王 擺，田甲申，董 穎，李石磊，周遵春，宋 鋼

(1.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧省海洋生物資源和生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023； 2.凌海市達(dá)蓮海珍品養(yǎng)殖有限責(zé)任公司，遼寧 錦州 121211 )

海水池塘多種類(品種)綜合養(yǎng)殖因抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)、空間利用率高、單位產(chǎn)量穩(wěn)定，營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化率高、養(yǎng)殖效益顯著等，正逐漸成為海水池塘的主要養(yǎng)殖模式[1-2]。目前，海水池塘有參—蝦、魚—蝦、蝦—貝、蝦—蟹—貝、蜇—蝦—貝等綜合養(yǎng)殖模式[3-7]。其中，海蜇(Rhopilemaesculentum)—中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)—縊蟶(Sinonovaculaconstricta)—褐牙鲆(Paralichthysolivaceus)綜合養(yǎng)殖作為丹東海水池塘的重要養(yǎng)殖模式，充分利用了海水池塘的生物生態(tài)資源。郭凱等[7]研究了海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘的懸浮顆粒物結(jié)構(gòu)及其有機(jī)碳儲(chǔ)量。蔡志龍等[8]比較了海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆和參—蝦兩種綜合養(yǎng)殖模式海水池塘浮游生物的群落結(jié)構(gòu)及其粒徑特征。郭凱報(bào)道了海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘的生態(tài)特征及主要生源要素(有機(jī)碳、氮、磷)的收支情況[2]。而有關(guān)海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖生物之間的營養(yǎng)關(guān)系和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究還鮮見報(bào)道。

本研究采用碳氮穩(wěn)定同位素法和IsoSource線性混合模型，分析丹東海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘中各種餌料對海蜇、中國明對蝦、縊蟶和褐牙鲆的平均餌料貢獻(xiàn)率，探討這幾種養(yǎng)殖生物之間的營養(yǎng)關(guān)系和池塘的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以期為海水池塘的多品種綜合養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 綜合養(yǎng)殖池塘概況

海蜇—中國明對蝦—縊蟶—褐牙鲆海水綜合養(yǎng)殖池塘位于丹東濱海路潮上帶(N 39°50.02′，E 123°53.59′)，池塘面積6.7 hm2，水深1.5～2.0 m，月?lián)Q水2～3次。每年4月放苗，9月收獲。海蜇采取輪放輪捕的養(yǎng)殖方式，中國明對蝦和縊蟶由放苗至養(yǎng)成收獲，褐牙鲆由小規(guī)格養(yǎng)至大規(guī)格收獲。日常投喂輪蟲、鳀魚(Engraulisjaponicus)、蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)下腳料、蜢蝦(Themistogracilipes)和人工配合飼料及肥水產(chǎn)品，池塘放養(yǎng)情況及投餌情況見表1。

表1 綜合養(yǎng)殖池塘生物放養(yǎng)密度及餌料投喂量

1.2 樣品采集

2017年5月24日、6月28日、8月2日和9月18日，分別采集池塘的養(yǎng)殖動(dòng)物、浮游植物、浮游動(dòng)物、顆粒有機(jī)物、底棲硅藻、表層底泥(0～-1 cm)和投喂的餌料，樣品立即用5%的甲醛溶液固定，4 ℃保存，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行前處理；用多參數(shù)水質(zhì)分析儀(YSI Professional plus，美國YSI)現(xiàn)場測定池塘海水鹽度、水溫、pH和溶解氧。

1.3 樣品處理

海蜇取頭部、中國明對蝦取肌肉和腸內(nèi)含物、縊蟶取閉殼肌、褐牙鲆取背部肌肉和腸內(nèi)含物，Whatman GF/F濾膜過濾水樣獲得顆粒有機(jī)物，浮游動(dòng)、植物樣品，使用1 mol/L鹽酸對這些樣品酸化3 h，去除碳酸鹽的影響，用去離子水沖洗。所有樣品在冷凍干燥機(jī)(Christ Alpha 2-4 LD plus，德國)中-80 ℃凍干后，瑪瑙研缽充分磨勻，底泥再經(jīng)80目篩絹過濾后，用于δ15N測定。魚、蝦、貝類樣品用脫脂溶液(甲醇∶氯仿∶水=2∶1∶0.8)浸泡除脂[9]，超純水水洗后，烘干至恒等質(zhì)量，經(jīng)瑪瑙研缽研磨后，與其他樣品用于δ13C測定。

