沈亞強 姚祥坦 程旺大

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藕–魚種養(yǎng)結合模式對藕田底棲動物的影響*

沈亞強 姚祥坦 程旺大**

(浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學研究院(所) 嘉興 314016)

低洼田因地制宜創(chuàng)新農(nóng)作制度, 構建的藕-魚種養(yǎng)結合模式是一種新型高效的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式, 其中底棲動物是這個復合生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。為研究藕-魚種養(yǎng)結合模式對藕田底棲動物的影響, 本試驗設計了3種模式(蓮藕-甲魚模式、蓮藕-彩鯉模式以及蓮藕-泥鰍模式), 以單養(yǎng)甲魚模式作為對照, 于種養(yǎng)結合前(2013年3月)、種養(yǎng)結合后作物生長旺盛期(2013年8月)以及魚類捕撈后(2014年1月)3個時期對各試驗田塊底棲動物進行了取樣, 分析種養(yǎng)結合前后藕田底棲動物的種類構成、密度、生物量和多樣性的變化。結果表明, 種養(yǎng)結合模式對底棲動物種類無顯著影響, 共采集到底棲動物6科12屬13種。但藕田套養(yǎng)水產(chǎn)動物, 由于水產(chǎn)動物活動對底泥的擾動, 底棲動物多樣性有所下降。種養(yǎng)結合模式田塊水生昆蟲密度、生物量以及底棲動物總密度、總生物量均較種養(yǎng)結合前大幅度增加。3種種養(yǎng)結合模式種養(yǎng)結合后水生昆蟲密度、生物量以及底棲動物總密度、總生物量的平均增加幅度分別達到12倍、336倍、11倍和273倍。而單養(yǎng)甲魚模式池塘放養(yǎng)甲魚后底棲動物生物量較放養(yǎng)前有所減少。另外, 與單養(yǎng)甲魚模式相比, 蓮藕-甲魚種養(yǎng)結合模式水生昆蟲密度、生物量以及底棲動物總密度、總生物量均有所提高, 而寡毛類密度、生物量則有所降低。此外, 采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和BI生物指數(shù)(Hilsenhoff生物指數(shù))對3種種養(yǎng)結合模式藕田水質(zhì)進行了評價。結果表明, 采用BI生物指數(shù)評價的結果與實際情況較為吻合, 3種種養(yǎng)結合模式中水質(zhì)狀況以蓮藕-彩鯉模式最好, 而蓮藕-泥鰍模式水質(zhì)最差。

藕-魚種養(yǎng)結合模式 底棲動物 密度 生物量 多樣性指數(shù) 水質(zhì)

浙江北部毗鄰江蘇地區(qū)(嘉興市北部)地勢平坦, 地面高程低, 加之近年來由于不合理開采地下水等引起的地面沉降, 內(nèi)外水位常年倒掛, 農(nóng)田長期處于水淹狀態(tài), 屬典型的洼地濕地區(qū)域。長期以來, 這一地區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要以水稻、春花作物種植以及水產(chǎn)養(yǎng)殖為主。但種糧易澇, 而單一、大規(guī)模的水產(chǎn)養(yǎng)殖也對周邊環(huán)境帶來了一定的污染, 嚴重制約了當?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展[1-2]。自2009年以來, 當?shù)亻_始探索利用低洼稻田創(chuàng)新農(nóng)作制度, 將水產(chǎn)養(yǎng)殖與水生作物種植結合起來, 發(fā)展綜合種養(yǎng)模式。由于經(jīng)濟效益較為可觀, 種養(yǎng)結合模式得到了眾多農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)和農(nóng)民的歡迎。近年來, 種養(yǎng)結合模式面積迅速擴大。據(jù)嘉興市秀洲區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟局統(tǒng)計, 2015年僅嘉興市秀洲區(qū)全區(qū)種養(yǎng)結合模式面積已達570 hm2。

