連環湖（鐵哈拉泡）人工魚巢增殖效果研究

趙晨，叢艷鋒，王樂，宋聃，都雪，孫佳偉,4，黃曉麗，王慧博，張瀾瀾，霍堂斌

（1.中國水產科學研究院黑龍江水產研究所，農業農村部黑龍江流域漁業生態環境監測中心，黑龍江 哈爾濱 150070；2.杜爾伯特蒙古族自治縣水產總站，黑龍江 大慶 166200；3.黑龍江省水產技術推廣總站，黑龍江 哈爾濱 150040；4.大連海洋大學，遼寧 大連 116023）

連環湖（46°30'～47°3'N，123°59'～124°15'E）位于黑龍江省大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣內[1]，是松嫩沉降盆地中心最洼處，由構造斷陷形成[2]，屬于農牧過渡帶和生態脆弱帶[3]。連環湖由二八股泡、火燒黑泡、阿木塔泡、西葫蘆泡等18 個湖泊組成，總面積約556.08 km2，湖水平均水深2.14 m，最大水深4.6 m，為淺水性湖泊[1]。連環湖盛產鰱（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）、大銀魚（Protosalanx hyalocranius）、鯉（Cyprinus carpio）、銀鯽（Carassius auratus gibelio）、河鱸（Perca fluviatilis）、鱖（Siniperca chuatsi）和翹嘴鲌（Culter alburnus）等經濟魚類，尤其在引進河鱸等兇猛肉食性魚類及大銀魚后，對連環湖小型魚類和其他魚類的仔稚魚影響較大，一定程度威脅連環湖土著魚類。

目前修復漁業資源主要以增殖放流[4,5]、人工魚巢[6]、人工魚礁[7]、人工魚道[8]等方式，其中投放人工魚巢是恢復淡水漁業資源較為有效和經濟的方式之一[9]，并被廣泛應用于長江[10]、西江[11]、桃花河[12]和黃河[13]等不同類型水域。人工魚巢作為一種利用天然或人工材料，可為產粘性卵魚類提供產卵及孵化場所，為仔稚魚提供庇護所[14]。鯉、鯽等產粘性卵魚類，通常選擇近岸水流較緩、水草豐茂水域作為產卵場，但由于連環湖從事中華絨螯蟹養殖工作，根據調研結果統計，連環湖近三年投放中華絨螯蟹扣蟹約250 000 kg，導致近岸原有的蘆葦等大型維管植物被大量捕食而消失殆盡，嚴重破壞了原有天然產粘性卵魚類的產卵場。本研究在連環湖首次投放人工魚巢，有望為產粘性卵魚類重建產卵場，在恢復自然資源的同時增加經濟效益；評估其增殖效果，可為科學化管理和改善增殖方式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 投放時間及水域

2021 年5 月20 號完成人工魚巢投放，投放水域位于連環湖的鐵哈拉泡離岸50 m 處，水深平均1 m，沿岸長有蒲草，示范區選擇在蒲草群圍成的半圓形水彎處，水流較緩，底質為泥沙底，是產粘性卵魚類的最佳產卵場（圖1）。

圖1 連環湖（鐵哈拉泡）人工魚巢實施位置圖Fig.1 Location of artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake（Tiehala Lake）

1.2 魚巢結構與布設

人工魚巢由鋼管、產卵基、竹竿、尼龍繩、鐵絲組成，產卵基選用棕櫚片和柳樹須根兩種材料。將5～7 片棕櫚片或3～5 束柳樹須根用鐵絲固定在150 cm 長的竹竿上，作為一個展開直徑約30 cm 的人工魚巢單元，用尼龍繩將所有竹竿連接，竹竿間隔為20 cm，兩端系在打入泥中50 cm 深的鋼管上固定，20 個單元連接成一組長度為10 m 的人工魚巢。

每組人工魚巢間隔5 m，矩形排列，5 組人工魚巢形成一個10 m×20 m 的人工魚巢群，棕櫚和柳樹須根各兩個人工魚巢群，共計400 個人工魚巢單元，整個示范區共占水面積約800 m2，魚巢離岸50 m 順水流方向布設（圖2）。

圖2 連環湖（鐵哈拉泡）人工魚巢結構示意圖Fig.2 Structure schematic diagram of artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake（Tiehala Lake）

1.3 數據采集與處理

人工魚巢布設完畢開始，每天檢查魚巢魚卵黏附情況，待首次發現魚類產卵情況后，每隔3 d 對整個魚巢進行抽樣檢查并清理魚巢上的淤泥及周圍漂浮垃圾，棕櫚片和柳樹須根人工魚巢群各選取20個人工魚巢單元進行統計（有卵不足20 個單元全部統計），將取得的20%魚卵樣本帶到實驗室孵化，同時抽樣一定比例保存至95%乙醇中采用分子鑒定的方法進行確認，直至連續20 d 未發現魚卵黏附為止[10]。產卵批次以新出現的卵裂期至尾芽期卵粒為一批次[10]。

