南方紫海膽增殖放流對蝦類和蟹類行為的影響

聶永康，陳丕茂，周艷波，馮 雪，袁華榮，梁宗杰，王文杰，莫寶霖

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院海洋牧場技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510300；2.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；3.廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510006；4.天津農(nóng)學(xué)院，天津 300384)

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南方紫海膽增殖放流對蝦類和蟹類行為的影響

聶永康1，2，陳丕茂1*，周艷波1，馮 雪1，袁華榮1，梁宗杰3，王文杰1，2，莫寶霖4

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院海洋牧場技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510300；2.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；3.廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510006；4.天津農(nóng)學(xué)院，天津 300384)

[目的]探討紫海膽(Anthocidariscrassispina)增殖放流對野生蝦類和蟹類行為的影響。[方法]在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展微宇宙法模擬試驗(yàn)，研究紫海膽增殖放流對野生蝦類和蟹類行為的影響。[結(jié)果]日本對蝦(Penaeusjaponicus)、斑節(jié)對蝦(Penaeusmonodon)和近緣新對蝦(Metapenaeusaffinis)與紫海膽共存，紫海膽對日本對蝦有一定的吸引特性，但均無危害情況發(fā)生；紅星梭子蟹(Portunussanguinolentus)與紫海膽間未發(fā)現(xiàn)有行為影響和危害情況，三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)和銹斑蟳(Charybdisferiatus)在數(shù)量較多時(shí)可能會對紫海膽造成一定的危害，但并不是普遍現(xiàn)象。[結(jié)論]該研究結(jié)果可為生物行為學(xué)和進(jìn)一步開展紫海膽增殖放流的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供參考。

紫海膽；蝦類；蟹類；行為；增殖放流

紫海膽(Anthocidariscrassispina)隸屬棘皮動物門(Echinodermata)海膽綱(Echinoidea)正形目(Centrochinoida)長海膽科(Echinometridae)紫海膽屬(Anthocidaris)，在我國浙江至海南島的沿海海域均有廣泛分布。紫海膽黃味道鮮美，營養(yǎng)豐富，藥用價(jià)值高，是我國東南沿海重要的經(jīng)濟(jì)品種。由于長期受過度開發(fā)利用等因素的影響，野生紫海膽資源嚴(yán)重衰退。

增殖放流已成為恢復(fù)和保護(hù)紫海膽資源的重要措施。然而，增殖放流不一定就能取得預(yù)期的效益，1984～1997年80個(gè)國家曾對184個(gè)物種進(jìn)行增殖放流，絕大多數(shù)海洋生物的增殖放流并未達(dá)到預(yù)期的效果[1-3]。增殖放流不僅要恢復(fù)放流物種的種群數(shù)量，而且必須保證放流水域的生態(tài)系統(tǒng)不受到破壞，使物種自然種質(zhì)遺傳特征不受到干擾，因此它是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程[4]。有關(guān)紫海膽增殖放流生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究尚未開展，對紫海膽增殖放流對放流海域生態(tài)環(huán)境、環(huán)境生物、野生海洋動物等方面的影響研究報(bào)道較少。目前，關(guān)于水生生物間行為影響有了一定的研究，如克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)與水生甲殼動物的種間關(guān)系研究[5]以及食蚊魚(Gambusiaaffinis)與唐魚(Tanichthysalbonubes)的種間關(guān)系研究[6]等。紫海膽增殖放流對海洋生物行為的影響是系統(tǒng)評估紫海膽增殖放流生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此很有必要研究增殖放流紫海膽與野生生物之間的相互反應(yīng)，并進(jìn)一步開展紫海膽增殖放流生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。筆者通過微宇宙法模擬試驗(yàn)研究了不同規(guī)格紫海膽對南海3種常見蝦類和3種常見蟹類行為的影響，以期為生物行為學(xué)以及紫海膽增殖放流的實(shí)施和研究提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)所用野生紫海膽、3種野生蝦類[日本對蝦(Penaeusjaponicus)、斑節(jié)對蝦(Penaeusmonodon)、近緣新對蝦(Metapenaeusaffinis)]和3種野生蟹類[三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)、紅星梭子蟹(Portunussanguinolentus)、銹斑蟳(Charybdisferiatus)]均取自為大亞灣海域。試驗(yàn)動物的生物學(xué)指標(biāo)見表1。試驗(yàn)海水為大亞灣海域經(jīng)砂濾處理后的自然海水(鹽度32.78‰，pH 7.80)。試驗(yàn)前選取體質(zhì)健壯活潑的紫海膽、蝦、蟹在室內(nèi)水池暫養(yǎng)約5 d。試驗(yàn)地點(diǎn)為中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所深圳試驗(yàn)基地。

