不同養殖類型池塘藻類群落特征

武秀國　蘇彥平　陳修報　等

摘要：2013 年4—9 月對3種養殖類型池塘[養殖過程投餌的大宗淡水魚養殖池塘（N1R7）、不投餌料的背角無齒蚌高密度（N4R6）、低密度（N1R3）養殖池塘]的藻類群落結構和水體理化因子（溫度、pH值、濁度、透明度、溶解氧、總固溶物、鹽度、電導率、電阻率）定期調查分析。結果表明，共鏡檢出藻類7 門58 種，其中綠藻35 種、藍藻11 種、硅藻8 種、甲藻1 種、隱藻1 種、裸藻1 種、金藻1 種；N1R7池塘中優勢種為微囊藻、色球藻、四尾柵藻、蹄型藻等；N4R6池塘中藻類優勢種種類較多，為微囊藻、色球藻、魚腥藻、螺旋藻、雙對柵藻、單生卵囊藻、小球藻、尖針桿藻等；N1R3池塘中優勢種為微囊藻、色球藻、魚腥藻、小球藻等；各池塘藻類生物量總體呈逐月增加趨勢，變化范圍為細胞數2.02×106～27.20×106 個/L；3種池塘中藻類生物量總體上呈N1R7>N4R6>N1R3的趨勢，而其多樣性指數總體上呈N1R3>N1R7>N4R6的趨勢；調查期間，溫度、pH值呈逐月增加趨勢，而濁度總體上呈N1R3>N1R7>N4R6的趨勢；各池塘藻類生物量與水體濁度、溫度、pH值等水質因子呈顯著正相關；餌料投喂可引起養殖池塘的富營養化和藻類尤其是藍藻的快速增殖；養殖池塘藻類群落結構和水質因子的變動明顯受到養殖密度的影響。

關鍵詞：養殖池塘；大宗淡水魚；背角無齒蚌；藻類；群落

中圖分類號： S968.4文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0227-04

收稿日期：2014-03-01

基金項目：國家自然科學基金（編號：31072214）；現代農業產業技術體系專項（編號：CARS-46）。

作者簡介：武秀國（1990—），男，安徽全椒人，碩士研究生，主要從事漁業水域生態環境監測與保護研究。E-mail：wxg1990@126.com。

通信作者：楊健，教授，主要從事漁業生態環境監測與保護研究。Tel：（0510）85557823；E-mail：jiany@ffrc.cn。藻類對養殖池塘水體環境有重要的調節作用，是營造池塘良好水色和合適透明度的基礎，是調節水體溶解氧、營養鹽的重要參與者，同時作為初級生產者在池塘生態系統的物質循環和能量流動中起很大作用。因此，闡明養殖池塘中藻類組成、數量分布、優勢種演替規律及藻類群落結構的影響因子對于漁業生產很有必要。Hosper[1]、Reeders等[2]在荷蘭的一些湖泊中利用斑馬貽貝（Dreissena polymorpha）開展調控試驗，結果顯示貽貝對藻類具有較好的控制作用。Caraco等認為，河蜆種群的定居和擴展是美國哈德遜（Hudson）河中浮游植物減少和群落結構改變的主要因素[3]。楊東妹等研究了背角無齒蚌（Anodonta woodiana）濾食對浮游藻類結構的影響，認為蚌的高強度濾食能夠顯著減少所有浮游藻類的數量和生物量，提高水體透明度，改變微型生態系統中浮游藻類的群落結構[4]。彭聰聰等研究了珠江河口區羅非魚養殖池塘中浮游微藻的群落特征，認為養殖池塘水體普遍富營養化，造成水體中藻類種類豐富，生物量快速增長，藻類生物量多與COD、DIN等營養因子呈顯著正相關關系，另外該研究發現池塘中藻類群落結構和水質因子的變動也受羅非魚濾食作用的影響[5]。因此，淡水雙殼軟體動物和大宗淡水魚類均可能會對水體中藻類群落結構產生較大影響。

