生態(tài)浮床對淡水池塘浮游動物多樣性的影響

賈立平　高志　白海鋒　袁永鋒　李引娣

摘要：本試驗(yàn)選擇陜西渭北地區(qū)精養(yǎng)魚塘，利用空心菜生態(tài)浮床進(jìn)行池塘污染水體原位修復(fù)，監(jiān)測試驗(yàn)池塘水質(zhì)變化情況，調(diào)查浮游動物群落結(jié)構(gòu)和生物多樣性變化趨勢，分析評價了生態(tài)浮床在池塘水體修復(fù)中的可行性，以期為淡水養(yǎng)殖池塘污水處理提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)浮床;池塘;浮游動物;多樣性

生態(tài)浮床是一種水環(huán)境與水體原位生態(tài)修復(fù)和控制的實(shí)用技術(shù)，其應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖上，對養(yǎng)殖池塘水污染的修復(fù)不僅表現(xiàn)在水質(zhì)凈化，更重要的是對池塘水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)[1]。浮游動物是一種在水里營浮游生活的微小生物，是水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中重要環(huán)節(jié)，在池塘生態(tài)系統(tǒng)中浮游動物占據(jù)重要地位，在物質(zhì)循環(huán)、能量流動、信息傳遞和初級生產(chǎn)力等過程中起著承上啟下的作用[2]。不同種類的浮游動物對水體污染具有不同的耐污能力和響應(yīng)，因此常常被作為水環(huán)境檢測的指示生物，能對水生態(tài)健康狀況進(jìn)行快速評價[3]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)浮床植物選用空心菜，預(yù)先陸地有土培育至幼苗5～6cm時移栽到浮床。試驗(yàn)用鯉魚為漁場引進(jìn)的松浦鏡鯉魚種，放養(yǎng)規(guī)格60～120g/尾，養(yǎng)殖密度為1600～1800尾/667m2，套養(yǎng)規(guī)格為60～85g/尾長豐鰱魚種80～100尾/667m2。

試驗(yàn)用生態(tài)浮床采用竹竿和聚乙烯網(wǎng)制作，框架由直徑60mm 竹竿和尼龍繩制作成長方形，規(guī)格為250cm×100cm。聚乙烯網(wǎng)目為100mm，浮床下面設(shè)置襯網(wǎng)，網(wǎng)目10mm，防止鯉魚攝食空心菜根部。生態(tài)浮床系統(tǒng)由單個浮床相互串并聯(lián)組成，單個浮床水蕹菜栽種密度25～35株/m2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)池塘位于渭河北岸臨潼區(qū)，池塘東西走向，面積為2000m2，平均水深1.8m。池塘水泥護(hù)坡，進(jìn)排水及充氧系統(tǒng)齊全。試驗(yàn)設(shè)不放置浮床的對照組、浮床處理組。試驗(yàn)開始之前，先將陸地培育好的空心菜連根拔出，清洗干凈后按照移栽密度插入聚乙烯網(wǎng)眼，待其根莖部附著于網(wǎng)上開始自然生長時開始試驗(yàn)。為了易于試驗(yàn)管理，單個浮床用網(wǎng)繩相互串并聯(lián)起來，整齊排列，由繩索固定于池塘四周堤岸。

1.3 樣品采集與檢測

試驗(yàn)從 2017年6月1日開始至9月29日結(jié)束，試驗(yàn)周期為120d，試驗(yàn)期間每30d采取水樣進(jìn)行水質(zhì)理化指標(biāo)檢測和浮游動物鑒定。水樣采集方法為：在對照池塘4個池角和池中央各設(shè)一個采樣點(diǎn)，試驗(yàn)池塘在4個池角和浮床區(qū)各設(shè)置一個采樣點(diǎn)。每個樣點(diǎn)用5L柱狀采水器取水面下10～50 cm 深處的水樣，混合均勻后取水樣1L，用于實(shí)驗(yàn)室檢測水質(zhì)。取水樣5L，用甲醛固定24h后濃縮至50mL，用于鑒定原生動物，取水樣25L，用25號浮游生物網(wǎng)現(xiàn)場過濾后加甲醛（5%）固定，用于鑒定輪蟲、枝角類和橈足類。浮游動物樣品采集嚴(yán)格參照《淡水浮游生物研究方法》[4]、《湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》[5]，浮游動物種類鑒定和定量主要參照文獻(xiàn)[6]進(jìn)行。水質(zhì)樣品參照《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）》[7]分析，pH、溫度、溶解氧、透明度現(xiàn)場監(jiān)測。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)采用SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）計(jì)算公式：