國內(nèi)外研究表明, 水產(chǎn)養(yǎng)殖與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相結合的農(nóng)業(yè)-水產(chǎn)復合生態(tài)模式(integrated agri-aquaculture systems, IAAS)是促進濕地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保證糧食安全的有效途徑[3-5]。在這一復合生態(tài)系統(tǒng)中, 水產(chǎn)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢棄物等可以作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的營養(yǎng)和能量, 因而, 該模式具有較高的資源利用效率和系統(tǒng)生產(chǎn)力[6-7]。目前, 這一模式在世界上許多國家和地區(qū)都有分布, 其中尤以亞洲國家發(fā)展最為成熟, 相關科學研究也開展得最為系統(tǒng)、深入。例如, 國際水生生物資源管理中心曾對亞洲各地區(qū)典型的濕地生態(tài)種養(yǎng)結合模式進行了系統(tǒng)總結[8], Edwards等[9-10]對作物-牲畜-魚復合種養(yǎng)模式進行了系統(tǒng)總結。在各種農(nóng)業(yè)-水產(chǎn)復合生態(tài)模式中, 歷史最為悠久, 應用范圍最廣的莫過于稻田種養(yǎng)模式。國內(nèi)外針對這一模式開展了大量的研究, 主要集中于稻田種養(yǎng)模式的生態(tài)、經(jīng)濟效益[11-16]、病蟲草害的控制[17-20]以及對稻田生態(tài)環(huán)境的影響[21-31]等方面。近年來, 不少學者針對稻田種養(yǎng)模式對稻田水生生物的影響開展了一系列研究, 如Ali[32]對稻田養(yǎng)魚模式水體浮游甲殼動物以及輪蟲群落的季節(jié)動態(tài)進行了系統(tǒng)研究, 李巖等[33-34]對稻蟹共作模式對水體浮游生物和底棲動物多樣性的影響進行了系統(tǒng)研究, 曹湊貴等[35]、汪金平等[36]以及王昌付等[37]對稻田養(yǎng)鴨模式對稻田水生生物的影響進行了系統(tǒng)研究。

