海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中溶解氧和營養(yǎng)鹽的影響研究

代伊銘+李衛(wèi)東+陳義+陳崎沖

摘 要：通過在相鄰兩個池塘分別設(shè)置固定采樣點(diǎn)，作為對照區(qū)（非養(yǎng)殖區(qū)）和實(shí)驗(yàn)區(qū)（海蜇養(yǎng)殖區(qū)），并在5月的中旬、7月中旬以及9月中旬（即海蜇放養(yǎng)前期、海蜇養(yǎng)殖期間（6月初至8月下旬）以及海蜇采收后），分別采樣水樣后測定溶解氧DO、氨氮NH4+-N、硝氮NO3--N以及葉綠素Chl a含量的變化情況，探討海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中溶解氧和營養(yǎng)鹽的影響。結(jié)果表明，池塘實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層和中層DO在不同月份間均存在顯著性差異P<0.05），7月份DO顯著低于其他月份，這與水溫升高、浮游生物耗氧及有機(jī)質(zhì)分解加速有關(guān)。由于海蜇的擾動作用，7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)底層DO顯著高于對照點(diǎn)的P<0.05），而實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層和中層略低于對照點(diǎn)的P>0.05）。池塘實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)NH4+-N、Chl a含量在不同月份和不同水層間均存在顯著性差異P<0.05）。由于海蜇對浮游生物的捕食作用，水體中藻類含量升高，因此7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層和中層水體中Chl a含量顯著高于對照點(diǎn)的P<0.05）。7月份和9月份池塘中NH4+-N顯著高于5月份的，并且7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的NH4+-N顯著高于對照點(diǎn)的P<0.05），均與海蜇擾動作用相關(guān)。夏秋季節(jié)水溫上升，浮游植物大量繁殖生長，消耗大量的NO3--N，因而7月份和9月份NO3--N顯著低于5月份的P<0.05），并且7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)中層NO3--N顯著低于對照點(diǎn)的P<0.05）。

關(guān)鍵詞：海蜇；溶解氧；氨氮；硝氮；葉綠素a

海蜇Rhopilema esculenta Kishinouye）隸屬于腔腸動物門（Coelentera）、缽水母綱（Scyphozoa）、根口水母目（Rhizostomeae）、根口水母科（Rhizostomatidae），其不僅有豐富的營養(yǎng)，同時也具有良好的藥食效果[1]。海蜇處于食物鏈的底層，對外界環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，同時水中具有非常豐富的海蜇的餌料生物，因此海蜇是人工增殖養(yǎng)殖及放流的優(yōu)良品種[2]。近年來，隨著海洋環(huán)境污染、過度捕撈以及海蜇漁場條件被破壞等原因[2]，使得海區(qū)幼蟄受到嚴(yán)重?fù)p害[3]，海蜇的自然資源量嚴(yán)重下滑[4]。

海蜇因其具有生長速度快、經(jīng)濟(jì)效益高、養(yǎng)殖風(fēng)險低等特點(diǎn)，已逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。相關(guān)研究表明，高密度的養(yǎng)殖活動會造成養(yǎng)殖水體的富營養(yǎng)化，導(dǎo)致養(yǎng)殖水環(huán)境惡化，病害頻發(fā)，進(jìn)而影響海域生態(tài)環(huán)境[5-6]。目前，有關(guān)海蜇規(guī)?；B(yǎng)殖對水域生態(tài)環(huán)境的影響鮮有報道。本文擬通過研究海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中溶解氧和營養(yǎng)鹽的影響，以期為海蜇養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)與材料

本實(shí)驗(yàn)在河北省唐山市唐山海都水產(chǎn)食品有限公司水產(chǎn)養(yǎng)殖基地相鄰的兩個大面積池塘內(nèi)進(jìn)行。分別在兩池塘內(nèi)各設(shè)置一個固定采樣點(diǎn)作為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)。海蜇養(yǎng)殖前期，對養(yǎng)殖池塘進(jìn)行鋪膜作業(yè)，并在養(yǎng)殖池塘周邊水域扎建小孔徑聚乙烯材料的圍網(wǎng)。養(yǎng)殖池塘面積140 hm2、平均水深2.5 m。實(shí)驗(yàn)海蜇初始放養(yǎng)規(guī)格為傘徑1.2～1.5 cm，放養(yǎng)密度為0.5 ind·m-2。