1.4 碳氮穩(wěn)定同位素測定

樣品在遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室測定，穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀由菲尼根Flash 2000 HT型元素分析儀(美國)和菲尼根Delta V Advantage同位素比率質(zhì)譜儀(美國)相連而成，測定15N、13C，穩(wěn)定C、N同位素的自然豐度表示為：

δX=([R樣品/R標(biāo)準(zhǔn)]-1)×103

式中，X代表13C或15N。R代表13C/12C或15N/14N。δ13C值是相對于PDB標(biāo)準(zhǔn)的自然豐度，δ15N值是相對空氣中氮?dú)獾呢S度[10-12]。

為保持試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和儀器的穩(wěn)定性，同一樣品的碳、氮穩(wěn)定同位素分別測定；每個(gè)樣品測定3個(gè)平行樣；每測定5個(gè)樣品后插測1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣。δ15N和δ13C精密度均<±0.15‰。

1.5 營養(yǎng)級(jí)的計(jì)算

生物種類營養(yǎng)級(jí)的計(jì)算公式[13]如下：

TL=(δ15N消費(fèi)者-δ15N基準(zhǔn)生物)/TEF+λ

式中，TL表示所計(jì)算生物的營養(yǎng)級(jí)；δ15N消費(fèi)者為消費(fèi)者的氮同位素比值；δ15N基準(zhǔn)生物則為基線生物的氮同位素比值；TEF為營養(yǎng)級(jí)的富集度；λ為基準(zhǔn)生物的營養(yǎng)級(jí)，本研究為2。依據(jù)文獻(xiàn)[14]，本研究采用初級(jí)消費(fèi)者櫛孔扇貝(Chlamysfarreri)閉殼肌的氮同位素比值(5.84‰)為氮穩(wěn)定同位素基線值，營養(yǎng)級(jí)富集因子則同時(shí)采用2.5‰和3.8‰，為兩者的平均值，其中2.5‰來源于蔡德陵等[15]在實(shí)驗(yàn)室控制飼養(yǎng)條件下鳀魚與其餌料間的氮穩(wěn)定同位素差值，3.8‰為萬祎等[16]測定渤海灣水生食物網(wǎng)氮穩(wěn)定同位素的富集因子。

1.6 數(shù)據(jù)處理

檢測數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理；采用IsoSource線性混合模型[17]計(jì)算各餌料對4種養(yǎng)殖生物的餌料貢獻(xiàn)率；采用Origin 7.5作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合養(yǎng)殖池塘的理化參數(shù)

綜合養(yǎng)殖池塘海水的溫度變化較大，鹽度和pH較為穩(wěn)定(表2)。

表2 樣品采集時(shí)池塘海水溫度、鹽度、pH和溶解氧

2.2 4種養(yǎng)殖生物的δ15N和δ13C值特征

綜合養(yǎng)殖池塘4種養(yǎng)殖生物的δ15N和δ13C值比較發(fā)現(xiàn)，中國明對蝦的δ15N值最高，其次為褐牙鲆和海蜇，縊蟶的最低；4種養(yǎng)殖生物的δ13C值具有相同的規(guī)律，中國明對蝦δ13C值最高，其次為褐牙鲆和海蜇，縊蟶的最低(表3)。

2.3 不同餌料對海蜇的平均餌料貢獻(xiàn)率

綜合養(yǎng)殖池塘中，輪蟲對海蜇的平均餌料貢獻(xiàn)率為6.2%～51.7%，顆粒有機(jī)物、浮游植物、浮游動(dòng)物、蜢蝦和人工餌料的平均貢獻(xiàn)率分別為5.8%～26.8%、6.4%～24.8%、9.0%～24.3%、10.2%～17.7%和10.3%～15.3%。5月和8月不同餌料對海蜇的平均餌料貢獻(xiàn)率相近，6月和9月的相近(表4)。上述研究結(jié)果表明，海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘海蜇的食物主要為輪蟲，其次為人工餌料和蜢蝦。

