田相利，鄭瑤瑤，柳炳俊，王 芳，董雙林

（中國(guó)海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島，266003）

在水產(chǎn)養(yǎng)殖集約化或半集約化的養(yǎng)殖過程中，養(yǎng)殖池塘中的殘存的餌料、排泄物、生物殘?bào)w等有機(jī)物的積累越來越多，往往超過了池塘的自凈能力，最終可能導(dǎo)致養(yǎng)殖水體理化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境不斷惡化，嚴(yán)重影響?zhàn)B殖動(dòng)物的生長(zhǎng)和生存［1］。眾所周知，細(xì)菌既是分解者，又可作為水生生物的間接或直接餌料，與此同時(shí)，水體中細(xì)菌對(duì)腐質(zhì)碳的礦化作用在水體碳循環(huán)中也起著重要作用［2］。鑒于微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用，深入研究不同養(yǎng)殖模式下環(huán)境中微生物數(shù)量和功能，對(duì)于進(jìn)一步理解微生物在人工生態(tài)系統(tǒng)中的作用及其機(jī)制具有十分重要的意義［3］。

多種類混養(yǎng)是我國(guó)傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式之一，它是提高物質(zhì)的利用率，提高產(chǎn)量、減污防病的重要措施［4］。目前多種類混養(yǎng)研究集中于混養(yǎng)對(duì)水質(zhì)的調(diào)控作用、環(huán)境效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的等多個(gè)方面［5－8］。草魚（Ctenopharyngodon idellus）是我國(guó)淡水經(jīng)濟(jì)魚類最負(fù)盛名的“四大家魚”之一，因其食性簡(jiǎn)單、餌料來源廣泛、產(chǎn)量高等特點(diǎn)常被放養(yǎng)于池塘、湖泊、水庫中，在我國(guó)淡水養(yǎng)殖中占有重要地位［9］。不同種類混養(yǎng)則是草魚池塘養(yǎng)殖的傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式之一，然而迄今關(guān)于草魚混養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能卻仍缺少的系統(tǒng)的理論解析。從現(xiàn)有研究看，從微生物生態(tài)學(xué)的角度研究草魚不同養(yǎng)殖模式對(duì)微生物群落多樣性影響的研究還少見報(bào)道。Biolog微平板分析法是通過測(cè)定微生物對(duì)不同碳源利用能力及其代謝差異，進(jìn)而用以表征微生物功能多樣性的一種方法，其能夠有效地評(píng)價(jià)環(huán)境中的微生物群落功能的差異［10－12］。本研究利用平板菌落計(jì)數(shù)法和吖啶橙直接鏡檢計(jì)數(shù)法（AODC）2種不同的方法對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境細(xì)菌數(shù)量變動(dòng)情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，同時(shí)，應(yīng)用Biolog微平板技術(shù)研究了不同養(yǎng)殖系統(tǒng)細(xì)菌的碳代謝功能的差異，以期為草魚混養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)圍隔與混養(yǎng)模式設(shè)計(jì)

草魚混養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)研究于2010年6～10月在山東省淡水水產(chǎn)研究所進(jìn)行。養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)于設(shè)置在池塘中的陸基實(shí)驗(yàn)圍隔中進(jìn)行。圍隔面積為64m2（8m×8m），建于面積為0.3hm2、平均水深為1.5m左右的池塘內(nèi)，圍隔具體結(jié)構(gòu)參見文獻(xiàn)［13］。設(shè)計(jì)了3個(gè)不同的草魚養(yǎng)殖模式，即草魚單養(yǎng)模式（G）、草魚與鰱魚混養(yǎng)模式（GS）和草魚、鰱魚（Hypophythalmichthys molitrix）和鯉魚（Cyprinus carpio）混養(yǎng)模式（GSC），每個(gè)模式3個(gè)重復(fù)，共使用了9個(gè)圍隔?；祓B(yǎng)魚類的具體放養(yǎng)情況見表1。

表1 不同模式組草魚放養(yǎng)規(guī)格和收獲規(guī)格Table 1 Different models of grass carp stocking size and harvest Specifications