1.2 樣品采集與處理

2015年5月中旬、7月中旬和9月中旬，即放養(yǎng)海蜇前期、海蜇養(yǎng)殖期間（6月初至8月下旬）以及海蜇采收后各采集水樣一次。每次采集樣品的時間是上午九點(diǎn)到上午十點(diǎn)，在每一個采樣點(diǎn)都設(shè)有一固定浮球用來作為定點(diǎn)標(biāo)記。每次對養(yǎng)殖區(qū)域的表層、中層（距表層1 m）以及底層水樣分別用2.5 L有機(jī)玻璃采水器進(jìn)行采集，虹吸法收集水樣并固定溶解氧待測，剩余水樣用0.45 μm Whatman GF/F濾膜真空抽濾后冷凍保存，每個處理3個重復(fù)。7月中旬分別對不同水層的溶解氧進(jìn)行晝夜觀測。

1.3 樣品的測定與實(shí)驗(yàn)方法

溶解氧（DO）的測定采用碘量法，采用靛酚藍(lán)法進(jìn)行氨態(tài)氮（NH4+-N）的測定，利用鎘柱還原法對硝態(tài)氮（NO3--N）進(jìn)行測定；應(yīng)用丙酮法用90%丙酮萃取濾膜16 h，在665 nm和750 nm波長下測定葉綠素a（Chl a）含量[7]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用 SPSS 19.0軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），并采用Tukeys多重比較分析，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，確定其組間差異顯著性P<0.05）。統(tǒng)計數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±SD）的形式表示。

2 結(jié)果分析

2.1 海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中溶解氧的影響

實(shí)驗(yàn)期間池塘不同水層中溶解氧DO的月份變化見圖1，結(jié)果顯示：

在池塘實(shí)驗(yàn)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，表層和中層DO在不同月份之間都存在顯著性差異P<0.05），但底層DO在各月份之間表現(xiàn)為差異不顯著P>0.05）。其中，7月份養(yǎng)殖區(qū)水體的表層和中層DO均顯著低于5月份及9月份。池塘對照點(diǎn)各水層不同月份DO差異顯著P<0.05）。其中，7月份對照點(diǎn)表層DO顯著低于5月份，7月份對照點(diǎn)中層DO顯著低于5月份和9月份，但5月份和9月份DO卻無顯著性差異，7月份對照點(diǎn)底層DO顯著高于5月份。

比較不同水層間5月和9月份DO，結(jié)果顯示差異均為顯著P<0.05），而在不同水層間7月份DO則表現(xiàn)為無顯著性差異P>0.05）。其中，5月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層水體中DO顯著高于底層的，中層DO與其他水層相比較并無顯著性差異，在9月份，其中實(shí)驗(yàn)點(diǎn)中層以及底層的DO均顯著低于表層的。5月份對照點(diǎn)中層和底層DO也顯著低于表層的，9月份對照點(diǎn)表層DO顯著高于其他水層。

除7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)底層DO顯著高于對照點(diǎn)的P<0.05），其他月份、水層DO在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)間均無顯著性差異P>0.05）。

2.2 海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中氨氮的影響

實(shí)驗(yàn)期間池塘不同水層中氨氮NH4+-N的月份變化情況見圖2，結(jié)果顯示：

池塘實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)各水層NH4+-N在不同月份間均存在顯著性差異P<0.05）。其中，7月份和9月份表層水體中NH4+-N含量要顯著高于5月份。比較7月和9月，在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的中層和底層水樣，結(jié)果表現(xiàn)為NH4+-N差異不顯著，但在相同時間下比較表層和中層的水體中NH4+-N差異，則變現(xiàn)為差異不顯著。

實(shí)驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)各月份不同水層間NH4+-N差異顯著P<0.05）。就水體中NH4+-N差異而言，表層水體顯著高于中層和底層含量，而中層以及底層水體中NH4+-N表現(xiàn)為差異不顯著P>0.05）。

