不同类型水库养殖生态学的比较与放养结构调整的研究

【摘要】：有关水库水化学、浮游生物及底栖动物的研究是水库水生态系统研究的主要内容,对于保护、维持、恢复水库水生态环境,以及渔业资源开发利用的可持续发展具有重大意义。本文选取湖北省四座不同类型的大中型水库作为研究对象,比较研究了理化因子的分布变化特征,浮游生物、底栖动物的群落结构特点,演替变化规律,分析了差异的成因所在。另外还探讨了浮游动物与浮游植物的相互作用机制,以及环境因子对浮游生物、底栖动物的影响,并通过逐步回归分析、CCA等数量生态学的手段,明确了主要理化性状与浮游生物、底栖动物的相关关系。运用综合营养状态指数(TSIc)对四座水库营养状态进行了综合评价。根据饵料生物的现存量测算出的鱼产潜力大小,浮游植物、浮游动物、底栖动物现存量的特点,利用能量生态学的手段,对四座水库鱼类的放养结构进行调整,并比较了调整前后的鱼产量大小和渔业经济效益。其研究内容和结果如下： 1、全年库水温度的变化范围为5.5-31.0℃,平均16.5℃；DO时空变化明显,且各水层DO充足,稳定,均维持在6.5 mg/L以上；DIN的水平分布和季节变化明显,但无水层分布现象；PO3-P极度匮乏,P是营养盐的主要限制因子；TN的值在冬季时为夏春季的3-5倍,除金沙河为0.392 mg/L外,其余三座水库均在0.700 mg/L以上,说明水体已受到不同程度的N污染；N/P偏大,变化范围为7.6-142.6,平均值在38.0左右；ALK、TH的变化范围为1.0-2.6 mmol/L,属软水；各库在10m左右均出现温跃层,上下温差达10℃。按照相关加权综合营养状态指数法(TSIc),结合湖库营养类型划分标准,对四座水库的水质进行综合营养类型评价。结果是：金沙河为中营养型,道观河为富营养型,徐家河和桃园河为中-富营养型。 2、四座水库共鉴定出浮游植物215种,从组成来看,四座水库均属于硅藻-绿藻型,蓝藻含量居第3位。蓝藻主要分布在SD以上的水层,硅藻主要分布在SD-2SD之间水层,其余各门藻类基本上集中分布在2 SD以上水层,绿藻门中的栅藻(Scenedesmus),裸藻门中囊裸藻(Trachelomonas)则广泛分布于深水层中。表层和底层的差异很大,一般在2-3倍以上。浮游植物生物量的水层分布除道观河为表层SD2 SD3 SD底层,其余三座水库均为SD表层2SD3SD底层。金沙河Chl-a的年平均含量为2.04μg/L,变化范围1.25-2.93μg/L；道观河为17.9μg/L,变化范围5.31-36.56μg/L,是金沙河的7倍之多；徐家河和桃园河平均含量分别为9.64μg/L、7.26μg/L,变化范围分别为2.64-15.51μg/L、2.13-14.19μg/L。各库的Chl-a值季节差异大,且变化明显,达到了极显著水平(P0.01)。除徐家河的Simpson多样性指数(d)为中游最高外,其余三座水库均为上游中游下游,且差异不显著(P0.5)。从水库之间来看,金沙河的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Margalef多样性指数(D)、Simpson多样性指数(d)、Pielou均匀度指数(J)与其它三座水库各指数之间均达到了极显著水平(P0.01),而道观河、徐家河、桃园河两两之间差异不明显。TN与浮游植物呈负相关,但相关系数低,其回归方程y=-0.33x+2.86,p=0.4420.05,R2=0.033,R2=0.021,r=-0.182；TP与浮游植物呈正相关,其回归方程y=19.9x+2.14,p=0.060.05,R2=0.183,R2=0.138,r=0.478,虽相关系数达到0.478,但未达到显著水平(P0.05)。水体的营养水平不同是四座水库浮游植物群落结构差异的主要原因。 3、四座水库共鉴定出浮游动物147种,从种类组成上来看,原生动物和轮虫占优势。四座水库含共有种15种,其中原生动物6种,轮虫4种,枝角类3种,桡足类2种,分别占40.0%,26.7%,20.0%,13.3%。金沙河浮游动物多样性明显高于其它三座水库,Shannon-Wiener指数(H)和Simpson指数(d)分别达到2.99、5.16,与其余三座水库均差异极显著(P0.01)；道观河浮游动物多样性指数最低,Shannon-Wiener指数(H)和Simpson指数(d)分别为1.80、2.48；徐家河和桃园河比较接近,Shannon-Wiener指数(H)依次为2.08、2.07,Simpson指数(d)依次为3.58、3.72。徐家河、桃园河的Simpson指数(d)与道观河差异显著(P0.05)。原生动物和轮虫的生物量与COD、TN、TP呈显著的正相关(P0.01),与DO呈显著的负相关(P0.01)。由于枝角类、桡足类密度低,个体差异大,与COD、DO、TN、TP相关性不明显。优势种与浮游动物丰度有显著的相关性。浮游动物对浮游植物丰度的影响在金沙河中表现明显,在道观河反而呈现正相关,相关系数r=0.45,在其它两座水库无明显相关性。 4、共采集底栖动物38种,其中寡毛类14种,占36.8%；水生昆虫18种,占47.4%；软体动物6种,占15.8%。道观河优势种为强耐污种类的霍甫水丝蚓Limnodrilus hoffmeisteri、大红德永摇蚊Tokunagayusurika akamusi;桃园河是典型的山谷型水库,底栖动物的组成、密度、生物量也符合这一特征；寡污带的长跗摇蚊Tanytarsus sp.、劳氏摇蚊Lauterbornia sp.,β-中污带的多毛管水蚓Aulodrilus pluriseta等一些较清洁的种类在水质良好的金沙河广泛分布,且金沙河周年均可采集到方格短卷螺Semisulcospira cancellata、梨形环棱螺Bellamya purificata、河蚬Corbicula fluminea等软体动物；徐家河属于典型的中-富营养型水体,其优势种类为β-中污带的瑞士水丝蚓Limnodrilus helveticus,α-中污带的前突摇蚊Procladius sp.。寡毛类与COD呈负相关,达到了极显著水平(P0.01),与DO、SD呈正相关,达到了显著水平(P0.05)；水生昆虫与COD、DO、SD相关性不明显。通过相关矩阵分析,发现水生昆虫与水深呈负相关关系,随着水深的增加,其密度和种类下降,水深超过10m,随着深度增加下降幅度增大；寡毛类有从属于TN和TP含量的趋势,TP对底栖动物的影响较TN明显。广泛用于湖泊水质评价的底栖动物的Shannon-Wiener和Margalef生物多样性指数,评价水库水质时需对评价标准加以修正和完善；Simposon多样性指数完全不适宜对深水水库的水质进行评价。 5、根据浮游生物现存量估测水库鱼产潜力时,浮游生物要分水层多层采样(至少5层以上),计算平均值。并根据浮游植物、浮游动物的现存量的大小和特点,以及鲢、鳙的摄食特性,确定鲢、鳙放养的数量和比例,切记盲目追求高经济效益的鳙产量,而忽视鲢的渔业生产作用。我们所研究的四座水库鲢、鳙的放养比例均在0.6:1以上,其生长情况良好。