中华鳖养殖过程中浮游生物群落结构的演变

宋光同，王芬，徐笑娜，朱成骏，陈祝，李翔，周翔，叶圣陶，蒋业林

（1安徽省农业科学院水产研究所/水产增养殖安徽省重点实验室，合肥 230031；2安徽省鳖类养殖工程技术研究中心/安徽省喜佳农业发展有限公司，安徽蚌埠 233701；3定远县锦鸿种养殖专业合作社，安徽定远 239000）

0 引言

中华鳖(PelodiscussinensisWiegmann)，隶属脊索动物门、爬行纲、龟鳖目、鳖科、鳖属、中华鳖种。广泛分布于中国、日本、泰国等亚洲国家。中国中华鳖产业发展一直领跑世界，由于地理自然隔离，逐渐形成了淮河鳖、黄河鳖、长江鳖、黄沙鳖、台湾鳖、湖南鳖、江西鳖、江南花鳖等地方品系。2022 年，全国中华鳖总产量37.37 万t，主产区主要分布在浙江、湖北、湖南、安徽、广东、江西、广西、江苏等长江中下游和华南地区。中华鳖养殖模式主要有池塘主养、温室养殖以及稻鳖种养殖等，池塘养殖在中国中华鳖产业中占有重要地位。目前关于中华鳖养殖模式[1-5]，温度和光照等对中华鳖的生长影响[6]，生态装备对中华鳖生长影响[7-8]，以及营养与生理生化[9-12]等方面研究较多。浮游植物作为水体中微型植物，对周围环境变化十分敏感[13-14]，浮游生物群落结构也是水质评价的重要指标[15-16]。目前池塘中华鳖养殖的幼鳖放养密度常为2～3只/m2，中华鳖养殖过程中投入大量高蛋白饲料，加上鳖觅食活动搅动池底，对池塘生态环境影响较大，但是至今关于中华鳖高密度养殖对池塘浮游生物群落结构的影响鲜见研究报道。为此，本研究分别在中华鳖放养前、养殖中期、养殖后期3 个养殖阶段采集水样，进行水样理化、浮游生物检测与分析，探索中华鳖对池塘水质理化和浮游生物群落结构的影响，为中华鳖池塘高密度养殖提供水质调控依据。

1 材料与方法

1.1 试验地区情况

试验于安徽省蚌埠市淮上区曹老集镇杨湖村安徽省喜佳农业发展有限公司中华鳖养殖基地进行(117°26′14"E，33°3′46"N)，基地地处北亚热带湿润季风气候与南温带半湿润季风气候区的过渡带，四季分明，光照充足，年日照时数平均2167.5 h，平均气温15.1℃，平均年降水量905.4 mm，平均无霜期217 d。

1.2 试验池养殖管理

2021年随机选择池塘3口，作为试验池，分别记作1#、2#、3#。池塘呈长方形，塘埂采用水泥护坡，埂顶端设置防逃倒沿15 cm，每口池塘300 m2，深1 m，试验池一边安装一排18 m的网片食台，该食台利用方管焊接成长×宽(3 m×1 m)的长方形骨架，在骨架上缝制网目40 目的网片，利用铁棍支架和绳索，将网片食台吊设在水下10～15 cm；池塘中央设置一排18 m的网片晒背台，该晒背台利用钢管制作成直角梯型支撑架，在直角梯形的斜腰上利用网目为10 目的网片布设宽度1.5～2.0 m 的长方形晒背台，其长度稍短于池塘长边，且晒背台与水面倾斜呈15°，晒背台2/3 露出水面。2021 年5 月1 日清除试验池过多淤泥，淤泥厚不超过15 cm，利用生石灰干法清塘，塘底曝晒30 d，池底呈龟裂状；6月10日逐渐加水80 cm；6月18日，每口试验池放养规格400～500 g 的雄性幼鳖600 只，共放养1800只；投喂金甲中华鳖配合粉状饲料（蛋白含量≥45%），饲料加水后利用甲鱼加工机械（型号JF-60）制粒成直径0.6 cm、长度1.2 cm的圆柱状软颗粒，每天早晚各投喂1次，定点投喂在食台上，日投饲率1%左右，并根据摄食情况，酌情增减。幼鳖放养后至停食，试验池每月使用过硫酸氢钾复合盐改底剂3 次，每月泼洒EM 菌2～3 次，每20 d 全池泼洒生石灰1 次。7、8 月，每天向试验池注入井水，微流换水，每次换水3%～5%，降低水温。整个试验过程中，3口试验池管理方式基本一致，试验池中华鳖摄食正常，无疾病发生。

