張家界市大鯢生態(tài)繁育工程研究

宋英杰，羅慶華，張立云，陳秋宇，彭紅，王寒，歐東升

(1.吉首大學(xué) a.林產(chǎn)化工工程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.吉首大學(xué)大鯢資源保護(hù)與綜合利用湖南省工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 張家界 427000；2.桑植縣畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局，湖南 張家界 427200；3.張家界市畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局，湖南 張家界 427000；4.湖南省大鯢救護(hù)中心，湖南 張家界 427000)

張家界市大鯢生態(tài)繁育工程研究

宋英杰1a,1b，羅慶華1a,1b*，張立云2，陳秋宇3，彭紅3，王寒1a,1b，歐東升4

(1.吉首大學(xué) a.林產(chǎn)化工工程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.吉首大學(xué)大鯢資源保護(hù)與綜合利用湖南省工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 張家界 427000；2.桑植縣畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局，湖南 張家界 427200；3.張家界市畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局，湖南 張家界 427000；4.湖南省大鯢救護(hù)中心，湖南 張家界 427000)

為探尋張家界市大鯢生態(tài)繁育工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因子與大鯢生態(tài)繁育的技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)地調(diào)查10個(gè)大鯢生態(tài)繁育場(chǎng)，測(cè)量生態(tài)池的結(jié)構(gòu)參數(shù)和主要水質(zhì)指標(biāo)，采用主成分分析方法，探討生態(tài)繁育工程中影響大鯢親本繁育的主要因子。結(jié)果表明：水深、繁育池底質(zhì)、兩岸坡度、植被類型、植被覆蓋率與人為干擾是人工溪流結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要因子；洞穴面積、洞口寬與洞口高、水深與洞底組成均為洞穴結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要因子；濁度、總硬度、pH值和硫化物、溶解氧、總氮、總磷含量及化學(xué)耗氧量為水質(zhì)指標(biāo)主要因子。張家界市大鯢生態(tài)繁育選用親本的規(guī)格較大，年齡為(8.4±3.6)齡，繁殖率為64.9±52.6，繁育工程中主要存在雌雄鑒別不清與孵化率低等問題。

中國(guó)大鯢；生態(tài)繁育；人工溪流；洞穴；張家界

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中國(guó)大鯢(Andrias davidianus)屬于兩棲綱有尾目隱鰓鯢科，為中國(guó)珍稀名貴特產(chǎn)[1]。為保護(hù)和有效利用大鯢資源，20世紀(jì)60年代起國(guó)內(nèi)已開始對(duì)大鯢人工養(yǎng)殖進(jìn)行研究，但大鯢人工繁殖技術(shù)至今仍不成熟[2]。自2000年以來，秦嶺山區(qū)大鯢生態(tài)繁育成功[3]，因其具有建設(shè)成本低、對(duì)技術(shù)要求不高、親本的安全性好等優(yōu)勢(shì)，大鯢生態(tài)繁殖模式在全國(guó)迅速擴(kuò)展，已遍布湖南、湖北、四川、陜西、河南、安徽、貴州等省[4–5]。關(guān)于大鯢生態(tài)繁育工程建設(shè)的研究結(jié)果表明，養(yǎng)殖水源可通過基巖和植被來確定，養(yǎng)殖氣候可通過緯度和海拔來確定，養(yǎng)殖場(chǎng)址可以通過地形交通來選擇，養(yǎng)殖安全可以通過工程設(shè)施來保證[6]。王開鋒等[3]探討了人工模擬生態(tài)建設(shè)大鯢繁育池的方法；艾為明等[7]研究了生態(tài)繁育場(chǎng)地點(diǎn)的選擇和生態(tài)繁育池的建設(shè)以及親鯢的選擇、培育、配對(duì)、產(chǎn)卵、孵化等；張紅星等[8]對(duì)大鯢繁殖配組的性比、繁殖日度、繁殖時(shí)間、雌雄性腺發(fā)育同步等問題進(jìn)行了研究，但關(guān)于大鯢生態(tài)繁育工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)定量的研究尚少見報(bào)道。

張家界市是國(guó)家級(jí)大鯢自然保護(hù)區(qū)所在地，已成功繁育大鯢苗多年，現(xiàn)已形成了比較完善的技術(shù)體系，該地的大鯢資源保護(hù)與利用技術(shù)處于國(guó)內(nèi)前沿。筆者對(duì)張家界市大鯢生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量研究，調(diào)查大鯢親本選育、大鯢養(yǎng)殖管理技術(shù)與生產(chǎn)效果，探索張家界大鯢生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵因子與管理技術(shù)的不足，并提出優(yōu)化建議，以提高生態(tài)繁育技術(shù)水平。

