菊花江蘺對(duì)刺參養(yǎng)殖池塘初級(jí)生產(chǎn)力影響研究

孫靈毅，王愛(ài)敏，周廣軍，高峰

（1.煙臺(tái)市海洋經(jīng)濟(jì)研究院，山東 煙臺(tái) 264006；2.煙臺(tái)大學(xué)海洋學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264003）

我國(guó)遼寧、山東沿海等地刺參池塘養(yǎng)殖已經(jīng)得到廣泛推廣，但多年刺參養(yǎng)殖還存在著諸多弊端。池塘養(yǎng)殖面臨著生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性較差、病蟲(chóng)害經(jīng)常發(fā)生等問(wèn)題[1]，其中水產(chǎn)養(yǎng)殖中水質(zhì)惡化是導(dǎo)致病害出現(xiàn)的主要原因。因此，大型藻類(lèi)混養(yǎng)模式是一種切實(shí)可行的改善養(yǎng)殖水質(zhì)的重要手段之一[2-4]。菊花江蘺是一種經(jīng)濟(jì)型、可以食用的大型藻類(lèi)，適宜生長(zhǎng)溫度為20~35℃，能夠適應(yīng)北方夏季的高溫環(huán)境，可凈化污水、防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，使能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)更加流暢[5-7]。

現(xiàn)從基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，在刺參養(yǎng)殖池塘混養(yǎng)菊花江蘺，研究浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力在高溫季節(jié)6—9月份的變化規(guī)律，旨在明確刺參養(yǎng)殖池塘的基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)特征、環(huán)境容量和生產(chǎn)潛力，為刺參養(yǎng)殖生產(chǎn)和管理提供科學(xué)支撐。

1 研究方法

1.1 時(shí)間

2019年6—9月。

1.2 地點(diǎn)

山東東方海洋科技股份有限公司云溪基地，池塘面積約2.0 hm2，長(zhǎng)方形，東西走向，進(jìn)水口在池塘西面，排水口在東面。養(yǎng)殖池塘的基本狀況見(jiàn)表1。

表1 養(yǎng)殖池塘的基本狀況

續(xù)表

由表1可見(jiàn)，試驗(yàn)期間取樣點(diǎn)的水溫與pH值成反比，而水溫與鹽度總體上成正比。

1.3 對(duì)象

選擇投放菊花江蘺和不投放的刺參池塘為調(diào)查對(duì)象。菊花江蘺于6月8日投放到刺參養(yǎng)殖池塘。整個(gè)試驗(yàn)期間水深控制在1.6~2.0 m。

1.4 采樣方法

試驗(yàn)期間，2個(gè)養(yǎng)殖池塘均正常管理。共采集水樣4次，每個(gè)池塘設(shè)立3個(gè)采水點(diǎn)（近進(jìn)水口、中部、近排水口），在現(xiàn)場(chǎng)使用水質(zhì)分析儀測(cè)定水體的溫度、鹽度和葉綠素等[8-9]。使用有機(jī)玻璃采水器在水面下0.8～1.0 m水層處采集水樣，黑瓶（棕色細(xì)口試劑瓶）采用黑色塑料袋和黑色布袋雙層包裹的方法進(jìn)行避光。在相應(yīng)的采樣深度懸掛24 h，取出黑白瓶，立即固定溶解氧[10-12]。

1.5 測(cè)定與計(jì)算方法

將初始瓶和放置24 h取出的黑白瓶分別帶回實(shí)驗(yàn)室，采用Winkle法進(jìn)行溶解氧的測(cè)定。

毛初級(jí)生產(chǎn)力（P g）=白瓶溶解氧含量-黑瓶溶解氧含量

凈初級(jí)生產(chǎn)力（P n）=白瓶溶解氧含量-原瓶溶解氧含量

呼吸耗氧量（R）=原瓶溶解氧含量—黑瓶溶解氧含量

該試驗(yàn)未在垂直方向上進(jìn)行取點(diǎn)測(cè)樣，所以未對(duì)垂直方向上的變化進(jìn)行測(cè)算分析。

2 結(jié)果分析

2.1 池塘水體毛初級(jí)生產(chǎn)力

池塘水體毛生產(chǎn)力對(duì)比見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，有藻池塘排水口的平均毛初級(jí)生產(chǎn)力比無(wú)藻池塘高53.44%。說(shuō)明混養(yǎng)大型藻類(lèi)對(duì)刺參養(yǎng)殖池塘有很好的凈化作用。

2.2 池塘水體凈初級(jí)生產(chǎn)力

池塘水體凈生產(chǎn)力對(duì)比見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，有藻池塘排水口和進(jìn)水口的平均凈初級(jí)生產(chǎn)力均高于無(wú)藻池塘[13-14]。