按3%草魚體重的日投喂量，每天分4次投喂“海大”牌草魚膨化配合飼料（福建海大飼料有限公司，漳州）。堅(jiān)持“四定”和“四看”的投喂原則，同時(shí)根據(jù)草魚的生長(zhǎng)情況適當(dāng)調(diào)整投喂量。每天19：00打開增氧機(jī)，到次日日出關(guān)閉增氧機(jī)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間不換水，僅根據(jù)水深適當(dāng)補(bǔ)充滲漏和蒸發(fā)水，保持水深在1.5m左右。

1.2 微生物樣品采集

水樣采集：用采水器在每個(gè)圍隔的中心和四周分別采集等量水樣，然后將同一圍隔樣品混合在一起。之后取適量的混合水樣裝于無菌的玻璃瓶中。所有樣品低溫保存迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，于4℃下保存待分析。

泥樣采集：用采泥器在每個(gè)圍隔的中心和四周分別采集表層底泥，然后將同一圍隔樣品混合在一起。所有樣品低溫保存迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，再將所取泥樣在無菌的研缽中混勻，于4℃下保存待分析。

1.3 微生物計(jì)數(shù)

1.3.1 水體異養(yǎng)菌總數(shù)的測(cè)定 取1mL水樣加入到9mL生理鹽水（0.85%w／v NaCl）進(jìn)行梯度稀釋，稀釋度為10－1～10－5，選3個(gè)合適稀釋度吸取0.1mL進(jìn)行平板涂布，每個(gè)稀釋度做3個(gè)平行。將涂布的營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板在28℃下培養(yǎng)48h，對(duì)單克隆總數(shù)在30～300的平板進(jìn)行有效計(jì)數(shù)，并以計(jì)數(shù)平板上的單克隆總數(shù)作為0.1mL稀釋樣品中的異養(yǎng)菌總數(shù)。

1.3.2 底泥異養(yǎng)菌總數(shù)的測(cè)定 取10g混合泥樣加入到90mL的生理鹽水進(jìn)行梯度稀釋，加入1%吐溫，置于搖床中振蕩30min后進(jìn)行10倍稀釋涂布，方法同1.3.1。

1.3.3 吖啶橙直接鏡檢計(jì)數(shù)（AODC） 稱取10g泥樣，置于盛有含90mL1%Tween－80無顆粒水（經(jīng)0.2 μm濾膜過濾）250mL的錐形瓶?jī)?nèi)，搖床振蕩30min，再靜置20min之后用無菌吸液器吸取定量10mL上清液。

取出10mL水樣和底泥上清加入0.5mL36%的甲醛固定樣品，取1mL的固定樣滴加0.1%的吖啶橙0.1 mL，染色3min。將染色后的樣品用孔徑為0.2μm的whatman核孔濾膜過濾待鏡檢［14］。將濾膜置于載玻片上，滴一滴顯微鏡油，加蓋玻片在熒光顯微鏡下計(jì)視野中發(fā)橙色或綠色熒光的菌體。一般取10個(gè)視野，每個(gè)視野30個(gè)左右為宜。根據(jù)視野面積和膜有效面積換算出樣品中所含的細(xì)菌量［15］。

1.4 BIOLOG ECO微板反應(yīng)

1.4.1 Biolog反應(yīng) Biolog生態(tài)板是一種多底物的96孔ELISA反應(yīng)平板。除去3個(gè)對(duì)照孔外，共含有31中不同的單一碳源（分屬6大類）和四唑染料，并設(shè)有3個(gè)重復(fù)。在進(jìn)行ELISA反應(yīng)時(shí)，各孔中的細(xì)菌利用碳底物而發(fā)生氧化還原作用。而孔中一旦有電子轉(zhuǎn)移這種四唑染料就會(huì)變?yōu)樽仙?，?xì)菌對(duì)不同碳底物的利用情況可用反應(yīng)孔中的顏色變化來表示。通過對(duì)孔中顏色變化的光吸收值的測(cè)量，可獲得較精確的信息［16］。

1.4.2 數(shù)據(jù)處理 Biolog微孔板的單孔顏色平均值（Average well color development，AWCD）計(jì)算采用Classen等［17］的方法。即將單孔在590和750nm的光密度值分別減去對(duì)照孔光密度值，然后再用每個(gè)對(duì)應(yīng)孔590nm得值減去750nm的值，即為單孔實(shí)際顏色反應(yīng)而測(cè)得的光密度值。其中數(shù)值小于0.06時(shí)按0處理［17－18］。