1 研究地點(diǎn)與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)的選擇

張家界市位于湖南省西北部(28°52′～29°48′N，109°40′～111°20′E)，屬山地季風(fēng)溫潤(rùn)氣候，年均氣溫16 ℃，境內(nèi)溶洞、深潭、陰河、泉水眾多，具有大鯢生長(zhǎng)繁殖得天獨(dú)厚的生態(tài)環(huán)境。張家界市境內(nèi)建有大鯢生態(tài)繁育場(chǎng)共35個(gè)，其中已成功繁殖鯢苗的有20家。從中隨機(jī)抽取10家作為本研究的調(diào)查點(diǎn)，利用全球衛(wèi)星定位儀(GPS)測(cè)定各調(diào)查點(diǎn)的地理位置與海拔高度(表1)。

表1 生態(tài)繁育工程調(diào)查點(diǎn)Table 1 Investigated sites of the ecological breeding engineering

1.2 生態(tài)繁育工程結(jié)構(gòu)的調(diào)查

調(diào)查并測(cè)量大鯢生態(tài)繁育工程的核心組成部分——生態(tài)繁育池的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括人工溪流的寬度與深度、底質(zhì)、人工溪流的岸組成、兩岸坡度、植被類型和蓋度，并測(cè)量池中洞穴的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括面積、洞口寬與高、洞底組成和洞中水深。

1.3 水質(zhì)測(cè)定

在生態(tài)繁育池中采集水樣，每個(gè)調(diào)查點(diǎn)取樣3個(gè)。按照水庫(kù)漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范SL167—96(中華人民共和國(guó)水利部，1998)，采用水銀溫度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫，精度為0.1℃；用目視比濁法測(cè)定濁度；用便攜式pH計(jì)測(cè)量 pH值；用碘量法測(cè)定溶解氧(DO)；用重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)耗氧量(COD)；用EDTA滴定法測(cè)定總硬度(GH)；用過硫酸鉀–紫外分光光度法測(cè)定總氮(TN)含量；用氯化亞錫還原光度法測(cè)定總磷(TP)含量；用碘量法測(cè)定硫化物含量。此外，測(cè)定人工溪流中水的流速。

1.4 親本選育和繁殖管理及繁殖效果調(diào)查

調(diào)查以上生態(tài)繁育場(chǎng)的親本選育、繁殖管理方法與繁殖效果，主要包括放入親本的數(shù)量、規(guī)格與雌雄比、親本培養(yǎng)方法、孵化方法以及繁殖效果。用2014年的繁殖鯢苗數(shù)表示繁殖效果，計(jì)算產(chǎn)卵率、出苗率與繁殖率。產(chǎn)卵率=產(chǎn)卵數(shù)/雌鯢親本體質(zhì)量。出苗率=出苗數(shù)/產(chǎn)卵數(shù)。繁殖率=出苗數(shù)/親本數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件對(duì)生態(tài)繁育池的結(jié)構(gòu)參數(shù)與水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，并對(duì)大鯢產(chǎn)卵率、出苗率、繁殖率與調(diào)查點(diǎn)海拔、親本數(shù)量、大鯢體質(zhì)量、大鯢年齡進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大鯢生態(tài)繁育工程的結(jié)構(gòu)

2.1.1 人工溪流的結(jié)構(gòu)

各調(diào)查點(diǎn)人工溪流的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表2。對(duì)其進(jìn)行主成分分析和對(duì)植被類型、人為干擾定性指標(biāo)進(jìn)行賦值分析(下同)的結(jié)果見表3。取權(quán)系數(shù)絕對(duì)值大于0.7的指標(biāo)為主成分(下同)，結(jié)果表明：水深、繁育池底質(zhì)、兩岸坡度、植被類型、植被覆蓋率與人為干擾6項(xiàng)因子是人工溪結(jié)構(gòu)中的主要因子。人工溪中，水深為(0.23±0.04) m，池底質(zhì)以卵石與砂石為宜，兩岸坡度多為90°，植被類型為樹加草，植被覆蓋率為(82.5±15.0)%，人為干擾均弱，各調(diào)查點(diǎn)結(jié)構(gòu)差異小。

表3 人工溪流結(jié)構(gòu)因子主成分分析的特征向量Table 3 Eigenvectors of artificial stream structural factors from principle component analysis

2.1.2 人工洞穴結(jié)構(gòu)

