蔡志龍,秦美川,趙 文,郭 凱,張 晨,李 黎,張家衛(wèi)

(大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧省水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023)

兩種混養(yǎng)模式海水池塘浮游生物的群落結(jié)構(gòu)及其粒徑特征

蔡志龍,秦美川,趙 文,郭 凱,張 晨,李 黎,張家衛(wèi)

(大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧省水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023)

為了解“海蜇–縊蟶–牙鲆–對(duì)蝦”和“刺參–對(duì)蝦”兩種混養(yǎng)模式海水池塘生態(tài)系統(tǒng)特征,于2013年4月—2014年3月采用野外調(diào)查方法研究了遼寧省兩種混養(yǎng)模式的池塘浮游生物群落結(jié)構(gòu)及其粒徑特征。結(jié)果表明:“海蜇–縊蟶–牙鲆–對(duì)蝦”混養(yǎng)池塘共檢出浮游植物48種,以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)種類(lèi)為主,浮游植物平均密度和生物量分別為26.50×105ind./L、0.90 mg/L,共檢出浮游動(dòng)物24種,主要為原生動(dòng)物和橈足類(lèi),浮游動(dòng)物平均密度和生物量分別為81.57 ind./L、0.51 mg/L,浮游植物、浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)平均值分別為2.28、1.49;“刺參–對(duì)蝦”混養(yǎng)池塘共檢出浮游植物57種,也以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)種類(lèi)為主,浮游植物平均密度和生物量分別為3.99×105ind./L、0.41 mg/L,共檢出浮游動(dòng)物33種,主要為原生動(dòng)物和橈足類(lèi),浮游動(dòng)物平均密度和生物量分別為73.19 ind./L、0.13 mg/L,浮游植物、浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)平均值分別為2.20、0.93;兩種混養(yǎng)池塘浮游植物粒徑為2.50～69.62μm,浮游動(dòng)物粒徑為11.09～560.41μm。研究表明,“海蜇–縊蟶–牙鲆–對(duì)蝦”混養(yǎng)池塘的浮游生物種類(lèi)相對(duì)較少,但其密度和生物量較大。

群落結(jié)構(gòu);粒徑特征;浮游生物;混養(yǎng)模式;海水池塘

在海水養(yǎng)殖池塘中,浮游生物在養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程中具有重要作用[1],其群落結(jié)構(gòu)與池養(yǎng)動(dòng)物健康養(yǎng)殖、水質(zhì)調(diào)控等密切相關(guān)。近年來(lái),海水池塘混養(yǎng)模式研究已引起廣泛重視,且在北方地區(qū)有較快發(fā)展,其中,對(duì)“海蜇–縊蟶–牙鲆–對(duì)蝦”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)海蜇池塘)和“刺參–對(duì)蝦”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)刺參池塘)兩種池塘混養(yǎng)模式比較的研究較多[2-5],但是對(duì)兩種模式浮游生物群落結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的研究較少。

本研究中,針對(duì)“海蜇–縊蟶–牙鲆–對(duì)蝦”和“刺參–對(duì)蝦”兩種混養(yǎng)模式,通過(guò)測(cè)定和比較兩種池塘水體理化特征、浮游生物密度與生物量的季節(jié)變化、浮游生物與水體理化因子間的相關(guān)性、浮游生物粒徑與其密度及生物量之間的關(guān)系等方面分析兩種池塘模式的優(yōu)缺點(diǎn),探索池塘養(yǎng)殖模式的不足之處,并尋求合理的解決措施,以期為養(yǎng)殖池塘水質(zhì)的科學(xué)管理及構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的海水綜合養(yǎng)殖模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間及采樣點(diǎn)

于2013年5月—10月在東港市昱達(dá)水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司選取兩個(gè)海蜇池塘(1#和2#,N39°51′、E124°09′),2013年4月—2014年3月在大連金坨水產(chǎn)食品有限公司選取兩個(gè)刺參池塘(8#和9#, N39°41′、E123°05′)進(jìn)行試驗(yàn)(其中8#池塘采樣時(shí)間為2013年8月至2014年3月)。1#、2#池塘面積分別為6.0、8.5 hm2,平均水深均為1.6 m; 8#、9#池塘面積分別為5.4、6.4 hm2,平均水深均為1.5 m,2個(gè)池塘養(yǎng)殖過(guò)程中均不投餌。每個(gè)池塘的采樣點(diǎn)均設(shè)置3個(gè),即池塘的進(jìn)水口、中心和出水口,其中,進(jìn)水口和出水口各采一個(gè)混合水樣,池塘中心采表層和底層2個(gè)水樣。除2013年7月和8月對(duì)1#、2#池塘水樣按2次/月采集外,其余月份均對(duì)池塘水樣按1次/月采集。

