小江不同食性魚類氮磷排泄及其對養(yǎng)分循環(huán)的影響

摘要：探究小江流域不同食性魚類排泄對初級生產(chǎn)養(yǎng)分循環(huán)的作用，為三峽庫區(qū)支流魚類群落調(diào)控及養(yǎng)分再循環(huán)提供理論參考。2019年在小江設(shè)置5個斷面對水質(zhì)、浮游物、魚類進(jìn)行監(jiān)測和采樣，并選取小江4種典型食性魚類，即濾食性魚類鳙、草食性魚類草魚、雜食性魚類鯽和肉食性魚類黃顙魚，分析其氮磷排泄率的差異及其與溫度的關(guān)系，通過模型反演估算不同食性魚類排泄對小江藻類初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：（1）濾食性魚類氮排泄率最高，濾食性魚類和肉食性魚類磷排泄率相對較高；（2）不同食性魚類氮磷排泄率隨水溫升高均有所增大，且雜食性魚類氮排泄率受水溫變化影響最大，而草食性魚類磷排泄率受水溫變化影響最小；（3）小江魚類總生物量約11.08 t，氮、磷排泄率分別為16.92、2.11 ng/（L·d）；（4）小江魚類氮磷排泄對藻類養(yǎng)分循環(huán)貢獻(xiàn)均較小，分別占初級生產(chǎn)力所需氮、磷含量的0.015%和0.022%；（5）在4種食性魚類中，肉食性魚類對初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)率最高。

關(guān)鍵詞：魚類食性；排泄率；初級生產(chǎn)；養(yǎng)分循環(huán)；小江；三峽庫區(qū)

中圖分類號：Q178.1" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " 文章編號：1674-3075（2024）05-0076-09

魚類作為水生態(tài)系統(tǒng)重要消費者，在水體營養(yǎng)鹽養(yǎng)分循環(huán)中扮演著重要作用（Menezes et al，2010）。一方面，魚類可以通過攝食作用吸收水中營養(yǎng)鹽，并轉(zhuǎn)化儲存于體內(nèi)（Zimmer et al，2006；Vanni et al，2013）；另一方面，魚類還會排泄釋放營養(yǎng)鹽，使氮磷重新進(jìn)入水體，改變水體營養(yǎng)狀態(tài)，影響其他水生生物群落，促進(jìn)水體營養(yǎng)鹽再循環(huán)（Capps et al，2015）。有研究表明，投放濾食性魚類可有效控制水體營養(yǎng)鹽含量，鰱（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）的捕食可快速降低水中浮游植物的生物量，控制藻類暴發(fā)，并將營養(yǎng)鹽固定到魚類組織中，由于魚類氮磷周轉(zhuǎn)率往往較長，從而減緩營養(yǎng)鹽在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過程（Griffiths，2006；Zhang et al，2009）。也有學(xué)者認(rèn)為，魚類會加速水體中營養(yǎng)物再生過程，因為魚類排泄物中的營養(yǎng)鹽主要為生物利用率較高的溶解性氨態(tài)氮和正磷酸鹽，進(jìn)入水體后極易被藻類再次吸收，進(jìn)而增加浮游植物的生物量（Susana，2004；Hillebrand et al，2008）。

國內(nèi)外研究者進(jìn)一步研究了魚類排泄對藻類初級生產(chǎn)的影響。Schaus等（1997）研究發(fā)現(xiàn)，魚類氮磷排泄可以成為水體營養(yǎng)鹽的重要來源，特別是在其他營養(yǎng)來源減少時，磷排泄量可達(dá)到藻類需求量的36%。Zimmer等（2006）通過排泄物和藻類磷需求評估的比較發(fā)現(xiàn)，4個濕地生態(tài)系統(tǒng)中有2個系統(tǒng)魚類營養(yǎng)鹽排泄量超標(biāo)。在梯級水庫的研究結(jié)果顯示，斑鰶（Konosirus punctatus）排泄能顯著增加湖泊生產(chǎn)力，對初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)18%（Vanni，2006）。對富營養(yǎng)化湖泊的長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，魚類生長季節(jié)氮排泄量對水體營養(yǎng)鹽的供給率超過流域氮磷負(fù)荷，且會對藻類生物量和群落組成產(chǎn)生強烈影響（Williamson et al，2018）。在生態(tài)養(yǎng)殖模式和非經(jīng)典生物操縱理論背景下，國內(nèi)有關(guān)濾食性魚類排泄研究相對較多。李培培（2012）在千島湖鰱、鳙養(yǎng)分驅(qū)動循環(huán)研究中發(fā)現(xiàn)，鰱鳙排泄氮磷含量占藻類初級生產(chǎn)所需含量的比例低于1%，即所采用的生態(tài)養(yǎng)殖模式對千島湖初級生產(chǎn)影響較少，不會加劇水體富營養(yǎng)化。在長壽湖研究中，濾食性魚類氮磷的排泄雖然會向水體釋放營養(yǎng)鹽，促進(jìn)水體氮磷的再循環(huán)，但不是引起初級生長量增加的主要原因（李曉潔等，2018）。