近年來, 隨著種植業(yè)結構的調(diào)整優(yōu)化, 一些地區(qū)充分利用當?shù)刈匀毁Y源優(yōu)勢, 瞄準國內(nèi)外市場需求, 把水生蔬菜作為重要的特色蔬菜品種進行培育, 有力促進了水生蔬菜產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。目前我國水生蔬菜種植面積在73.3萬hm2以上,主要種植種類包括蓮藕()、茭白()、芋頭()、荸薺()、慈姑()、菱()、水蕹菜()、芡實()、水芹()、莼菜()、豆瓣菜()、蔞蒿()及蒲菜()等, 總產(chǎn)值達550億元, 而蓮藕是其中栽培面積最大的作物, 全國栽培面積達40萬hm2[38]。水生蔬菜產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展, 也促進了水生蔬菜種植與水產(chǎn)養(yǎng)殖相結合的綜合種養(yǎng)模式的發(fā)展。特別是藕田養(yǎng)殖模式, 近年來面積增加顯著。但由于藕田種養(yǎng)模式技術要求較單養(yǎng)及單種模式要高, 而關于這一模式開展的系統(tǒng)研究與稻田種養(yǎng)模式相比又明顯偏少, 這也從一方面限制了該模式的發(fā)展。目前已有的一些研究主要集中于對種養(yǎng)結合后蓮藕、魚類生長狀況[2,39-40]以及對藕田水體、土壤理化性狀影響的研究[40-41]上, 而對藕田水生生物包括浮游生物以及底棲動物等的影響的研究很少。底棲動物是水生態(tài)系統(tǒng)的一個重要組成部分, 部分底棲動物本身具有很高的經(jīng)濟價值, 可以作為水產(chǎn)動物的天然餌料, 部分底棲動物還可作為環(huán)境監(jiān)測的指示生物。本文研究了藕魚種養(yǎng)結合模式對藕田底泥中底棲動物群落結構及其多樣性的影響, 以期為藕田種養(yǎng)模式水體生物多樣性保護提供依據(jù), 為藕田種養(yǎng)模式的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗地點在浙江省嘉興市秀洲區(qū)王江涇鎮(zhèn)浙江北部灣濕地農(nóng)業(yè)生態(tài)科技有限公司園區(qū)內(nèi)(N30°52￠322, E120°43￠462)。選取該園區(qū)內(nèi)具有代表性的3種藕-魚種養(yǎng)結合模式開展研究, 這3種模式分別為蓮藕-甲魚模式()、蓮藕-泥鰍模式()以及蓮藕-彩鯉(elumbo )模式。另外, 考慮到浙江北部灣濕地農(nóng)業(yè)生態(tài)科技有限公司園區(qū)內(nèi), 以蓮藕-甲魚模式面積最大, 因此本研究選取單養(yǎng)甲魚池塘作為對照。種養(yǎng)結合藕田于四周挖一條深1.2 m、寬1.2 m的圍溝, 中間挖一條寬0.8 m、深0.8 m, 兩頭貫通的十字交叉型魚溝。各試驗田塊于2013年1月初左右, 魚類捕撈完后排干池水進行曬塘, 至2月中旬左右再全塘潑灑生石灰進行消毒。消毒1~2周后放滿池水。于2013年3月下旬蓮藕定植前對各試驗田塊底棲動物進行第一次采樣, 此時即為應用種養(yǎng)結合模式前底棲動物狀況, 文中統(tǒng)一定義為“種養(yǎng)結合前”時期。于4月上旬種植蓮藕, 11月底開始采收, 種養(yǎng)結合藕田不施肥, 其他日常管理措施同當?shù)爻Ｒ?guī)蓮藕栽培。藕田魚苗則于5月上旬投放。單養(yǎng)甲魚塘以及蓮藕-甲魚模式田塊中甲魚日常以投喂動物性飼料為主, 投放于固定食臺上, 每日早、晚各一次; 蓮藕-彩鯉模式不投喂飼料; 而蓮藕-泥鰍模式日常主要投喂魚類內(nèi)臟及生豬宰殺后的下腳料等為主, 將魚類內(nèi)臟及下腳料煮熟后直接定點潑灑于藕田一角落。各試驗田塊水產(chǎn)動物于翌年1月份捕撈。具體各模式面積、放養(yǎng)魚苗規(guī)格以及放養(yǎng)量等見表1。于2013年8月中旬蓮藕及水產(chǎn)動物生長旺盛期以及2014年1月初蓮藕采收完畢且魚類捕撈完后兩個時期再次對各模式田塊底棲動物進行采樣。這兩個時期均為應用種養(yǎng)結合模式后的時期, 文中統(tǒng)一定義為“種養(yǎng)結合后”時期, 兩個時期底棲動物的平均現(xiàn)存量特征即為應用種養(yǎng)結合模式后底棲動物的現(xiàn)存量特征。底棲動物的采集分為定量采集和定性采集。定量樣品用1/16 m2的彼得生采泥器采集, 每一田塊采集3次后將泥樣混合, 經(jīng)24目?cm-1的篩子篩洗后, 置于白色解剖盤中分撿動物標本, 并用10%的福爾馬林固定, 然后進行種類鑒定、計數(shù)并稱重。另外, 采用彼德森采泥器結合40目手抄網(wǎng)增加圍溝和田內(nèi)隨機采樣, 以進行底棲動物的定性分析。底棲動物濕重的測定方法是: 先用濾紙吸干水份, 然后在精確到0.000 1 g的電子天平上稱量(其中軟體動物為帶殼濕重)。最后將密度和生物量數(shù)據(jù)換算成單位面積的含量。底棲動物鑒定水平大部分到屬或種, 鑒定參考相關文獻[42-45]進行。

表1 不同藕-魚種養(yǎng)結合模式田塊面積及水產(chǎn)動物放養(yǎng)方案

1.2 多樣性指數(shù)的計算方法

采用Simpson多樣性指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)對種養(yǎng)結合前后底棲動物多樣性進行評價。

Simpson多樣性指數(shù)計算公式:

= 1–∑(n/)2(1)

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)計算公式:

= –∑[(n/)ln(n/)] (2)

式中:n為單位面積樣品中第種的密度(ind×m-2),為單位面積樣品中收集到的底棲動物的總密度(ind×m-2)。

采用Shannon-Wiener指數(shù)和BI指數(shù)(Hilsenhoff生物指數(shù))對各模式藕田的水質(zhì)進行生物評價。

Shannon-Wiener指數(shù)評價標準: 指數(shù)值>3, 清潔; 2~3, 輕度污染; 1~2, 中度污染; 0~1, 嚴重污染[46]。

BI生物指數(shù)計算公式:

BI=∑t(n/) (3)

式中:n為第個分類單元(通常為屬級或種級)的個體數(shù),為樣本總個體數(shù),t為第個分類單元的耐污值。底棲動物的耐污值主要參考王備新等[47]、張躍平[48]以及秦春燕[49]的資料。

BI生物指數(shù)評價標準: 指數(shù)值<3.50, 極清潔; 3.51~4.50, 很清潔; 4.51~5.50, 清潔; 5.51~6.50, 一般; 6.51~7.50, 輕度污染; 7.51~8.50, 中度污染; 8.51~ 10, 嚴重污染[50-51]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 不同種養(yǎng)結合模式的底棲動物種類變化

試驗共采集到底棲動物6科12屬13種(表2), 主要以寡毛類及水生昆蟲為主。從種養(yǎng)結合前后底棲動物種類對比上看, 除裸澤蛭()這一偶見種在種養(yǎng)結合后未采集到外, 其他種類種養(yǎng)結合前后各時期均有采集到。

表2 藕-魚種養(yǎng)結合模式種養(yǎng)結合前后底棲動物種類變化

“種養(yǎng)結合前”指田塊整理完即將種植蓮藕前的時期, “種養(yǎng)結合后”指種植蓮藕及放養(yǎng)水產(chǎn)動物后的時期。Before lotus-fish co-culture period refers to the period after the field preparation but before lotus planting. After lotus-fish co-culture period refers to the period after the lotus aquatic animals co-culture for some time.

2.2 不同種養(yǎng)結合模式的底棲動物密度、生物量變化

從種養(yǎng)結合后各模式底棲動物密度、生物量變化上看(圖1), 種養(yǎng)結合后底棲動物總密度、總生物量均有所增加。3種種養(yǎng)結合模式種養(yǎng)結合后底棲動物總密度和總生物量的平均增加幅度分別達到12倍和336倍。各類群中, 水生昆蟲的密度和生物量增加較多, 3種種養(yǎng)結合模式種養(yǎng)結合后水生昆蟲密度和生物量的平均增加幅度分別為11倍和273倍。另外, 各種養(yǎng)結合模式田塊所采集的定量樣品中均未檢測到軟體動物及其他底棲動物, 而單養(yǎng)甲魚模式池塘在放養(yǎng)甲魚前的樣品中檢測到了軟體動物及其他底棲動物, 但未檢測到寡毛類。且單養(yǎng)甲魚模式池塘在放養(yǎng)甲魚后, 水生昆蟲密度、生物量均有所減少, 而底棲動物總密度則比放養(yǎng)甲魚前有所增加, 但底棲動物總生物量則有所減少。蓮藕-甲魚種養(yǎng)結合模式與單養(yǎng)甲魚模式相比, 在放養(yǎng)甲魚后,水生昆蟲密度、生物量均要高, 而寡毛類密度、生物量則均要低, 但底棲動物總密度、總生物量仍要高于單養(yǎng)模式。

2.3 不同種養(yǎng)結合模式的底棲動物生物多樣性指數(shù)變化

種養(yǎng)結合后底棲動物生物多樣性指數(shù)的變化如圖2所示。種養(yǎng)結合后, Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)均有所下降, 表明藕田套養(yǎng)魚類后, 底棲動物多樣性有所下降。