1.2 方法

1.2.1 水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定及樣品的處理 海水池塘水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法如表1所示。浮游生物樣品參照《水生生物學(xué)》[1]中的方法進(jìn)行采集及濃縮處理。

表1 試驗(yàn)池塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)及測(cè)定方法Tab.1 Item s and detection methods of water quality in the experimental ponds

1.2.2 多樣性指數(shù)的計(jì)算 香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)(H′)和均勻性指數(shù)(J)的計(jì)算公式[6-7]為

其中:Pi為第i物種的個(gè)體數(shù)與該群落中總個(gè)體數(shù)之比;S為總物種數(shù)。

優(yōu)勢(shì)度(Y)的計(jì)算公式為

其中:ni為第i物種的個(gè)體數(shù);N為群落中的總個(gè)體數(shù);fi為第i物種的出現(xiàn)頻率。

等效球體直徑(ESD)即粒徑的計(jì)算公式為

其中V為擬合圖形體積。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel和SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)池塘理化環(huán)境

兩種混養(yǎng)模式海水池塘水體理化因子及其動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn):海蜇池塘(1#、2#)溶解氧含量最高值出現(xiàn)在10月的1#池塘,最低值出現(xiàn)在7月的1#池塘,且兩個(gè)池塘10月的溶解氧明顯高于其他各月,這與10月采樣前主養(yǎng)的海蜇已經(jīng)捕撈完畢密切相關(guān);刺參池塘(8#、9#)結(jié)冰期(12月至翌年2月)的溶解氧含量明顯高于其他各月,最高值出現(xiàn)在2月的9#池塘,最低值出現(xiàn)在6月的9#池塘,造成這種現(xiàn)象的原因主要是結(jié)冰期間冰下滸苔等大型海藻及其他小型浮游植物光合作用所產(chǎn)氧氣不能有效逸出,使水體中溶解氧過(guò)飽和。刺參池塘(8#、9#)透明度均高于同期的海蜇池塘(1#、2#)。

各池塘浮游細(xì)菌的季節(jié)變化如圖1所示,其中1#海蜇池塘浮游細(xì)菌密度變化范圍為(1.62～4.54)×107cells/mL,平均為(2.82±1.25)×107cells/mL;2#海蜇池塘變化范圍為(1.51～2.87)× 107cells/mL,平均為(2.13±0.59)×107cells/mL; 8#刺參池塘變化范圍為(2.75～5.42)×106cells/mL,平均為(4.00±0.85)×106cells/mL;9#刺參池塘變化范圍為(2.04～8.99)×106cells/mL,平均為(4.55±1.97)×106cells/mL。可以看出,海蜇池塘的浮游細(xì)菌密度明顯高于刺參池塘。

各池塘水體葉綠素a含量的變化如圖2所示。1#池塘的葉綠素a含量平均為(5.20±4.13) μg/L,變化范圍為0.77～9.79μg/L;2#池塘平均為(5.49±4.05)μg/L,變化范圍為2.17～13.27 μg/L;8#池塘平均為(3.16±1.78)μg/L,變化范圍為0.71～5.60μg/L;9#池塘平均為(2.48± 2.66)μg/L,變化范圍為0.59～10.01μg/L。海蜇池塘葉綠素a含量?jī)H出現(xiàn)夏季一個(gè)高峰值,而刺參池塘則出現(xiàn)夏季和冬季雙峰型特點(diǎn)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn),1#和2#海蜇池塘水體初級(jí)毛產(chǎn)量(P)平均值(以O(shè)2計(jì))分別為(2.63±1.07)、(3.56±2.75)g/(m2·d),呼吸量(R)分別為(2.87±1.20)、(2.31±1.32)g/(m2·d);8#和9#刺參池塘水體初級(jí)毛產(chǎn)量平均值分別為(1.26± 0.86)、(1.45±1.33)g/(m2·d),呼吸量分別為(0.64±0.41)、(0.65±0.46)g/(m2·d)?？梢钥闯?海蜇池塘的初級(jí)毛產(chǎn)量和呼吸量均遠(yuǎn)高于刺參池塘。