目前，有關(guān)濾食性魚類的報道相對較多，且研究區(qū)域多以湖、庫為主，而關(guān)于不同食性魚類氮磷排泄率以及魚類排泄對河流初級生產(chǎn)養(yǎng)分循環(huán)驅(qū)動的研究相對較少。本研究以三峽庫區(qū)典型支流小江為對象，在小江魚類資源調(diào)查基礎(chǔ)上，選取濾食性魚類鳙、草食性魚類草魚（Ctenopharyngodon idella）、雜食性魚類鯽（Carassius auratus）和肉食性魚類黃顙魚（Pelteobagrus fulvidraco）等4種不同食性魚類優(yōu)勢種，分析不同溫度下4種食性魚類排泄率的變化特征，結(jié)合魚類資源特征、水質(zhì)、水溫、水域面積等參數(shù)，利用模型反演估算不同食性魚類氮磷排泄對小江藻類初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率，以期為三峽庫區(qū)各支流魚類群落調(diào)控提供理論參考。

1" "材料與方法

1.1" "斷面設(shè)置

根據(jù)小江水系分布特點、地形地貌特征及重要閘壩分布等情況，設(shè)置研究區(qū)域主要為漢豐湖大壩以下至入長江口，共5個采樣斷面，分別為渠口、養(yǎng)鹿、高陽、黃石和雙江，如圖1所示。每個斷面均開展水質(zhì)、浮游物、魚類監(jiān)測和樣品采集，水質(zhì)監(jiān)測時間為2019年1-12月，浮游物采集和魚類資源調(diào)查于2019年7月進(jìn)行。

1.2" "樣品采集與試驗設(shè)置

2019年每月月初現(xiàn)場采集5個監(jiān)測斷面的表層水樣，4℃保存并在24 h內(nèi)帶回實驗室測定總磷（TP）含量，采用YSI Pro多參數(shù)水質(zhì)測量儀在現(xiàn)場原位測定水溫、pH、溶解氧等監(jiān)測指標(biāo)。TP的測定按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（國家環(huán)境保護總局，2002）進(jìn)行。

用聚乙烯瓶采集表層0.5 m水樣，用0.7 μm濾膜過濾水樣，刮取濾膜表面的浮游物并放于烘箱內(nèi)，在60℃下烘至恒重，混合均勻備用。用鋁箔包被1.5 mg樣品后，使用元素分析儀（vario PYRO ube）耦合同位素質(zhì)譜儀（ISOPRIME-100）測定浮游物碳氮元素含量；采用微波消解法測定浮游物中磷元素含量，先將0.5 mg樣品放入消解管中，加5 mL的HNO3，放入微波消解爐消解后，用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀進(jìn)行測定。

魚類密度調(diào)查采用Simrad EY60型分裂波束回聲探測系統(tǒng)對監(jiān)測斷面進(jìn)行探測，探測時將魚探儀固定于船體左舷，探頭置于水面下0.5 m深度，探測換能器頻率為70 Hz，-20 dB探測張角7°，采樣間隔128 μs，分辨精度0.024 m，采樣功率設(shè)置為150 W，并通過Echoview 8.0分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