1.2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)所用大型圓桶規(guī)格為1.44 m×1.1 m(內(nèi)徑×內(nèi)高)，桶的底部設(shè)置若干依次等間距分布的同心圓測量標(biāo)線，以便于觀察和統(tǒng)計(jì)桶內(nèi)生物的位置分布數(shù)據(jù)。橫跨桶的頂部邊緣設(shè)有固定綁線，位于同心圓線圓心的正上方連接引入桶底部的紫海膽透明綁縛線，裝置上方為拍攝測量攝像裝置，包括橫跨在觀察測量桶上方的固定架和裝在所述固定架上的攝像設(shè)備。在桶上方裝有LC5201B5網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)記錄試驗(yàn)時(shí)生物的行為。水深保持在0.6 m。

表1　試驗(yàn)動物的生物學(xué)指標(biāo)

1.3試驗(yàn)方法設(shè)置3種規(guī)格紫海膽(殼徑21～29 mm、36～44 mm和49～53 mm)，各試驗(yàn)組分別放1個(gè)紫海膽，對其進(jìn)行束縛，將其活動范圍限制在桶底中心較小范圍內(nèi)，并設(shè)置每種蝦類和蟹類不同投放數(shù)量梯度，每種規(guī)格的紫海膽分為3組，分別投放1尾、2尾和3尾蝦(蟹)，并設(shè)置不加紫海膽而加入與紫海膽平均大小接近的石塊的對照組。試驗(yàn)觀測時(shí)間為6：00～20：00，每30 min拍照1張，最后結(jié)合錄像統(tǒng)計(jì)各動物行為、分布和損傷情況。限制人影、聲音、震動等外界因素對試驗(yàn)的干擾。觀察紫海膽增殖放流對上述野生蝦類和蟹類行為的影響。

1.4數(shù)據(jù)處理對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，以紫海膽(對照組為石塊)為中心，對試驗(yàn)蝦和蟹在不同距離段內(nèi)出現(xiàn)的頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算蝦和蟹類在紫海膽附近出現(xiàn)頻次的比重(0～9 cm)、分布頻次最多的區(qū)域以及紫海膽對蝦和蟹類行為的影響。使用Excel 2013軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與繪圖。

2　結(jié)果與分析

2.1紫海膽增殖放流對蝦類行為的影響

2.1.1紫海膽增殖放流對日本對蝦行為的影響。從圖1和表2～4可以看出，試驗(yàn)組日本對蝦在0～9 cm和9～18 cm均出現(xiàn)較多頻次，對照組在距離石塊9～18 cm范圍內(nèi)出現(xiàn)頻率最高。試驗(yàn)組日本對蝦在距離紫海膽0～9 cm范圍內(nèi)分布頻次明顯高于對照組，說明紫海膽對日本對蝦有一定的吸引特性。

注：a.1尾日本對蝦；b.2尾日本對蝦；c.3尾日本對蝦。Note：a.One Penaeus japonicus；2.Two Penaeus japonicus；3.Three Penaeus japonicus.圖1　不同規(guī)格紫海膽對日本對蝦空間分布頻次的影響Fig.1　Effects of different sizes of Anthocidaris crassispina on the spatial frequency of Penaeus japonicus

