蝦貝綜合養殖池塘纖毛蟲群落結構及與環境因子的關系

趙亞波， 林志華， 何 京， 何 琳

(1. 寧波大學 海洋學院, 寧波 315211； 2. 浙江萬里學院 生物與環境學院, 寧波 315100)

對蝦養殖環境中，纖毛蟲能夠攝食水體內大量的藻類和腐殖質，促進水體的凈化，是環境監測中理想的指示生物[1]。且纖毛蟲作為養殖環境食物網的重要一環，是超微型和微型生產者的初級消費者及中型浮游動物的食物來源，也是營養鹽的再生者[2]。纖毛蟲促進水體凈化的同時，其中一些種類具有毒絲泡或黏絲泡，毒害水體。其中的共棲種類附著在養殖生物的鰓部，影響生物的游泳、呼吸和濾食，尤以緣毛目(Peritrichida)種類的危害最大[3]，構成了育苗期和養成期的病害，因此，了解各環境因子對纖毛蟲的影響，進而將纖毛蟲種類和數量控制在一定范圍，有利于水產健康養殖。國內外對浮游纖毛蟲的生態學研究集中在膠州灣[4]、南海[5]等自然大水域內時空或周年的分布。此外，國外對纖毛蟲在不同餌料[6]、光照[7]等條件下的生長率研究也較多。但對纖毛蟲在封閉海水養殖水體內的群落結構及其與環境因子的關系報道較少[8]。浙江沿海普遍實施的凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)和泥蚶(Tegillarcagranosa)的綜合養殖模式有利于解決對蝦單養過程中，氮磷利用率低、底泥富營養化嚴重等難題[9]。本研究在蝦貝混養模式下，對纖毛蟲的群落結構及其與環境因子之間的關系進行了研究，探討了纖毛蟲在水體內的生態學特性和地位，以便對養殖水體的凈化和水產健康養殖提供理論依據和指導。

1　材料與方法

1.1　試驗地點與管理

2012年在浙江寧海雙盤涂水產養殖公司養殖基地進行對蝦、泥蚶海水綜合養殖試驗。凡納濱對蝦購自寧波雙盤涂育苗廠，體長為0.7～0.8 cm；泥蚶購自附近養殖池塘，體質量為(2.42±0.47)g。在池塘中間建立圍隔，圍隔以竹木為框架，用彩條布圍隔成規格為15 m×15 m×1.2 m的養殖空間，彩條布底約0.3 m壓到底泥中，防止漏水以及對蝦的逃逸。

1.2　試驗設計

養殖試驗為凡納濱對蝦與泥蚶的混養試驗。各處理組對蝦的養殖密度相同，通過調整泥蚶密度設計了3個梯度。其中，對蝦的養殖密度為17×104ind/hm2；泥蚶的養殖密度分別為750 kg/hm2、1150 kg/hm2和2250 kg/hm2。泥蚶與對蝦的實際放養個數比分別為1.84(L)，2.75(M) 和5.50(H)，不同混養處理組間不進行深入比較，只為增加不同養殖模式水環境中纖毛蟲群落結構與環境因子關系的多重試驗。

于5月6、7日，放養泥蚶；6月3日，放養對蝦蝦苗。對蝦放養后定時(8:00和17:00)向圍隔內投喂對蝦飼料，不投喂泥蚶飼料。

1.3　采樣與分析

1.4　數據分析

根據以下公式[14]計算浮游纖毛蟲的優勢度(Y)、Margalef 豐富度指數(D) 、Shannon-Wiener 多樣性指數(H′)及Pielou 均勻度指數(J) :

Y=(ni/N) ×fi

H′=-ΣPilnPi

D=(S-1) /lnN

J=H′/Hmax

式中，ni表示第i種纖毛蟲的個體數，N為樣品中纖毛蟲的總個體數，fi為第i個物種出現的頻率，S為樣品中的纖毛蟲種類總數，Pi為第i個物種的個數與樣品中的總生物個數比(Pi=ni/N) ，Hmax= lnS。將Y>0.02 的纖毛蟲種類判定為主要優勢種。

圖1 試驗期間各處理組水化學指標Fig 1 Water chemical indices in various treatment groups

L：泥蚶與對蝦個數比為1.84的處理組；M：泥蚶與對蝦個數比為2.75的處理組；H：泥蚶與對蝦個數比為5.50的處理組；下同

使用獨立樣本t檢驗分析纖毛蟲的豐度、優勢度、豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數和理化因子的差異性。使用R軟件vegan包進行數據分析處理及作圖，預先對數據進行DCA分析，根據分析結果中前四軸的數值確定線性模型(RDA)或單峰模型(CCA)的排序方法。

2　結果

2.1　環境理化因子

各處理組水質指標如圖1所示。試驗期間，M組硝酸鹽氮含量較低，L組氨氮含量后期下降明顯，變化幅度較大。亞硝酸鹽氮、活性磷酸鹽和總磷含量無顯著差異。各處理溶氧為7.61～7.72 mg/L，pH為8.47～8.49，無顯著性差異(P>0.05)。