魚類種類和生物量調(diào)查采用網(wǎng)捕法。根據(jù)漁獲物各食性魚類的分布特征，選取4種較為常見的優(yōu)勢種魚類，即濾食性魚類鳙、草食性魚類草魚、雜食性魚類鯽和肉食性魚類黃顙魚，進(jìn)行不同食性魚類氮磷排泄率模擬試驗。由于魚類所排泄的氮磷主要以氨氮（NH3-N）和溶解態(tài)正磷酸鹽（SRP）為主，且其極易被藻類吸收利用，進(jìn)而影響初級生產(chǎn)力（Andre et al，2003；阮景榮，2005），故本研究通過測定水中增加的NH3-N和SRP含量來代表魚類氮磷排泄量。

魚類氮磷排泄率測定參考國外已建立的方法，并進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化（Schaus et al，1997；Shostell amp; Bukaveckas，2004）。試驗水溫參考小江2019年月平均水溫（11.8～29.1℃），共設(shè)置14、18、22、26和30℃等5個溫度梯度。試驗裝置采用定制的玻璃魚缸（20×30×40 cm），每個溫度梯度均設(shè)1個空白對照組（無試驗用魚）和4個試驗組，每組設(shè)4個平行。試驗用魚選取健康無病，大小均勻，腸胃充塞度3～4級，體長10～15 cm的個體。試驗開始時，各組先注入經(jīng)過1.0 μm規(guī)格玻璃纖維濾膜抽濾并充分曝氣后的自來水20 L，采用自動控溫加熱器加熱至相應(yīng)水溫后，試驗組每個魚缸中放入已稱重的試驗用魚1尾，根據(jù)水溫以及魚的數(shù)量確定試驗時間，一般為2 h，試驗開始前后分別采集各組水樣，用于監(jiān)測水中氨氮（NH3-N）及可溶性磷（SRP）的含量。為保證整個試驗的可靠性，試驗過程中暫養(yǎng)箱用黑色塑料袋遮蓋以維持一個黑暗、安靜的試驗環(huán)境。NH3-N測定采用納氏試劑分光光度法，SRP采用磷鉬酸銨分光光度法（國家環(huán)境保護總局，2002）。

1.3" "統(tǒng)計方法

采用回聲計數(shù)方法進(jìn)行小江魚類平均密度（?）估算，公式為：

? = [NP×A]" " " " " "①

式中：?為魚類平均密度，單位為尾/hm2；N為探測到的魚類數(shù)目，單位為尾；P為分析數(shù)據(jù)的ping數(shù)量；A為聲束探測的水體水域面積，單位為hm2。

小江魚類總生物量B的計算公式如下：

B = S[×][?][×]N" nbsp; " " ②

式中：B為總生物量，單位為kg；S為小江水域面積，單位為hm2；N為個體平均生物量，單位為kg/尾。

采用室內(nèi)模擬法計算魚類排泄率，試驗前后分別測定各個試驗魚缸水中NH3-N和SRP含量，進(jìn)而得到不同溫度下4種食性魚類的氮排泄率（EN）和磷排泄率（EP），計算公式如下：

[Ei=1000×C1?C0×VW×t]" " " " " " ③

式中：Ei為魚類氮或磷排泄率，單位為μg/（g·h）；C1為試驗結(jié)束時試驗組魚缸中的SRP濃度或NH3-N含量，單位為mg/L；C0為試驗開始時對照組魚缸中的SRP濃度或NH3-N含量，單位為mg/L；V為魚缸實驗用水容積，單位為L；W為試驗魚的濕重，單位為g；T為實驗持續(xù)時間，單位為h。

采用回歸模型構(gòu)建溫度與魚類排泄率的關(guān)系，結(jié)合小江年平均水溫，計算得出不同食性魚類在小江中的氮磷排泄率。

根據(jù)小江上覆水總磷含量估算流域初級生產(chǎn)力，計算方法參考Smith經(jīng)典模型（Smith，1979），計算公式如下：

Vp=10.4×CTP-79" " " " " ④

式中：Vp為初級生產(chǎn)力，單位為mg/（m3·d）；CTP為小江上覆水TP濃度，單位為mg/L。

根據(jù)浮游物C：N：P質(zhì)量比求出藻類初級生產(chǎn)所需的N、P含量。通過不同食性魚類氮磷排泄率以及初級生產(chǎn)所需氮磷含量的比值，得出魚類排泄對藻類初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)。

