凡纳滨对虾设施养殖池塘浮游生物群落结构及多样性研究

何 京，陈 晨，王一农，钟硕楠，刘 静，林志华

（1.宁波大学海洋学院，浙江宁波315211；2.浙江万里学院生物与环境学院，浙江宁波315100）

凡纳滨对虾设施养殖池塘浮游生物群落结构及多样性研究

何 京1,2，陈 晨1，王一农1，钟硕楠1，刘 静1，林志华2

（1.宁波大学海洋学院，浙江宁波315211；2.浙江万里学院生物与环境学院，浙江宁波315100）

研究了后期凡纳滨对虾设施养殖29个池塘中浮游生物的种类组成、数量差异及种类多样性。结果表明：共鉴定出浮游植物5门25属40种，浮游动物3门14属17种，未鉴定种类8种。其中硅藻门27种，绿藻门7种，蓝藻门4种，黄藻门1种，甲藻门1种；原生动物门8种，轮虫类6种，枝角类3种。29个池塘浮游植物丰度6.3×102～4.4×104cell/ m L，生物量12.6～882.0mg/L，Shannon-Wiener多样性指数0～3.17，Margalef丰富度指数范围0.56～0.95，Pielou均匀度0.19～0.90；浮游动物丰度12.6mg/L～882.0mg/mL，生物量1.2×102～2.7×102mg/L。凡纳滨对虾养殖池塘中，浮游生物种类相对自然海区少、密度大。在相同管理模式下，池塘中浮游生物种类和数量有较大差异，多样性指数也有较大差异。

凡纳滨对虾；养殖塘；浮游植物；浮游动物；多样性

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）又称南美白对虾，是世界养殖产量最高的三大虾类之一，也是中国重要的水产养殖经济种类。随着养殖规模的扩大，养殖模式单一、病害频发、水体污染等问题成为对虾养殖产业发展的掣肘。浮游生物是池塘生态系统的重要生产者和初级消费者，对维持养殖水体的稳态具有重要作用。关于浮游生物的研究主要集中在浮游生物对养殖水体进行检测评价作用［1-5］，浮游植物群落同虾病的关系［6］，循环水养殖中浮游植物群落结构［7］，营养盐对浮游生物的影响［8-12］，益生菌对浮游植物的影响［13］及浮游生物动态变化［14-17］。本文分析了在相同管理条件下，凡纳滨对虾养殖后期不同虾塘之间浮游生物种类组成、优势种群多样性之间的差异性及相关性，以期为养殖过程中水体调控提供依据，为探索科学合理的养殖模式提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 池塘基本情况

浙江省宁波市凡纳滨对虾设施海水养殖池塘29个，依次编号为1#～29#。池塘平均水深2.8m，面积约0.2 hm2。虾苗于当年（2012年）3月5日放入池塘进行养殖，放苗密度58～62 ind/m3。

1.2样本采集

为分析同一时期不同养殖塘中浮游生物的差异性和相关性，2012年5月27日上午（养殖后期），同时在29个定点养殖塘中采集浮游生物样本。为减小光线对浮游生物样本采集的影响，所有样本采集工作均在20m in之内完成。浮游生物采集均按照《中华人民共和国国家标准-海洋调查规范》（GBT12763-2007），并参照《内陆水域渔业自然资源调查手册》、《水库渔业自然资源调查手册》的有关规定进行。

1.3样本处理

浮游生物样本鲁哥氏液固定。将样本静置24 h以上，倒去上清液后，孔径200μm的网筛过滤，容量瓶定容至20m L。

定量分析：取0.1m L于浮游生物方格计数板内计数，重复2次结果取平均值。

定性分析：参考相关资料进行种类鉴定。每个样本观察3～5片，至最后一次观察不出现新的种为止。

1.4 数据处理

1.4.1浮游生物丰度及生物量

丰度（cell/m L）:D=n/v；生物量（mg/m L）：M=D×R；

其中，D为丰度，M为生物量，n为方格计数板中藻类个数，v为浓缩后样品的体积，R小型藻=0.002mg，R中型藻=0.02mg，R大型藻=0.05mg，R中型原生动物=0.00003mg，R中型轮虫类=0.0008mg［18］。