2.4 不同種養(yǎng)結合模式的水質(zhì)生物學評價

由表3可見, 根據(jù)Shannon-Wiener指數(shù)評價污染狀況標準, 蓮藕-甲魚、蓮藕-泥鰍以及蓮藕-彩鯉3種模式種養(yǎng)結合后, Shannon-Wiener指數(shù)雖均較種養(yǎng)結合前有所降低, 表明水質(zhì)變差, 但水質(zhì)級別未有變化, 均呈嚴重污染狀態(tài)。種養(yǎng)結合后3種模式中以蓮藕-泥鰍模式Shannon-Wiener指數(shù)值最高, 而蓮藕-彩鯉模式Shannon-Wiener指數(shù)值最低。僅從Shannon-Wiener指數(shù)值來看, 3種種養(yǎng)結合模式中水質(zhì)狀況以蓮藕-泥鰍模式最好, 而蓮藕-彩鯉模式水質(zhì)最差。

表3 不同藕-魚種養(yǎng)結合模式種養(yǎng)結合前后生物指數(shù)值和水質(zhì)評價結果

BI生物指數(shù)方面, 蓮藕-甲魚模式, 種養(yǎng)結合后BI生物指數(shù)值較種養(yǎng)結合前明顯升高, 表明水質(zhì)明顯變差, 水質(zhì)級別下降兩個等級, 由一般狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸任廴緺顟B(tài)。而蓮藕-泥鰍以及蓮藕-彩鯉模式, 種養(yǎng)結合后, BI生物指數(shù)雖較種養(yǎng)結合前有所升高(表明水質(zhì)有所變差), 但水質(zhì)級別未有變化。從BI生物指數(shù)值來看, 種養(yǎng)結合后3種模式中以蓮藕-泥鰍模式BI指數(shù)值最高, 而蓮藕-彩鯉模式BI生物指數(shù)值最低。根據(jù)BI生物指數(shù)評價的結果表明, 3種種養(yǎng)結合模式中水質(zhì)狀況以蓮藕-彩鯉模式相對最好,而蓮藕-泥鰍模式水質(zhì)相對最差。根據(jù)程旺大等[52]采用化學方法對這3種種養(yǎng)結合模式水質(zhì)評價的研究, 整體水質(zhì)以蓮藕-彩鯉模式相對最好, 而蓮藕-泥鰍模式水質(zhì)相對最差。故本研究中采用BI生物指數(shù)評價的結果與實際情況較為吻合。

3 結論與討論

低洼田藕-魚種養(yǎng)結合模式作為一種新型的濕地循環(huán)農(nóng)業(yè)模式, 具有較高的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。但目前有關這種模式水生生物群落結構、多樣性方面的研究較少, 特別是底棲動物方面。

本研究表明, 種養(yǎng)結合模式對底棲動物種類無顯著影響, 但藕田套養(yǎng)水產(chǎn)動物后, 由于水產(chǎn)動物活動以及覓食等對底泥的擾動, 底棲動物多樣性有所下降。這與李巖等[33-34]針對稻蟹共作模式以及曹湊貴等[35]、王昌付等[37]針對稻鴨共作模式開展的對底棲動物的影響的研究相一致。