魚巢監測期間，按照《內陸水域漁業自然資源調查手冊》[15]監測魚巢周圍水溫（water temperature，T）、總磷（total phosphorus，TP）、總氮（total nitrogen，TN）、氨氮（ammonium，NH4+）、高錳酸鉀指數（chemical oxygen demand，CODMn）、堿度（Alkalinity）等水質指標。使用SPSS 19.0 軟件進行單因素方差（One-w ay analysis of variance，ANOVA）和Pearson 相關性分析，顯著性水平P 設置為0.05。每種材料有卵比例（P）和每個人工魚巢單元附卵均數（N）計算公式如下：

其中a 為抽樣中有卵魚巢單元數（個），b 為抽樣單元數（個）；Ai為抽樣每個單元魚卵數量（粒）；n為抽樣單元數量（個）。

1.4 卵孵化與鑒定

折取附著魚卵的棕櫚片和柳樹須根放置在裝有曝氣自來水的孵化桶中進行孵化。孵化期間水溫保持與魚巢區域水溫相同，記錄孵化時間，統計孵化率。顯微鏡下觀察受精卵發育時期，結合實驗室孵化時間，判斷受精卵孵化總耗時。孵化率（r）計算公式：r=m÷n×100%。

式中，m 為孵出仔魚總數量，n 為孵化魚卵總數量。

從采集到的魚卵中，挑取出部分新鮮的受精卵或剛孵化仔魚樣品提取基因組DNA，所用COI 基因片段的通用引物由蘇州金唯智生物科技有限公司合成，由上海生工生物工程公司純化和測序，具體方法見參考文獻[16]。

2 結果與分析

2.1 魚卵孵化

監測期間，5 月、6 月、7 月平均水溫分別為（18±0.21）℃、（19.6±0.93）℃和（24.7±0.95）℃。孵化期間，將實驗室孵化水溫與人工魚巢示范區水溫調整到基本一致，隨著月份升高，月平均水溫逐漸升高（圖3）。將棕櫚片和柳樹須根上采集的魚卵分別孵化，孵化時間較為相同，水溫高，孵化時間短，平均為3 d，棕櫚人工魚巢魚卵5 月、6 月、7 月孵化率分別為58.80%、72.40%和77.10%，平均為（67.40±6.10）%；柳樹須根人工魚巢魚卵5 月、6月、7 月孵化率分別為61.60%、69.80%和72.20%，平均為（67.9±4.60）%（表1）。單因素方差分析表明，兩種產卵基上采集的魚卵孵化率沒有顯著差異（P＞0.05），孵化率與產卵基質間無明顯關系。

圖3 魚卵孵化率與水溫的關系Fig.3 The relationship between the hatching rate of fish eggs and temperature

表1 連環湖人工魚巢附著魚卵孵化參數Tab.1 The incubation parameters of fish eggs attached on artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake

2.2 種類鑒定

分別對5 月、6 月、7 月采集的魚卵樣品進行DNA 提取、PCR 擴增和測序后，將所獲得的序列對位排列，截取625 bp（不含引物區）質量高的序列，與GenBank 數據庫中已知物種的COI 基因序列進行BLAST 分析，確定每條序列的物種歸屬。通過序列比對和物種鑒定后，采集的魚卵主要為鯉、銀鯽、紅鰭原鲌、麥穗魚4 種，F 測序和R 測序以良好為主，極少出現雙峰（表2）。根據鑒定結果和日常監測分析表明，鯉、銀鯽產卵時間集中在5～6 月，紅鰭原鲌、麥穗魚產卵時間集中在6～7 月，鯉、銀鯽、紅鰭原鲌等魚類喜在軟基質上產卵，通常選擇柳樹根的須部和棕櫚的葉片部；麥穗魚喜在硬基質上產卵，通常在人工魚巢框架、連接繩、柳樹根部、棕櫚的硬基部產卵（圖4）。

圖4 連環湖兩種人工魚巢附著魚卵圖Fig.4 Two artificial fish egg collectors and eggs attached to the fish egg collectors in Lianhuan Lake

表2 連環湖人工魚巢附著魚卵分子鑒定結果Tab.2 Molecularidentification results of fish eggs attached on artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake

2.3 人工魚巢附著魚卵數量

在連環湖人工魚巢示范區共監測親魚產卵14個批次，出現3 次產卵高峰期，均集中在6 月，首次發現魚類產卵時間為魚巢入水4 d 后，魚巢入水57 d 后產卵結束，產卵期共計53 d。監測期間，人工魚巢示范區共附著魚卵約122 萬粒，平均每個棕櫚片魚巢單元有卵比例為（33.8±19.2）%，附卵均數為（969±542）粒，總附卵數量約92 萬粒；平均每個柳樹須根魚巢單元有卵比例為（20.5±9.1）%，附卵均數為（510±210）粒，總附卵數量約30 萬粒（表3）。結合分子鑒定結果，鯉、銀鯽、紅鰭原鲌、麥穗魚魚卵分別約為16 萬粒、39 萬粒、26 萬粒、41 萬粒。連環湖的鯉通常集中在4～5 月繁殖，且鐵哈拉泡鯉的繁殖群體資源量較低，人工魚巢上附著的鯉魚卵數量明顯少于鯽、紅鰭原鲌等魚類。單因素方差分析表明，人工魚巢的附卵均數及有卵比例在兩種不同材料產卵基間均存在顯著性差異（P＜0.05），棕櫚片人工魚巢附卵均數和有卵比例均值高于柳樹須根。

表3 連環湖人工魚巢粘附魚卵數量Tab.3 The quantity of adhesive eggs on artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake

表4 連環湖人工魚巢示范區魚類增殖效應評估表Tab.4 Evaluation of fish proliferation effects in the artificial fish egg collectors demonstration area in Lianhuan Lake

2.4 人工魚巢效果評估

根據孵化效果及種類鑒定結果，推算出連環湖人工魚巢監測期間孵化出鯉魚苗約10.74 萬尾，銀鯽魚苗約28.28 萬尾，紅鰭原鲌魚苗約18.77 萬尾，麥穗魚魚苗約29.26 萬尾，按照魚苗野外成活率5%估算[11]，投放人工魚巢可增殖鯉約0.54 萬尾，銀鯽約1.41 萬尾，紅鰭原鲌約0.94 萬尾，麥穗魚約1.46萬尾，共計4.35 萬余尾。根據連環湖鯉、銀鯽、紅鰭原鲌生長速率推算，鯉平均年增重80 g，銀鯽平均年增重50 g，紅鰭原鲌平均年增重40 g，結合大慶連環湖漁業股份有限公司提供的2021 年水產品價格（鯉、銀鯽、紅鰭原鲌市場價格分別為30 元/kg、20元/kg、30 元/kg），推算示范區共設置的400 個魚巢單元可實現漁業年產值增加3.834 萬元，初步估算平均每個魚巢單元可實現年產值約96 元，棕櫚片、柳樹須根人工魚巢單元成本分別約10 元、22.5 元，每個魚巢單元利潤率分別為860%、326.7%。

2.5 人工魚巢實施效果與環境因素分析

在人工魚巢布設期間，連環湖人工魚巢示范區每月的水質監測結果表明，5 月、6 月、7 月整體水質未有較大變化，總磷、高錳酸鉀指數偏高，示范區水體理化指標符合地表水Ⅳ類水質標準（表5）。人工魚巢粘附魚卵數量與環境因子的Pearson 相關性分析表明，附卵數量與總磷含量和水溫呈負相關，與總氮、氨氮含量、高錳酸鉀指數和堿度呈正相關，但相關性不顯著（P＞0.05）。

表5 連環湖人工魚巢示范區水質理化指標變化Tab.5 Variations in physical and chemical parameters in water in the artificial fish egg collector demonstration area of Lianhuan Lake

3 討論

3.1 人工魚巢增殖效果評價

水生維管植物通常為自然水域中魚類主要產卵基質。鐵哈拉泡分布有蒲草和少量蘆葦等挺水植物，但北方較為寒冷，在魚類繁殖期，蒲草尚未旺盛，蒲草地上莖表面光滑，容易附著淤泥，不利于魚卵的黏附。檢查產卵情況時發現，沿岸天然蒲草上魚類產卵效果明顯低于人工魚巢。利用天然或人造材料制作的人工魚巢能為產粘性卵魚類提供產卵場所，尤其適用于天然水草場無法滿足魚類產卵需求的水域。根據對連環湖鐵哈拉泡魚類種類調查中發現，典型產粘性卵魚類銀鯽、鯉、紅鰭原鲌等3 種魚類非連環湖主要增殖物種，其資源量較低，人工魚巢是一種有效增殖鯉、鯽資源的方式，在連環湖投放人工魚巢具有良好的經濟效益和發展前景[14]。