1.4.2 生物多样性分析

Shannon-w iener多样性指数：H'=-∑Pi ln Pi

Margalef丰富度指数：D=(S-1)/ln N

Pielou均匀度指数：J'=H'/H max

式中，Pi为第i种占总个体的比例，S为群落中的

总数目，N为观察到的个体总数，H'为实际观察的物种多样性指数，Hmax为最大的物种多样性指数，Hmax=ln S（S为群落中的总物种数）。

2 结果与分析

2.1 虾塘水环境

各池塘水温25.3～27.7℃（2012年5月27日，下同）；盐度19～23；pH值7.7～8.16；溶解氧3.34～5.9mg/ L；亚硝酸盐浓度0.90～12.96 mg/L；氨氮浓度0.23～4.16mg/L（表1）。

2.2 种类组成

浮游植物共鉴定5门25属40种。其中硅藻门13属27种(67.5%)；绿藻门6属7种(17.5%)；蓝藻门4属4种(10%)；黄藻门1属1种(2.5%)；甲藻门1属1种(2.5%)。池塘中浮游植物优势种共4门11属12种，其中硅藻门种类最多，硅藻门有根管藻(Rhizosolenia sp.)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、舟形藻(Navicular sp.)、喙舟形藻(Navicularrhynchocephala)、桥弯藻(Cymbella sp.)、菱形藻(Nitzschia sp.)、椭圆波纹藻(Cymato-pleura ellipica)，甲藻门有裸甲藻(Gymnodiniaceae sp.)，绿藻门有丝藻(Ulothrix sp.)，蓝藻门有色球藻（Chroococcus sp.）、胶鞘藻(Phorm idium sp.)、林氏藻(Lyngbya sp.)。

表1 虾塘理化指标Table1 Physicaland chem ical indicatorsof each pond

浮游动物共鉴定3大类、14属和17种。其中原生动物8属8种，占47%；轮虫类5属6种（35%）；枝角类1属3种（18%）。在虾塘中出现最频繁的有2大类6种。原生动物有腐生尖毛虫（Oxytricha saprobia）、游仆虫（Euplotes sp.）、侧扁状游仆虫（Euplotes patella）、楯纤虫（Aspidisca sp.）4种，轮虫类有臂尾轮虫（Brachionus sp.）、褶皱臂尾轮虫（Brachionusplicatilis）2种，其他11种浮游动物仅在部分塘中出现(表2)。

2.3 浮游生物种类数

29个虾塘中浮游植物的种类数量在1～8种之间。其中15#、19#虾塘浮游植物种类最少，只出现1种；5#、21#虾塘浮游植物种类最多，共计8种；其余25个虾塘浮游植物种类均在3～7种之间，其中有7种浮游植物的虾塘占虾塘数量17.2%，有6种浮游植物的虾塘占虾塘数量24.1%，有5种浮游植物的虾塘占虾塘数量17.2%，有3种浮游植物的虾塘占虾塘数量13.8%，有3种浮游植物的虾塘占虾塘数量13.8%（图1）。

2.4丰度与生物量

表2 浮游生物的种类组成Table2 The species composition of phytoplankton

虾塘浮游植物丰度在6.3×102～4.4×104cell/m L之间，9#虾塘丰度最大，19#虾塘丰度最小。其中，20个虾塘中硅藻门的丰度最大，占总体的69.0%；5个虾塘中蓝藻门丰度最大，占总体17.2%；4个虾塘中甲藻门丰度最大，占总体13.8%。硅藻门丰度最大的是5#虾塘，达289 cell/m L，其次是9#虾塘，达217 cell/m L。蓝藻门丰度最大的是1#虾塘，达69 cell/m L，其次是2#虾塘，达59 cell/m L。

各池塘丰度在3.5×10～6.7×103ind/m L，平均丰度为1.1×103ind/m L，5#塘丰度最大，28#塘丰度最小，29#塘未鉴定出浮游动物。从整体来看，原生动物数量最多，其次是轮虫类和枝角类（图2）。