背角無齒蚌在我國廣泛分布于江河、湖泊、水庫、溝渠、池塘中，多棲息于淤泥底質、水流略緩或靜水水域內[6]。背角無齒蚌和大多數濾食性魚類均對水體中藻類有濾食作用，而背角無齒蚌標準化養殖過程中不會投喂大量餌料，因此其水體中富營養化程度較投餌的大宗淡水魚養殖池塘中要低很多，這也將增加池塘中藻類群落結構的差異性。本研究探討了不同養殖類型池塘中藻類群落結構特征與水體理化因子變化特征，以期為了解漁業生產過程中利用背角無齒蚌改善水質與控制藻類的可行性提供依據。

1材料與方法

1.1藻類樣品采集與處理

2013年4—9月，逐月對中國水產科學研究院淡水漁業研究中心（江蘇省無錫市）南泉基地投餌的大宗淡水魚養殖池塘（N1R7）和不投餌的背角無齒蚌高密度（N4R6）、低密度（N1R3）養殖池塘進行采樣分析。各池塘平均水深1.5 m，全封閉養殖，沒有明顯的外源污染物。其中，池塘N1R7中養殖的大宗淡水魚為鯽魚，池塘N1R3、N4R6中均為標準化養殖的背角無齒蚌，養殖密度分別為3萬、10.5萬個/hm2，均為網箱吊養。采樣時在各池塘上風向、下風向兩端處各取樣1次，分別于水下約1 m處用2.5 L采水器采取水樣1份，倒入聚乙烯塑料瓶中充分混合均勻，取1 L混合水樣加入10 mL魯哥氏液靜置濃縮2 d。去除上清液，取0.1 mL濃縮液于顯微鏡下用浮游植物記數框鑒定。

1.2水體理化因子的測定

在采樣的同時，對采樣水域中水體理化因子進行測定，其中溶解氧使用梅特勒托利多便攜式溶氧儀（型號Seven Go Pro SG 6）測定，水體總固溶物、鹽度、電導率、電阻率使用梅特勒托利多電導率儀（型號Seven GoTM，SG 3）測定，濁度使用便攜式濁度計（型號TN 100）測定，溫度、pH值使用便攜式pH計測定，水體透明度使用黑白透明度盤測定。

1.3浮游藻類樣品分析

在光學顯微鏡下，參照《中國淡水藻類》[7]、《淡水微型生物圖譜》[8]等資料對藻類樣品進行定性鑒定和定量計數。

多樣性分析采用Shannon-Wiener多樣性指數表示：

H′=-∑QilnQi；

Qi=ni/N1。

式中：H′ 為Shannon-Wiener多樣性指數；Qi為第i種個體數占總個體數的比例；ni為物種i的個體數；N1為群落樣本個體總數。

優勢度分析采用優勢度表示：

Y=ni/N2×fi。

式中：N2是樣品中各類藻類總數；fi為該種在該地區出現的頻率，在本研究中默認為1。

參照謝立民等[9]、查廣才等[10]的方法，本研究中把樣品中個體總數量占10%以上的確定為優勢種，其中占40%以上的定為強優勢種，占1%～ 10%的定為常見種，在1%以下或只在個別水樣中出現的定為稀有種。

生物量的計算是以在顯微鏡下鏡檢出的藻類細胞數量為準，即1 L水樣中所含藻類的總細胞數量。

2結果與分析

2.1水體理化因子的變化動態

各池塘水體理化因子指標如圖1所示。試驗期間水溫為15.8～32.1 ℃，各池塘水溫變化趨勢一致，前期、中期水溫逐漸升高，至9月開始下降；透明度為25～90 cm，隨著試驗進行，整體呈下降趨勢；濁度為4.5～42.6 NTU，整體呈上升趨勢；pH值為6.0～9.7，各池塘pH值變化趨勢一致，均呈上下波動變化；溶解氧含量為5.8～17.6 mg/L，各池塘變化趨勢不明顯，呈波動變化；各池塘鹽度保持在0.14～0.21 g/L，較為平穩；總固溶物含量為148～221 mg/L，整體呈上升趨勢，至9月開始下降；電阻率為2 260～3 380 Ω·cm，電導率為296～442 μS/cm，呈上下波動。