根據(jù)已有一些對養(yǎng)魚池塘底棲動物群落時空變化的研究[53-55], 養(yǎng)魚池塘底棲動物生物量的峰值多出現(xiàn)在春季, 而后緩慢下降, 至秋季可能再次迎來一小高峰, 然后再次下降。也就是說, 養(yǎng)魚池塘底棲動物春、秋兩季生物量是相對較高的, 而夏、冬兩季生物量較低。從本研究對單養(yǎng)甲魚模式的研究來看, 雖然秋季未對該模式池塘底棲動物進行調(diào)查, 但從放養(yǎng)甲魚前(春季)以及放養(yǎng)甲魚后(夏季、冬季兩次平均值)底棲動物生物量特征推斷, 池塘單養(yǎng)甲魚模式底棲動物時空變化可能也遵循這一趨勢。但若采用種養(yǎng)結合模式, 底棲動物的變化趨勢則就有所不同。從本研究中蓮藕-甲魚式種養(yǎng)結合后底棲動物變化上看, 種養(yǎng)結合后(夏季、冬季兩次平均值)水生昆蟲密度、生物量以及底棲動物總密度、總生物量均較種養(yǎng)結合前(春季)有大幅增加。蓮藕-泥鰍和蓮藕-彩鯉這兩種模式種養(yǎng)結合后底棲動物現(xiàn)存量變化的趨勢亦是如此。此外, 與單養(yǎng)甲魚模式相比, 同樣在放養(yǎng)甲魚后, 蓮藕-甲魚種養(yǎng)結合模式水生昆蟲密度、生物量以及底棲動物總密度、總生物量均要高于單養(yǎng)模式, 而寡毛類密度、生物量則要低于單養(yǎng)模式。分析其原因可能是種養(yǎng)結合條件下, 蓮藕的存在大大降低了水產(chǎn)動物活動對底泥擾動的影響, 從而為底棲動物提供了更為穩(wěn)定的生境條件, 故底棲動物數(shù)量在夏季以及冬季數(shù)量并未下降。而另外一方面, 蓮藕-甲魚種養(yǎng)結合模式與單養(yǎng)甲魚模式相比, 由于蓮藕的吸收作用, 水體以及底泥營養(yǎng)水平要比單養(yǎng)池塘低, 因此耐污的顫蚓科寡毛類數(shù)量要少。

目前, 采用生物監(jiān)測法監(jiān)測湖泊、河流水質(zhì)的研究較多, 而鮮見采用生物評價法評價池塘水質(zhì)的研究。本研究采用兩種生物指數(shù)對不同種養(yǎng)結合模式種養(yǎng)結合后藕田水質(zhì)進行了評價, 對照作者同期采用化學方法開展的水質(zhì)評價研究, 確認BI生物指數(shù)適合作為藕-魚種養(yǎng)結合模式底棲動物水質(zhì)生物評價的指標, 運用該指數(shù)評價的結果與實際情況較為吻合。根據(jù)評價結果, 3種種養(yǎng)結合模式中, 整體水質(zhì)以蓮藕-彩鯉模式相對最好, 而蓮藕-泥鰍模式水質(zhì)相對最差。從實際情況看, 6—9月份, 由于投飼等原因, 蓮藕-甲魚以及蓮藕-泥鰍兩種模式藕田水體富營養(yǎng)化嚴重, 水華爆發(fā), 而蓮藕-彩鯉模式藕田未見水華爆發(fā)。

藕魚共生生態(tài)系統(tǒng)是一個隨著魚類的生長發(fā)育而變化的動態(tài)系統(tǒng)。本文在研究底棲動物時, 僅在蓮藕、魚類生長旺盛時期以及魚類捕撈收獲后兩次進行取樣, 并沒有充分研究種養(yǎng)結合系統(tǒng)中魚類的動態(tài)變化。結合共生環(huán)境、其他水生動植物、蓮藕生長及魚類習性, 系統(tǒng)地了解該共生模式下的生態(tài)系統(tǒng)組份動態(tài)變化, 將為濕地農(nóng)業(yè)種養(yǎng)結合模式提供更為系統(tǒng)的理論指導。

致謝 在本研究過程中, 嘉興市農(nóng)業(yè)技術推廣基金會蔣唯民會長、杜云昌原會長、楊治明副會長、高寅華秘書長、顧忠烈副秘書長和嘉興市秀洲區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣基金會周志明會長等給予了大力幫助和支持, 在此表示感謝。

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Effects of integrated lotus-fish farming systems on macrozoobenthos in lotus field*

SHEN Yaqiang, YAO Xiangtan, CHENG Wangda**

(Jiaxing Academy of Agricultural Sciences, Zhejiang Province, Jiaxing 314016, China)