浮游植物的生物量与丰度成正相关关系，丰度越大生物量越大。各虾塘生物量在12.6～882.0mg/L之间，9#虾塘生物量最大，19#虾塘生物量最小。

浮游动物生物量，其变化与丰度呈正相关关系，各池塘生物量在1.2×102～2.7×102mg/L之间，平均值为1.4×102mg/L，5#塘丰度最大，28#塘丰度最小（图3）。

图1 凡纳滨对虾设施养殖塘浮游生物种类数Fig 1 The speciesof plankton in each pond

图2 各塘浮游生物的总丰度Fig 2 Totalplankton density of each pond

图3 各塘浮游生物的总生物量Fig 3 Totalplankton biomassof each pond

2.5浮游植物多样性指数

Shannon-w iener多样性指数在0～3.17之间，均值为2.23。15#和19#塘只鉴定出1种浮游植物，其多样性指数最低为0；5#塘多样性指数最高，为3.17。除去5#、15#、19#塘外，其余各池塘多样性指数均在1.58～2.81之间。Margalef丰富度指数指的是物种数的多寡。丰富度指数范围在0.95～0.56之间，均值为0.73，其中4#虾塘最高，5#塘最低。均匀度的范围为0.19～0.90，均值为0.55，其中28#塘最低，13#塘最高（图4）。

2.6 聚类分析

以浮游生物种类和各物种的丰度作为原始数据的矩阵，分别以29个池塘为矩阵样本，以各池塘浮游生物的种类及丰度为矩阵的变量，进行多元分析，建立聚类分析树状图。根据浮游生物种类数量对调查的29个池塘进行聚类分析，聚类方式采用Q型聚类。通过聚类分析将池塘分为3类。即聚类Ⅰ为5#、9#池塘；聚类Ⅱ为1#、2#、4#、23#和29#池塘；聚类Ⅲ为剩余22个池塘（图4）。

图4 各塘指数Fig 4 The indexesofeach pond

图5 浮游生物聚类分析树状图Fig 5 Dendrogram of clusteranalysisof phytoplankton

3 讨论

3.1 浮游生物群落结构

本次调查共鉴定出浮游植物5门25属40种。从种类来看，以硅藻门为主，蓝藻门次之，少数池塘以甲藻为主，其它藻类较少。凡纳滨对虾养殖塘中浮游植物种类与水环境的盐度有关［19］。淡水或低盐度虾塘中浮游植物以绿藻和蓝藻为主，蓝藻占优势；海水虾塘中浮游植物以硅藻和甲藻为主，硅藻占优势［20-21］，与本次调查结果相同。从本次调查结果来看，不同池塘浮游植物优势种不同。养殖水体在饵料投喂及虾排泄的影响下，水体富营养化，为浮游植物的生长提供充足营养。在这种条件下，有可能使某些种类特别是机会种大量繁殖，成为池塘优势种。这也是在相同管理条件下，浮游生物群落有较大差别的主要原因。此次调查显示，池塘中浮游动物种类少，但生物量较大。究其原因，池塘丰富的浮游植物为其生长提供了充足的饵料；其次，凡纳滨对虾幼虾期会摄食浮游动物，随着凡纳滨对虾个体的生长，摄食颗粒变大，在养殖中后期很少摄食浮游动物［23］，这也是浮游动物量较大的原因。

根据浮游生物种类和丰度聚类分析，由表4可以看出，29个池塘可以分为3类。其中，聚类Ⅰ浮游生物种类与数量最高，聚类Ⅱ次之，聚类Ⅲ最低。高密度的藻类是保持虾塘生态平衡的重要条件。大量的藻类可以快速的吸收分解水体中过量的氮元素和有害物质，并释放氧气增加水体的溶解氧［24］。多样性指数均值聚类Ⅰ＞聚类Ⅱ＞聚类Ⅲ，丰度均值聚类Ⅰ＞聚类Ⅱ＞聚类Ⅲ，从浮游生物群落结构来看，聚类Ⅰ水质好于聚类Ⅱ，聚类Ⅲ最差。

