曾亞英,李曙光,李曉靜,李錦瑞,斯琴高娃
(阿拉善盟農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全中心,內(nèi)蒙古巴彥浩特 750306)
浮游生物是指在水流運(yùn)動(dòng)作用下被動(dòng)地漂浮在水層中的生物群,是水生生物食物鏈的基礎(chǔ),主要由浮游植物和浮游動(dòng)物組成。水體中魚類受浮游生物物種組成及豐度變化的影響,尤其是魚類在幼體階段的存活與生長(zhǎng)受其影響較大,進(jìn)一步影響魚類在不同群體中的增長(zhǎng)和時(shí)空分布。浮游生物能夠反映整個(gè)生活時(shí)期環(huán)境因素的改變情況,水質(zhì)的任何變化均可能影響它們的種類豐度、種群密度、群落結(jié)構(gòu)。王曉清等[1]研究表明,浮游生物的群落組成、豐度、優(yōu)勢(shì)種群、生物多樣性等與水體的營(yíng)養(yǎng)程度密切相關(guān),是評(píng)價(jià)水質(zhì)污染及營(yíng)養(yǎng)水平的重要指標(biāo),揭示這些指標(biāo)的動(dòng)態(tài)是研究漁業(yè)生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)性工作。
居延海位于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟額濟(jì)納旗北部的荒漠草原,湖面海拔879 m,是黑河流域弱水水系的一個(gè)尾閭湖泊。氣候?qū)儆诨哪畼O端干旱性季風(fēng)氣候,春季多大風(fēng)沙塵天氣,夏季酷熱干旱,秋季多風(fēng)少雨,冬季嚴(yán)寒少雪。雨季集中于夏末秋初,年平均降水量37 mm,年平均蒸發(fā)量3 700 mm 以上,多西北風(fēng)[2]。1992—2002年,東居延海(蘇泊淖爾)徹底干涸達(dá)10年之久,使原本十分脆弱的額濟(jì)納旗生態(tài)環(huán)境更加惡劣。2002年,黑河首次實(shí)現(xiàn)了跨省區(qū)分水,干涸10年之久的東居延海重新注入生命之水。至2010年,東居延海連續(xù)9年蓄水,水域面積維持在40 km2左右,額濟(jì)納綠洲生態(tài)逐漸恢復(fù)。近年來(lái),當(dāng)?shù)卣ㄟ^(guò)實(shí)施漁業(yè)資源保護(hù)、增殖放流、水域生態(tài)修復(fù)等工程,使居延海湖泊漁業(yè)資源日漸多樣,實(shí)現(xiàn)了漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。但是,對(duì)于居延海水域環(huán)境中的浮游生物群落結(jié)構(gòu)和資源狀況的研究未見報(bào)道。因此,本研究通過(guò)調(diào)查分析居延海湖泊中浮游生物資源,初步探明該湖泊水體營(yíng)養(yǎng)狀況,評(píng)估水體中鰱、鳙魚產(chǎn)力,以期為居延海浮游生物資源利用及漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。
2020年11月—2021年9月按照春(4月)、夏(7月)、秋(9月)、冬(11月)四季采樣。在位于居延海的東、西、南、北4 個(gè)方位以及湖中心設(shè)點(diǎn)采樣(表1),共計(jì)設(shè)置5 個(gè)采樣點(diǎn)。第1 次采樣使用GPS 定位,以后每次都在相同的地點(diǎn)采樣。
表1 居延海浮游生物采樣點(diǎn)地理位置
浮游生物調(diào)查按照《淡水浮游生物調(diào)查技術(shù)規(guī)范》(SC/T 9402-2010)的要求并參照參考文獻(xiàn)[4]中的方法進(jìn)行水樣的采集和固定。
浮游生物種類的鑒定主要參照參考文獻(xiàn)[5-6]進(jìn)行。
1.3.1 浮游生物密度
浮游生物密度的計(jì)算公式為
