虾贝综合养殖池塘纤毛虫群落结构及与环境因子的关系

赵亚波， 林志华， 何 京， 何 琳

(1. 宁波大学 海洋学院, 宁波 315211； 2. 浙江万里学院 生物与环境学院, 宁波 315100)

对虾养殖环境中，纤毛虫能够摄食水体内大量的藻类和腐殖质，促进水体的净化，是环境监测中理想的指示生物[1]。且纤毛虫作为养殖环境食物网的重要一环，是超微型和微型生产者的初级消费者及中型浮游动物的食物来源，也是营养盐的再生者[2]。纤毛虫促进水体净化的同时，其中一些种类具有毒丝泡或黏丝泡，毒害水体。其中的共栖种类附着在养殖生物的鳃部，影响生物的游泳、呼吸和滤食，尤以缘毛目(Peritrichida)种类的危害最大[3]，构成了育苗期和养成期的病害，因此，了解各环境因子对纤毛虫的影响，进而将纤毛虫种类和数量控制在一定范围，有利于水产健康养殖。国内外对浮游纤毛虫的生态学研究集中在胶州湾[4]、南海[5]等自然大水域内时空或周年的分布。此外，国外对纤毛虫在不同饵料[6]、光照[7]等条件下的生长率研究也较多。但对纤毛虫在封闭海水养殖水体内的群落结构及其与环境因子的关系报道较少[8]。浙江沿海普遍实施的凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)和泥蚶(Tegillarcagranosa)的综合养殖模式有利于解决对虾单养过程中，氮磷利用率低、底泥富营养化严重等难题[9]。本研究在虾贝混养模式下，对纤毛虫的群落结构及其与环境因子之间的关系进行了研究，探讨了纤毛虫在水体内的生态学特性和地位，以便对养殖水体的净化和水产健康养殖提供理论依据和指导。

1　材料与方法

1.1　试验地点与管理

2012年在浙江宁海双盘涂水产养殖公司养殖基地进行对虾、泥蚶海水综合养殖试验。凡纳滨对虾购自宁波双盘涂育苗厂，体长为0.7～0.8 cm；泥蚶购自附近养殖池塘，体质量为(2.42±0.47)g。在池塘中间建立围隔，围隔以竹木为框架，用彩条布围隔成规格为15 m×15 m×1.2 m的养殖空间，彩条布底约0.3 m压到底泥中，防止漏水以及对虾的逃逸。

1.2　试验设计

养殖试验为凡纳滨对虾与泥蚶的混养试验。各处理组对虾的养殖密度相同，通过调整泥蚶密度设计了3个梯度。其中，对虾的养殖密度为17×104ind/hm2；泥蚶的养殖密度分别为750 kg/hm2、1150 kg/hm2和2250 kg/hm2。泥蚶与对虾的实际放养个数比分别为1.84(L)，2.75(M) 和5.50(H)，不同混养处理组间不进行深入比较，只为增加不同养殖模式水环境中纤毛虫群落结构与环境因子关系的多重试验。

于5月6、7日，放养泥蚶；6月3日，放养对虾虾苗。对虾放养后定时(8:00和17:00)向围隔内投喂对虾饲料，不投喂泥蚶饲料。

1.3　采样与分析

1.4　数据分析

根据以下公式[14]计算浮游纤毛虫的优势度(Y)、Margalef 丰富度指数(D) 、Shannon-Wiener 多样性指数(H′)及Pielou 均匀度指数(J) :

Y=(ni/N) ×fi

H′=-ΣPilnPi

D=(S-1) /lnN

J=H′/Hmax

式中，ni表示第i种纤毛虫的个体数，N为样品中纤毛虫的总个体数，fi为第i个物种出现的频率，S为样品中的纤毛虫种类总数，Pi为第i个物种的个数与样品中的总生物个数比(Pi=ni/N) ，Hmax= lnS。将Y>0.02 的纤毛虫种类判定为主要优势种。

图1 试验期间各处理组水化学指标Fig 1 Water chemical indices in various treatment groups

L：泥蚶与对虾个数比为1.84的处理组；M：泥蚶与对虾个数比为2.75的处理组；H：泥蚶与对虾个数比为5.50的处理组；下同

使用独立样本t检验分析纤毛虫的丰度、优势度、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和理化因子的差异性。使用R软件vegan包进行数据分析处理及作图，预先对数据进行DCA分析，根据分析结果中前四轴的数值确定线性模型(RDA)或单峰模型(CCA)的排序方法。

2　结果

2.1　环境理化因子

各处理组水质指标如图1所示。试验期间，M组硝酸盐氮含量较低，L组氨氮含量后期下降明显，变化幅度较大。亚硝酸盐氮、活性磷酸盐和总磷含量无显著差异。各处理溶氧为7.61～7.72 mg/L，pH为8.47～8.49，无显著性差异(P>0.05)。

2.2　纤毛虫种类组成及丰度变化

试验期间共鉴定出浮游纤毛虫46种，隶属于11目35属(表1)。其中，L组检测出31种，M组检测出39种，H组检测出34种。试验开始时，围隔内主要以寡毛目和钩刺目为主。