1.3 水样采集与分析

水体样品采集时间分别为幼鳖放养前（6 月17日），养殖中期（7 月28 日）和养殖后期（9 月8 日）。在每个试验池的对角线和三等分点设置2 个采样点，如图1标示，每个采样点利用水样采集器（容量2.5 L）采集水样2次，采样深度0.5 m，分别采用25#浮游生物网过滤，最后漂洗过滤网1 次，共收集过滤液75 mL，过滤液倒入样品瓶（容量100 mL），用5%甲醛现场固定；利用水样采集器（容量2.5 L）在2个采样点共采集混合水样10 L，再从混合水样中利用水样采集器（容量1 L）采集水样1 L，倒入样品瓶（容量1 L），用1.5%鲁哥氏液现场固定。同时每个试验池采集水样0.5 L，倒入样品瓶（容量0.5 L），4℃保存用于水质理化参数分析。

图1 采样点设置

浮游植物、浮游动物样品经实验室静置48 h以上，去除上清液浓缩定容为30 mL，吸取0.1 mL 样品注入0.1 mL 浮游生物计数框内（规格20 mm×20 mm），在OLymbus BX53 显微镜400 倍下进行种类鉴定与细胞计数；计数方法为目镜视野法，每个样本重复计数2～3次，每次观察100 个视野，取其平均值，换算成单位体积中浮游植物、浮游动物的细胞密度。生物量采用细胞体积法推算[17]。

1.4 数据处理

浮游生物多样性分析采用Shannon-wiener多样性指数(H)、Pielou 均匀度指数(J)，计算见公式(1)、(2)[18-20]，浮游动植物优势度(Y)来描述，见公式(3)，优势度Y≥0.02的为优势种[21]。

式中：S为浮游动/植物总种数，N为浮游动/植物个体总数，Ni为第i种浮游动/植物个体数，fi为第i种浮游动/植物在各采样点的出现频率。

采用SPSS22 软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，用于分析样本间时空差异；最小显著差异法(Least Significance Difference，LSD)检验浮游植物多样性指数的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 中华鳖对池塘水体环境因子的影响

中华鳖放养前、养殖中期、后期对池塘溶解氧影响不显著(P＞0.05)；养殖中期水质pH明显高于幼鳖放养前(P＜0.05)；中华鳖放养后，试验池的迅速升高，养殖前和养殖中期水体的氨氮和亚硝酸盐差异不显著(P＞0.05)，明显低于养殖后期(P＜0.05)，养殖后期指标达2.38 mg/L，分别为养殖前和养殖中期的119倍、5.7倍；养殖后期指标达0.076 mg/L，分别为养殖前和养殖中期的5.1倍和4.2倍。详见表1。

表1 中华鳖养殖水体环境因子

2.2 中华鳖养殖池塘浮游生物种类组成

中华鳖养殖池塘共采样3 次，采集浮游生物样本18份。共检出浮游植物绿藻门、硅藻门、蓝藻门、裸藻门、甲藻门5 门62 种，其中绿藻门种类最多，31 种，占总种数的50%；蓝藻门次之，16种，占25.81%；裸藻门8种，占12.9%；硅藻门6 种，占9.68%；甲藻门1 种，占1.61%。中华鳖养殖池塘浮游植物生物丰度和生物量的变化情况如表2、表3、图2、图3所示，其中在幼鳖放养前（6 月17 日），浮游植物平均丰度为166317 ind/L，绿藻占优势，蓝藻门次之；平均生物量为0.1197 mg/L，绿藻占优势，硅藻门次之。养殖中期（7月29日），浮游植物平均丰度达4762600 ind/L，绿藻占优势，裸藻门次之；平均生物量为14.33 mg/L，绿藻占优势，蓝藻门次之。养殖后期（9 月8 日），浮游植物平均丰度为3648300 ind/L，绿藻占优势，硅藻门次之；平均生物量为18.09 mg/L，绿藻占优势，硅藻门次之。

表2 中华鳖养殖池塘浮游生物种类数 个

表3 中华鳖养殖池塘浮游植物生物丰度和生物量

图2 浮游植物生物丰度柱状图

图3 浮游植物生物量柱状图

共检出浮游动物4类39种，其中原生动物最多，14种，占35.9%；轮虫次之，12 种，占30.7%；枝角类8 种，占20.5%；桡足类5 种，占12.8%。中华鳖养殖池塘浮游动物丰度的变化情况如表4、图4、图5所示，其中在幼鳖放养前（6月17日），浮游动物平均丰度为90 ind/L，原生动物占优势，枝角类次之；平均生物量为1.495 mg/L，枝角类占最高，桡足类次之。养殖中期（7月29 日），浮游动物平均丰度为1634 ind/L，桡足类占优势，原生动物次之；平均生物量为8.368 mg/L，枝角类最高，桡足类次之。养殖后期（9 月8 日），浮游动物平均丰度为619 ind/L，桡足类占优势，枝角类次之；平均生物量为10.106 mg/L，枝角类最高，桡足类次之。