1.4" "數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Origin 9.0作圖，Rstudio 4.0.2進(jìn)行統(tǒng)計分析。使用ANOVA單因素方差分析探討不同食性魚類氮磷排泄率之間是否存在統(tǒng)計學(xué)差異，并采用最小顯著性差異法（least significant difference，LSD）進(jìn)行組間多重比較，以Plt;0.05作為差異顯著水平；采用回歸分析擬合水溫與魚類磷排泄率的相關(guān)關(guān)系。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "小江魚類資源特征

2019年7月對小江5個監(jiān)測斷面進(jìn)行魚類資源現(xiàn)場調(diào)查，漁獲物中不同食性魚類分布情況如表1所示。本次調(diào)查共采集魚類6 298尾，共45種，總生物量為599.56 kg，個體平均生物量為95.20 g/尾。其中，雜食性魚類和肉食性魚類種類數(shù)較多，合計40種，占比達(dá)88.90%；肉食性魚類生物量和數(shù)量最大，占比分別為55.53%和52.50%；草食性魚類生物量最低，僅占魚類總生物量的5.82%；而濾食性魚類個體數(shù)量最少，僅80尾，但個體平均生物量最大，為910.41 g/尾。各斷面漁獲物中不同食性魚類組成詳見表2。

水聲學(xué)探測結(jié)果顯示，小江魚類平均密度約為50尾/hm2。彭樂根等（2021）研究指出渠口下游至入長江口的水域總面積為2 328 hm2，結(jié)合不同食性魚類占比、小江魚類平均密度以及水域面積等，計算得出小江魚類總生物量約為11.08 t，不同食性魚類生物量分別為：濾食性魚類1.35 t、草食性魚類0.64 t、雜食性魚類2.94 t、肉食性魚類6.15 t。

2.2" "溫度對不同食性魚類氮磷排泄率的影響

不同食性魚類氮磷排泄率試驗結(jié)果顯示，4種食性魚類氮排泄率隨溫度的升高均有所增大，且相同溫度下濾食性魚類氮排泄率均值最高（圖2）。低溫對不同食性魚類氮排泄率有明顯影響，14℃和18℃時濾食性魚類顯著高于其他3種食性魚類，22℃時濾食性魚類和草食性魚類顯著高于雜食性魚類以及肉食性魚類（Plt;0.05）；高溫時（26℃和30℃）各食性魚類氮排泄率無顯著性差異（Pgt;0.05）。

與氮排泄率相同，不同食性魚類磷排泄率也隨溫度升高而增大（圖3）。相同溫度下，不同食性魚類磷排泄率均值呈現(xiàn)相似規(guī)律，濾食性魚類、肉食性魚類gt;雜食性魚類gt;草食性魚類。方差分析結(jié)果顯示，不同食性魚類的磷排泄率存在顯著差異（Plt;0.05）。LSD多重比較發(fā)現(xiàn)，草食性魚類磷排泄率顯著低于濾食性和肉食性魚類。

通過對不同方程模擬進(jìn)行回歸分析，結(jié)果顯示回歸方程都符合如下模型：

log（Y） = alog（X）+b" " " " " "⑤

且都達(dá)到了顯著水平，故本研究采用冪指數(shù)函數(shù)構(gòu)建魚類氮磷排泄率與水溫的回歸關(guān)系。如表3所示，不同食性魚類的回歸方程中決定系數(shù)R2均大于50%，表明回歸方程擬合度較好，水溫對氮磷排泄率具有較高的解釋度。魚類氮磷排泄率與水溫對數(shù)轉(zhuǎn)換后均呈顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。其中，雜食性魚類氮排泄率受水溫變化影響最大，而草食性魚類磷排泄率受水溫變化影響最小。

2.3" "不同食性魚類排泄對小江養(yǎng)分循環(huán)驅(qū)動的影響

2.3.1" "小江不同食性魚類排泄率的計算" "YSI監(jiān)測結(jié)果顯示，2019年小江水溫為11.8～29.1℃，平均水溫為20.1℃。利用表3構(gòu)建的回歸模型，結(jié)合小江水溫、不同食性魚類生物量和水域面積等參數(shù)，得出小江魚類氮排泄率為16.92 ng/（L·d），磷排泄率為2.11 ng/（L·d）（表4）。其中，肉食性魚類氮磷排泄率最高，分別為7.08、1.40 ng/（L·d）；草食性魚類氮磷排泄率最低，分別為1.52、0.03 ng/（L·d）。

