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三峡库区水域牧场鲢鳙驱动的氮磷循环研究

薛洋  
【摘要】:近年来,三峡库区实施放养滤食性鲢、鳙的水域牧场生态渔业生产方式获得了良好的经济效益和社会效益。开展对水域牧场生态系统主要营养物质动态的研究,有助于了解水域牧场生态渔业方式在获取鲢、鳙鱼产品的同时,能否通过食物链吸纳水体氮、磷,驱动生态系统物质循环,达到控制水体富营养化的生态效益,具有重要的理论意义和应用价值。三峡库区干井河水域牧场位于重庆市忠县境内,通过设置网栏建立水域牧场,采用轮捕轮放鲢、鳙的方式进行渔业生产。本研究选取鲢、鳙为优势种的干井河水域牧场生态系统为对象,以氮、磷为主要元素组成的营养物时空变动格局入手,从化学计量学角度定量分析和研究生态渔业对干井河氮、磷循环过程的影响。从2013年10月至2014年10月,分6次对不同采样点的鲢、鳙鱼体的氮、磷化学计量学特征进行分析,野外现场测定鲢、鳙的排泄率,通过浮游动物量推算其排泄率,定量评价鲢、鳙在驱动干井河中氮、磷循环过程中的作用,主要结果如下:干井河水域牧场鲢、鳙的氮、磷化学计量学特征:鲢的N含量为9.58+0.77%,P含量为3.49+0.22%,N:P=6.08:1;鳙的N含量为9.50+0.65%,P含量为3.464±0.60%,N:P=6.08。鲢、鳙鱼体N、P含量均不成相关性,鲢、鳙鱼体N、P含量在季节间无显著性差异,且N、P含量在鲢、鳙物种间无显著性差异。体重对鲢、鳙的N、P含量有显著的影响,且随着体重的增加鱼体的氮磷含量反而减少;体重对鱼体N:P比无显著作用,且N:P比在季节间无显著差异。在实验期间分6次对干井河水域牧场鲢、鳙排泄率进行了测定,以此建立了鲢、鳙特定体重与温度关系的排泄率方程,结果显示随温度的增加鲢、鳙的特定体重排泄率均呈现指数增加。鲢温度与特定体重排泄率关系的方程为:Log 10N excretic(μg g-1h-1)=3.736×Log(T) -4.333,Log 10P excretion (μg g-1 h-1) =2.817xLog(T)-3.477。鳙特定体重排泄率方程为:Log10 N excretion (μg-1 h-1) =2.115xLog(T)-2.112, Log10N excretion(μg-1 h-1)=1.583×Log(T)-1.641。本研究估测了2013年7月至2014年6月周年浮游动物N、P排泄量,浮游动物N、P排泄量分别为161.57μgNL-1d-1和2.56μgNL-1d-1。干井河中全部鲢的N、P排泄量分别为0.00682 μg N L-1 d-1和0.001924μPL-1d-1;鳙N、P排泄量分别为0.006872 μg N L-1 d-1和0.002499 μgPL-1d-1。浮游动物的排泄量远高于鲢、鳙的排泄量。而鲢、鳙鱼体及排泄的N、P含量远远低于水体水体(1.76 mgN/L、0.13mgP/L),因此鲢、鳙代谢排出的氮、磷对水体氮、磷贡献极小。2013年10月至2014年10月干井河藻类初级生产所需N、P含量分别为196.45 μgNL-1d-1和6.13 μPL-1d-1,鲢、鳙通过排泄释放的N、P含量分别为藻类初级生产所需N、P含量的0.382%o和0.722%o。因此,鲢、鳙代谢释放的氮、磷量远远低于藻类生产所需的氮、磷含量,结果表明,放养型生态渔业不会以引起水体富营养化。2013年10月至2014年10月干井河鲢体所贮藏N、P含量分别为0.232μgNL-1(3339.9kg,鱼体氮含量/水域牧场库容,为240km3)和0.084 μg N L-1(1209.3kg);鳙体内所贮藏N、P含量分别为0.115 μg N L-1 (1656.9kg)和0.041μN L-1(603.4kg);鳙的捕捞量为100364kg,鲢的捕捞量为118535kg,通过人工捕捞鲢、鳙带出水体的N、P分别为3642.58kg和1322.33kg。以上结果表明,干井河实施的生态渔业方式通过放养和捕捞滤食性鲢、鳙拓宽了营养盐流通的通道(营养盐—藻类—鲢、鳙),加快水体中的营养盐从低营养级向高营养级流转过程。水域牧场模式的生态渔业不会导致水体的富营养化,而且还能通过鱼产品移除水体的氮、磷有效抑制水体富营养化过程,达到保水渔业的目的。


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