式中,N為浮游生物密度;Pn為每片計(jì)數(shù)所得個(gè)數(shù);V為1 L 水樣經(jīng)濃縮的體積(mL);v為計(jì)數(shù)框的容積(mL)。
1.3.2 浮游生物生物量
生物量的計(jì)算參照參考文獻(xiàn)[7]進(jìn)行,換算公式為
式中,ni為第i種的總個(gè)體數(shù);N為所有物種的總個(gè)體數(shù);fi為第i種在各個(gè)采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率;Y>0.02 定為優(yōu)勢(shì)種。
浮游生物密度、生物量取5 個(gè)采樣點(diǎn)平均值。
魚產(chǎn)力估算參照參考文獻(xiàn)[9]中公式進(jìn)行計(jì)算,公式為
式中,F(xiàn)為魚產(chǎn)力;B為單位面積浮游生物生物量(kg/hm2);P/B為浮游生物P/B系數(shù);u為浮游生物被魚類利用率(%);K為浮游生物餌料系數(shù)。
鰱魚主要以浮游植物為食,鳙魚主要以浮游動(dòng)物為食,用浮游生物的生物量通過(guò)上述公式可估算出鰱、鳙魚產(chǎn)力。
2.1.1 浮游植物種類
由表2 可知,4 次采樣共檢出浮游植物6 門63 種。硅藻門(Bacillariophyta)29 種,占46.03%;綠藻門(Chlorophyta)21 種,占33.33%;藍(lán)藻門(Cyanophyta)6 種,占9.52%;裸藻門(Euglenophyta)4 種,占6.35%;隱藻門(Cryptophyta)2 種,占3.18%;黃藻門(Xanthophyta)1 種,占1.59%。
表2 不同季節(jié)居延海浮游植物群落的物種組成
2.1.2 浮游植物優(yōu)勢(shì)種
由表3 可知,居延海4月、7月、9月、11月均出現(xiàn)的浮游植物優(yōu)勢(shì)種為舟形藻(Naviculasp.)、長(zhǎng)刺根管藻(Rhizosoleniales longiseta)。居延海其他的浮游植物優(yōu)勢(shì)種4月主要為尖針桿藻(Synedra acus)、鐮形纖維藻(Ankistrodesmus falcatus)、四尾柵藻(Scenedesmus quadricauda);7月主要為平裂藻(Merismopediasp.)、色球藻(Chroococcussp.)、針桿藻(Symedrasp.)、菱形藻(Nitzschiaspp.)、楔形藻(Licmophorasp.)、纖維藻(Ankistrodesmussp.)、鼓藻(Cosmariumsp.)、柵藻(Scenedesmussp.);9月主要為平裂藻(Merismopediasp.)、色球藻(Chroococcussp.)、針桿藻(Symedrasp.)、菱形藻(Nitzschiaspp.)、楔形藻(Licmophorasp.)、纖維藻(Ankistrodesmussp.)、鼓藻(Cosmariumsp.)、柵藻(Scenedesmussp.)、蹄形藻(Kirchneriellasp.);11月主要為針桿藻(Symedrasp.)、纖維藻(Ankistrodesmussp.)、柵藻(Scenedesmussp.)、隱藻(Cryptomonassp.)、空星藻(Coelastrumsphaericum)。春、夏、秋、冬四季浮游植物優(yōu)勢(shì)種類主要是硅藻類和綠藻類。
表3 居延海浮游植物優(yōu)勢(shì)種及其優(yōu)勢(shì)度
2.1.3 浮游植物的密度和生物量
由表4 可知,居延海四季浮游植物平均密度為16.39 萬(wàn)個(gè)/L。浮游植物密度7月最高,為35.71 萬(wàn)個(gè)/L;4月最低,為0.39 萬(wàn)個(gè)/L。春季密度以綠藻類為主,占56.41%;夏季密度以硅藻類為主,占54.30%;秋季硅藻類數(shù)量比夏季略有減少,但還是以硅藻類為主,占57.91%;冬季密度以綠藻類為主,占79.69%。綠藻門在夏季和秋季有一定的密度,分別占32.57%和22.52%,其他門類密度很低,隱藻門、裸藻門、黃藻門在春季未出現(xiàn),在夏、秋、冬季均有出現(xiàn),但是密度都不高。藍(lán)藻門在四季均有出現(xiàn),密度亦不高。由此可見,居延海浮游植物結(jié)構(gòu)屬于硅藻-綠藻型。