2.1.2紫海膽增殖放流對斑節(jié)對蝦行為的影響。從圖2和表2～4可以看出，試驗(yàn)組和對照組斑節(jié)對蝦均在離紫海膽(或石塊)較遠(yuǎn)的區(qū)域(63～72 cm)出現(xiàn)頻次最高，試驗(yàn)組和對照組間無明顯差異，斑節(jié)對蝦和紫海膽之間無接觸或互相損傷情況的發(fā)生。紫海膽增殖放流對斑節(jié)對蝦的行為和分布無顯著影響，與之共存。

注：a.1尾斑節(jié)對蝦；b.2尾斑節(jié)對蝦；c.3尾斑節(jié)對蝦。Note：a.One Penaeus monodon；2.Two Penaeus monodon；3.Three Penaeus monodon.圖2　不同規(guī)格紫海膽對斑節(jié)對蝦空間分布頻次的影響Fig.2　Effects of different sizes of Anthocidaris crassispina on the spatial frequency of Penaeus monodon

2.1.3紫海膽增殖放流對近緣新對蝦行為的影響。從圖3和表2～4可以看出，試驗(yàn)組和對照組近緣新對蝦均在距離紫海膽(或石塊)63～72 cm范圍內(nèi)分布最廣，其次為距離紫海膽9～18 cm范圍內(nèi)，試驗(yàn)組和對照組間無明顯差異，紫海膽個(gè)體大小和近緣新對蝦數(shù)量不同對近緣新對蝦分布和行為無影響。

注：a.1尾近緣新對蝦；b.2尾近緣新對蝦；c.3尾近緣新對蝦。Note：a.One Metapenaeus affinis；2.Two Metapenaeus affinis；3.Three Metapenaeus affinis.圖3　不同規(guī)格紫海膽對近緣新對蝦空間分布頻次的影響Fig.3　Effects of different sizes of Anthocidaris crassispina on the spatial frequency of Metapenaeus affinis

2.2 紫海膽增殖放流對蟹類行為的影響

2.2.1紫海膽增殖放流對三疣梭子蟹行為的影響。從圖4和表2～4可以看出，各試驗(yàn)組三疣梭子蟹均在距離紫海膽63～72 cm范圍內(nèi)出現(xiàn)頻次最高，紫海膽個(gè)體大小對三疣梭子蟹行為和分布無明顯影響，對照組同樣在距離石塊63～72 cm范圍內(nèi)出現(xiàn)頻次最高。三疣梭子蟹數(shù)量為3尾時(shí)，與其他數(shù)量組有一定的差異，其在9～18 cm范圍內(nèi)也有一定的出現(xiàn)頻次，對紫海膽有一定的危害，有紫海膽(殼徑36～44 mm)因外殼被三疣梭子蟹夾碎而死亡；三疣梭子蟹數(shù)量分別為1尾和2尾時(shí)，二者之間無接觸和互相損傷情況發(fā)生。

注：a.1尾三疣梭子蟹；b.2尾三疣梭子蟹；c.3尾三疣梭子蟹。Note：a.One Portunus trituberculatus；2.Two Portunus trituberculatus；3.Three Portunus trituberculatus.圖4　不同規(guī)格紫海膽對三疣梭子蟹空間分布頻次的影響Fig.4　Effects of different sizes of Anthocidaris crassispina on the spatial frequency of Portunus trituberculatus

2.2.2紫海膽增殖放流對紅星梭子蟹行為的影響。從圖5和表2～4可以看出，各試驗(yàn)組和對照組紅星梭子蟹均在距離紫海膽(或石塊)54～72 cm距離范圍內(nèi)有較高頻次分布，紫海膽個(gè)體大小和紅星梭子蟹尾數(shù)不同對紅星梭子蟹行為和分布無明顯影響，紅星梭子蟹和紫海膽之間無接觸和互相損傷情況的發(fā)生，紫海膽增殖放流對紅星梭子蟹的行為和分布無顯著影響，與之共存。

注：a.1尾紅星梭子蟹；b.2尾紅星梭子蟹；c.3尾紅星梭子蟹。Note：a.One Portunus sanguinolentus；2.Two Portunus sanguinolentus；3.Three Portunus sanguinolentus.圖5　不同規(guī)格紫海膽對紅星梭子蟹空間分布頻次的影響Fig.5　Effects of different sizes of Anthocidaris crassispina on the spatial frequency of Portunus sanguinolentus