表4 中华鳖养殖池塘浮游动物生物丰度和生物量

图4 浮游动物生物丰度柱状图

图5 浮游动物生物量柱状图

中华鳖养殖前浮游植物种类数为21～26 个，平均为23个；优势种3～4个，平均为3个。养殖中期浮游植物种类数为14～21个，平均为17个；优势种仅1个。养殖后期浮游植物种类数为13～33 个，平均为22 个；优势种1～4 个，平均为2 个。养殖各阶段浮游植物种类数差异不显著(P＞0.05)，养殖中期浮游植物的优势种类数明显低于中华鳖放养前(P＜0.05)，养殖中期试验池优势种仅有纤细新月藻，详见表2。

中华鳖养殖前浮游动物种类数为11～12 个，平均为11个；优势种4～5个，平均为4个。养殖中期浮游植物种类数为11～19 个，平均为16 个；优势种3～4 个，平均为3 个。养殖后期浮游植物种类数为13～18 个，平均为16个；优势种3～6个，平均为4个。养殖各阶段浮游动物种类数及优势种差异不显著(P＞0.05)，详见表2。

中华鳖养殖池塘浮游植物、浮游动物的生物密度呈现先升高后降低的趋势，生物量呈现持续上升。其中养殖中期浮游植物平均丰度达4762600 ind/L，分别为中华鳖放养前和养殖后期的28.63、1.31 倍；养殖中期浮游动物平均丰度1634 ind/L，分别为中华鳖放养前和养殖后期的18.2、2.64 倍。养殖后期浮游植物的平均生物量为18.09 mg/L，分别为中华鳖放养前和养殖中期的151.1、1.26 倍；养殖后期浮游动物的平均生物量为10.106 mg/L，分别为中华鳖放养前和养殖中期的6.76、1.21倍。详见表3、表4。

2.3 浮游生物多样性分析及优势种

2.3.1 浮游植物多样性分析及优势种幼鳖放养前（6月17日），浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H)为1.8484～2.2395，平均为2.0779，根据Shannon-wiener 指数(H)评价标准，属于β-中污染；Pielou 均匀度指数(J)为0.5895～0.7356，平均为0.6612，根据Pielou均匀度指数(J)评价标准，属于轻度污染。中华鳖养殖中期（7月29 日）浮游植物Shannon-Wiener 多样性指数(H)为0.096～0.3142，平均为0.1779，根据Shannon-wiener 指数(H)评价标准，水质属于多污带；Pielou 均匀度指数(J)为0.0339～0.1016，平均为0.0604，水质属于多污带。养殖后期（9月8日），浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H)为0.0477～2.9038，平均为1.6002，根据Shannon-wiener 指数(H)评价标准，水质属于α-中污染；Pielou 均匀度指数(J)为0.0186～0.8305，平均为0.4888，属于β-中污染。总体上中华鳖精养池塘水质表现为先变差后再逐渐变好的趋势，其中幼鳖放养前水质最好，养殖中期水质最差。中华鳖养殖的不同阶段，优势藻类有纤细新月藻、小球藻、单生卵囊藻、针形纤维藻、尖针杆藻、镰形纤维奇异变种、肾形藻、粘四集藻、点形粘球藻9种；优势藻中绿藻门占7种，硅藻门1种，蓝藻门1种；幼鳖放养前，池塘优势藻类种类数达8种；养殖中期，优势种仅1种，为纤细新月藻；养殖后期优势种种类数为4 种；养殖中后期纤细新月藻为绝对优势种类。养殖前、中期、后期池塘浮游植物的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数皆表现为先降后升的变化趋势，中华鳖放养前的Shannon-Wiener 多样性指数(H)和Pielou 均匀度指数(J)明显高于养殖中期(P＜0.05)，与养殖后期差异不显著(P＞0.05)，详见表5。