2.2 浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征

調(diào)查期間,海蜇池塘共出現(xiàn)浮游植物48種,隸屬于6個(gè)門(mén),其中硅藻門(mén)26種,占總種數(shù)的54.17％,綠藻門(mén)10種,甲藻門(mén)6種,裸藻門(mén)4種,金藻門(mén)和隱藻門(mén)各1種。刺參池塘共出現(xiàn)浮游植物57種,隸屬于7個(gè)門(mén),其中硅藻門(mén)35種,占總種數(shù)的61.40％,綠藻門(mén)9種,裸藻門(mén)5種,甲藻門(mén)4種,金藻門(mén)2種,藍(lán)藻門(mén)和隱藻門(mén)各1種。海蜇池塘浮游植物的優(yōu)勢(shì)種為尖尾藍(lán)隱藻Chroomonas acuta、薄甲藻Glenodinium pulvisculus、裸藻Euglena、衣藻Chlamydomonas、小球藻Chlorella、十字藻Crucigenia(圖3-A、C);刺參池塘的優(yōu)勢(shì)種為卵形藻Cocconeis、條紋小環(huán)藻Cyclotella striata、腫脹橋彎藻Cymbella tumida、變異直鏈藻Melosira varians、舟形藻Navicula、菱形藻Nitzschia、長(zhǎng)菱形藻Nitzschia longissima、中肋骨條藻Skeletonema costatum、裸藻Euglena、衣藻Chlamydomonas、小球藻Chlorella(圖3-B、D)。

表2 試驗(yàn)池塘水體的理化因子Tab.2 The physiochem ical factors in the experim ental ponds

圖1 各試驗(yàn)池塘浮游細(xì)菌密度的變化Fig.1 Density and seasonal dynam ics of bacteria in the experimental ponds

圖2 各試驗(yàn)池塘水體葉綠素a含量的變化Fig.2 Seasonal changes in ch lorophyll a content in the experimental ponds

圖3 兩種混養(yǎng)池塘浮游植物主要優(yōu)勢(shì)種密度、生物量及其動(dòng)態(tài)Fig.3 Variations in density and biomass of dom inant phytop lankton species in two polyculturemodels

海蜇池塘共出現(xiàn)浮游動(dòng)物24種,其中原生動(dòng)物10種,占41.67％,橈足類(lèi)9種,占37.50％,輪蟲(chóng)和枝角類(lèi)各2種,其他種類(lèi)幼體1種。刺參池塘共出現(xiàn)浮游動(dòng)物33種,其中原生動(dòng)物12種,占36.36％,橈足類(lèi)10種,占30.30％,輪蟲(chóng)5種,枝角類(lèi)1種,其他種類(lèi)幼體5種。海蜇池塘浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種為運(yùn)動(dòng)類(lèi)鈴蟲(chóng)Codonellopsismobilis、紅色中縊蟲(chóng)Mesodinium rubrum、王氏擬鈴蟲(chóng)Tinitionnopsiswangi、克氏紡錘水蚤Acartia clausi、太平洋真寬水蚤Eurytemora pacifica(圖4-A、C);刺參池塘的優(yōu)勢(shì)種為運(yùn)動(dòng)類(lèi)鈴蟲(chóng)Codonellopsismobilis、王氏擬鈴蟲(chóng)Tinitionnopsiswangi、紅色中縊蟲(chóng)Mesodinium rubrum、旋回俠盜蟲(chóng)Strobilidium gyrans、疣毛輪蟲(chóng)Synchaeta(圖4-B、D)。海蜇池塘浮游植物粒徑較小的優(yōu)勢(shì)種在5月份時(shí)密度相對(duì)較高,隨著養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)種類(lèi)的生長(zhǎng),密度呈降低趨勢(shì)。兩種模式海水池塘浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種類(lèi)差別很大,5月份時(shí),海蜇池塘克氏紡錘水蚤和太平洋真寬水蚤的生物量均超過(guò)1 mg/L,而其余月份二者生物量均不足0.1 mg/L;在結(jié)冰期間,刺參池塘疣毛輪蟲(chóng)密度、生物量驟增,2月份時(shí)優(yōu)勢(shì)度高達(dá)0.96。