表3 海蜇、中國明對蝦、縊蟶和褐牙鲆的δ15N和δ13C值 ‰

表4 不同餌料對海蜇的平均餌料貢獻(xiàn)率 %

2.4 不同餌料對中國明對蝦的平均餌料貢獻(xiàn)率

鳀魚對中國明對蝦的平均餌料貢獻(xiàn)率為13.0%～38.7%，表層底泥、蝦夷扇貝加工下腳料、輪蟲和蜢蝦的平均貢獻(xiàn)率分別為1.6%～8.5%、24.7%～31.7%、8.0%～43.4%和7.3%～27.0%。5—9月蝦夷扇貝加工下腳料對中國明對蝦的平均餌料貢獻(xiàn)率相差不大，輪蟲和底泥的平均餌料貢獻(xiàn)率逐漸降低，而鳀魚和蜢蝦的平均餌料貢獻(xiàn)率逐漸升高(表5)。上述研究結(jié)果表明，海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘中國明對蝦的食物主要來源為蝦夷扇貝加工下腳料、鳀魚、輪蟲和蜢蝦。

表5 不同餌料對中國明對蝦的平均餌料貢獻(xiàn)率 %

2.5 不同餌料對縊蟶的平均餌料貢獻(xiàn)率

底棲硅藻對縊蟶的平均餌料貢獻(xiàn)率為19.9%～33.2%，浮游植物、人工餌料、中國明對蝦糞便、褐牙鲆糞便和輪蟲的平均貢獻(xiàn)率分別為3.8%～30.1%、6.1%～21.1%、7.3%～17.4%、3.7%～15.0%和6.3%～26.2%(表6)。5—9月底棲硅藻對縊蟶的平均餌料貢獻(xiàn)率先降后升，浮游植物和人工餌料的平均餌料貢獻(xiàn)率逐漸降低，輪蟲、中國明對蝦糞便和褐牙鲆糞便的平均餌料貢獻(xiàn)率逐漸上升。上述研究結(jié)果表明，海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘中，縊蟶的食物主要來源為底棲硅藻，中國明對蝦糞便與褐牙鲆糞便次之。

2.6 不同餌料對褐牙鲆的平均餌料貢獻(xiàn)率

中國明對蝦對褐牙鲆的平均餌料貢獻(xiàn)率為47.4%～57.9%，蝦夷扇貝下腳料、鳀魚和蜢蝦的平均貢獻(xiàn)率分別為17.5%～38.8%、9.9%～17.4%和3.9%～12.4%。5月至9月中國明對蝦對褐牙鲆的平均餌料貢獻(xiàn)率最高且相對穩(wěn)定，蝦夷扇貝下腳料的平均餌料貢獻(xiàn)率下降，而鳀魚和蜢蝦的平均餌料貢獻(xiàn)率上升(表7)。上述研究結(jié)果表明，海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆養(yǎng)殖池塘中，褐牙鲆的食物主要為中國明對蝦，其次為蝦夷扇貝下腳料和鳀魚。

2.7 海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)級(jí)分析

通過計(jì)算海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)級(jí)發(fā)現(xiàn)，褐牙鲆的營養(yǎng)級(jí)為2.63～3.83，平均值為3.42，中國明對蝦的營養(yǎng)級(jí)為3.11～4.04，平均值為3.72，縊蟶的營養(yǎng)級(jí)為2.37～2.94，平均值為2.62，海蜇的營養(yǎng)級(jí)為2.09～3.43，平均值為2.81。

表6 不同餌料對縊蟶的平均餌料貢獻(xiàn)率 %

表7 不同餌料對褐牙鲆的平均餌料貢獻(xiàn)率 %

3 討 論

3.1 養(yǎng)殖生物食性特征分析

養(yǎng)殖前期，海蜇和中國明對蝦的餌料有重疊現(xiàn)象，兩者搶食輪蟲；整個(gè)養(yǎng)殖期間海蜇與縊蟶的餌料有重疊現(xiàn)象，養(yǎng)殖前期兩者搶食浮游植物，后期搶食輪蟲；整個(gè)養(yǎng)殖期間中國明對蝦和褐牙鲆搶食鳀魚、蝦夷扇貝下腳料和蜢蝦。在綜合養(yǎng)殖過程中，應(yīng)根據(jù)綜合養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖生物的食性特征，合理制定餌料投喂策略，增加養(yǎng)殖生物有效攝食量和餌料利用系數(shù)，以提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.2 養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)級(jí)與食物網(wǎng)