2.2.3紫海膽增殖放流對銹斑蟳行為的影響。從圖6和表2～4可以看出，各試驗(yàn)組和對照組銹斑蟳數(shù)量為1尾時(shí)，在距離紫海膽(或石塊)54～63 cm區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)頻次最高；當(dāng)銹斑蟳數(shù)量為2尾或3尾時(shí)，在距離紫海膽(或石塊)54～72 cm區(qū)域內(nèi)有較多的分布，均為距離紫海膽較遠(yuǎn)的區(qū)域，紫海膽個(gè)體大小對銹斑蟳行為和分布無明顯影響。各試驗(yàn)組銹斑蟳在距離紫海膽0～9 cm范圍內(nèi)也有一定的出現(xiàn)頻次，而對照組無此現(xiàn)象，觀察發(fā)現(xiàn)，有小個(gè)體紫海膽(殼徑21～29 cm)因外殼被銹斑蟳夾碎而死亡，較大紫海膽未發(fā)現(xiàn)有損傷現(xiàn)象。

注：a.1尾銹斑蟳；b.2尾銹斑蟳；c.3尾銹斑蟳。Note：a.One Charybdis feriatus；2.Two Charybdis feriatus；3.Three Charybdis feriatus.圖6　不同規(guī)格紫海膽對銹斑蟳空間分布頻次的影響Fig.6　Effects of different sizes of Anthocidaris crassispina on the spatial frequency of Charybdis feriatus

%

表3　不同數(shù)量蝦類和蟹類分布頻次最多的區(qū)域

3　討論與結(jié)論

水生生物的增殖放流可能會對海域中野生水生生物的行為活動產(chǎn)生影響，干擾野生生物的規(guī)模和分布以及一些營養(yǎng)層次生物的相對豐度等，進(jìn)而對增殖水域的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素造成一定的影響，其影響方式及程度主要與增殖海域野生水生生物密度和增殖幼苗的放流規(guī)模有關(guān)。當(dāng)野生水生生物資源密度過高或接近增殖海域?qū)ζ渥畲笕菁{量時(shí)，會產(chǎn)生不良效應(yīng)，進(jìn)而影響其存活、生長等情況的發(fā)生[7]。例如，增殖放流大眼梭鱸(Stizostedionvitreum)導(dǎo)致其與野生種競爭，呈現(xiàn)一定的不良效果[8]；氣候環(huán)境異常時(shí)，大規(guī)模增殖放流大鱗大麻哈魚(Oncorhynchustshawytscha)會造成一些不利影響[9]；放流的褐鱒(Salmotrutta)造成增殖水域中洄游能力較弱的南乳科魚類數(shù)量急劇減少[10]；大麻哈魚的增殖放流明顯改變了密歇根湖的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)[11]；白斑狗魚(Esoxlucius)屬于較強(qiáng)掠食者，其增殖放流使湖泊中某些原優(yōu)勢魚類的豐度大幅度下降[12]。當(dāng)野生水生生物的規(guī)模較小、種群密度過低時(shí)進(jìn)行水生生物的大規(guī)模增殖放流，有助于提升該種群的規(guī)模。

表4　紫海膽增殖放流對不同數(shù)量蝦類和蟹類行為的影響

紫海膽的增殖放流對增殖海域野生海洋動物行為活動的影響尚不明確。紫海膽自身形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性決定其與其他海洋生物的相互危害性較低。該研究結(jié)果表明，日本對蝦、斑節(jié)對蝦和近緣新對蝦與紫海膽共存，紫海膽對日本對蝦有一定的吸引特性，但均無危害情況發(fā)生；紅星梭子蟹與紫海膽間未發(fā)現(xiàn)有行為影響和危害情況，三疣梭子蟹和銹斑蟳會對紫海膽造成一定的危害，但并不是普遍現(xiàn)象。