2.3 刺參養(yǎng)殖池塘的呼吸量

池塘水體呼吸量對(duì)比見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)，有藻池塘排水口的平均呼吸量比無(wú)藻池的高103.75%，進(jìn)水口的平均呼吸量略高于無(wú)藻池，但無(wú)藻池塘中間點(diǎn)的平均呼吸量顯著高于有藻池（P＜0.05）。

2.4 P/R值

P/R值表示生產(chǎn)量與呼吸量之間的比例，亦稱(chēng)周轉(zhuǎn)率（turnover rate）。通常，P/R值越大，表明種群或群落水平越高（自養(yǎng)代謝型），生物生產(chǎn)力就越高，是反映某一生物種群或群落生物的代謝類(lèi)型和水平的指標(biāo)之一。P/R=1表示種群不增不減，生態(tài)系統(tǒng)在演化發(fā)展過(guò)程中處于穩(wěn)定狀態(tài)；P/R＞1表示種群生長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)；P/R＜1表示種群減少，生態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖1 池塘水體毛初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)比

圖2 池塘水體凈初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)比

圖3 池塘水體呼吸量對(duì)比

池塘水體P/R值對(duì)比見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，6—8月P/R值逐漸增加，9月有所下降。整個(gè)試驗(yàn)期間，6—9月P/R值為0.55~6.29，平均值為1.83。7月15日無(wú)藻池塘的排水口處P/R值達(dá)到了6.29，與其他數(shù)據(jù)相差較大。除此之外，其他數(shù)據(jù)表明種群或群落水平高，生物生產(chǎn)力高，說(shuō)明該刺參池塘總體生命活力較強(qiáng)。同時(shí)，凈初級(jí)生產(chǎn)力只有兩次測(cè)樣時(shí)在進(jìn)水口出現(xiàn)負(fù)值，總體上與溫度成正比例關(guān)系，說(shuō)明該池塘能量轉(zhuǎn)換快，生物生產(chǎn)力高。

表2 池塘水體P/R值對(duì)比

3 討論

3.1 混養(yǎng)藻類(lèi)池塘與無(wú)藻對(duì)照池塘初級(jí)生產(chǎn)力的比較

在2個(gè)基本等面積的刺參池塘中，通過(guò)混養(yǎng)菊花江蒿和無(wú)藻的對(duì)照，對(duì)比分析水體的初級(jí)生產(chǎn)力。發(fā)現(xiàn)有藻池塘排水口的平均毛初級(jí)生產(chǎn)力和平均呼吸量比無(wú)藻池塘分別高53.44%和103.75%，有藻池塘排水口和進(jìn)水口的平均凈毛初級(jí)生產(chǎn)力均高于無(wú)藻池塘，說(shuō)明菊花江蘺的混養(yǎng)模式可以有效提升池塘水體的初級(jí)生產(chǎn)力[15-17]，有助于滿(mǎn)足池塘中刺參生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)需求。

3.2 水域生命活力狀況

P/R值是反映某一生物種群或群落生物的代謝類(lèi)型和水平的指標(biāo)之一，其大小反映了水體初級(jí)凈產(chǎn)量和外來(lái)有機(jī)質(zhì)質(zhì)量的大小[18]。P/R值過(guò)大，表明水體分解能力較弱，物質(zhì)循環(huán)速率低，初級(jí)生產(chǎn)力未被充分利用?；祓B(yǎng)藻類(lèi)池塘和對(duì)照池塘，6—9月P/R值都逐月增加，表明種群或群落水平高，生物生產(chǎn)力高，刺參池塘總體生命活力強(qiáng)。

3.3 初級(jí)生產(chǎn)力的影響因子

影響刺參池塘的初級(jí)生產(chǎn)力的主要理化因子[19]，包括溫度、光強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等。營(yíng)養(yǎng)鹽和溫度是影響初級(jí)生產(chǎn)力的直接因素，溶氧是浮游植物生長(zhǎng)的促進(jìn)因子，但總氮含量過(guò)高則會(huì)抑制浮游植物的生長(zhǎng)[20－21]?；祓B(yǎng)藻類(lèi)池塘毛初級(jí)生產(chǎn)力年平均值在7月15日達(dá)到最高，這主要與夏季光線充足、水溫較高，浮游植物光合作用旺盛有關(guān)。

綜上所述，刺參菊花江蘺混養(yǎng)模式可以在一定程度上提高水體的初級(jí)生產(chǎn)力，對(duì)刺參的生長(zhǎng)發(fā)育起到一定的促進(jìn)作用，但其本身也會(huì)受到溫度、光照等外界因素的影響，在進(jìn)行混養(yǎng)時(shí)，需要對(duì)各種影響因素進(jìn)行全面的考慮。應(yīng)開(kāi)發(fā)多品種混養(yǎng)模式，重視生態(tài)養(yǎng)殖，減少病害發(fā)生和養(yǎng)殖污水排放，提高養(yǎng)殖水體穩(wěn)定性和環(huán)境生態(tài)調(diào)控模式的升級(jí)改造。