“海蜇–縊蟶–牙鲆–對(duì)蝦”混養(yǎng)池塘浮游植物平均密度和生物量分別為26.50×105ind./L、0.90 mg/L,密度以綠藻門(mén)為主,其次為隱藻門(mén)(圖5-A),生物量以裸藻門(mén)、硅藻門(mén)、甲藻門(mén)為主(圖5-C);浮游動(dòng)物平均密度和生物量分別為81.57 ind./L、0.51 mg/L,密度以原生動(dòng)物居多,其次為橈足類(lèi)(圖6-A),生物量則主要以橈足類(lèi)為主(圖6-C)?！按虆ⅷC對(duì)蝦”混養(yǎng)池塘浮游植物平均密度和生物量分別為3.99×105ind./L、0.41 mg/L,密度以硅藻門(mén)為主,其次為綠藻門(mén)(圖5-B),生物量以硅藻門(mén)為主(圖5-D);浮游動(dòng)物平均密度和生物量分別為73.19 ind./L、0.13 mg/L,密度以輪蟲(chóng)為主(圖6-B),生物量則以橈足類(lèi)為主(圖6-D)。

調(diào)查期間,海蜇池塘浮游植物和浮游動(dòng)物的多樣性指數(shù)平均值分別為2.28、1.49,刺參池塘分別為2.20、0.93。

2.3 浮游生物粒徑特征

調(diào)查期間,兩種混養(yǎng)模式海水池塘出現(xiàn)的所有浮游植物種類(lèi)粒徑變化范圍為2.50～69.62μm (小球藻、美麗曲舟藻),其中1#、2#、8#、9#池塘浮游植物粒徑平均分別為(12.65±0.99)、(11.04± 1.01)、(13.47±2.81)、(12.31±3.11)μm。從各池塘浮游植物平均粒徑的季節(jié)變化(圖7-A)可知,海蜇池塘浮游植物粒徑變化幅度略低于刺參池塘。

圖4 兩種混養(yǎng)池塘浮游動(dòng)物主要優(yōu)勢(shì)種密度、生物量及其動(dòng)態(tài)Fig.4 Variations in density and biomass of dom inant zooplankton species in two polyculturemodels

圖5 兩種混養(yǎng)池塘浮游植物密度和生物量組成及其動(dòng)態(tài)Fig.5 Variations in phytoplankton density and biomass com ponents in two polyculturemodels

調(diào)查期間,兩種混養(yǎng)模式海水池塘出現(xiàn)的所有浮游動(dòng)物種類(lèi)粒徑變化范圍為11.09～560.41μm (旋回俠盜蟲(chóng)、溞狀幼體),其中1#、2#、8#、9#池塘浮游動(dòng)物粒徑平均分別為(149.10±64.09)、(149.08±70.52)、(132.52±25.94)、(152.55± 60.93)μm。從各池塘浮游動(dòng)物平均粒徑的季節(jié)變化(圖7-B)可知,其變化明顯,在春夏達(dá)到最大,在秋冬季較小,這與春夏季粒徑大的橈足類(lèi)大量繁殖有關(guān)。

圖6 兩種混養(yǎng)池塘浮游動(dòng)物密度、生物量組成及其動(dòng)態(tài)Fig.6 Variations in zooplankton density and biomass components in the two polyculturemodels

圖7 各試驗(yàn)池塘浮游生物的粒徑變化Fig.7 ESD in plankton in the experimentalmodels

兩種混養(yǎng)模式海水池塘浮游生物密度、生物量與其粒徑的關(guān)系如圖8、圖9所示?？梢钥闯?海蜇池塘粒徑小于20μm的浮游植物密度所占比例隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈先降低后增加的趨勢(shì),相應(yīng)的粒徑小于200μm浮游動(dòng)物密度所占比例則呈先增加后降低的趨勢(shì),而刺參池塘無(wú)明顯的變化規(guī)律。

3 討論

3.1 兩種混養(yǎng)模式池塘的水質(zhì)特點(diǎn)

調(diào)查期間發(fā)現(xiàn),刺參池塘結(jié)冰期間pH要高于其他各月份,這與其溶解氧的變化規(guī)律相吻合。因受降水等因素的影響,兩種模式海水池塘夏季鹽度較低。經(jīng)水質(zhì)測(cè)定,兩種模式海水池塘氮磷指標(biāo)無(wú)明顯季節(jié)變化規(guī)律,此結(jié)果主要是因人工管理造成的。