人工魚巢的材料選擇、投放位置、投放時間和繁殖群體資源量是影響實施效果的關鍵因素。監測期間，人工魚巢示范區共附著魚卵約122 萬粒，其中棕櫚片魚巢附著約92 萬粒，附卵數及有卵比例優于柳樹須根，棕櫚片制作人工魚巢利潤率更高，更適合作為連環湖人工魚巢的產卵基質[21]，但棕櫚片易附著淤泥，增加了日常管理和維護成本。產粘性卵魚類的產卵場通常為近岸、緩流、淺水水域[22]。本研究選擇在鐵哈拉泡近岸50 m 處，平均水深1 m，周圍無居民區和漁業生產點，流速≤0.05 m/s，符合《淡水人工魚巢增殖技術規程》[23]。水溫低時，產卵群體少，水溫高時，魚巢泥沙附著嚴重[11]。鯉產卵時水溫通常要達到15℃[22]，根據連環湖鐵哈拉泡年水溫變化，4 月末至5 月初時的水溫適合，為魚巢最好投放時間。根據分子鑒定結果及魚巢魚卵附著情況顯示，鯉、銀鯽產卵時間集中在5～6 月，紅鰭原鲌、麥穗魚產卵時間集中在6～7 月，8 月后鐵哈拉泡產粘性卵魚類的繁殖活動基本結束，此時取出魚巢較為合適。

近年來，隨著連環湖漁業生產模式的調整，大銀魚、河鱸、鱖、翹嘴鲌等兇猛肉食性魚類的引進[24]，導致原有餌料生物無法滿足攝食需求。以連環湖主產重要經濟魚類大銀魚為例，萬英杰等[25]研究結果表明，麥穗魚是大銀魚成魚階段較為理想的餌料生物，適度增殖麥穗魚有利于增加大銀魚的種群數量和質量。不僅如此，其他肉食性魚類如鱖[26]、河鱸[27]、翹嘴鲌[28]等，均以麥穗魚、鯽等小型魚類作為餌料生物。Santas 等[29]研究表明，人工魚巢對小型魚類種群恢復效果尤其明顯，鐵哈拉泡投放人工魚巢增殖麥穗魚、鯽等小型魚類占總數的65.98%。麥穗魚喜在硬基質上產卵；鯉在一些石質材料上也有產卵跡象[30]，在連環湖投放小石子片或魚巢磚，能夠有效提高小型魚類魚苗補充群體量，為經濟價值較高的肉食性魚類提供餌料生物，降低其他魚類幼魚被捕食的概率。

3.2 材料對魚巢效果的影響

人工魚巢產卵基質可分為天然植物材料和人工合成材料，天然植物材料通常選用棕櫚片、柳樹須根、金魚藻、蘆竹等，人工合成材料通常為聚乙烯或聚丙烯。Ying X 等[31]研究表明，鯉、鯽在棕櫚片上產卵效果良好。趙從鈞等[32]研究發現，加州鱸親魚在柳樹須根上產卵效果優于聚乙烯網布。本研究選用產卵效果較好的棕櫚片和柳樹須根作為人工魚巢的產卵基質，結果表明兩種產卵基質均適合銀鯽、鯉、紅鰭原鲌、麥穗魚等4 種魚類產卵，但對人工魚巢適應性程度，棕櫚片效果明顯優于柳樹須根。魚類對產卵基質的材料和結構存在偏好[33]。以銀鯽為例，棕櫚片附卵總數的29.51%為銀鯽魚卵，而柳樹須根上銀鯽魚卵數占附卵總數的41.28%，說明銀鯽對產卵基質存在選擇性。兩種產卵基質結構不同，棕櫚片表面積更大，平均每個棕櫚片魚巢單元附卵均數是柳樹須根的1.9 倍，表明產卵基質結構是影響魚巢效果因素之一。

3.3 環境因素對魚巢增殖效果的影響

張俊華等[10]認為，人工魚巢黏附魚卵的孵化及卵膜腐敗會導致局部水體氨氮升高，雖產卵較集中的6 月較其他月份氨氮、高錳酸鉀指數、堿度值偏高，但與對照點水質比較，人工魚巢的建設對水體理化指標未見明顯影響，人工魚巢附卵數與總氮、氨氮、高錳酸鉀指數、堿度呈不顯著的正相關，人工魚巢實施效果受水環境因子影響不大。楊晴等[13]研究結果表明，人工魚巢黏附的魚卵數與水溫呈顯著正相關。李躍飛等[22]則認為與溫度略呈不顯著的負相關。本研究結果顯示，人工魚巢黏附魚卵均數與水溫呈不顯著的負相關，這可能由于7 月水溫雖高，但魚類大部分產粘性卵魚類產卵已接近尾期導致。關于人工魚巢建設對水環境的影響及人工魚巢產卵效果與環境因子的關系有待進一步研究。

綜上所述，連環湖鐵哈拉泡人工魚巢產卵基適宜選擇棕櫚片結合小石子片或魚巢磚，4 月末投放，8 月后取出，投放位置選擇在離岸30～50 m 處，基本可以保證產粘性卵魚類的繁殖需求。在連環湖建設人工魚巢示范區能夠增加魚類種群規模和經濟效益，保護水域的生物多樣性，為兇猛肉食性魚類提供餌料生物，是比較適合連環湖的魚類資源增殖方式，建議進一步開展推廣實施工作。