此外，浮游植物优势种与水色并不直接相关，由于池塘水位较浅，受增氧机和对虾活动影响，池塘底泥、残饵及底栖藻类易进入水体，造成水体浑浊。

3.2影响浮游生物群落结构的环境因子分析

浮游生物的群落结构与水体理化因素密切相关。由表3可以看出，丰度与pH值呈现负相关，生物量与pH值呈现显著负相关，说明随着pH值的升高，丰度与生物量有增大的趋势。在水环境中，生物排放的CO2和硝化反应产生的酸导致pH值下降［25］，浮游植物最适的生长范围为7.75～8.75，超出范围浮游植物生物量均会减少。营养盐也是影响浮游生物重要因素，营养盐增多会引起浮游植物数量的快速增加，当营养盐浓度达到一定水平后对浮游植物的生长产生抑制［26］。当浮游生物群落结构发生变化，可能是水环境发生了变化，可以作为一种环境信息变化的反馈。

3.3浮游生物群落结构与凡纳对虾产量关系

浮游生物作为重要的初级生产者和初级消费者，是池塘生态系统食物链中重要的环节。在对虾养殖前期，浮游生物是重要的天然饵料。凡纳滨对虾从幼虾到成虾生长过程中为杂食性，黄美珍通过对6种对虾进行解剖发现，其饵料生物为硅藻、浮游动物、底栖生物和游泳生物，浮游生物占据50%以上［27］。池塘养殖凡纳滨对虾其主要食物为浮游生物和配合饲料［28］。在凡纳滨对虾精养池塘中，养殖前期天然饵料占据对虾食物的90%以上，养殖后期人工投喂饵料占据食物来源的98%左右［29］，由此推知，浮游生物在对虾养殖前期发挥了重要作用。由于对虾个体差异、发病情况影响，造成池塘对虾数量不同。虾的数量对浮游生物群落结构具有一定的影响作用。相同管理条件下，虾的数量越多，浮游植物生物量越小而浮游动物生物量越大［30］。浮游生物与虾数量之间相互影响、相互制约，适宜的浮游生物密度有益于对虾产量的提高。

表3 浮游动物密度、生物量及多样性指数与环境因子的相关系数Table3 Correlation coefficientsof zooplankton densities，biomassand diversity indexw ith environmental factors

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Community structureand biodiversity of plankton in Litopenaeusvannamei culture pond

HE Jing1,2，CHEN Chen1，WANGYi-nong1，ZHONG Shuo-nan1，LIU Jing1，LIN Zhi-hua2
(1.SchoolofMarine Sciences,Ningbo University,Ningbo 315211; 2.Collegeof Biological&Environmental Sciences,ZhejiangWanliUniversity,Ningbo 315100,China)

The species,quantity changes and biodiversity on the culture pond of Litopenaeus vannamei were studied.The results showed that the total number of species of phytoplankton were 40,out of which the Bacillariophyta takes up 27 species;the Chlorophyta had 7 species;and the Cyanophyta had 4 species;the Xanthophyta had one specie and Pyrrophyta had one specie.The total numberof species of zooplankton were 17,outofwhich the Protozoa had 8 species;the Rotifers had 6 species;the Cladocerans had 3 species.The population density of phytoplankton was 4.4×104-6.3×102mg/m L,the biomasswas 12.6-882.0mg/L,the Shannon-Wiener index was 0-3.17,theMargalef richness index was 0.56-0.95,the Pielou evenness index was 0.19-0.90.The population density of zooplanktonwas12.6mg/L-1～882.0mg/m L,method the biomasswas1.2×102-2.7×102mg/L.The speciesnumberand the density were little than those in the sea.In the same cultivation,thereare big different in the speciesand density of plankton.

Litopenaeusvannamei;culture pond;phytoplankton;zooplankton;diversity

S917.3;S968.22

A

2095－1736（2015）03－0058－04

10.3969/j.issn.2095-1736.2015.03.058

2014-09-18；

2014-10-22

国家科技部计划（2012AA092001）；中央财政支持地方高校专项（2011532）；宁波市科技局农业创新创业项目（2012C91028）

何京，硕士研究生，主要研究方向为水产养殖，E-mail:hejing226@126.com;

王一农，副教授，主要研究方向为水产养殖、渔业资源，E-mail:wangyinong@nbu.edu.cn。