圖8 兩種混養(yǎng)池塘浮游植物粒徑及其動(dòng)態(tài)Fig.8 Variations in ESD of phytoplankton in the two polyculturemodels

圖9 兩種混養(yǎng)池塘浮游動(dòng)物粒徑及其動(dòng)態(tài)Fig.9 Variations in ESD of zooplankton in the two polyculturemodels

1#、2#、8#、9#養(yǎng)殖池塘的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(MTSI)分別為5.34、5.22、5.51、5.28,均屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)水體。另外,已有研究表明,磷是淡水浮游植物生長(zhǎng)的限制性因子,而海水和河口生態(tài)系統(tǒng)中,氮是浮游植物生長(zhǎng)的限制性因子[8]。Boyer等[9]研究表明,最適合浮游植物生長(zhǎng)的N/P值為7,若高于7,磷是浮游植物生長(zhǎng)的限制性因子;反之,則氮是浮游植物生長(zhǎng)的限制性因子。本研究中,1#、2#、8#、9#養(yǎng)殖池塘的N/P值分別為3.16、4.22、1.05、0.92,均低于7,因而,氮是海蜇池塘和刺參池塘養(yǎng)殖的限制性因子,適當(dāng)?shù)氖┓?、投餌和補(bǔ)充氮源可以提高養(yǎng)殖產(chǎn)量。這與王海雷等[8]的研究結(jié)果相同。

本研究中得出,海蜇池塘的浮游細(xì)菌平均密度為2.48×107cells/mL,與劉國(guó)才等[10]對(duì)海水養(yǎng)蝦池的研究結(jié)果相近,略高于田相利等[11]對(duì)“對(duì)蝦-羅非魚(yú)-縊蟶”封閉式養(yǎng)殖模式的研究結(jié)果。本試驗(yàn)中,刺參池塘的浮游細(xì)菌密度平均為4.28×106cells/mL,高于趙文等[12]對(duì)刺參養(yǎng)殖池塘浮游細(xì)菌現(xiàn)存量的研究結(jié)果,其原因可能與入水水源有機(jī)質(zhì)增加以及使用某些菌類(lèi)藥物等有關(guān),但其明顯低于本試驗(yàn)中海蜇池塘的浮游細(xì)菌密度,這主要是水體鹽度較高影響細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖,潑灑殺草藥使其密度大幅降低,以及全年不投餌不能補(bǔ)充足夠的有機(jī)質(zhì)等因素所致。除此之外,海蜇池塘受養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)種類(lèi)的濾食等因素影響,浮游細(xì)菌密度呈降低趨勢(shì),而后隨著海蜇等經(jīng)濟(jì)種類(lèi)的收獲又逐漸增加。

初級(jí)毛產(chǎn)量與呼吸量的比值(P/R)是反映初級(jí)生產(chǎn)力特征的一個(gè)重要指標(biāo),它可反映生物群落的代謝特征及外來(lái)有機(jī)質(zhì)的作用。P/R值＜1或接近1,表明水體外來(lái)有機(jī)質(zhì)起了較大作用;P/R＞1,只有在大量營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)入時(shí)才會(huì)出現(xiàn),如大量使用無(wú)機(jī)肥料,或有機(jī)肥料與無(wú)機(jī)肥料兼用[6]。本研究中,1#、2#、8#、9#池塘的P/R值分別為0.97、1.64、2.49、2.68,海蜇池塘的P/R值約為1,而刺參池塘的P/R值則明顯高于海蜇池塘,與高青鹽堿池[13]相近。這表明海蜇池塘中水體初級(jí)生產(chǎn)力受外來(lái)有機(jī)質(zhì)的影響較大;而刺參池塘則由于受到外來(lái)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽的影響,再加上水體自身微生物分解慢,物質(zhì)循環(huán)速率低,刺參對(duì)浮游植物利用率不高,導(dǎo)致初級(jí)生產(chǎn)力不能得到充分利用。