2.3.2" "小江初級生產(chǎn)力所需氮磷含量" "通過Smith經(jīng)典模型，結(jié)合2019年水體TP含量的月變化情況（TP濃度為0.049～0.122 mg/L，平均濃度約為0.075 mg/L），得出小江水體初級生產(chǎn)力（圖4）。如圖所示，小江初級生產(chǎn)力春夏較高，而秋冬相對較低。1-5月初級生產(chǎn)力逐漸增高，5月達(dá)最大值為1 198.91 mg/（m3·d），由于小江6月開始進(jìn)入汛期，且7月時流量為全年最大，故6-7月初級生產(chǎn)力明顯下降，7月份達(dá)最低值，為436.39 mg/（m3·d），8月有所回升，隨后逐漸降低，年平均初級生產(chǎn)力為703.23 mg/（m3·d）。

5個監(jiān)測斷面浮游物碳氮磷含量監(jiān)測結(jié)果顯示，浮游物生物量為0.07～0.17 mg/L，均值為（0.14±0.05）mg/L，浮游物中的碳（C）含量、氮（N）含量、磷（P）含量分別為1.37%±0.47%、8.16%±2.58%、0.11%±0.02%，C：N：P質(zhì)量比為73.4：12.1：1。

從藻類的元素組成角度，通過上述浮游物中碳氮磷含量之間的數(shù)量關(guān)系，結(jié)合小江年平均初級生產(chǎn)力，可得出小江藻類初級生產(chǎn)所需的氮磷含量分別為115.86、9.58 μg/（L·d）。

2.3.3" "小江不同食性魚類排泄貢獻(xiàn)率" "對比小江魚類氮磷排泄率與初級生產(chǎn)所需的氮磷含量可知，目前小江魚類氮磷排泄對藻類初級生產(chǎn)養(yǎng)分循環(huán)貢獻(xiàn)較小。其中，魚類氮排泄僅占初級生產(chǎn)力所需氮含量的0.015%，魚類磷排泄占初級生產(chǎn)力所需磷含量的0.022%。

不同食性魚類排泄供給初級生產(chǎn)所需的氮磷含量占魚類供給氮磷總含量，即貢獻(xiàn)率如圖5所示，4種食性魚類中，肉食性魚類所提供的氮磷排泄率占魚類提供初級生產(chǎn)力所需氮磷總量的比例最高，氮磷貢獻(xiàn)率分別為41.800%和66.700%，草食性魚類貢獻(xiàn)率最低。

3" "討論

3.1" "魚類排泄率的影響因素

溫度是影響魚類代謝的最重要環(huán)境因子之一（Kieffer amp; Wakefield，2010；Booth et al，2013；Symons et al，2018）。本研究中，不同食性魚類氮磷排泄率均與溫度呈正相關(guān)關(guān)系，即隨著溫度的升高，氮磷排泄率逐漸增大，這與前人研究結(jié)果一致（江麗華和朱愛意，2009；張振華等，2017）。陳錦云和陳玉翠（2006）的研究表明，在一定溫度條件下，隨水溫的升高，魚類新陳代謝速率加強，好氧速率增加，代謝相關(guān)的酶活性增大，進(jìn)而導(dǎo)致魚類營養(yǎng)鹽排泄速率增加。Liu等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在18～23℃水溫范圍內(nèi)，溫度越高，條紋狼鱸（Morone saxatilis）氨氮排泄率越大。當(dāng)溫度達(dá)到一定閾值后，代謝速率會有所降低（Neuheimer et al，2011；朱祥宇等，2013）。本研究中并沒有類似的結(jié)果，可能與實驗用魚種類及個體差異有關(guān)。魚類排泄率的模擬試驗溫度主要參考2019年小江實際的水溫（11.8～29.1℃），沒有設(shè)置極端溫度，以保證構(gòu)建最適的回歸模型。