5月份和9月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層、中層和底層NH4+-N和對照點(diǎn)相應(yīng)各層間均無顯著性差異P>0.05），而7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各水層NH4+-N均顯著高于對照點(diǎn)的P<0.05）。

2.3 海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中硝氮的影響

實(shí)驗(yàn)期間池塘不同水層中硝氮NO3--N的月份變化情況見圖3，結(jié)果顯示：

池塘各水層NO3--N在不同月份間均有顯著性差異P<0.05）。其中，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)7月份三個水層的NO3--N均顯著低于5月份和9月份的。

實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)各月份三個水層NO3--N差異均顯著P<0.05）。除7月份表層和中層NO3--N無顯著性差異外，其他月份NO3--N按表層、中層和底層順序均顯著升高。

5月份和9月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各水層與對照點(diǎn)相應(yīng)水層NO3--N差異均不顯著P>0.05）。7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)中層NO3--N顯著低于對照點(diǎn)的，而實(shí)驗(yàn)點(diǎn)底層NO3--N則顯著高于對照點(diǎn)的。

2.4 海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中葉綠素a的影響

實(shí)驗(yàn)期間池塘不同水層中Chl a含量的月份變化情況見圖4，結(jié)果顯示：

池塘實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)各水層水體中Chl a含量在不同月份間均存在顯著性差異P<0.05）。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層9月份Chl a含量顯著高于5月份和7月份的，中層7月份Chl a含量最高，而底層7月份Chl a含量顯著低于其他兩個月份的。對照點(diǎn)表層7月份Chl a含量最低，中層5月份Chl a含量顯著低于7月份和9月份的，底層5月份Chl a含量顯著低于9月份的，7月份與5月和9月無顯著差異。

實(shí)驗(yàn)期間各月份Chl a含量在不同水層間也均存在顯著性差異P<0.05）。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)5月份表層水體中Chl a含量均顯著高于5月份中層和底層的。7月份中層Chl a含量顯著高于表層和底層的，7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)的底層Chl a含量均最低。9月份底層Chl a含量顯著低于表層和中層的。

7月份實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層和中層Chl a含量顯著高于對照點(diǎn)相應(yīng)水層的，而實(shí)驗(yàn)點(diǎn)底層Chl a含量顯著低于對照點(diǎn)的P<0.05）。其他月份和水層實(shí)驗(yàn)點(diǎn)、對照點(diǎn)間Chl a含量均無顯著性差異P>0.05）。

3 討論

3.1 海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中溶解氧的影響

溶解氧在池塘養(yǎng)殖的管理中是檢驗(yàn)水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。溶解氧的含量水平能夠反映水體的物理化學(xué)性質(zhì)和生物活動等影響，是池塘生產(chǎn)性能的一項(xiàng)重要檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[7]。通過增加池塘中水體溶解氧的含量，可以有效的抑制并降低水生動物受水體中的硫化氫、氨氮等的毒害[8-9]。通過研究高密度池塘養(yǎng)殖溶解氧的變化過程，了解并掌握其規(guī)律變化，對改善池塘的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、增加養(yǎng)殖產(chǎn)量、降低病害等有著重要的意義。

水體中的溶解氧含量，其主要的來源途徑是光合作用，7月是海蜇養(yǎng)殖的一個高峰時期，海蜇通過對水中的浮游動物的大量捕食，導(dǎo)致植食性浮游生物數(shù)量減少，從而減低了藻類被攝取的壓力[10]。這使得浮游植物數(shù)量得到飛速增長，使得光合作用得到加強(qiáng)，產(chǎn)生了更多的DO。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)點(diǎn)表層以及中層DO都要普遍略低于對照點(diǎn)，這是由于大量浮游生物和海蜇的生物耗氧，再加上養(yǎng)殖過程中糞便、殘餌的分解耗氧導(dǎo)致的[11-12]。在晝夜交替過程中，海蜇存在垂直遷移的現(xiàn)象（即白天在水體底層，夜間浮到水體表層），通過海蜇的垂直遷移運(yùn)動，使得上下水層間水體交換得到大大加強(qiáng)，導(dǎo)致上層較多的DO被帶動到池塘底層，因此在底層溶解氧，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)含量要高于對照點(diǎn)含量。