另外,由于二者受養(yǎng)殖管理的影響較大,兩種模式海水池塘的葉綠素a未出現(xiàn)特別明顯的變化規(guī)律。

3.2 兩種混養(yǎng)模式池塘浮游生物的群落結(jié)構(gòu)特征

本次調(diào)查期間,兩個(gè)海蜇池塘浮游生物分別為48種和24種,兩個(gè)刺參池塘分別為57種和33種。兩種混養(yǎng)模式的池塘浮游植物組成均以硅藻門(mén)占優(yōu)勢(shì),其次為綠藻門(mén);浮游動(dòng)物則均以原生動(dòng)物占優(yōu)勢(shì),其次為橈足類(lèi)。從豐度上觀(guān)察,海蜇池塘浮游植物的密度遠(yuǎn)高于刺參池塘,但其浮游動(dòng)物的密度則與刺參池塘相近。從生物量上觀(guān)察,海蜇池塘浮游生物的生物量均明顯高于刺參池塘。這主要是刺參池塘養(yǎng)殖管理中不施肥、不投餌和兩種混養(yǎng)模式所養(yǎng)殖的生物種類(lèi)不同所致。另外,光照、水溫、理化因子等環(huán)境和人為因素也起到較大的影響作用。

本研究中發(fā)現(xiàn),從海蜇和刺參池塘鑒定出的浮游動(dòng)植物種數(shù)低于自然海水[14]、大型水源水庫(kù)[15]、鹽堿池塘[16],但高于南美白對(duì)蝦高位池[17]、河口區(qū)斑節(jié)對(duì)蝦淡化養(yǎng)殖池塘[18]和中國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘[19],這兩種養(yǎng)殖池塘出現(xiàn)的浮游生物種類(lèi)以淡、海水中均有分布的廣鹽性種類(lèi)為主。與其他養(yǎng)殖池塘[16-20]相比,本研究中兩個(gè)試驗(yàn)池塘浮游生物的密度及生物量偏低。此結(jié)果表明,浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征與這兩種養(yǎng)殖池塘的非生物環(huán)境及養(yǎng)殖管理有關(guān),更與混養(yǎng)模式和放養(yǎng)的生物種類(lèi)及數(shù)量密切相關(guān),另外,養(yǎng)殖動(dòng)物的攝食狀況也是影響浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征的重要因素之一。

1#池塘浮游植物密度與NO-2-N呈極顯著正相關(guān)(r=0.959,P=0.003),與NO-3-N、NH+4-N呈顯著正相關(guān)(r=0.890,P=0.017;r=0.907,P= 0.013);2#池塘浮游植物密度與NO-3-N呈顯著正相關(guān)(r=0.815,P=0.048),浮游植物生物量與TP呈顯著正相關(guān)(r=0.815,P=0.048)。此外,海蜇池塘和刺參池塘浮游植物密度、生物量與DO、pH、鹽度、溫度等因子相關(guān)性不顯著。這表明,氮是海蜇池塘的第一限制性因子,其次是磷。海蜇池塘與刺參池塘的差異主要是由于養(yǎng)殖生物種類(lèi)不同以及人工管理(施肥、投餌)不同造成的。2#池塘浮游動(dòng)物生物量與NO-3-N呈顯著正相關(guān)(r=0.902,P=0.014);8#池塘浮游動(dòng)物密度、生物量均與溫度呈顯著正相關(guān)(r=0.739,P= 0.036;r=0.702,P=0.050);9#池塘浮游動(dòng)物密度與溫度呈顯著正相關(guān)(r=0.648,P=0.023),浮游動(dòng)物生物量與溫度呈極顯著正相關(guān)(r= 0.784,P=0.003),浮游動(dòng)物生物量與TN呈顯著正相關(guān)(r=0.647,P=0.023)。此外,兩種池塘模式浮游動(dòng)物密度和生物量與pH、鹽度、NO-2-N、NH+4-N、TP等因子相關(guān)性不顯著。這表明,溫度對(duì)刺參池塘浮游動(dòng)物的影響非常大,另外,氮對(duì)兩種模式海水池塘浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖作用較明顯。