表5 浮游植物多样性分析及优势种列表

2.3.2 浮游动物多样性分析及优势种中华鳖放养前（6月17日），浮游动物Shannon-Wiener多样性指数(H)为2.0917～2.2814，平均为2.1712；Pielou均匀度指数(J)为0.8723～0.9181，平均为0.8944。养殖中期浮游动物Shannon-wiener多样性指数(H)为1.1359～2.4648，平均为1.6926；Pielou均匀度指数(J)为0.3858～0.8371，平均为0.6129。养殖后期浮游动物Shannon-wiener 多样性指数(H)为2.1384～2.3532，平均为2.2137；Pielou 均匀度指数(J)为0.7713～0.83816，平均为0.8029。养殖不同阶段，优势种有球形纱壳虫、恩茨筒壳虫、池沼多核变形虫、卜氏晶囊轮虫、萼花臂尾轮虫、长三肢轮虫、棘爪网纹蚤、平突船卵蚤、锯缘真剑水蚤、长肢秀体蚤、老年低额蚤、透明蚤、长刺蚤、棘刺真剑水蚤、桡足幼体、无节幼体16种；其中幼鳖放养前优势种类数达9种，养殖中期为5种，养殖后期为7种。中华鳖养殖池塘浮游动物的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数周年变化皆表现为先降后升的趋势，中华鳖放养前、养殖中期、养殖后期浮游动物的Shannon-Wiener 多样性指数差异不显著(P＞0.05)，中华鳖放养前的Pielou均匀度指数(J)明显高于养殖中期(P＜0.05)。详见表6。

表6 浮游动物多样性分析及优势种列表

3 讨论

养殖水体中的浮游生物群落结构不仅受水温、pH、营养盐等环境因子的影响，还受养殖对象“下行效应”的影响[22]，鲢可以直接滤食水体中的浮游生物，是典型的滤食性鱼类，因而成为非经典生物操纵途径控藻的主要研究对象[23]。本试验结果表明，随着中华鳖养殖时间的延长，水温先升高后降低趋势，随着高蛋白饲料不断投入和排泄物不断沉积池底，养殖水体营养盐不断升高，养殖池塘的、含量逐渐增大，尤其在养殖后期试验池含量高达2.38 mg/L，虽然中华鳖对高浓度的耐受力较强，但是会影响中华鳖的生长速度和品质。

侯德昌等[24]检测了中华鳖高密度养殖、生态养殖、莲鳖套养、菱鳖套养4种养殖模式浮游生物群落结构，共检出浮游植物9 门54 属；高欣等[25]检测了凡纳滨对虾高位养殖池塘浮游生物群落结构，共检出浮游植物6 门48 种，硅藻门种类最多，检出浮游动物8 种，以桡足类最多。本试验中华鳖养殖池塘共检出浮游植物5门62种（属），绿藻门最多；浮游动物4类39种，桡足类最多；与侯德昌等[24]、高欣等[25]的检出的种类数存在一定差异，可能与养殖对象、养殖模式及管理方式存在差异有关。

研究表明，中华鳖养殖过程中池塘浮游植物的生物丰度和生物量始终以绿藻门为主，养殖中后期纤维新月藻占绝对优势。关于池塘浮游动物生物丰度，在幼鳖放养前以原生动物为主，枝角类次之；养殖中期以桡足类占优势，原生动物次之；养殖后期以桡足类为主，枝角类次之。池塘浮游动物生物量皆以枝角类为主，桡足类次之。随着中华鳖养殖时间推移，水温逐渐升高，水体中营养物质积累增多，促进浮游生物快速生长，生物丰度快速提升，养殖中期达到高峰，之后丰度有所下降，养殖中期生物丰度明显高于幼鳖放养前；浮游生物的生物量始终呈上升趋势，养殖中后期生物量明显高于幼鳖放养前。

浮游植物多样性能够很好地评价水环境状况，广泛应用于水环境评价[26]。在水体中检测出浮游植物种类越多，分布越均匀，说明该水体内多样性指数高，群落稳定性高，水环境状况好[27]。通过池塘浮游植物Shannon-wiener指数(H)和Pielou均匀度指数(J)评价标准，总体上中华鳖养殖池塘水质表现为先变差后再逐渐变好的趋势。其中幼鳖放养前期水质最好，优势种类数最多（8 种），养殖中期水质最差，优势种类数仅1种（纤维新月藻）。中华鳖放养前、养殖中期、养殖后期浮游动物的Shannon-Wiener 多样性指数差异不显著(P＞0.05)，表明中华鳖养殖对池塘浮游植物影响较大，对浮游动物影响较小。

本试验在中华鳖养殖中期，浮游植物优势种较为单一，水体稳定性差，采取定期使用底质改良剂改善底质，微生态制剂和生石灰调节水质，每天微流换水等方式，使得养殖后期浮游植物优势种类数逐渐增多，对试验池后期水质改善起到了积极作用，因此中华鳖高密度养殖过程，采取必要的改底和调水措施，对改善和稳定养殖水体生态环境具有重要意义。中华鳖养殖中后期纤维新月藻成绝对优势种，需要进一步深入开展该藻对中华鳖高密度养殖环境适应机制研究，为水质调控和稳定水体环境提供参考。

4 结论