表4 居延海浮游植物的密度和生物量
居延海四季浮游植物平均生物量為0.52 mg/L,硅藻門和綠藻門占優(yōu)勢(shì)。硅藻門生物量平均為0.41 mg/L,占78.85%;綠藻門生物量平均為9.20×10-2mg/L,占17.69%。不同季節(jié)生物量的變化幅度較大,9月生物量最高,為1.13 mg/L;11月最低,為4.60×10-3mg/L;各門類生物量的變化與密度的變化類似。春季生物量以硅藻門所占比例最高,為93.33%,其次為綠藻門,占5.87%;夏季生物量以硅藻門為主,占比高達(dá)95.79%;秋季生物量仍以硅藻門所占比例最高,但比夏季有所下降,占65.49%;冬季以硅藻門所占比例最高,達(dá)56.52%。
2.2.1 浮游動(dòng)物種類
由表5 可知,4 次采樣共檢出浮游動(dòng)物22 種。其中,輪蟲類(Rotifera)最多,有16 種,占72.73%;橈足類(Cladocera)有6 種,占27.27%。
表5 不同季節(jié)居延海浮游動(dòng)物群落的物種組成
2.2.2 浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種
由表6 可知,居延海4月、7月、9月、11月均出現(xiàn)的浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為萼花臂尾輪蟲(Brachionus calyciflorus)。居延海其他的浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種4月主要為無(wú)節(jié)幼體(Nauplii)、英勇劍水蚤(Cyclops strennus)、透明溫劍水蚤(Thermocyclops hyalinus)、廣布中劍水蚤(Mesocyclops leuckarti);7月主要為臂尾輪屬(Brachionussp.)、 角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis)、矩形臂尾輪蟲(Brachionus leydigi)、矩形龜甲輪蟲(Keratella quadrata)、曲腿龜甲輪蟲(Keratella valga)、英勇劍水蚤(Cyclops strennus)、透明溫劍水蚤(Thermocyclops hyalinus)、廣布中劍水蚤(Mesocyclops leuckarti)、臺(tái)灣溫劍水蚤(Thermocyclops taihokuensis);9月主要為臂尾輪屬(Brachionussp.)、角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis)、矩形臂尾輪蟲(Brachionus leydigi)、晶囊輪蟲屬(Asplanchnasp.)、卜氏晶囊輪蟲(Asplanchna brightwelli)、蓋氏晶囊輪蟲(Asplanchna girodide)、前節(jié)晶囊輪蟲(Asplanchna priodonta)、十趾平甲輪蟲(Platyias militaris)、 四角平甲輪蟲(Platyias quadricornis);11月主要為臂尾輪屬(Brachionussp.)、角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis)、矩形臂尾輪蟲(Brachionus leydigi)、無(wú)節(jié)幼體(Nauplii)、英勇劍水蚤(Cyclops strennus)、透明溫劍水蚤(Thermocyclops hyalinus)。春、夏、秋、冬浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類主要是輪蟲類和橈足類,沒有檢出枝角類浮游動(dòng)物。