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),海蜇池塘的浮游植物優(yōu)勢(shì)種主要出現(xiàn)在隱藻門(mén)、甲藻門(mén)、裸藻門(mén)和綠藻門(mén),這幾個(gè)門(mén)出現(xiàn)的藻類(lèi)比較單一,但數(shù)量在某一時(shí)間段內(nèi)較大;而硅藻門(mén)出現(xiàn)的種類(lèi)較多,但每種的數(shù)量有限,形不成優(yōu)勢(shì)種。刺參池塘的浮游植物優(yōu)勢(shì)種則主要是硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、裸藻門(mén)和綠藻門(mén),且硅藻門(mén)的優(yōu)勢(shì)種數(shù)量占到總數(shù)的一半以上。海蜇池塘由于養(yǎng)殖期在夏秋季節(jié),優(yōu)勢(shì)種的季節(jié)變化不太明顯;而通過(guò)對(duì)刺參池塘的周年調(diào)查發(fā)現(xiàn),春季和秋季優(yōu)勢(shì)種是硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、裸藻門(mén)和綠藻門(mén)的種類(lèi),夏季和冬季優(yōu)勢(shì)種則只出現(xiàn)在硅藻門(mén)和綠藻門(mén)中。海蜇池塘浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種主要集中在原生動(dòng)物和橈足類(lèi),且季節(jié)變化不明顯;刺參池塘優(yōu)勢(shì)種則分布于原生動(dòng)物、橈足類(lèi)和輪蟲(chóng)中,且有較明顯的季節(jié)變化,其中,春秋季優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)在原生動(dòng)物和橈足類(lèi),夏季主要以橈足類(lèi)種類(lèi)為主,結(jié)冰期則主要是輪蟲(chóng)和原生動(dòng)物。兩種混養(yǎng)模式池塘優(yōu)勢(shì)種的差異主要是由于混養(yǎng)經(jīng)濟(jì)種類(lèi)的不同造成的,另外,鹽度、施肥、投餌、水源等因素也會(huì)對(duì)優(yōu)勢(shì)種的分布產(chǎn)生重要影響。引起刺參池塘優(yōu)勢(shì)種季節(jié)變化的原因主要與藻類(lèi)的季節(jié)演替規(guī)律(水溫、鹽度、光照等)、養(yǎng)殖生物的濾食狀況和潑灑殺草藥等人為因素有關(guān)。

經(jīng)過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn),相同采樣期內(nèi),海蜇池塘中浮游植物均勻度指數(shù)顯著低于刺參池塘,表明海蜇池塘浮游植物種類(lèi)間數(shù)量的差異性遠(yuǎn)大于刺參池塘,更易形成優(yōu)勢(shì)種。此外,海蜇池塘浮游動(dòng)植物多樣性指數(shù)、浮游動(dòng)物均勻度指數(shù)均與刺參池塘無(wú)顯著性差異。經(jīng)相關(guān)性分析得出,9#池塘浮游植物多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)呈顯著正相關(guān)(r= 0.650,P=0.022),8#池塘相關(guān)性接近顯著;8#和9#池塘浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)呈極顯著正相關(guān)(r=0.974,P=0.000;r=0.727,P= 0.007);而1#和2#池塘浮游動(dòng)植物多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)相關(guān)性不顯著。由此表明,刺參池塘浮游動(dòng)植物群落數(shù)越多,其物種間個(gè)體的分布越均勻,而海蜇池塘則無(wú)此特點(diǎn),其原因主要與池塘養(yǎng)殖生物種類(lèi)及人工管理有關(guān)。

3.3 兩種混養(yǎng)模式池塘浮游生物粒徑的變化特點(diǎn)

浮游植物的粒徑大小與水中營(yíng)養(yǎng)鹽含量等理化因子有密切關(guān)系,在營(yíng)養(yǎng)鹽含量較低時(shí),浮游植物粒徑變小,而隨著營(yíng)養(yǎng)鹽含量升高,粒徑會(huì)變大[21]。經(jīng)過(guò)相關(guān)性分析得出:1#池塘浮游植物粒徑與NO-2-N呈極顯著正相關(guān)(r=0.951,P= 0.004),與NO-3-N、NH+4-N呈顯著正相關(guān)(r= 0.849,P=0.032;r=0.833,P=0.040),浮游動(dòng)物粒徑與NO-2-N、NH+4-N呈顯著正相關(guān)(r= 0.876,P=0.022;r=0.819,P=0.046);2#池塘浮游植物粒徑與TN相關(guān)性接近顯著(r=0.801,P=0.055),與溫度呈顯著正相關(guān)(r=0.843,P= 0.035),浮游動(dòng)物與NO-2-N、NH+4-N呈顯著正相關(guān)(r=0.813,P=0.049;r=0.892,P=0.017); 9#池塘浮游植物與NO-3-N呈顯著正相關(guān)(r= 0.600,P=0.039),浮游動(dòng)物粒徑與NO-2-N、TP呈顯著正相關(guān)(r=0.662,P=0.019;r=0.658,P=0.020),與TN呈極顯著正相關(guān)(r=0.778,P=0.003)。這表明氮是浮游生物生長(zhǎng)的限制性因子,另外,溫度對(duì)其生長(zhǎng)也起到至關(guān)重要的作用。