單孔平均光密度值計(jì)算按照Garland和Mills的方法［11，19］，即 AWCD＝∑（C590－750）／31，其中31 為Biolog微孔板上供試碳源的種類數(shù)。選取培養(yǎng)時(shí)間72 h的試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算香儂多樣性指數(shù)（H）和利用的底物碳源數(shù)（S）。Pi為單孔的相對(duì)光密度值，即Pi＝（C590－750）／∑（C590－750）；S為微生物群落利用的底物碳源數(shù)。經(jīng)過轉(zhuǎn)換計(jì)算后得到的單孔相對(duì)光密度值Pi用于主成分分析（PCA）。

1.4.3 細(xì)菌功能多樣性分析 參考楊永華等［19］公式，利用Shannon指數(shù)、Shannon均度、Simpson指數(shù)、McIntosh指數(shù)和McIntosh均度對(duì)細(xì)菌多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體計(jì)算如下：

其 中：Pi為 單 孔 相 對(duì) 光 密 度 值；Pi＝C590－750／；ni是第i 孔相對(duì)吸光值；N 為吸光值總和［20］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和作圖。所有數(shù)據(jù)用單因子方差分析（ANOVA）及Duncan多重比較進(jìn)行分析處理，以P＜0.05作為差異顯著性水平。

2 結(jié)果

2.1 水體和底泥中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)量變動(dòng)

從圖1可以看出，各模式的水體中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)量在實(shí)驗(yàn)期間隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，即總體上為先下降后上升?？傮w上，異養(yǎng)菌總數(shù)以6月為較高，而總菌數(shù)不同，表現(xiàn)為10月份較高，而7～9月則相對(duì)較低。其中，異養(yǎng)菌總數(shù)變動(dòng)在（1.43±0.13）×104～（5.20±0.25）×105cfu／mL 之 間，總 菌 數(shù) 則變動(dòng) 于（4.07±0.45）×106～（1.23±0.20）×107ind·mL－1之間。從整個(gè)養(yǎng)殖期間看，草魚單養(yǎng)組（G）和草魚－鯉魚－鰱魚三元混養(yǎng)組（GSC）異養(yǎng)菌總數(shù)差異不大（P＞0.05），顯著高于草魚－鯉魚二元混養(yǎng)組（GS）（P＜0.05）；總菌數(shù)則以三元混養(yǎng)模式（GSC）最高（P＜0.05）。

總體上看，各模式底泥異養(yǎng)菌和總菌數(shù)變化趨勢(shì)相似，二者均隨時(shí)間變化在7月達(dá)到第一個(gè)峰值，之后在10月有所上升（見圖2）。不過，底泥中異養(yǎng)菌總數(shù)在8和9月仍處于較低水平，而總菌數(shù)則從9月即開始回升。其中，異養(yǎng)菌總數(shù)變動(dòng)于（1.67±0.14）×106～（6.50±0.35）×106cfu／g之間，其峰值時(shí)間與水體相比有所滯后，且變動(dòng)幅度小于水體；底泥中總菌數(shù)變動(dòng)于（1.87±0.15）×107～（1.15±1.24）×108cfu／g之間。總體上比較，在整個(gè)養(yǎng)殖期間，三元混養(yǎng)模式異養(yǎng)菌總數(shù)和總菌數(shù)均顯著高于其它模式（P＜0.05），平均為（3.95±0.26）×105cfu／g和（7.82±0.96）×107ind·g－1?？梢钥闯觯啄嘀锌偩鷶?shù)高于異養(yǎng)菌總數(shù)2個(gè)數(shù)量級(jí)。