魚類食性的不同，氮磷代謝產(chǎn)物也有顯著差異，進(jìn)而會對排泄率產(chǎn)生影響。紅楓湖鰱、鳙腸道食物監(jiān)測結(jié)果顯示，鰱食物中浮游植物占比高達(dá)99%，浮游動物不足1%，而鳙腸道內(nèi)浮游植物占比僅9%，浮游動物約92%（牟洪民等，2012）。本研究結(jié)果顯示，不同食性魚類排泄率有所差異，濾食性魚類氮磷排泄率整體高于其他3種食性魚類，且溫度對不同食性魚類磷排泄率的影響高于氮排泄率。李培培（2012）在千島湖魚類排泄率研究發(fā)現(xiàn)，鰱氮磷排泄率均高于鳙，前者約為后者的2～3倍。同時，魚類排泄率隨著食物營養(yǎng)水平的增加而增大（Higgins et al，2006）。不同水深條件下魚類可攝食的食物種類和豐度不同，魚類攝取營養(yǎng)物質(zhì)成分占比也有所差異，從而引起不同水層魚類排泄率的差異。攝食強度也會影響魚類氮磷排泄率，而攝食強度又與溫度密切相關(guān)。李大鵬等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，隨溫度升高，施氏鱘（Acipenser schrencki）幼魚攝食強度呈先增大后降低的變化趨勢。此外，魚類排泄率還與魚類生長發(fā)育、食物周期率、餌料、水中營養(yǎng)鹽濃度及氧含量等因素有關(guān)（Peck et al，2003；Torres amp; Vanni，2007；劉鑒毅等，2015；Fang et al，2017）。

3.2" "魚類排泄對藻類初級生產(chǎn)力的影響

魚類在營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化及水生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中扮演著重要作用（Allgeier et al，2014；Atkinson et al，2017）。魚類排泄可以為底棲生物提供營養(yǎng)鹽，而底棲生物生長、繁殖、代謝等過程又能影響其他水生動物，進(jìn)而影響水體營養(yǎng)鹽循環(huán)過程（Friedland et al，2005；Nobre et al，2019）。魚類排泄的氮磷可被藻類再次利用，促進(jìn)營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化。但當(dāng)魚類氮磷排泄量過大時，會使水體營養(yǎng)鹽增高，促進(jìn)藻類生長，進(jìn)而引起水體富營養(yǎng)化或?qū)е赂粻I養(yǎng)化程度加重（Schindler et al，1993）。本研究中，魚類氮磷排泄率對小江藻類初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)率非常低，氮、磷排泄僅占藻類初級生產(chǎn)所需氮、磷含量的0.015%、0.022%。這可能與小江水體營養(yǎng)鹽濃度較低有關(guān)。水體營養(yǎng)水平越高，魚類排泄會對藻類生物量和群落組成影響越明顯（Williamson et al，2018）。相反，營養(yǎng)鹽水平較低的水體，魚類排泄率對初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)往往較低，尤其是以濾食性魚類為主要優(yōu)勢種群的天然湖庫。研究表明，在高生產(chǎn)力湖泊（以農(nóng)業(yè)利用為主）中，魚類提供的營養(yǎng)鹽占植物初級生產(chǎn)的51%，而在生產(chǎn)力相對較低的湖泊（森林或混合土地利用）中，魚類僅支持了18%的初級生產(chǎn)（Vanni，2006）。李培培（2012）在千島湖研究中發(fā)現(xiàn)，鰱鳙氮、磷排泄對藻類初級生產(chǎn)所需氮、磷的貢獻(xiàn)率僅占0.237%和0.788%。薛洋（2015）在三峽庫區(qū)干井河的研究顯示，鰱鳙氮、磷排泄貢獻(xiàn)率也僅占0.038%和0.072%。李曉潔（2018）研究結(jié)果顯示，鰱排泄釋放的氮、磷排泄量分別占長壽湖初級生產(chǎn)所需氮、磷含量的1.190%和9.570%，而鳙排泄釋放的氮、磷排泄量占初級生產(chǎn)所需氮、磷含量的0.790%和6.910%。濾食性魚類排泄的氮磷總量明顯低于水體其他營養(yǎng)鹽，這是它們不會引起水體富營養(yǎng)化的主要原因之一（Parmenter amp; Lamarra，1991）。而在水體營養(yǎng)物質(zhì)極度匱乏時，魚類排泄物會成為藻類主要營養(yǎng)鹽，魚類磷排泄量可達(dá)到藻類需求量的36%（Schaus et al，1997）。此外，小江魚類排泄對初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率低于千島湖、長壽湖，可能還與魚類密度有關(guān)，小江魚類平均密度僅為50尾/hm2，導(dǎo)致單位水體魚類排泄率偏低。雖然本研究中不同食性魚類排泄率有差異，但它們對藻類初級生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率均非常低?？傊?，小江魚類氮磷排泄率占初級生產(chǎn)所需氮磷含量較小，不會對藻類生物量的增加產(chǎn)生顯著影響。