生物粒徑的大小能夠體現(xiàn)食物和消費(fèi)者間的關(guān)系,同時(shí)又與生物的生理、生物過(guò)程,以及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)[6,22]。陳懷清等按照浮游植物粒徑的大小將浮游植物劃分為超微型(0.2～2μm)、微型(3～20μm)、小型浮游植物(20～200μm)3種[23]。本研究中,通過(guò)對(duì)浮游植物粒徑的研究發(fā)現(xiàn),海蜇池塘和刺參池塘粒徑小于20 μm的浮游植物數(shù)量和生物量相對(duì)較多,而大于20 μm的浮游植物數(shù)量和生物量較少,組成上以微型浮游植物為主。兩種池塘模式浮游動(dòng)物粒徑小于200μm的數(shù)量相對(duì)較多,大于200μm的浮游動(dòng)物數(shù)量較少,組成上以小型浮游動(dòng)物為主。其原因主要是小型及微型浮游動(dòng)物是超微型和微型浮游植物的主要攝食者[24]。此外,池塘的非生物環(huán)境及養(yǎng)殖生物的攝食狀況也是影響浮游生物群落結(jié)構(gòu)的重要因素[15]。另外,海蜇池塘和刺參池塘浮游植物、浮游動(dòng)物密度和生物量在不同粒徑上的分布差異較大,這與兩種池塘模式所養(yǎng)生物的不同也有密切關(guān)系,即養(yǎng)殖生物的濾食也是影響浮游生物粒徑變化的重要因素。

通過(guò)本研究發(fā)現(xiàn),高效、科學(xué)地人工管理是混養(yǎng)模式海水池塘成功的關(guān)鍵,合理地搭配混養(yǎng)種類(lèi),以及適當(dāng)補(bǔ)充氮源,是提高池塘經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的重要手段。

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Community structure and particle sizes of plankton in marine ponds w ith two polyculturemodels

CAIZhi-long,QIN Mei-chuan,ZHAOWen,GUO Kai,ZHANG Chen,LILi,ZHANG Jia-wei
(Key Laboratory of Hydrobiology in Liaoning Province,College of Fisheries and Life Science,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)

The community structure and particle size of plankton were studied inmarine pondswith two of polyculturemodels(jellyfish-shellfish-fish-shrimp and sea cucumber-shrimp)from April 2013 to March 2014 bymeans of field surveymethod in order to know the ecological feature in the two polyculturemodels.The results showed that 48 species of phytoplankton and 24 species of zooplankton were found in polyculture ponds of jellyfish-shellfishfish-shrimp,with dominant phytoplankton species in Bacillariophyta and Chlorophyta,and dominant zooplankton species in protozoa and copepods.There were average phytoplankton density of 26.50×105ind./L and biomass of 0.90 mg/L,and average zooplankton density of 81.57 ind./L and biomass of 0.51 mg/L,with average phytoplankton diversity index of2.28 and average zooplankton diversity index of1.49,in polyculture ponds of jellyfishshellfish-fish-shrimp.In polyculture ponds of sea cucumber-shrimp,however,57 species of phytoplankton and 33 species of zooplankton were observed,with dominant phytoplankton species in Bacillariophyta and Chlorophyta, and dominant zooplankton species in protozoa and copepods.There were average phytoplankton density of 3.99× 105ind./L and biomass of 0.41 mg/L,and average zooplankton density of 73.19 ind./L and biomass of 0.13 mg/L,with average phytoplankton diversity index of 2.20 and average zooplankton diversity index of 0.93.The particle size was ranged from 2.50μm to 69.62μm in phytoplankton,and from 11.09μm to 560.41μm in zooplankton in the twomodes of polyculture.The findings indicated that high density and biomass of plankton,even less species,in polyculture ponds of jellyfish-shellfish-fish-shrimp.

community structure;particle size feature;plankton;polyculturemodel;marine pond

S967

A

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2016.06.014

2095-1388(2016)06-0663-10

2016-03-13

國(guó)家海洋公益項(xiàng)目(201305005);國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD13B03)

蔡志龍(1989—),男,碩士研究生。E-mail:840797863@qq.com

趙文(1963—),男,教授,博士生導(dǎo)師。E-mail:zhaowen@dlou.edu.cn