繁育工程結(jié)合了景觀建設(shè),具有環(huán)境美化功能。人造小溪與島嶼的相間排列;島嶼表面草本與木本植物的搭配,制造出層次感;小溪中悠然游動的餌料魚和偶爾出洞穴運(yùn)動的大鯢,構(gòu)成了水陸相間、動植物和諧共存、動靜結(jié)合的景觀小品,具有良好的環(huán)境美化作用與觀賞價(jià)值。小溪兩岸可用鵝卵石筑成,增加了景觀自然、圓潤、樸實(shí)的美感。餌料魚中適當(dāng)加入體色鮮艷的種類,木本植物常用垂柳,草本植物也可用觀賞價(jià)值高的菖蒲或其他水生植物,可增加整體美化效果。
3.2 繁殖生產(chǎn)性能
相對于原生態(tài)大鯢繁殖,生態(tài)繁殖工程優(yōu)化了大鯢生長繁育的環(huán)境條件,并使大鯢的生活環(huán)境處于可控狀態(tài),利于對大鯢繁殖過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)控與管護(hù),避免暴雨、洪水等自然災(zāi)害以及天敵的危害,以保證大鯢的安全。通過投喂餌料,極大優(yōu)化了親鯢的營養(yǎng)供給,提高了大鯢的自然繁殖率。相對于大鯢人工繁殖,生態(tài)繁殖的親鯢無需人工注射激素催產(chǎn)與人工授精,可避免親鯢難產(chǎn)身亡,延長了親鯢的使用壽命和使用效率,生態(tài)繁殖的苗種也較人工繁殖的質(zhì)量好,畸形率低,保護(hù)了優(yōu)質(zhì)的大鯢親本與苗種(表1)。此外,大鯢生態(tài)繁育工程結(jié)構(gòu)較為簡單,投資少,見效快[6]。在正常氣候條件下,管理到位,放親鯢至生態(tài)繁育池的當(dāng)年即可孵化出苗。
3.3 效益分析
大鯢生態(tài)繁育工程通過生產(chǎn)大鯢苗種,產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)繁育生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)苗種緩解了大鯢養(yǎng)殖業(yè)苗種供應(yīng)不足、價(jià)格昂貴的問題;此外,大鯢生態(tài)繁育可以生產(chǎn)出數(shù)量多、質(zhì)量優(yōu)的苗種,培養(yǎng)了優(yōu)良的大鯢親本種鯢,有利于大鯢物種保護(hù),因此大鯢生態(tài)繁育工程具有良好的社會效益。在大鯢生態(tài)繁育工程建設(shè)過程中,需要護(hù)林保水,工程本身具有景觀美化效果也可促進(jìn)整個(gè)大鯢原產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善和美化,從而發(fā)揮生態(tài)效益??梢姶篥F生態(tài)繁育工程兼顧了經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益。
4 結(jié)論
人類活動因素引起了環(huán)境的變化,導(dǎo)致大鯢資源衰竭,通過大鯢野生資源的保護(hù)和大鯢繁養(yǎng)生產(chǎn)來保護(hù)與利用大鯢資源。大鯢生態(tài)繁育工程是生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的人工生態(tài)系統(tǒng),通過提供大鯢自然繁殖所需良好生態(tài)條件,促使大鯢苗種繁殖,具有良好的苗種生產(chǎn)性能,并兼顧了物種保護(hù)與環(huán)境優(yōu)化功能,能夠發(fā)揮經(jīng)濟(jì)、社會與生態(tài)效益。
但是,大鯢生態(tài)繁育工程的技術(shù)水平仍然不高,且不穩(wěn)定,繁殖率較低,沒有形成一套成熟的技術(shù)方案,繁殖管理技術(shù)無確定的路線與指標(biāo),存在著理念理解不透、不完善等理論和技術(shù)問題,在技術(shù)上仍然有很大的發(fā)展空間。在該工程模式的推廣中,需要優(yōu)化大鯢生態(tài)工程的設(shè)計(jì),提高飼養(yǎng)管理水平來提高大鯢生態(tài)繁育苗種的生產(chǎn)水平。
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