菊花江蘺對刺參養殖池塘初級生產力影響研究

孫靈毅，王愛敏，周廣軍，高峰

（1.煙臺市海洋經濟研究院，山東 煙臺 264006；2.煙臺大學海洋學院，山東 煙臺 264003）

我國遼寧、山東沿海等地刺參池塘養殖已經得到廣泛推廣，但多年刺參養殖還存在著諸多弊端。池塘養殖面臨著生態環境結構簡單、穩定性較差、病蟲害經常發生等問題[1]，其中水產養殖中水質惡化是導致病害出現的主要原因。因此，大型藻類混養模式是一種切實可行的改善養殖水質的重要手段之一[2-4]。菊花江蘺是一種經濟型、可以食用的大型藻類，適宜生長溫度為20~35℃，能夠適應北方夏季的高溫環境，可凈化污水、防止水體富營養化，使能量流動和物質循環更加流暢[5-7]。

現從基礎生態學的角度出發，在刺參養殖池塘混養菊花江蘺，研究浮游植物初級生產力在高溫季節6—9月份的變化規律，旨在明確刺參養殖池塘的基礎生態學特征、環境容量和生產潛力，為刺參養殖生產和管理提供科學支撐。

1 研究方法

1.1 時間

2019年6—9月。

1.2 地點

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，長方形，東西走向，進水口在池塘西面，排水口在東面。養殖池塘的基本狀況見表1。

表1 養殖池塘的基本狀況

續表

由表1可見，試驗期間取樣點的水溫與pH值成反比，而水溫與鹽度總體上成正比。

1.3 對象

選擇投放菊花江蘺和不投放的刺參池塘為調查對象。菊花江蘺于6月8日投放到刺參養殖池塘。整個試驗期間水深控制在1.6~2.0 m。

1.4 采樣方法

試驗期間，2個養殖池塘均正常管理。共采集水樣4次，每個池塘設立3個采水點（近進水口、中部、近排水口），在現場使用水質分析儀測定水體的溫度、鹽度和葉綠素等[8-9]。使用有機玻璃采水器在水面下0.8～1.0 m水層處采集水樣，黑瓶（棕色細口試劑瓶）采用黑色塑料袋和黑色布袋雙層包裹的方法進行避光。在相應的采樣深度懸掛24 h，取出黑白瓶，立即固定溶解氧[10-12]。

1.5 測定與計算方法

將初始瓶和放置24 h取出的黑白瓶分別帶回實驗室，采用Winkle法進行溶解氧的測定。

毛初級生產力（P g）=白瓶溶解氧含量-黑瓶溶解氧含量

凈初級生產力（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

該試驗未在垂直方向上進行取點測樣，所以未對垂直方向上的變化進行測算分析。

2 結果分析

2.1 池塘水體毛初級生產力

池塘水體毛生產力對比見圖1。由圖1可見，有藻池塘排水口的平均毛初級生產力比無藻池塘高53.44%。說明混養大型藻類對刺參養殖池塘有很好的凈化作用。

2.2 池塘水體凈初級生產力

池塘水體凈生產力對比見圖2。由圖2可見，有藻池塘排水口和進水口的平均凈初級生產力均高于無藻池塘[13-14]。

2.3 刺參養殖池塘的呼吸量

池塘水體呼吸量對比見圖3。由圖3可見，有藻池塘排水口的平均呼吸量比無藻池的高103.75%，進水口的平均呼吸量略高于無藻池，但無藻池塘中間點的平均呼吸量顯著高于有藻池（P＜0.05）。

2.4 P/R值

P/R值表示生產量與呼吸量之間的比例，亦稱周轉率（turnover rate）。通常，P/R值越大，表明種群或群落水平越高（自養代謝型），生物生產力就越高，是反映某一生物種群或群落生物的代謝類型和水平的指標之一。P/R=1表示種群不增不減，生態系統在演化發展過程中處于穩定狀態；P/R＞1表示種群生長，生態系統處于不穩定狀態；P/R＜1表示種群減少，生態系統處于不穩定狀態。

圖1 池塘水體毛初級生產力對比

圖2 池塘水體凈初級生產力對比

圖3 池塘水體呼吸量對比

池塘水體P/R值對比見表2。由表2可見，6—8月P/R值逐漸增加，9月有所下降。整個試驗期間，6—9月P/R值為0.55~6.29，平均值為1.83。7月15日無藻池塘的排水口處P/R值達到了6.29，與其他數據相差較大。除此之外，其他數據表明種群或群落水平高，生物生產力高，說明該刺參池塘總體生命活力較強。同時，凈初級生產力只有兩次測樣時在進水口出現負值，總體上與溫度成正比例關系，說明該池塘能量轉換快，生物生產力高。

表2 池塘水體P/R值對比

3 討論

3.1 混養藻類池塘與無藻對照池塘初級生產力的比較

在2個基本等面積的刺參池塘中，通過混養菊花江蒿和無藻的對照，對比分析水體的初級生產力。發現有藻池塘排水口的平均毛初級生產力和平均呼吸量比無藻池塘分別高53.44%和103.75%，有藻池塘排水口和進水口的平均凈毛初級生產力均高于無藻池塘，說明菊花江蘺的混養模式可以有效提升池塘水體的初級生產力[15-17]，有助于滿足池塘中刺參生長發育的營養需求。

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型和水平的指標之一，其大小反映了水體初級凈產量和外來有機質質量的大小[18]。P/R值過大，表明水體分解能力較弱，物質循環速率低，初級生產力未被充分利用。混養藻類池塘和對照池塘，6—9月P/R值都逐月增加，表明種群或群落水平高，生物生產力高，刺參池塘總體生命活力強。

3.3 初級生產力的影響因子

影響刺參池塘的初級生產力的主要理化因子[19]，包括溫度、光強、營養鹽濃度等。營養鹽和溫度是影響初級生產力的直接因素，溶氧是浮游植物生長的促進因子，但總氮含量過高則會抑制浮游植物的生長[20－21]。混養藻類池塘毛初級生產力年平均值在7月15日達到最高，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。

綜上所述，刺參菊花江蘺混養模式可以在一定程度上提高水體的初級生產力，對刺參的生長發育起到一定的促進作用，但其本身也會受到溫度、光照等外界因素的影響，在進行混養時，需要對各種影響因素進行全面的考慮。應開發多品種混養模式，重視生態養殖，減少病害發生和養殖污水排放，提高養殖水體穩定性和環境生態調控模式的升級改造。