2.2藻類種類組成

各池塘共鑒定出藻類7 門58 種，其中綠藻35 種、藍藻11 種、硅藻8 種、甲藻1 種、隱藻1 種、裸藻1 種、金藻1 種。藍藻、綠藻為常見種和優勢種，種類較多；甲藻、隱藻、裸藻、金藻的一些種類也較常見；其他均為稀見種。各池塘鏡檢出藻類種類數也不同（表1），總體來看池塘N1R7中檢測出的藻類種類數多于池塘N1R3、N4R6。

2.3藻類生物量變動

如圖2所示，試驗期間各養殖池塘藻類生物量（細胞數）為（2.02～27.20）×106 個/L。各池塘藻類生物量在試驗期間變化較大，整體上呈增長趨勢，在7月增長最快，到8月達到最高值，到9月開始下降。

表1各養殖池塘藻類種類數鏡檢結果

時間藻類種類數（種）池塘N1R7池塘N1R3池塘N4R64月2318245月2124296月3021137月2736218月2723189月272017

各池塘中藍藻生物量所占比例很高，最多達到總量的80%以上，顯示出3個養殖池塘的藻類群落以藍藻種類為絕對優勢種的共性。

2.4藻類優勢種的組成

各池塘藻類優勢種組成情況如表2所示。各池塘中藍藻門的微囊藻、色球藻、魚腥藻等為常見優勢種，綠藻門的小球藻、雙對柵藻、腎形藻屬和硅藻門的針桿藻等偶爾也可以成為優勢種。

表2各養殖池塘中藻類優勢種的月度變動情況

月份池塘N1R7池塘N1R3池塘N4R6優勢種優勢度優勢種優勢度優勢種優勢度4月

微囊藻色球藻四尾柵藻0.4100.1260.106魚腥藻0.862微囊藻魚腥藻0.2850.2535月

微囊藻蹄型藻0.4810.135微囊藻色球藻尖針桿藻0.2950.1410.132微囊藻小球藻0.3670.1276月

微囊藻色球藻0.4200.340微囊藻大螺旋藻0.3690.322微囊藻色球藻0.4340.4247月

微囊藻色球藻銀灰平裂藻0.4340.2180.140微囊藻雙對珊藻腎形藻0.1810.1220.154微囊藻色球藻0.6160.3058月

微囊藻色球藻0.4200.390微囊藻大螺旋藻單生卵囊藻0.2000.1520.255微囊藻色球藻柱胞藻0.4520.1540.2309月

微囊藻色球藻0.3500.256微囊藻大螺旋藻小球藻0.2940.1180.199微囊藻色球藻0.6200.191

2.5藻類群落的多樣性

Shannon-Wiener多樣性指數反映了池塘藻類群落的生態信息含量大小，可衡量群落的抗干擾能力。由表3可見，各池塘的多樣性指數為0.70～2.59。生物多樣性分級可按照生物多樣性閾值評價標準進行評價（表4）。在本研究期內，池塘N1R7中藻類群落多樣性指數整體呈下降趨勢，至9 月有所上升，多樣性一般；池塘N1R3中藻類群落多樣性指數隨時間變化趨勢明顯，從初期多樣性指數較低演變為中后期多樣性指數較高，多樣性指數較好，說明該池塘中藻類群落能夠更加充分高效地利用資源，具有較高的抵御外來干擾的能力；池塘N4R6中藻類群落多樣性指數在初期較好，后期持續下降，多樣性一般，顯示其池塘藻類群落結構較為單一。

表3各養殖池塘藻類群落生物多樣性指數

時間生物多樣性指數池塘N1R7池塘N1R3池塘N4R64月2.020.702.305月1.912.332.406月1.681.821.277月1.772.591.098月1.502.201.549月2.102.241.27平均值1.831.981.64

表4生物多樣性閥值的分級評價標準[11]