2.2　纖毛蟲種類組成及豐度變化

試驗期間共鑒定出浮游纖毛蟲46種，隸屬于11目35屬(表1)。其中，L組檢測出31種，M組檢測出39種，H組檢測出34種。試驗開始時，圍隔內主要以寡毛目和鉤刺目為主。

表1 試驗圍隔內檢出的浮游動物種類

“+”：出現；“-”：未出現

由圖2可知，圍隔內纖毛蟲群落組成以寡毛目為主，豐度呈現出先下降后極速攀升再下降的趨勢，其轉變主要是小擬盜蟲(Strombidinopsisminima)，長擬盜蟲(Strombidinopsiselongate)和小擬鈴蟲(Tintinnopsisminuta)豐度的驟變導致。鉤刺目豐度偏低，在不同時期所占比例不同，第3次采樣時占了絕對優勢，其變化體現在蚤狀中縊蟲(Mesodiniumpulex)和柱核柱毛蟲(Cyclotrichiumcyclokaryon)的交替，其他纖毛蟲種類(腹毛目、盾纖目和管口目等)占比非常低。

圖2 各采樣時期纖毛蟲豐度變化Fig 2 Abundance variations of ciliates during sampling period

2.3　纖毛蟲優勢度和指數變化

試驗圍隔中纖毛蟲的優勢種以寡毛目和鉤刺目為主，除第3次采樣中，以鉤刺目中縊蟲屬的蚤狀中縊蟲為絕對優勢種外，其他采樣時期均為寡毛目中的擬盜蟲屬(Strobidinopsis)、急游蟲屬(Strombidium)、歐米蟲屬(Omegastrombidium)、海游蟲屬(Pelagostrobilidium)、裂隙蟲屬(Rimostrombidium)、擬鈴蟲屬 (Tintinnopsis) 同時或交叉占據絕對優勢種群。不同處理組間，纖毛蟲在不同時期具有不同的優勢種群，但其中主要的優勢種大致相同。

纖毛蟲多樣性指數(H′)、豐富度指數(D)和均勻度指數(J) 隨時間的變化趨勢見圖3。各處理多樣性指數的變化一致，變化范圍較小。豐富度指數在各處理間變化也相同，表現為先大幅升高后小幅下降，并維持在 1.5左右。試驗期間均勻度指數有兩次起伏波動，相對于水體初始值有所下降。整體上，各處理間多樣性指數、豐富度指數和均勻度指數的變化一致，均不存在顯著性差異。

2.4　纖毛蟲群落結構與環境因子的關系

以纖毛蟲的種類組成和豐度為指標進行聚類分析，結果如圖4。纖毛蟲的群落結構主要分為兩類，第i類為第5次采樣(8月16日)結果，體現在總豐度遠超其他時期的差異，其主要以寡毛目中的擬盜蟲屬為主；第ii類豐度較低，以寡毛目中的多個屬交替作為優勢種(表2)。從不同混養比例來看，3個處理組前期有一定差異，之后在同一采樣時期纖毛蟲群落結構相似。

表2 試驗圍隔內纖毛蟲主要優勢種的優勢度

圖3 纖毛蟲多樣性指數、豐富度指數和均勻度指數變化Fig 3 variation of planktonic ciliate in diversity index, richness index and evenness index

圖4 養殖期間纖毛蟲群落聚類分析Fig 4 Cluster dendrogram of ciliate during breeding period

數字代表采樣日期

3　討論

3.1　纖毛蟲種類組成及豐度變化

試驗期間共鑒定出纖毛蟲46種，種類數量較高于宋微波等[8]海水對蝦養殖的種類數(38種)，低于黃建榮等[3]對蝦養殖的種類數(52種)。其中寡毛目(18種)和腹毛目(11種)種類較多，與黃建榮等[3]的研究結果一致。

纖毛蟲攝食腐殖質，促進水體凈化的同時，一些種類又可以通過自身的毒絲泡或黏絲泡，毒害水體或附著在養殖生物鰓部，影響生物的游泳、呼吸和濾食，其中尤以緣毛目種類的危害最大。本研究結果顯示，寡毛目豐度遠高于其他目，緣毛目只檢測出一個種，整體看來纖毛蟲組成與其相應的海域組成類似[15]。從時間上來看(圖2)，纖毛蟲豐度均呈現先下降后升高再下降的趨勢，其豐度變化受養殖期間溫度、對蝦餌料的投喂等因素的影響[16]。

表3 RDA分析浮游纖毛蟲代碼

圖5浮游纖毛蟲與環境因子的RDA分析排序圖
Fig 5 RDA ordination diagram of planktonic ciliate and environmental factors