表6 居延海浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種及其優(yōu)勢(shì)度
2.2.3 浮游動(dòng)物的密度和生物量
由表7 可知,居延海浮游動(dòng)物密度平均為87.30 個(gè)/L。浮游動(dòng)物密度9月最高,為192.59 個(gè)/L;4月最低,為9.00 個(gè)/L。春季密度以橈足類為主,占89.33%;夏季密度以輪蟲類為主,占68.12%;秋季輪蟲類數(shù)量繼續(xù)增加,占95.51%;冬季輪蟲類數(shù)量有所減少,但密度還是以輪蟲類為主,占71.71%。
表7 居延海浮游動(dòng)物的密度和生物量
居延海浮游動(dòng)物生物量平均為0.61 mg/L,輪蟲類和橈足類生物量各占50%左右。輪蟲類生物量平均為0.31 mg/L,橈足類生物量平均為0.30 mg/L。不同季節(jié)生物量的變化幅度較大,9月生物量最高,為1.20 mg/L;4月最低,為0.19 mg/L。各門類生物量的變化與密度的變化略有差異,主要是橈足類個(gè)體相對(duì)輪蟲類要大很多,平均濕重比輪蟲類大很多。春季生物量以橈足類所占比例接近100%;夏季生物量以橈足類為主,占84.44%;秋季生物量以輪蟲類為主,占87.50%;冬季生物量以橈足類為主,占79.66%。
2.3.1 鰱、鳙魚產(chǎn)力調(diào)查結(jié)果
由于不同水體、不同地區(qū)P/B系數(shù)、餌料利用率、餌料系數(shù)取值不同,計(jì)算的魚產(chǎn)力結(jié)果差異較大。本研究依據(jù)何志輝等[10]提出的我國(guó)北方地區(qū)營(yíng)養(yǎng)水體浮游動(dòng)物、浮游植物P/B系數(shù)、餌料利用率、餌料系數(shù)數(shù)值,并參考內(nèi)蒙古其他地區(qū)狼山水庫(kù)[11]、達(dá)里湖[12]、納林湖[13]和崗更湖[9]關(guān)于鰱、鳙魚產(chǎn)力估算的文獻(xiàn),確定計(jì)算居延海鰱、鳙魚產(chǎn)力時(shí)浮游植物的P/B系數(shù)、餌料利用率、餌料系數(shù)取值分別為60、20%、40;浮游動(dòng)物的P/B系數(shù)、餌料利用率、餌料系數(shù)取值分別為20、20%、10。根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果分析計(jì)算出居延海浮游植物平均生物量為0.52 mg/L,浮游動(dòng)物平均生物量為0.61 mg/L,居延海目前水體平均水深1.60 m,計(jì)算出單位面積浮游植物生物量為8.16 kg/hm2,單位面積浮游動(dòng)物生物量為9.76 kg/hm2,利用公式計(jì)算出由浮游生物提供的鰱、鳙魚產(chǎn)力(表8)。由表8 可知,由浮游植物提供的鰱、鳙魚產(chǎn)力為2.45 kg/hm2,由浮游動(dòng)物提供的鰱、鳙魚產(chǎn)力為3.90 kg/hm2。湖泊中腐殖質(zhì)、有機(jī)腐屑以及細(xì)菌等所能提供的鰱、鳙魚產(chǎn)力為浮游生物的30%~50%[14],居延海腐殖質(zhì)提供的鰱、鳙魚產(chǎn)力為1.91~3.18 kg/hm2。所以,居延海單位面積的鰱、鳙魚產(chǎn)力為8.26~9.53 kg/hm2。居延海湖水面積4 000 hm2,按照水面面積計(jì)算,居延??商峁┑啮枴Ⅶ~產(chǎn)力為33.04~38.12 t。
表8 由浮游生物提供的鰱、鳙魚產(chǎn)力計(jì)算結(jié)果
2.3.2 鰱、鳙魚產(chǎn)力評(píng)估