通過對比池塘養(yǎng)殖生物與自然海區(qū)的營養(yǎng)級(jí)發(fā)現(xiàn)，綜合養(yǎng)殖池塘中，養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)級(jí)與自然海區(qū)有不同程度的差異。本研究養(yǎng)殖池塘中海蜇的營養(yǎng)級(jí)為2.09～3.43，平均為2.81，低于遼東灣海蜇的營養(yǎng)級(jí)(2.79～3.88，平均為3.28)[18]。綜合養(yǎng)殖池塘中國明對蝦的營養(yǎng)級(jí)為3.11～4.04，平均為3.81，高于鴨綠江口中國明對蝦的營養(yǎng)級(jí)(3.29)[24]和遼東灣中國明對蝦的營養(yǎng)級(jí)(3.68)[25]，接近大連南部海域中國明對蝦的營養(yǎng)級(jí)(3.85)[26]。綜合養(yǎng)殖池塘中褐牙鲆的營養(yǎng)級(jí)為2.63～3.83，平均為3.42，低于遼東灣褐牙鲆的營養(yǎng)級(jí)(4.44)[25]。綜合養(yǎng)殖池塘中縊蟶的營養(yǎng)級(jí)平均為2.62。與自然海區(qū)相比，海水池塘屬于半封閉生態(tài)系統(tǒng)，養(yǎng)殖生物攝食餌料以人工投喂為主，可能造成海水池塘與自然海區(qū)同一物種營養(yǎng)級(jí)之間的差異。比較綜合養(yǎng)殖池塘4種養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)級(jí)發(fā)現(xiàn)，縊蟶的營養(yǎng)級(jí)最低，中國明對蝦的最高，海蜇的營養(yǎng)級(jí)低于褐牙鲆。參考海洋食物網(wǎng)營養(yǎng)層次的劃分標(biāo)準(zhǔn)[22,27-28]，海蜇和縊蟶屬于第Ⅱ(2～3)營養(yǎng)級(jí)，為初級(jí)消費(fèi)者，中國明對蝦和褐牙鲆屬于第Ⅲ(3～4)營養(yǎng)級(jí)，為高級(jí)肉食動(dòng)物。

綜合分析海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖生物的食性和營養(yǎng)級(jí)特征發(fā)現(xiàn)，綜合養(yǎng)殖池塘的主要食物來自池塘的初級(jí)生產(chǎn)者(包括浮游單胞藻和底棲硅藻)、初級(jí)消費(fèi)者(浮游動(dòng)物如輪蟲、蜢蝦等)，人工投喂的餌料(包括人工餌料、鳀魚和蝦夷扇貝下腳料)，浮游動(dòng)物攝食浮游植物和底棲硅藻，海蜇?cái)z食浮游動(dòng)物，中國明對蝦和褐牙鲆主要攝食人工投喂的鳀魚和蝦夷扇貝下腳料，中國明對蝦糞便和褐牙鲆糞便為浮游植物和底棲硅藻繁殖提供營養(yǎng)，縊蟶濾食底棲硅藻、中國明對蝦糞便和褐牙鲆糞便(圖1)，可以凈化養(yǎng)殖水體[29]。其中，褐牙鲆攝食中國明對蝦，可以清除游泳能力弱的病蝦。魚蝦綜合養(yǎng)殖可以增加浮游植物的量，提高浮游植物的多樣性，降低異養(yǎng)菌總數(shù)和弧菌數(shù)量[30]；可有效防治中國明對蝦的流行病害[31]。海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘的養(yǎng)殖生物與初級(jí)生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者之間形成了有效的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)。

圖1 海蜇—對蝦—縊蟶—牙鲆綜合養(yǎng)殖池塘食物網(wǎng)