評價等級生物多樣性指數閥值等級描述Ⅰ<0.6多樣性差Ⅱ0.6～1.5多樣性一般Ⅲ1.6～2.5多樣性較好Ⅳ2.5～3.5多樣性豐富Ⅴ>3.5多樣性非常豐富

3結論與討論

3.1大宗淡水魚養殖池塘中藻類群落結構和理化因子變化特征

在本研究中，池塘N1R7中藻類群落結構較池塘N1R3、N4R6中藻類的種類豐富、生物量高，但生物多樣性低。這表明在養殖過程中餌料投入可引起池塘水體富營養化和藻類尤其是藍藻的快速繁殖，表現為消耗水體中的CO2，從而促使水體pH值上升。這種環境變化更有利于藍藻生長，而不利于其他藻類生長[12]。在自然水體中，大宗淡水魚主要以藻類為食，對水體中藻類有濾食作用[13-14]，能夠顯著改變水體中藻類群落結構。而在人工養殖池塘中，大量投入餌料使所養魚類對藻類的攝食力度明顯下降。同時，大量投入餌料也引起水質變化，其中最顯著的變化是水體中營養物質增加。相較于池塘N1R3、N4R6，池塘N1R7的特點是富營養化、高濁度、透明度低。有學者提出，在高濁度、低透明度的環境下更有利于絲狀藍藻的生長，這是因為其光合作用在高光照下會受到抑制[15]。因此，N1R7池塘中藍藻的優勢地位造成了該池塘中較高的藻類群落生物量和較低的生物多樣性。

相較于池塘N1R3、N4R6，池塘N1R7水體中的濁度和總固溶物表現為較高水平，而溶解氧、鹽度、電阻率、電導率、透明度的波動性則較大，其中溶解氧波動最為明顯。這可能是相較于背角無齒蚌，魚類的活動能力更強，因而水體氧的利用程度也較大，并對水體環境的擾動也較大。養殖過程中投餌應該是水體中濁度及總固溶物含量增加的重要原因。

3.2背角無齒蚌養殖池塘中藻類群落結構和理化因子變化特征

池塘N1R3、N4R6的水體理化因子較池塘N1R7總體表現為透明度較高、濁度較低，溶解氧、總固溶物、電阻率、電導率波動較小，其原因可能主要為高密度養殖的背角無齒蚌能夠顯著減少所有浮游藻類數量，提高水體透明度，改善水質[1]，并改變藻類的優勢種[16]。濾食性貝類的濾水率在一定溫度范圍內會隨溫度的升高而加大，而背角無齒蚌的溫度峰值出現在25 ℃，最適宜pH值在8左右，過酸或過堿的水體中都會抑制蚌的生長，使其無法起到有效控制水質的作用[17]，本研究中水溫基本保持在25 ℃以上，pH值保持在8左右，理論上保持了背角無齒蚌最佳濾水率的狀態。池塘N1R3、N4R6中的溫度、pH值均處于文獻中背角無齒蚌的適宜范圍內，因此可以認為其濾食性處于較佳狀態，這也可從相關池塘中藻類群落生物量受到明顯抑制的現象得到印證。較投餌的池塘N1R7而言，池塘N1R3、N4R6中藻類群落優勢種數明顯多于前者，總生物量也明顯低于前者，這表明背角無齒蚌對池塘中藻類尤其是作為優勢種地位的藍藻有明顯的抑制作用，這與盧敬讓等的研究結果[18]一致，雖然藍藻不是河蚌適口的餌料，但是河蚌獨具晶桿體可分泌晶桿酶消化藍藻。同時，背角無齒蚌對水體中藻類的濾食作用應該沒有顯著的選擇性，即其在濾食過程中對優勢種藻類的攝食比例會明顯高于其他常見種和稀見種藻類，這客觀上對優勢種尤其是藍藻快速增殖有較強的抑制作用[19]?？梢哉J為背角無齒蚌可以通過一定的攝食壓力對藻類乃至于浮游植物群落的構成產生顯著影響，完全能起到改善水質的作用。因此，在魚類養殖生產中采用一些魚、蚌混養模式應該可以減輕養殖池塘水體富營養化。

此外，相比較于池塘N4R6，池塘N1R3中藻類群落結構有明顯不同。在本研究前期，池塘N1R3表現為藻類種類數量較少、多樣性較低、生物量較高、優勢種優勢度高；而到了6月后，2個池塘中藻類群落發生了明顯變化，池塘N4R6的藻類種類數量減少、多樣性降低、生物量升高、優勢種優勢度提高，這可能與背角無齒蚌的養殖密度有關，因此在高溫的夏季適當調整背角無齒蚌的養殖密度，可能對控制池塘水質效果更好。

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