人工洞穴的面積為(1.31± 0.19) m2，洞口寬為(0.27±0.06) m，洞口高為(0.28±0.04) m，洞穴內(nèi)水深為(0.24±0.09) m，底質(zhì)組成以卵石和砂子復(fù)合為主(表4)。各調(diào)查點(diǎn)的洞口寬和水深2項(xiàng)指標(biāo)的差異較大，其他指標(biāo)的差異較小(表5)。

表4 生態(tài)繁育池洞穴的結(jié)構(gòu)指標(biāo)Table 4 Structural indicators of the ecological breeding cave

表5 洞穴結(jié)構(gòu)指標(biāo)主成分分析的特征向量Table 5 Eigenvectors of cave characters from principle component analysis

2.2 水質(zhì)特點(diǎn)

生態(tài)繁育池水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見表6。適宜的水溫是大鯢繁殖的必要條件，但是單次的測(cè)量結(jié)果不具有代表性，所以在分析中不考慮該指標(biāo)。各指標(biāo)之間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，COD分別與TN、 TP含量呈顯著性相關(guān)，主成分分析中不能包括極顯著相關(guān)的兩組變量，對(duì)TN、TP含量之外的其他6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析(表7)。由表7可見，6個(gè)指標(biāo)均為主成分因子，以上8項(xiàng)指標(biāo)均為重要的水質(zhì)指標(biāo)。調(diào)查點(diǎn)生態(tài)繁育池水濁度為10.90±7.87，其中樣點(diǎn)5、8、9水的濁度比較大，是因?yàn)樵搱?chǎng)沉淀池太小，不能有效控制雨后水質(zhì)的渾濁；池水pH平均為7.38±0.37，偏堿性，符合畜飲水標(biāo)準(zhǔn)；DO為(7.68±2.20) mg/L，COD為(8.75±2.08) mg/L，TN含量為(0.19±0.18) mg/L，TP含量為(0.05±0.06) mg/L，GH為(145.39±27.56) mg/L，硫化物含量為(0.000±0.001) mg/L。除樣點(diǎn)2與7的TP含量外，其他指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 》(GB3838—2002)Ⅱ類地表水標(biāo)準(zhǔn)(Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)適用于珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等)。

表6 生態(tài)繁育池水質(zhì)指標(biāo)Table 6 Water quality index of ecological breeding pool

表7 水質(zhì)指標(biāo)主成分分析的特征向量Table 7 The eigenvectors of water quality index from principle component analysis

2.3 親本選育和繁殖管理及繁殖效果

由表8可見，親本體質(zhì)量為(3.5～18.0) kg，平均為(8.5±3.5) kg；年齡為5～12，平均年齡為(8.4±3.6)齡，雌雄比均為1∶1。投餌方式為80%投喂活餌料和魚塊，20%投喂活餌料。80%采用自然孵化，20%采用人工孵化，人工孵化的出苗率高于自然孵化的，平均孵化率為(44.2±28.6)%。因人工孵化的技術(shù)要求較高，管理工作量較大，所以目前在張家界市采用人工孵化的不多。在自然孵化方式下，親本吃食卵的現(xiàn)象在多個(gè)調(diào)查點(diǎn)均有不同程度發(fā)生。選擇年齡較大的親本進(jìn)行自然孵化，8齡以上雄鯢的護(hù)卵能力強(qiáng)。此外，在繁殖季節(jié)要合理投放餌料，把有卵粒的洞穴口關(guān)閉，以防其他大鯢進(jìn)入。

表8 大鯢生態(tài)繁育工程的繁殖管理與繁殖效果Table 8 Breeding control and effects of ecological breed engineering for A. davidianus

產(chǎn)卵率、出苗率、繁殖率與親本數(shù)量、規(guī)格與年齡的相關(guān)性分析結(jié)果見表9。由表9可見，僅繁殖率和親本規(guī)格顯著相關(guān)，親本規(guī)格是影響繁殖率的主要因素。在調(diào)查實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，親本的個(gè)體大，年齡大，繁殖能力強(qiáng)，護(hù)卵能力強(qiáng)，吃食卵粒情況少，孵化率高。對(duì)產(chǎn)卵率、出苗率、繁殖率與人工溪流、洞穴結(jié)構(gòu)因子的定量指標(biāo)和水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析的結(jié)果表明，它們之間的相關(guān)性均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表9 繁殖效果與親本特征的相關(guān)系數(shù)Table 9 Correlation coefficient between breeding conditions and parent features