2.2 水體和底泥中異養(yǎng)菌總數(shù)與理化因子相關(guān)性

實(shí)驗(yàn)期間，水體溫度在20.50～28.50℃之間，底泥溫度則變動(dòng)于19.00～27.5之間總體上與不同季節(jié)的溫度變化有關(guān)。水體中溶解氧在4.58～7.90mg／L之間，不同月份之間沒有顯著差異（P＞0.05）。水體中無機(jī)氮變化于1.52～6.46mg／L之間，以6月份為最高（P＜0.05），其余時(shí)間沒有顯著差異（P＞0.05）；底泥間隙水中無機(jī)氮?jiǎng)t在4.42～5.88mg／L之間，不同月份之間沒有顯著差異（P＞0.05）。水體和底泥間隙水磷酸鹽分別變化于0.22～0.45和0.28～0.47μg／L之間，不同月份之間顯著不差異（P＞0.05）。水體變動(dòng)于 2.74～6.77mg／L 之 間，以 6 月 份 為 最 高（P＜0.05），底泥間隙水總有機(jī)碳則變動(dòng)于2.49～6.55mg／L之間，以7月份為最高（P＜0.05）。詳見表2和3。

對(duì)不同月份水體和底泥異養(yǎng)菌總數(shù)變動(dòng)與相關(guān)的理化因子變化進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明，水體中異養(yǎng)菌總數(shù)的變動(dòng)與水體中磷酸鹽和總有機(jī)碳的濃度相關(guān)顯著（P＜0.05），與水體中無機(jī)氮（DIN）濃度相關(guān)極顯著（P＜0.01），但與溶氧水平以及水溫相關(guān)不顯著（P＞0.05）；底泥中異養(yǎng)菌總數(shù)的變動(dòng)也與底泥中磷酸鹽和總有機(jī)碳（TOC）的濃度相關(guān)顯著（P＜0.05），與底泥中無機(jī)氮濃度則相關(guān)極顯著（P＜0.01），而與水溫相關(guān)不顯著（P＞0.05）。

表2 水體中異養(yǎng)菌數(shù)量變化與理化因子相關(guān)性Table 2 Correlation coefficient between the number of total heterotrophic bacteria in water and physicochemical parameters

表3 底泥中異養(yǎng)菌數(shù)量變化與理化因子相關(guān)性Table 3 Correlation coefficient between the number of total heterotrophic bacteria in sediment and physicochemical parameters

2.3 不同模式細(xì)菌功能多樣性

2.3.1 平均色度值變化（AWCD） 不同模式下的水體和底泥中細(xì)菌群落AWCD值在整個(gè)養(yǎng)殖期間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，總體變化趨勢(shì)大體一致（見圖4和5）。但不同模式之間隨時(shí)間變化趨勢(shì)有所差異。其中，6月份細(xì)菌群落AWCD值以單養(yǎng)模式（G）最高（P＜0.05），其它2組差異不大（P＞0.05）；而8月份三元混養(yǎng)模式（GSC）AWCD值超過二元混養(yǎng)模式（GS），在10月份則顯著高于其它2個(gè)模式（P＜0.05）。AWCD值的大小代表了不同模式細(xì)菌對(duì)底物碳源利用能力上的差異，值越大表示代謝活力越強(qiáng)。從本研究結(jié)果可以看出，盡管實(shí)驗(yàn)起始時(shí)三元混養(yǎng)模式（GSC）細(xì)菌代謝活力較單養(yǎng)模式（G）差，但隨著養(yǎng)殖時(shí)間的推移，三元混養(yǎng)模式（GSC）細(xì)菌代謝活力處于不斷增加的趨勢(shì)，養(yǎng)殖后期呈現(xiàn)出較高的代謝活力。二元混養(yǎng)模式（GS）變化與三元混養(yǎng)模式（GSC）有所不同。其水體中細(xì)菌群落AWCD值在前期與單養(yǎng)模式（G）差異不大（P＞0.05），但后期要顯著高于單養(yǎng)模式（G）（P＜0.05），而底泥中細(xì)菌群落AWCD值在前期與三元混養(yǎng)模式（GSC）差異不大（P＞0.05），在后期則顯著低于其它2個(gè)處理（P＜0.05）。

2.3.2 總體碳源利用情況 總體上看，各模式水體中細(xì)菌群落對(duì)碳源利用隨月份變動(dòng)不大，而底泥中細(xì)菌群落對(duì)碳源利用隨月份呈現(xiàn)上升趨勢(shì)（見圖6）。不同模式之間比較，不論水體還是底泥中，單養(yǎng)模式（G）細(xì)菌群落在養(yǎng)殖前期碳源利用率最高（P＜0.05），隨著養(yǎng)殖時(shí)間的推移，三元混養(yǎng)模式（GSC）10月份細(xì)菌群落碳源利用率顯著高于單養(yǎng)模式（P＜0.05），這一動(dòng)態(tài)趨勢(shì)與AWCD值變化一致。