目前,居延海湖中主要魚類有草魚(Ctenopharyngodon idellus)、鯉魚(Cyprinus carpio)、鯽魚(Carassius auratus)、大鰭鼓鰾鰍(Hedinichthys yarkandensis macroptera)、鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙魚(Aristichthys nobilis)等[15]。鯽魚和大鰭鼓鰾鰍為原水域當(dāng)?shù)佤~種,鯽魚為該水域優(yōu)勢(shì)種群,占60%以上,鰱、鳙魚占比較少。居延海所在區(qū)域?yàn)轼B類保護(hù)區(qū),湖中豐富的魚類成為鳥類的食物,生活在上層水面的鰱、鳙損失最為嚴(yán)重。以浮游動(dòng)物為主要食物來(lái)源的鳙魚數(shù)量減少,導(dǎo)致居延海春季、夏季、冬季橈足類大量繁殖,生物量占比增加;以浮游植物為食的鰱魚數(shù)量的減少,導(dǎo)致夏季藍(lán)藻快速繁殖,出現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)種平裂藻屬、色球藻屬,一直延續(xù)到秋季藍(lán)藻門生物量仍在增加。本研究通過(guò)浮游生物的生物量計(jì)算得出居延海鰱、鳙魚產(chǎn)力為33.04~38.12 t,認(rèn)為居延海的鰱、鳙魚產(chǎn)力潛力很大,應(yīng)該加大放養(yǎng)力度提高漁業(yè)資源利用率。
2020—2021年度按季節(jié)采樣調(diào)查到居延海浮游植物有63 種,平均密度為16.39 萬(wàn)個(gè)/L,平均生物量為0.52 mg/L;群落結(jié)構(gòu)主要由硅藻門、綠藻門組成,優(yōu)勢(shì)種為針桿藻、舟形藻、緣花舟形藻、綠舟形藻、長(zhǎng)刺根管藻、鐮形纖維藻、雙對(duì)柵藻、四尾柵藻等。調(diào)查到居延海浮游動(dòng)物有22 種,平均密度為87.30 個(gè)/L,平均生物量為0.61 mg/L;群落結(jié)構(gòu)中優(yōu)勢(shì)種為臂尾輪屬、萼花臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲、矩形臂尾輪蟲、矩形龜甲輪蟲、曲腿龜甲輪蟲、晶囊輪蟲屬、卜氏晶囊輪蟲、蓋氏晶囊輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、十趾平甲輪蟲、無(wú)節(jié)幼體、英勇劍水蚤、透明溫劍水蚤、廣布中劍水蚤等。根據(jù)何志輝[16]綜合國(guó)內(nèi)211 個(gè)內(nèi)陸水域調(diào)查結(jié)果,對(duì)我國(guó)湖泊水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)型分類由浮游生物量可判斷居延海屬于貧營(yíng)養(yǎng)型水質(zhì);參考魏洪祥等[17]用藻類優(yōu)勢(shì)種評(píng)價(jià)水質(zhì),居延海全年以硅藻門占優(yōu)勢(shì),屬于中富營(yíng)養(yǎng)水體;根據(jù)浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)群落評(píng)價(jià)方法,輪蟲類大量出現(xiàn)代表水體為富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),原生動(dòng)物種砂殼蟲屬代表水體為非營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),枝角類代表水體為清水無(wú)污染狀態(tài)[18],居延海全年平均密度以輪蟲類占優(yōu)勢(shì),屬于富營(yíng)養(yǎng)水體。調(diào)查結(jié)果顯示,浮游植物常見種類和優(yōu)勢(shì)種類中出現(xiàn)的裸藻屬、羽紋藻均為α-多污帶指示生物;浮游動(dòng)物中常見種類和優(yōu)勢(shì)種類中有一些高度耐污種類,如晶囊輪蟲屬、龜甲輪蟲屬、臂尾輪蟲屬等,說(shuō)明居延海的水質(zhì)受到了一定污染。