表1 试验围隔内检出的浮游动物种类

“+”：出现；“-”：未出现

由图2可知，围隔内纤毛虫群落组成以寡毛目为主，丰度呈现出先下降后极速攀升再下降的趋势，其转变主要是小拟盗虫(Strombidinopsisminima)，长拟盗虫(Strombidinopsiselongate)和小拟铃虫(Tintinnopsisminuta)丰度的骤变导致。钩刺目丰度偏低，在不同时期所占比例不同，第3次采样时占了绝对优势，其变化体现在蚤状中缢虫(Mesodiniumpulex)和柱核柱毛虫(Cyclotrichiumcyclokaryon)的交替，其他纤毛虫种类(腹毛目、盾纤目和管口目等)占比非常低。

图2 各采样时期纤毛虫丰度变化Fig 2 Abundance variations of ciliates during sampling period

2.3　纤毛虫优势度和指数变化

试验围隔中纤毛虫的优势种以寡毛目和钩刺目为主，除第3次采样中，以钩刺目中缢虫属的蚤状中缢虫为绝对优势种外，其他采样时期均为寡毛目中的拟盗虫属(Strobidinopsis)、急游虫属(Strombidium)、欧米虫属(Omegastrombidium)、海游虫属(Pelagostrobilidium)、裂隙虫属(Rimostrombidium)、拟铃虫属 (Tintinnopsis) 同时或交叉占据绝对优势种群。不同处理组间，纤毛虫在不同时期具有不同的优势种群，但其中主要的优势种大致相同。

纤毛虫多样性指数(H′)、丰富度指数(D)和均匀度指数(J) 随时间的变化趋势见图3。各处理多样性指数的变化一致，变化范围较小。丰富度指数在各处理间变化也相同，表现为先大幅升高后小幅下降，并维持在 1.5左右。试验期间均匀度指数有两次起伏波动，相对于水体初始值有所下降。整体上，各处理间多样性指数、丰富度指数和均匀度指数的变化一致，均不存在显著性差异。

2.4　纤毛虫群落结构与环境因子的关系

以纤毛虫的种类组成和丰度为指标进行聚类分析，结果如图4。纤毛虫的群落结构主要分为两类，第i类为第5次采样(8月16日)结果，体现在总丰度远超其他时期的差异，其主要以寡毛目中的拟盗虫属为主；第ii类丰度较低，以寡毛目中的多个属交替作为优势种(表2)。从不同混养比例来看，3个处理组前期有一定差异，之后在同一采样时期纤毛虫群落结构相似。

表2 试验围隔内纤毛虫主要优势种的优势度

图3 纤毛虫多样性指数、丰富度指数和均匀度指数变化Fig 3 variation of planktonic ciliate in diversity index, richness index and evenness index

图4 养殖期间纤毛虫群落聚类分析Fig 4 Cluster dendrogram of ciliate during breeding period

数字代表采样日期

3　讨论

3.1　纤毛虫种类组成及丰度变化

试验期间共鉴定出纤毛虫46种，种类数量较高于宋微波等[8]海水对虾养殖的种类数(38种)，低于黄建荣等[3]对虾养殖的种类数(52种)。其中寡毛目(18种)和腹毛目(11种)种类较多，与黄建荣等[3]的研究结果一致。

纤毛虫摄食腐殖质，促进水体净化的同时，一些种类又可以通过自身的毒丝泡或黏丝泡，毒害水体或附着在养殖生物鳃部，影响生物的游泳、呼吸和滤食，其中尤以缘毛目种类的危害最大。本研究结果显示，寡毛目丰度远高于其他目，缘毛目只检测出一个种，整体看来纤毛虫组成与其相应的海域组成类似[15]。从时间上来看(图2)，纤毛虫丰度均呈现先下降后升高再下降的趋势，其丰度变化受养殖期间温度、对虾饵料的投喂等因素的影响[16]。

表3 RDA分析浮游纤毛虫代码

图5浮游纤毛虫与环境因子的RDA分析排序图
Fig 5 RDA ordination diagram of planktonic ciliate and environmental factors

3.2　纤毛虫群落结构及其与环境因子的关系

纤毛虫种群增长率受到各种因素的综合影响[16]，不同养殖时期不同种的纤毛虫优势度不同(如表2)。寡毛目种类一般在中营养型水域中占主要优势种群，缘毛目类群则喜富营养化水体[17]。试验期间纤毛虫丰富度指数有一定幅度的上升，这与黄建荣[3]对鱼虾混养体系中纤毛虫种类数量变化一致，而纤毛虫多样性指数在暑期高温季节有所下降，均匀度指数伴随多样性指数的变化而变化。本研究初始纤毛虫丰富度指数、多样性指数的升高可能是人工对养殖水体的肥水及饲料的投放等因素导致的，中期指数的下降与前人[16]研究高温致纤毛虫种类和丰度均有所下降相一致。总体看来，纤毛虫的多样性、丰富度和均匀度较稳定，表明其群落结构对环境的变化有自我调节和维持的能力。

虾池的底质条件、水质理化指标以及季节气候等因素都可影响水体内生物的群落结构[3]。张翠霞等[5]报道，南海北部纤毛虫最大的近岸浅水区为高Chl a区域，但并不是Chl a最高的的地方纤毛虫丰度就最大 。谭烨辉等[18]发现寡毛目中急游虫和布氏拟铃虫(TintinnopsisbutschliiDaday)等喜高Chl a。本研究结果表明纤毛虫群落结构与温度和Chl a相关性不显著。丰度随温度的上升与于莹等[15]的结果相同，呈现为夏秋季丰度高，春季低(图1)。溶氧对不同种纤毛虫的增殖有促进或抑制作用(图4)，本研究取样为中层水体，未区分不同层次上纤毛虫种类的区别，对养殖水体不同层次纤毛虫群落结构有待进一步的研究。

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