3.2　纖毛蟲群落結構及其與環境因子的關系

纖毛蟲種群增長率受到各種因素的綜合影響[16]，不同養殖時期不同種的纖毛蟲優勢度不同(如表2)。寡毛目種類一般在中營養型水域中占主要優勢種群，緣毛目類群則喜富營養化水體[17]。試驗期間纖毛蟲豐富度指數有一定幅度的上升，這與黃建榮[3]對魚蝦混養體系中纖毛蟲種類數量變化一致，而纖毛蟲多樣性指數在暑期高溫季節有所下降，均勻度指數伴隨多樣性指數的變化而變化。本研究初始纖毛蟲豐富度指數、多樣性指數的升高可能是人工對養殖水體的肥水及飼料的投放等因素導致的，中期指數的下降與前人[16]研究高溫致纖毛蟲種類和豐度均有所下降相一致?？傮w看來，纖毛蟲的多樣性、豐富度和均勻度較穩定，表明其群落結構對環境的變化有自我調節和維持的能力。

蝦池的底質條件、水質理化指標以及季節氣候等因素都可影響水體內生物的群落結構[3]。張翠霞等[5]報道，南海北部纖毛蟲最大的近岸淺水區為高Chl a區域，但并不是Chl a最高的的地方纖毛蟲豐度就最大 。譚燁輝等[18]發現寡毛目中急游蟲和布氏擬鈴蟲(TintinnopsisbutschliiDaday)等喜高Chl a。本研究結果表明纖毛蟲群落結構與溫度和Chl a相關性不顯著。豐度隨溫度的上升與于瑩等[15]的結果相同，呈現為夏秋季豐度高，春季低(圖1)。溶氧對不同種纖毛蟲的增殖有促進或抑制作用(圖4)，本研究取樣為中層水體，未區分不同層次上纖毛蟲種類的區別，對養殖水體不同層次纖毛蟲群落結構有待進一步的研究。

[1]許木啟, 朱 江, 曹 宏. 白洋淀原生動物群落多樣性變化與水質關系研究[J]. 生態學報, 2001, 21(7):1114-1120.

[2]黃建榮, 查廣才, 周昌清,等. 凡納對蝦淡化養殖池浮游纖毛蟲研究[J]. 水生生物學報, 2005, 29(3):349-352.

[3]AZAM F, FENCHEL T, FIELD J G, et al. The ecological role of water column microbes in the sea[J]. Marine Ecology Progress, 1983, 10(3):257-263.

[4]于 瑩, 張武昌, 趙 楠,等. 膠州灣浮游纖毛蟲豐度和生物量的周年變化[J]. 海洋與湖沼, 2011, 42(5):690-701.

[5]張翠霞, 張武昌, 肖 天. 2007年10月南海北部浮游纖毛蟲的豐度和生物量[J]. 生態學報, 2010, 30(4):867-877.

[6]CAPRIULO G M. Feeding of field collected tintinnid micro-zooplankton on natural food[J]. Marine Biology, 1982, 71(1):73-86.

[7]STOECKER D K, SILVER M W, MICHAELS A E, et al. Obligate mixotrophy inLaboeastrobila, a ciliate which retains chloroplasts[J]. Marine Biology, 1988, 99(3):415-423.

[8]宋微波, 王 梅. 海水養殖水體中的病害纖毛蟲[J]. 海洋科學, 1993, 17(4):41-47.

[9]TENDENCIA E A. Polyculture of green mussels, brown mussels and oysters with shrimp control luminous bacterial disease in a simulated culture system[J]. Aquaculture, 2007, 272(1-4): 188-191.

[10]楊彩根, 宋學宏, 孫丙耀. 浮游植物葉綠素a含量簡易測定方法的比較[J]. 海洋科學, 2007, 31(1):6-9.

[11]金相燦,屠清瑛.湖泊富營養化調查規范(2版)[M]. 北京:中國環境科學出版社, 1990: 155-160.

[12]魏復盛.水和廢水監測分析方法(4版)[M].北京:中國環境科學出版社, 2002: 258-274.

[13]沈韞芬. 原生動物學[M]. 北京:科學出版社, 1999.

[14]沈韞芬, 顧曼如, 龔循矩,等. 微型生物監測新技術[M]. 北京:中國建筑工業出版社, 1990.

[15]于 瑩, 張武昌, 周 鋒,等. 春季和秋季東海陸架區浮游纖毛蟲的豐度和生物量[J]. 應用生態學報, 2013, 24(8):2310-2318.

[16]盧敬讓, 張鴻雁, 李德尚, 等. 蝦池試驗生態系浮游纖毛蟲種群增長和生產量估測[J]. 中國水產科學, 1997, 4(5): 50-53.

[17]蔡后建. 原生動物纖毛蟲對太湖梅梁灣水質富營養化的響應[J]. 湖泊科學, 1998, 10(3):43-48.

[18]譚燁輝, 黃良民, 黃小平,等. 三亞珊瑚礁水域纖毛蟲種類組成和數量分布及與環境因子的關系[J]. 生態學報, 2010, 30(24):6835-6844.

[19]姜 勇.膠州灣浮游纖毛蟲群落的時空分布特征及與環境間的關系[D]. 青島:中國海洋大學, 2012:1-55.

[20]祁 真.對蝦生態工程化養殖系統水環境變化及影響因子研究[D]. 杭州:浙江大學, 2004: 9-10.