H′ = -∑（ni / N ）ln（ni / N ）

式中： N為樣品中所有種類的總個體數(shù)，ni為第i種物種個體數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)變化情況

試驗(yàn)期間池塘水體理化指標(biāo)見表1。池塘水溫變化范圍20.8～31.7℃，平均值25.7℃。適宜空心菜和鯉魚、鰱魚生長，試驗(yàn)池和對照池水溫差異不大。試驗(yàn)池塘與對照池塘相比，pH值降低，溶解氧升高，透明度增加了46.9%，污染物濃度降低了16.5%。不同類型池塘TN、TP變化差異顯著，空心菜浮床對池塘N、P有良好的去除作用，說明生態(tài)浮床對養(yǎng)殖池塘水環(huán)境表現(xiàn)出很好的原位修復(fù)功能。

2.2 浮游動物種類組成

試驗(yàn)期間共鑒定出鯉魚池塘浮游動物4大類，32種，種類數(shù)最多的是輪蟲，有22種，占種類總數(shù)的68.8%;其次是原生動物和枝角類，均為4種，合占種類總數(shù)的25.0%，橈足類2種，占比為6.2%。

從圖1可見，試驗(yàn)塘浮游動物的種類數(shù)相比對照池塘的高，試驗(yàn)期間試驗(yàn)池塘共鑒定出浮游動物28種，主要以輪蟲居多，有19種，占種類總數(shù)的67.9%;其次是枝角類，有4種，占比14.3%;橈足類最少，占比為7.1%。從時間上看，試驗(yàn)池塘浮游動物種類數(shù)隨養(yǎng)殖時間的推移呈現(xiàn)先升后降的趨勢，浮游動物群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出簡單到復(fù)雜再到簡單的變化。7月末，架設(shè)生態(tài)浮床的池塘浮游動物種類數(shù)最多，與對照池塘相比差異明顯。對于個體較大的枝角類，對照池塘只在7月份采集到，試驗(yàn)塘6～9月都能采集到。

圖1 ?浮游動物種類變化

2.3 浮游動物數(shù)量變化

試驗(yàn)期間，試驗(yàn)池塘和對照池塘浮游動物密度均呈先升后降的趨勢，8月末，個采樣點(diǎn)的浮游動物密度較高（見圖2）。從圖可以看出，試驗(yàn)初始階段兩種類型池塘的浮游動物數(shù)量處于相對較低水平，隨著水溫的升高以及水體中營養(yǎng)物質(zhì)的增多，浮游動物的數(shù)量也開始增加。試驗(yàn)塘浮游動物平均密度為732.4個/L，生物量1.751mg/L，較對照池塘高。對照池塘浮游動物密度只有在7月初高于試驗(yàn)塘，其他時間均低于試驗(yàn)池塘，這種月變化與其主要優(yōu)勢種角突臂尾輪蟲和長三肢輪蟲密度的波動有關(guān)。

圖2 浮游動物密度和生物量變化

試驗(yàn)期間，隨著試驗(yàn)塘浮床植物的生長，池塘水體的光照、溶解氧以及營養(yǎng)鹽等環(huán)境的改變，生態(tài)浮床為浮游動物的生長提供了適宜的條件，尤其是空心菜水下發(fā)達(dá)的根莖系統(tǒng)，為浮游動物的繁殖提供了更為優(yōu)越的場所，使得試驗(yàn)池塘浮游植物密度由最初的181.3個/L上升到721.8個/L，生物量從1.176mg/L增加到1.822mg/L。從時間上看，6月至8月份，試驗(yàn)池塘浮游動物的現(xiàn)存量保持上升趨勢，8月末達(dá)到峰值1567.2個/L（2.801mg/L）。從9月份開始浮游動物的密度和生物量隨著水溫的回降開始減少，但仍高于試驗(yàn)池塘。分析結(jié)果顯示，試驗(yàn)塘浮游動物中個體相對較大的萼花臂尾輪蟲和裂足臂尾輪蟲的密度在試驗(yàn)中后期顯著大于對照池塘，這有助于減緩浮床設(shè)置下池塘輪蟲的小型化。