圖6 水體和底泥細(xì)菌群落對(duì)碳源隨月份利用情況Fig.6 The utilization of carbon source from water and sediment over month

2.3.3 對(duì)單類碳源利用情況 Biolog生態(tài)板所包含的31種單一碳源分屬于6類碳源，即聚合物、糖類、羧酸類、酚類、胺類和氨基酸類?？傮w來說，各模式水體和底泥中細(xì)菌群落對(duì)碳源種類利用有選擇性偏好，這種偏好隨時(shí)間推移發(fā)生變化，但是水體細(xì)菌群落對(duì)碳源種類利用較底泥均勻。

水體中菌群在6月份傾向利用聚合物、酚類和氨基酸類碳源，而胺類利用較其它少，不同模式利用碳源種類比較，除羧酸外其余無顯著差異；8月份對(duì)胺類和氨基酸類利用較多，3種模式只有利用糖類有差異（P＜0.05）；10月份傾向利用聚合物，3個(gè)模式在羧酸類、酚類和氨基酸類利用產(chǎn)生差異（P＜0.05）。總體上，隨著養(yǎng)殖時(shí)間的推移，3個(gè)模式細(xì)菌群落在碳源種 類利用差異越來越顯著（見圖7）。

圖7 水體中細(xì)菌群落對(duì)六類碳源利用情況Fig.7 The utilization of six kinds of carbon source from water in Jun，Aug and Oct

底泥中細(xì)菌群落在6和8月偏好聚合物類，10月對(duì)各類碳源較上2個(gè)月均衡。同水體一樣，隨著時(shí)間推移3個(gè)模式利用碳源種類差異越來越顯著（見圖8）。

圖8 底泥中細(xì)菌群落對(duì)六類碳源利用情況Fig.8 The utilization of six kinds of carbon source from sediment in Jun，Aug and Oct

2.3.4 環(huán)境細(xì)菌群落功能多樣性分析 對(duì)水體中細(xì)菌群落不同模式間細(xì)菌群落功能多樣性比較表明，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)G模式Shannon指數(shù)顯著高于其它模式（P＜0.05），McIntosh 指數(shù)與 GS 模式有顯著差異（P＜0.05），與 GSC模式差異不大（P＞0.05），Simpson指數(shù)三者之間無顯著差異（P＞0.05）；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，GSC模式Shannon指數(shù)和McIntosh指數(shù)均高于其它組（P＜0.05），而Simpson指數(shù)顯著低于其它2個(gè)模式（P＜0.05）（見表4）。

不同模式之間底泥中細(xì)菌群落的比較，起始時(shí)各模式3種指數(shù)均無明顯差異（P＞0.05），實(shí)驗(yàn)后期結(jié)果則與水體相似?？梢钥闯觯S養(yǎng)殖時(shí)間推移，GSC模式的細(xì)菌群落豐富度和多樣性不斷增加最終達(dá)到最高，而常見種的優(yōu)勢(shì)度較低（見表5）。

表4 實(shí)驗(yàn)起止水體的細(xì)菌群落功能多樣性指標(biāo)比較Table 4 Comparison of bacterial functional diversity between beginning and ending

表5 實(shí)驗(yàn)起止底泥的細(xì)菌群落功能多樣性指標(biāo)比較Table 5 Comparison of bacterial functional diversity between beginning and ending

2.3.5 主成分分析 對(duì)水體和底泥中細(xì)菌群落利用31種碳源情況進(jìn)行了主成分分析（見圖9和10）?？梢钥闯?，6月份水體中3個(gè)模式均在第4象限，且點(diǎn)離散程度較大；在8月份，G模式分布于第4象限，GS模式分布于第2象限，GSC模式在第1象限；在10月份，G模式與GS模式點(diǎn)分布彼此對(duì)調(diào)，GSC仍在第1象限。這一結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)初期3個(gè)模式水體細(xì)菌群落功能基本相似，實(shí)驗(yàn)中期之后功能產(chǎn)生了差異，并一直持續(xù)到養(yǎng)殖結(jié)束。