4" "結(jié)論

（1）小江魚類個體平均生物量為95.20 g/尾，總生物量約為11.08 t，由高到低依次為肉食性魚類、雜食性魚類、濾食性魚類和草食性魚類。

（2）不同食性魚類氮磷排泄率均隨溫度的升高而增大，相同溫度下濾食性魚類氮排泄率最高，濾食性魚類和肉食性魚類磷排泄率顯著高于草食性魚類。

（3）魚類氮磷排泄率和水溫有較好的冪指數(shù)回歸關(guān)系，雜食性魚類氮排泄率受水溫變化影響最大，而草食性魚類磷排泄率受水溫變化影響最小。

（4）小江魚類氮磷排泄對藻類養(yǎng)分循環(huán)貢獻(xiàn)較小，4種食性魚類中肉食性魚類排泄提供的氮磷對初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)率最高。

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（責(zé)任編輯" "熊美華）

Nitrogen and Phosphorus Excretion of Fishes with Different Feeding Habits and Their Role in Nutrient Cycling in Xiaojiang River

TANG Hai‐bin1， ZHANG San‐feng1， ZHU Li‐ming1， ZOU Xi1， SHI Fang1， YANG Qing1，

HU Lian1， ZHU Wen1， SHI Yu‐long2， LI Bo2

（1. Key Laboratory of Ecological Impacts of Hydraulic-Projects and Restoration

of Aquatic Ecosystem of Ministry of Water Resources， Institute of Hydroecology， Ministry

of Water Resources and Chinese Academy of Sciences， Wuhan" "430079， P.R. China;

2. China Three Gorges Corporation， Wuhan" "430010， P.R. China）

Abstract：In this study， we investigated the impact of excretions from fish with different feeding habits on primary production and nutrient cycling in Xiaojiang River. Four typical fishes with different feeding habits （filter-feeding bighead carps， herbivorous grass carps， omnivorous crucian carps and carnivorous yellow catfish） were selected as representative species. We first investigated the variation of nitrogen and phosphorus excretion rates of the four species at different water temperatures and analyzed the relationship of excretion rate and temperature， and then we estimated the contribution of nitrogen and phosphorus excretions by each species to primary productivity using model inversion. In 2019， water quality was monitored monthly at five transects in Xiaojiang River， and plankton and fishery resources were surveyed in July. Results show： （1） The nitrogen excretion rate of the filter-feeding species was highest， and the phosphorus excretion rates of the filter-feeding and carnivorous species were highest. （2） The nitrogen and phosphorus excretion rates of all species increased with water temperature， and the nitrogen excretion rate of omnivorous fish was most affected by water temperature， while the phosphorus excretion rate of herbivorous fish was least affected by water temperature. （3） The total biomass of fish in Xiaojiang River was 11.08 t， the excretion rate of nitrogen was 16.92 ng/（L·d） and that of phosphorus was 2.11 ng/（L·d）. （4） The contribution of nitrogen and phosphorus to the nutrient supply of algae" was small in Xiaojiang River， accounting for 0.015% of the nitrogen and 0.022% of the phosphorus required for primary production. （5） Among the four different feeding habits， the carnivorous fish contributed the most to primary production. The results of this study provide a theoretical reference for managing the fish community and nutrient cycling in the tributaries of Three Gorges Reservoir.

Key words：fish feeding habits; nutrient excretion rate; primary production; nutrient cycling; Xiaojiang River; Three Gorges Reservoir