3 討論與結(jié)論

1) 關(guān)于生態(tài)工程結(jié)構(gòu)。水深、繁育池底質(zhì)、兩岸坡度、植被類型、植被覆蓋率與人為干擾是人工溪結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因子。本研究中水深(0.23±0.04) m，與桂慶平報(bào)道的0.2～0.3 m[4]基本相同。該水深能滿足大鯢水陸兩棲的習(xí)性，既能全部覆蓋大鯢的身體，又便于大鯢出水面呼吸。底質(zhì)以卵石和砂石為主，這可為大鯢爬行提供適宜的條件。兩岸坡度宜為90°，這樣有助于隱蔽洞穴，滿足大鯢喜隱蔽[9]的習(xí)性。植被類型以樹加草為宜，樹與草協(xié)同遮陽(yáng)，可以為大鯢提供陰涼的生活環(huán)境。本研究中的植被覆蓋率為(82.5±15.0)%，與金立成報(bào)道的60%～80%[10]相似。植被遮陽(yáng)使溪流中光線較暗，且可防止洞穴中溫度太高。人為干擾小，保持安靜，無工業(yè)及其他污染，是大鯢自然繁殖的必要條件。洞穴是大鯢生境選擇的決定因素[11]，洞穴結(jié)構(gòu)影響大鯢的棲息與生長(zhǎng)。在張家界生態(tài)繁育工程中，洞穴面積、洞口寬與高、水深、底質(zhì)組成均為洞穴結(jié)構(gòu)關(guān)鍵因子，適宜洞穴面積為(1.31±0.19) m2。面積太小，不利于大鯢運(yùn)動(dòng)，有可能增加大鯢之間咬架；面積太大，浪費(fèi)土地和水資源。洞口寬為(0.27±0.06) m，洞口高為(0.28±0.04) m。該洞口尺寸能使大鯢自由進(jìn)出洞穴。洞口太大，影響洞穴內(nèi)的光照；洞口太小，不方便大鯢進(jìn)出洞穴。洞穴內(nèi)水深為(0.24±0.09) m。洞內(nèi)水深以沒過大鯢身體10 cm 左右為宜，這樣可讓大鯢自由地沉在水下，也方便大鯢出水面呼吸。洞穴底質(zhì)以卵石和砂子復(fù)合為宜，這樣可滿足大鯢的推沙行為。

2) 關(guān)于水質(zhì)。濁度、pH值、DO、COD、TN含量、TP含量、GH與硫化物含量8項(xiàng)指標(biāo)為水質(zhì)重要因子。本研究中調(diào)查點(diǎn)的水濁度為(10.90±7.87)JIU，高于野生大鯢生境的水濁度(7±2)JIU[12]。大鯢喜歡清澈水[13]，所以必須建造效果良好的沉淀池，控制水的濁度，否則大鯢容易相互撕咬。部分調(diào)查點(diǎn)沉淀池的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不能有效控制雨季水質(zhì)渾濁，這是張家界大鯢生態(tài)繁殖場(chǎng)存在的主要問題。適宜pH為7.38±0.37，略偏堿性。大鯢喜高溶解氧水環(huán)境[14]，本研究中DO為(7.68±2.20) mg/L，高于張紅星等報(bào)道的5～6 mg/L[15]。大鯢以肺呼吸為主，但其肺不發(fā)達(dá)，需要皮膚輔助呼吸[16]。本研究中COD和TN含量與TP含量較低，分別低于10.83、0.38、0.11 mg/L，說明水中耗氧的有機(jī)質(zhì)含量少；GH適中，為(145.39±27.56) mg/L，硫化物的含量低于0.001 mg/L，表明泉水無毒性。在滿足大鯢對(duì)水質(zhì)的要求下，較小的水流可以保持大鯢的水環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，減少水資源的消耗。本研究中水流速為0.01～0.10 m/s，小于艾為明等報(bào)道的0.1～0.3 m/s[7]。水溫不僅影響大鯢的生活，還影響親本性腺發(fā)育、產(chǎn)卵行為與胚胎發(fā)育[17–18]，水溫為大鯢繁殖的必要因子。良好的水質(zhì)是大鯢生態(tài)繁育成功的必要條件。張家界大鯢生態(tài)繁育工程的水源質(zhì)好量多，流速穩(wěn)定，水中污染物少，水質(zhì)良好。

