淡水鱼混养池塘鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）的滤食作用对浮游植物群落结构的影响

论文摘要

本研究于2009-2010年在山东省淡水养殖研究所进行,实验采用围隔将淡水养殖池塘进行分隔,在不同围隔中按照不同比例混养草鱼（Ctenopharyngodon idellus）、鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鲤鱼（Cyprinus carpio Linnaeus）,应用传统的显微镜计数法与生化标志法,即色素分析与脂肪酸谱分析,相结合的方法,比较了不同混养模式的围隔内浮游植物群落结构的变动和不同,从而对淡水鱼类混养池塘中,鲢鱼的滤食作用对浮游植物群落结构的影响进行了分析研究。显微镜计数结果表明,鲢鱼混养组中隐藻门的隐藻与硅藻门的小环藻、冠盘藻或针杆藻等为优势种,鲢鱼的滤食作用导致浮游植物的粒级趋于小型化,<5μm、520μm和>20μm的浮游植物分别占浮游植物生物量的69%、24%和7%;同时浮游动物也趋于小型化,个体较小的原生动物和轮虫生物量占有相对优势,导致浮游动物生物量降低;无鲢鱼混养的草鱼单养及草-鲤混养组色球藻和螺旋藻大量发生,导致蓝藻水华的暴发,草-鲤混养组中<5μm、520μm和>20μm的各粒级对浮游植物生物量的贡献率分别在30%左右,个体较大的枝角类和桡足类占相对优势。实验中悬浮颗粒物（SPM）范围为18.89116.27 mg/L,平均值为52.49 mg/L,颗粒有机物（POM）与SPM含量之比的平均值为50.08%,POM与SPM呈显著正相关（R2=0.188,P<0.01）,较好地评价了池塘悬浮颗粒物的性质。从浮游生物群落结构的角度看,三元混养组最好,二元混养组其次,草鱼单养组最差,三元混养组中,草鱼、鲢鱼和鲤鱼的最佳放养密度分别为0.58 ind·m-2、0.69 ind·m-2和0.19 ind·m-2。高效液相色谱的方法（HPLC）成功的分离了主要微藻种群的标志性特征色素,各特征色素分别与对应的浮游植物种类生物量相关性显著,如变异花黄素（alloxanthin）与隐藻生物量、叶黄素（lutein）与绿藻生物量相关关系显著。浮游植物种类的多样性与色素种类的多样性相对应。对色素数据进行多元相似性分析显示,8月和9月各混养模式之间差异显著,而10月差异不显著。8月,鲢鱼对蓝藻水华控制能力最强,有效抑制蓝藻水华,9和10月,鲢鱼的抑制作用减弱,但鲤鱼对底泥的扰动作用一定程度上控制了蓝藻水华。整个养殖过程中,各混养组中叶绿素酸酯a （chlorophyllide a）的高含量表明了叶绿素a （chlorophyll a）的大量降解,文中详细分析了chlorophyllide a的具体来源。10月份,chlorophyllide a含量明显高于8、9月,这与10月份温度降低,说明了浮游植物的大量的衰老和死亡。叶绿素酸酯（chlorophyllide a）对组内相似性和组间差异性贡献最大,墨角藻黄素（fucoxanthin）或变异花黄素（alloxanthin）其次,而在草鱼和鲤鱼混养组中,玉米黄素（zeaxanthin）对组内相似性占一定的贡献率,说明在鲢鱼组中包含墨角藻黄素（fucoxanthin）和变异花黄素（alloxanthin）的藻类（硅藻、甲藻和隐藻）占优势,而在草鱼和鲤鱼混养组中包含玉米黄素（zeaxanthin）的蓝藻占优势。浮游植物特征脂肪酸的组成与变化较好地表征了水体中浮游植物的群落结构的月份变化以及不同养殖模式对浮游植物群落结构的影响。各月各组内和各组间浮游植物脂肪酸的差异显著,表明各围隔间浮游植物群落结构的差异性。细菌脂肪酸（BAFA）占总脂肪酸的3.40-10.23%,C13:0是主要的BAFA,G组细菌脂肪酸含量略高于GS组,说明了围隔中细菌的大量存在,G组浮游植物衰老更快,鲢鱼加快了浮游植物的演替。多不饱和脂肪酸（PUFA）占总脂肪酸的14.20-56.29%,C18:2n6、C18:3n6、C18:3n3和C20:5n3是PUFA的主要成分,反映了养殖过程中各组营养状态较好。对草鱼组和草-鲢混养组脂肪酸数据进行MDS分析显示,各月草鱼组和草-鲢组明显成簇分布。7月和8月C16:0和C18:1n9均对两组组内的相似性贡献最大,而9月和10月C16:0、C18:3n3、C18:3n6和C20:5n3均对两组组内的相似性贡献最大,各月C20:5n3、C18:3n3和C18:3n6对各组间的不相似性贡献最大,说明不同月份鲢鱼滤食作用不同,鲢鱼对包含C20:5n3、C18:3n3和C18:3n6的浮游植物种类组成影响比较显著。7～9月,草鱼单养组中,包含C18:3n3和C18:3n6的绿藻和裸藻对浮游植物生物量的贡献相对较大,鲢鱼混养组中,绿藻和裸藻对浮游植物的生物量贡献较小。10月份,草鱼单养组中,包含C18:3n3和C18:3n6的绿藻或裸藻对浮游植物生物量的贡献较小,鲢鱼混养组中,绿藻或裸藻对浮游植物的生物量贡献较大,说明鲢鱼通过改变水体浮游植物组成改变了水体的营养状态。显微镜计数、色素分析和脂肪酸谱得方法从不同的角度表征了浮游植物的群落结构。三种方法的结合使用可以弥补单一方法的不足,更加全面准确地反映鲢鱼的滤食作用对浮游植物群落结构的影响,为优化草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养结构提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 综述：鲢鱼的滤食作用对浮游生物的影响研究
• 1.1 浮游生物的研究方法
• 1.1.1 显微镜计数
• 1.1.2 特征色素分析法
• 1.1.3 特征脂肪酸
• 1.2 鲢鱼的滤食作用对浮游生物的影响
• 2 草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养池塘中浮游生物和悬浮颗粒物组成变化的研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 实验设计
• 2.1.2 样品采集
• 2.1.3 样品处理和测定
• 2.1.4 数据分析
• 2.2 实验结果
• 2.2.1 浮游植物群落结构
• 2.2.2 浮游动物群落结构
• 2.2.3 悬浮颗粒物（SPM）和颗粒有机物（POM）变动情况
• 2.3 讨论
• 2.3.1 浮游生物变化及影响因素
• 2.3.2 悬浮颗粒物动态
• 2.3.3 草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养的可行性研究
• 2.4 结论
• 3 应用特征色素研究混养池塘中浮游植物群落结构
• 3.1 实验设计
• 3.1.1 实验时间及地点
• 3.1.2 浮游植物计数
• 3.1.3 色素分析
• 3.1.4 数据处理
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 浮游植物群落结构
• 3.2.2 色素组成和含量
• 3.2.3 组间和组内的色素变化模式
• 3.3 讨论
• 3.3.1 显微镜计数和色素分析的解释
• 3.3.2 浮游植物群落结构分析
• 3.3.3 内标的使用
• 3.3.4 叶绿素降解产物分析
• 3.4 结论
• 4 应用脂肪酸标志物研究混养池塘中浮游植物群落结构
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 实验设计
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.3 数据处理
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 水质变化
• 4.2.2 各月各组间脂肪酸分布模式
• 4.3 讨论
• 4.4 结论
• 参考文献
• 致谢