底泥中細(xì)菌群落功能分析表明，6月份G和GSC模式均在第2象限，GS模式在第1象限；在8月份，GS和GSC模式處于第2象限，G模式分布于第3象限；在10月份，G模式與GS模式點(diǎn)分布彼此對(duì)調(diào)，GSC仍在第1象限?？梢?，在實(shí)驗(yàn)初期，G和GSC模式細(xì)菌功能相似，實(shí)驗(yàn)中期GSC和GS模式相似，而實(shí)驗(yàn)后期三者之間差異均較大。

3 討論

3.1 水體和底泥中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)量變動(dòng)

本研究表明，不同模式水體和底泥中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)隨養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)均發(fā)生了不同程度的變動(dòng)?？傮w比較，各個(gè)模式水體中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)量變化趨勢(shì)相似，異養(yǎng)菌總數(shù)以6月為較高，而總菌數(shù)不同，表現(xiàn)為10月較高，而7～9月則相對(duì)較低。底泥中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)變動(dòng)也呈現(xiàn)相似趨勢(shì)，但其峰值變化從時(shí)間上要滯后于水體，具體表現(xiàn)為在7月出現(xiàn)峰值后迅速下降，其后變化趨勢(shì)與水體異養(yǎng)菌和總菌趨勢(shì)相一致。同時(shí)可以看出，水體中異養(yǎng)菌數(shù)量的波動(dòng)要較底泥大，可能表明水體中異養(yǎng)菌數(shù)量對(duì)理化因子波動(dòng)更為敏感，而水體中的總菌數(shù)變動(dòng)幅度則要較異養(yǎng)菌小。養(yǎng)殖模式對(duì)環(huán)境中異養(yǎng)菌影響較大，3種模式環(huán)境中異養(yǎng)菌總數(shù)的水平有所差異?？梢钥闯?，三元混養(yǎng)模式水體中總菌數(shù)以及底泥中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)，均要顯著高于其它模式，這可能與該模式中3種魚類生態(tài)習(xí)性互補(bǔ)所致的互利作用使得水體和底泥中有機(jī)質(zhì)豐富且均勻，從而更有利于細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖有關(guān)。

理化因子對(duì)于水體和底泥中異養(yǎng)菌和總菌數(shù)量具有重要的影響。黃鳳蓮在對(duì)灘涂海水種植－養(yǎng)殖系統(tǒng)微生物組成和數(shù)量變動(dòng)的研究中發(fā)現(xiàn)，異養(yǎng)菌數(shù)與環(huán)境中DIN和磷酸鹽濃度呈正相關(guān)［21］，而劉國(guó)才等則發(fā)現(xiàn)，對(duì)蝦圍隔生態(tài)系浮游細(xì)菌和底泥細(xì)菌數(shù)量除了與有機(jī)碳濃度呈現(xiàn)顯著相關(guān)性外，與溫度也相關(guān)顯著［22－23］。本研究與黃鳳蓮［21］研究結(jié)果相似，但與劉國(guó)才等［22－23］研究存在一定差異，即盡管環(huán)境中 DIN、TOC和磷酸鹽濃度均顯著影響異養(yǎng)菌數(shù)量，但與溫度相關(guān)并不顯著。分析其中原因，可能與兩方面因素有關(guān)，一是研究期間水溫處于草魚養(yǎng)殖的適宜溫度范圍，溫度可能不成為細(xì)菌群落生長(zhǎng)繁殖的限制因子；二是與草魚養(yǎng)殖生產(chǎn)的特點(diǎn)有關(guān)。眾所周知，在以投喂配合飼料為主的草魚集約化養(yǎng)殖生產(chǎn)中，隨著魚體的生長(zhǎng)和餌料的大量投入，殘餌和糞便在系統(tǒng)中逐漸積累，導(dǎo)致水體中營(yíng)養(yǎng)鹽水平以及積累的有機(jī)物濃度均不斷增加，而環(huán)境中有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽水平正是影響異養(yǎng)菌繁殖和生長(zhǎng)的重要因素，從而導(dǎo)致有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)細(xì)菌群落的影響可能在一定程度上掩蓋了溫度作用。