3.1紫海膽增殖放流對蝦類行為的影響日本對蝦、斑節(jié)對蝦和近緣新對蝦均有喜愛棲息沙、泥底質(zhì)的特性[13]，白天活動量明顯少于夜間，夜晚覓食等活動頻繁，經(jīng)常索餌于水的下層，3種蝦的雜食性均較強(qiáng)，經(jīng)常攝食魚、貝類等，浮游生物和底棲生物均可作為其餌料[14-15]。

上述3種蝦類與紫海膽均攝食較廣，相互之間無食性關(guān)系，對食物餌料的競爭關(guān)系極小，紫海膽增殖放流對日本對蝦有一定的吸引特性，對斑節(jié)對蝦和近緣新對蝦行為活動無顯著影響，但3種蝦和紫海膽間均無危害情況發(fā)生。由此可見，紫海膽的增殖放流對上述3種蝦類的風(fēng)險(xiǎn)極低。

3.2紫海膽增殖放流對蟹類行為的影響三疣梭子蟹是我國沿海地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)蟹類，雜食性，食物范圍較廣，性兇猛，主要攝食甲殼類和魚類等，對某些植物也有一定的攝食特性[16]；紅星梭子蟹多見于泥沙質(zhì)海底，屬于暖水性底層蟹類，主要攝食甲殼動物和魚類，也會攝食頭足類生物；銹斑蟳常棲息于近岸海底，同樣喜愛攝食魚類和甲殼類，對藻類和腹足類等也有一定的攝食選擇。

黃美珍[17]對福建海區(qū)的紅星梭子蟹食性的研究表明海膽在其食譜中，但該研究中未見紅星梭子蟹對紫海膽有危害情況發(fā)生；三疣梭子蟹和銹斑蟳生性兇猛，在數(shù)量較多時(shí)有一定趨附紫海膽現(xiàn)象的發(fā)生，均可能會對紫海膽產(chǎn)生一定的危害，有紫海膽因外殼被夾破碎而發(fā)生死亡，但并不是普遍現(xiàn)象，說明蟹類對紫海膽有一定程度的危害。

筆者采用微宇宙法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬了紫海膽增殖放流對野生蝦類和蟹類行為的影響，但與實(shí)際情況還存在一定差異，如海域環(huán)境、水流等復(fù)雜多變均會對生物行為有所影響。因此，在今后的研究中應(yīng)對更多物種在海域內(nèi)進(jìn)行行為影響的研究，以期更合理地研究紫海膽增殖放流對野生海洋動物行為的影響。

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Effects ofAnthocidariscrassispinaEnhancement on the Behavior of Shrimps and Crabs

NIE Yong-kang1,2, CHEN Pi-mao1*, ZHOU Yan-bo1et al

(1. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Scientific Observing and Experimental Station of South China Sea Fishery Resources and Environment of Ministry of Agriculture, Key Laboratory of Marine Ranch Technology of CAFS, Guangzhou, Guangdong 510300; 2. College of Marine Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306)

[Objective] To study the influence ofAnthocidariscrassispinaenhancement on the behavior of wild shrimps and crabs. [Method] Simulation experiments were carried out in the laboratory. Effects ofA.crassispinaenhancement on the behavior of wild shrimps and crabs were researched. [Result]Penaeusjaponicus,PenaeusmonodonandMetapenaeusaffiniscould coexist withA.crassispina.A.crassispinahad a certain attraction toPenaeusjaponicus, but no harm occurred. There were neither behavioral effects nor hazards betweenPortunussanguinolentusandA.crassispina.PortunustrituberculatusandCharybdisferiatusmight cause some harm toA.crassispinawhen their quantity was more, but it was not a common phenomenon. [Conclusion] This research provides references for the biological behavior and develop ecological risk assessment ofA.crassispinaenhancement.

Anthocidariscrassispina; Shrimps; Crabs; Behaviors; Enhancement

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD18B02，2012BAD18B01-2)；海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201205021-3)。

聶永康(1990- )，男，河南新鄉(xiāng)人，碩士研究生，研究方向：海洋生態(tài)修復(fù)。*通訊作者，研究員，碩士，從事漁業(yè)資源保護(hù)與利用研究。

2016-06-12

S 931.5

A

0517-6611(2016)21-007-04