3) 關(guān)于親本選育、繁殖管理與繁殖效果。選擇體格健壯、性成熟好的親鯢是成功繁殖的首要條件。親本規(guī)格是影響繁殖率的主要因素。雄鯢體型大，副性征明顯，易受雌鯢青睞[19]。張家界市用于生態(tài)繁育大鯢的個(gè)體較大，體質(zhì)量為(8.5±3.5) kg，與文立華報(bào)道的成功交配的雄鯢個(gè)體基本一致。大鯢5齡可達(dá)性成熟，但性腺成熟度不夠，8齡以上的大鯢的性腺發(fā)育更好，所產(chǎn)生殖細(xì)胞質(zhì)量更好，繁殖率高[20]。親本年齡較大，為8.4±3.6，高于桂慶平報(bào)道的5齡[4]。雌雄比均為1∶1，與張紅星等[10]報(bào)道相同，但多個(gè)調(diào)查點(diǎn)對(duì)親本雌雄鑒別不準(zhǔn)確，導(dǎo)致了雌雄比不恰當(dāng)，產(chǎn)卵率較低，為(29.93±20.08)粒/kg。親本培育的關(guān)鍵是滿足不同季節(jié)的親鯢營(yíng)養(yǎng)，保持餌料適口充足。本研究結(jié)果表明，餌料魚以活的魚蝦為主，輔以新鮮魚塊，以滿足不同培育階段大鯢的需要。張家界大鯢生態(tài)繁育已經(jīng)成功，但繁育技術(shù)水平有待提高，繁殖效果也有待穩(wěn)定，還存在親鯢雌雄鑒別不準(zhǔn)確所導(dǎo)致的雌雄比不當(dāng)、產(chǎn)卵率較低和自然孵化方式孵化的效果差、出苗率低等問題，所以，提高雌雄鑒別技術(shù)和推廣人工孵化技術(shù)是張家界大鯢生態(tài)繁殖技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問題。

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責(zé)任編輯：王賽群

英文編輯：王 庫(kù)

Ecological breeding engineering for Chinese giant salamander in Zhangjiajie city

Song Yingjie1a,1b, Luo Qinghua1a,1b*, Zhang Liyun2, Chen Qiuyu3, Peng Hong3, Wang Han1a,1b,Ou Dongsheng4
(1.a.Key Laboratory of Hunan Forest Products and Chemical Industry Engineering; b.Engineering Laboratory of Chinese Giant Salamander’s Resource Protection and Comprehensive Utilization in Hunan Province, Jishou University, Zhangjiajie, Hunan 427000, China; 2.Bureau of Animal Husband and Aquiculture of Sangzhi County, Zhangjiajie, Hunan 427200, China; 3.Bureau of Animal Husband and Aquiculture of Zhangjiajie City, Zhangjiajie, Hunan 427000, China; 4.Rescue Center of Chinese Giant Salamander in Hunan Province, Zhangjiajie, Hunan 427000, China)

In order to explore the key factors and technique affecting structure characteristic of ecological engineering for Chinese giant salamander breeding in Zhangjiajie city, ten ecological breeding farms were investigated in field, as well as the structural parameters of their ecological pool and water quality. Principal component analysis was used to pick out the main factors in the ecological engineering breeding. The results showed that water depth, substrate of breeding pool, bank gradient, vegetation type, coverage and human interference were the main structural parameters of artificial stream; Cave area, width and hight of cave entrance, depth of water and substrate composition were the main structural parameters of cave, and turbidity, total hardness, pH value, sulfide, dissolved oxygen, total nitrogen, total phosphor and chemical oxygen demand were the main factors of water quality index. The parent specifications of Chinese giant salamander were relatively large to an average age of 8.4±3.6, and the average reproductive rate was 64.9±52.6. The ambiguousness of sex discrimination and low hatching rate were the major problem in the ecological engineering breeding.

Chinese giant salamander (Andrias davidianus); ecological breeding; artificial stream; cave; Zhangjiajie

S966.6

A

1007-1032(2016)06-0635-06

慶平．梵凈山大鯢仿生態(tài)繁殖新技術(shù)[J]. 中國(guó)水產(chǎn)，2011(6)：39–41.

10.3969/j.issn.1002–6681.2011.06. 018．

2016–01–06

2016–04–12

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460160)；國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2014GA770016)；湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10JJ6036)；湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010SK3031)；吉首大學(xué)科研項(xiàng)目(15JDY013)

宋英杰(1991—)，男，山東菏澤人，碩士研究生，主要從事大鯢生態(tài)研究，895374796@qq.com；*通信作者，羅慶華，教授，主要從事大鯢資源保護(hù)及綜合利用研究，lqh700930@126.com