在夏季和秋季，浮游植物產(chǎn)生較強(qiáng)的光合作用，但是較高的水溫會導(dǎo)致溶解氧含量降低，再加上在溫度較高時，水生生物的新陳代謝、呼吸及有機(jī)質(zhì)的分解速度都明顯增強(qiáng)。因此，水體中DO， 7月份顯著低于5月份的[13-14]。

3.2 海蜇養(yǎng)殖對池塘水體中營養(yǎng)鹽的影響

在本實(shí)驗(yàn)中5月份（即海蜇放養(yǎng)前）實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)營養(yǎng)鹽指標(biāo)顯示差異不顯著。海蜇以各類甲殼動物為主要的的生物餌料。7月份，是每年海蜇增養(yǎng)殖的一個高峰期，大量的海蜇通過捕食浮游動物，致使一些以浮游植物為食的浮游動物生物量降低，從而導(dǎo)致浮游植物得到一個空前繁殖時期，因此在本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)7月表層和中層葉綠素a顯著高于對照點(diǎn)的[15]。

在淺真光層中（水體75 m以內(nèi)），NH4+-N是無機(jī)氮的主要存在形態(tài)，隨著水深增加其含量逐漸減小[16]。7月份由于水溫較高，水生生物的新陳代謝、呼吸及有機(jī)質(zhì)的分解速度都明顯增強(qiáng)使得水體中NH4+-N增多[17-20]。此外，由于水中DO較低，從而導(dǎo)致硝化作用減弱，這使得實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各水層NH4+-N均顯著高于對照點(diǎn)。

在5月份的實(shí)驗(yàn)區(qū)和對照區(qū)中，比較各水層Chl a的含量，變現(xiàn)為差異不顯著。由于表層水溫升高，使得表層水體的營養(yǎng)鹽比較豐富，浮游植物具有較強(qiáng)的生產(chǎn)力，因此在5月份，本實(shí)驗(yàn)表層水樣葉綠素a的含量要顯著高于中底層。7月份，大量浮游動物被海蜇捕食，從而導(dǎo)致浮游植物增多，因此，本實(shí)驗(yàn)Chl a總含量就明顯偏高[21-22]。七月份由于光照過強(qiáng)，使光合作用受到抑制[23-24]，導(dǎo)致表層Chla含量要低于中層。到了9月，光照強(qiáng)度會漸漸減弱，浮游植物得以繼續(xù)增長，使得Chl a含量表層顯著高于中層和底層。由于在上層水體中存在大量的浮游植物及顆粒物，致使底層浮游植物的光合作用受到抑制，因此試驗(yàn)點(diǎn)底層Chl a含量要略低于對照點(diǎn)。上述結(jié)論與潘友聯(lián)等人對膠州灣葉綠素a濃度的研究[25-26]及宋書群等對長江口及其鄰近水域[27]結(jié)果相似。

由于夏、秋兩季水溫普遍升高，使得浮游植物得以大量生長繁殖，從而使光合作用增強(qiáng)，大量的NO3--N得以消耗，水體中NO3--N大大減少，所以比較實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對照點(diǎn)NO3--N，可以發(fā)現(xiàn)在7月和9月NO3--N要顯著低于5月份含量，這也與賈后磊等人[28]在啞鈴灣的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。由于浮游植物大多分布在水體的中層及上層，對表、中層的NO3--N被吸收，因此表、中層NO3--N要顯著低于底層。

每年7月，由于大量海蜇的攝食，水體中以浮游植物為食的浮游動物減少，導(dǎo)致浮游植物增多，對NO3--N的吸收增多，因此對照點(diǎn)中層NO3--N顯著高于實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。而在底層，由于海蜇的擾水作用，將溶解氧從表層帶到底部，促進(jìn)底部硝化作用加速進(jìn)行，使得NO3--N相對于對照點(diǎn)有所提高，所以實(shí)驗(yàn)點(diǎn)底層NO3--N顯著高于對照點(diǎn)。

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（收稿日期：2016-09-12）