Integrated Agri-Aquaculture Systems (IAAS) such as rice-fish farming have been practiced for centuries in China. In these systems, on-farm wastes and by-products are recycled in relatively closed nutrient cycles. IAAS also utilizes resource efficiently and provides additional food and income to local farmers. Thus these systems are more sustainable compared with other food production systems such as monoculture systems. In the north of Jiaxing City, Zhejiang Province, a wide area of low-lying wetlands exists because of land subsidence. The permanently flooded field is not suitable for grain and oilseed rape production and thus agricultural economy development in the area is seriously restricted. As an innovation of IAAS, the trapa-fish (e.g. trapa-loach, trapa-Chinese snakehead fish and trapa-Chinese soft-shelled turtle), lotus-fish (e.g. lotus-loach, lotus-Chinese soft-shelled turtle and lotus-Chinese snakehead fish) and water bamboo-fish (e.g. water bamboo-loach) integrated patterns were being gradually developed in recent years. As an important ecological group in freshwater ecosystems, macrozoobenthos are important in material cycling and energy flow, and are widely used in environmental monitoring. In order to determine the response of macrozoobenthos diversity to lotus-fish farming, field experiments were conducted in Zhejiang Northbay Wetland Eco-agricultural Science and Technology Ltd. Co. Three typical integrated lotus-fish farming systems (including integrated lotus-soft-shelled turtle system, integrated lotus-Oujiang color common carp system and integrated lotus-loach system) along with one monoculture system (soft-shelled turtle monoculture system) were selected in the study. Ecological surveys of each system were carried out at three periods — before lotus-fish co-culture period (late March 2013), after lotus-fish co-culture and the lotus in vigorous growth period (mid-August 2013) and after fish harvesting period (early January 2014). The species composition, standing crops and diversity of samples were analyzed. Altogether, 13 macrozoobenthos taxa belonging to 6 families and 12 genera were identified from all the qualitative and quantitative samples. Results showed that there was no significant difference in the macrozoobenthos species after the adoption of integrated lotus-fish farming system. However, macrozoobenthos biodiversity decreased because of sediment disturbance caused by aquatic animals after fish stocking. The density and biomass of aquatic insects and macrozoobenthos in the integrated lotus-fish farming systems all increased after fish stocking. The average density and biomass of aquatic insects, total density and biomass of macrozoobenthos increased by 12 times and 336 times, 11 times and 273 times, respectively. However, in the soft-shelled turtle monoculture system, macrozoobenthos biomass decreased after soft-shelled turtle stocking. Meanwhile, the integrated lotus-soft-shelled turtle system had higher density and biomass of aquatic insects and macrozoobenthos compared with soft-shelled turtle monoculture system. Conversely, the density and biomass of oligochaetes in integrated lotus-soft- shelled turtle system were lower than those in monoculture system. Results of bioassessment using Hilsenhoff biotic index indicated that water quality under lotus-Oujiang color common carp system was better than that under lotus-loach system and lotus-soft-shelled turtle system.

Integrated lotus-fish farming systems; Macrozoobenthos; Density; Biomass; Diversity index; Water quality

10.13930/j.cnki.cjea.160422

Q178.1

A

1671-3990(2016)12-1598-09

2016-05-07 接受日期: 2016-08-08

*浙江省農(nóng)業(yè)技術推廣基金會2011年“創(chuàng)新農(nóng)作制度深化研究”專項重點項目、浙江省嘉興市科技計劃項目(2012AZ2019)和浙江省公益性技術應用研究計劃項目(2013C32029)資助

**通訊作者:程旺大, 主要研究方向為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境與質(zhì)量安全。E-mail: chwd228@163.com 沈亞強, 主要研究方向為濕地農(nóng)業(yè)。E-mail: shenyaqiang@163.com

* This study was supported by the Special Fund for Farming Systems Innovation of Zhejiang Agricultural Technology Extension Foundation in 2011, the Natural Science Foundation of Jiaxing City (2012AZ2019) and the Public Welfare Technology Applied Research Projects of Zhejiang Province (2013C32029).

** Corresponding author, E-mail: chwd228@163.com

Received May 7, 2016; accepted Aug. 8, 2016