3.2 不同模式細(xì)菌群落功能多樣性對(duì)比

本研究以Biolog生態(tài)微板作為主要手段，對(duì)不同模式環(huán)境中的細(xì)菌群落功能多樣性進(jìn)行3個(gè)月的研究。總體來說，在整個(gè)養(yǎng)殖其間養(yǎng)殖環(huán)境細(xì)菌群落代謝功能呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，不同模式對(duì)底物碳源的利用數(shù)量和利用強(qiáng)度也是變化的。

平均色度值（AWCD值）可以代表細(xì)菌群落對(duì)底物碳源的平均代謝活力。從本研究結(jié)果看，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)草魚單養(yǎng)模式（G）水體和底泥細(xì)菌群落AWCD值要顯著高于其它模式（P＜0.05），而GS和GSC模式差別不大（P＞0.05）；實(shí)驗(yàn)中期三元模式（GSC）菌群代謝活力顯著高于GS（P＜0.05），略低于G模式；實(shí)驗(yàn)后期GSC模式菌群代謝活力則要顯著高于G模式（P＜0.05）。這可能由于實(shí)驗(yàn)起始時(shí)人工構(gòu)建的由多種不同習(xí)性魚類組成混養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的還不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)細(xì)菌群落的代謝活力也保持較低水平。而隨著草魚混養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的逐漸成熟和穩(wěn)定，三元混養(yǎng)系統(tǒng)的細(xì)菌群落代謝活力逐漸升高，并在后期顯著高于單養(yǎng)和二元混養(yǎng)系統(tǒng)。

通過不同模式菌群對(duì)6類碳源的利用率情況以及Biolog生態(tài)微板上31種單一碳源利用的主成分分析（PCA）分析，可以看出，不論水體還是底泥細(xì)菌群落，對(duì)碳源利用均存在選擇性偏好，而且這種偏好也隨養(yǎng)殖時(shí)間和環(huán)境因子的變化而發(fā)生變化。從中可以推測(cè)，養(yǎng)殖期間細(xì)菌群落的主要類群一直處于不斷演替和變化之中，而這些差異可能是由混養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與生物群落間相互作用引起的。

通過Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和McIntosh指數(shù)對(duì)不同模式中環(huán)境菌群代謝功能多樣性差異進(jìn)行了分析。其中，Shannon指數(shù)主要用來評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)群落豐富度和均度，Simpson指數(shù)用來說明最常見種的優(yōu)勢(shì)度，而McIntosh指數(shù)則是基于群落多維空間上的多樣性指數(shù)。水體中，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)草魚和鰱魚混養(yǎng)模式的Shannon指數(shù)和McIntosh指數(shù)顯著低于其它2組（P＜0.05），而Simpson指數(shù)在不同模式下差異不顯著（P＞0.05）。但在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，GSC模式的Shannon指數(shù)和McIntosh指數(shù)明顯高于其它2組（P＜0.05），而Simpson指數(shù)則為最低（P＜0.05）。這說明隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)，GSC模式細(xì)菌群落豐富度和空間多樣性不斷升高。而養(yǎng)殖后期單養(yǎng)模式的Simpson指數(shù)最高（P＜0.05），則表明常見種優(yōu)勢(shì)度隨養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增強(qiáng)，但菌群多樣性并不高。分析其中原因，可能是由于草魚、鰱魚和鯉魚混養(yǎng)在一起，不僅在生態(tài)位上可以互補(bǔ)，也充分利用了水體空間資源，從而對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌群落的組成與分布產(chǎn)生了較大的影響。

總體而言，將草魚、鯉魚和鰱魚3種不同習(xí)性的魚類按一定比例混養(yǎng)在一起，使其生態(tài)位上可以互補(bǔ)，也充分利用了水體空間資源。三元混養(yǎng)不僅顯著提高了養(yǎng)殖系統(tǒng)的產(chǎn)量，降低了飼料系數(shù)，并提高了系統(tǒng)氮、磷利用率，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益［24］，而且也使得系統(tǒng)中微生物的結(jié)構(gòu)和功能得到優(yōu)化，細(xì)菌群落的組成與代謝功能更趨于豐富化和多樣化。這樣，從微生物生態(tài)角度也表明了草魚、鰱魚和鯉魚合理混養(yǎng)在理論上的合理性和實(shí)踐上的優(yōu)越性。

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