2017年起,居延海水域主要用于旅游開發(fā),沒有漁業(yè)生產(chǎn)企業(yè)入駐,當(dāng)?shù)卣磕觊_展魚苗放流活動(dòng),主要放流草魚和鯉魚苗種,對(duì)于鰱、鳙魚苗的放養(yǎng)數(shù)量特別少,湖中的鰱、鳙魚以自然繁殖為主。從本研究結(jié)果來(lái)看,居延海全年浮游生物鰱、鳙魚產(chǎn)力估算數(shù)量較大,遠(yuǎn)高于居延海鰱、鳙魚數(shù)量,說(shuō)明目前居延海浮游生物的利用程度較低,尚有較大的潛力。因此,建議今后在放養(yǎng)魚種時(shí),一是加大鰱、鳙魚放養(yǎng)密度,提高對(duì)浮游生物資源利用力度;二是在合理放養(yǎng)的情況下,適當(dāng)增加鰱魚魚種的投放量,使鰱魚與鳙魚放養(yǎng)比例更加合理,防止綠藻、藍(lán)藻的大量繁殖,以利于控制居延海水體富營(yíng)養(yǎng)化,避免居延海生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。
居延海的源頭是由祁連山的融雪、雨季山洪和泉水匯集而成,依靠黑河每年兩次采取全線閉口、集中下泄、調(diào)水補(bǔ)充水源。隨著黑河沿河居民生活污水排放量的不斷增加,周邊農(nóng)作物種植區(qū)施用的農(nóng)藥和化肥隨雨水流入湖區(qū),居延海的水質(zhì)難免會(huì)受到污染。因此,要保護(hù)居延海水域環(huán)境和充分利用漁業(yè)資源,必須采取有效措施。
針對(duì)目前居延海浮游生物資源狀況及鰱、鳙魚產(chǎn)力評(píng)估結(jié)果,應(yīng)加大居延海鰱、鳙魚的放養(yǎng),放養(yǎng)魚種以鰱、鳙魚為主,選擇體長(zhǎng)13~14 cm 的魚,可按6∶4 以上比例放養(yǎng),以防止浮游動(dòng)物的過(guò)量繁殖[19]。濾食性魚類的合理放養(yǎng),可以提升湖泊利用率,提高浮游生物餌料資源利用率,也可以抑制藍(lán)藻的爆發(fā),防止水體富營(yíng)養(yǎng)化,在控制水質(zhì)的同時(shí)又能為當(dāng)?shù)貛?lái)漁業(yè)產(chǎn)量,是目前漁業(yè)發(fā)展的重要措施之一,通過(guò)對(duì)鰱、鳙魚產(chǎn)力的準(zhǔn)確評(píng)估可以為居延海漁業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。
科學(xué)發(fā)展湖泊漁業(yè)可以有效提高水體的自凈能力和降低水體中的氮、磷含量。第一,建立魚類繁殖保護(hù)區(qū)。選擇條件適宜的區(qū)域,采取禁捕、增設(shè)人工魚巢等措施,提高鰱、鳙魚及大鰭鼓鰾鰍等魚類的自然繁殖、增殖能力,通過(guò)魚類凈化水體。第二,發(fā)展生態(tài)漁業(yè)。通過(guò)移植引種其他水生生物,調(diào)整居延海魚類品種結(jié)構(gòu);并通過(guò)生物轉(zhuǎn)移,解決湖泊受到污染的問(wèn)題,從而達(dá)到保護(hù)居延海水環(huán)境的目的。就本次居延海浮游生物資源調(diào)查結(jié)果而言,建議引種南美白對(duì)蝦、河蟹等名特優(yōu)品種,以優(yōu)化居延海魚類資源組成,提高經(jīng)濟(jì)效益;同時(shí),還可以適量投放大規(guī)格草魚種,抑制湖泊周邊水草的生長(zhǎng)。第三,引進(jìn)治理湖泊營(yíng)養(yǎng)化新技術(shù)。引種一些凈化水體效果好、可食用的水生植物,進(jìn)行漂浮養(yǎng)殖和筏式養(yǎng)殖。一方面,可對(duì)水質(zhì)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和增加景觀;另一方面,為當(dāng)?shù)鼐用窈陀慰吞峁┚G色蔬菜。綜上所述,依靠湖泊水的流動(dòng)性和自凈能力,調(diào)整湖區(qū)魚類組成、放養(yǎng)模式,嘗試引進(jìn)新品種、新技術(shù),使居延海湖泊的水質(zhì)狀況逐漸好轉(zhuǎn),湖泊漁業(yè)資源得到可持續(xù)發(fā)展。