菊花江蓠对刺参养殖池塘初级生产力影响研究

孙灵毅，王爱敏，周广军，高峰

（1.烟台市海洋经济研究院，山东 烟台 264006；2.烟台大学海洋学院，山东 烟台 264003）

我国辽宁、山东沿海等地刺参池塘养殖已经得到广泛推广，但多年刺参养殖还存在着诸多弊端。池塘养殖面临着生态环境结构简单、稳定性较差、病虫害经常发生等问题[1]，其中水产养殖中水质恶化是导致病害出现的主要原因。因此，大型藻类混养模式是一种切实可行的改善养殖水质的重要手段之一[2-4]。菊花江蓠是一种经济型、可以食用的大型藻类，适宜生长温度为20~35℃，能够适应北方夏季的高温环境，可净化污水、防止水体富营养化，使能量流动和物质循环更加流畅[5-7]。

现从基础生态学的角度出发，在刺参养殖池塘混养菊花江蓠，研究浮游植物初级生产力在高温季节6—9月份的变化规律，旨在明确刺参养殖池塘的基础生态学特征、环境容量和生产潜力，为刺参养殖生产和管理提供科学支撑。

1 研究方法

1.1 时间

2019年6—9月。

1.2 地点

山东东方海洋科技股份有限公司云溪基地，池塘面积约2.0 hm2，长方形，东西走向，进水口在池塘西面，排水口在东面。养殖池塘的基本状况见表1。

表1 养殖池塘的基本状况

续表

由表1可见，试验期间取样点的水温与pH值成反比，而水温与盐度总体上成正比。

1.3 对象

选择投放菊花江蓠和不投放的刺参池塘为调查对象。菊花江蓠于6月8日投放到刺参养殖池塘。整个试验期间水深控制在1.6~2.0 m。

1.4 采样方法

试验期间，2个养殖池塘均正常管理。共采集水样4次，每个池塘设立3个采水点（近进水口、中部、近排水口），在现场使用水质分析仪测定水体的温度、盐度和叶绿素等[8-9]。使用有机玻璃采水器在水面下0.8～1.0 m水层处采集水样，黑瓶（棕色细口试剂瓶）采用黑色塑料袋和黑色布袋双层包裹的方法进行避光。在相应的采样深度悬挂24 h，取出黑白瓶，立即固定溶解氧[10-12]。

1.5 测定与计算方法

将初始瓶和放置24 h取出的黑白瓶分别带回实验室，采用Winkle法进行溶解氧的测定。

毛初级生产力（P g）=白瓶溶解氧含量-黑瓶溶解氧含量

净初级生产力（P n）=白瓶溶解氧含量-原瓶溶解氧含量

呼吸耗氧量（R）=原瓶溶解氧含量—黑瓶溶解氧含量

该试验未在垂直方向上进行取点测样，所以未对垂直方向上的变化进行测算分析。

2 结果分析

2.1 池塘水体毛初级生产力

池塘水体毛生产力对比见图1。由图1可见，有藻池塘排水口的平均毛初级生产力比无藻池塘高53.44%。说明混养大型藻类对刺参养殖池塘有很好的净化作用。

2.2 池塘水体净初级生产力

池塘水体净生产力对比见图2。由图2可见，有藻池塘排水口和进水口的平均净初级生产力均高于无藻池塘[13-14]。

2.3 刺参养殖池塘的呼吸量

池塘水体呼吸量对比见图3。由图3可见，有藻池塘排水口的平均呼吸量比无藻池的高103.75%，进水口的平均呼吸量略高于无藻池，但无藻池塘中间点的平均呼吸量显著高于有藻池（P＜0.05）。

2.4 P/R值

P/R值表示生产量与呼吸量之间的比例，亦称周转率（turnover rate）。通常，P/R值越大，表明种群或群落水平越高（自养代谢型），生物生产力就越高，是反映某一生物种群或群落生物的代谢类型和水平的指标之一。P/R=1表示种群不增不减，生态系统在演化发展过程中处于稳定状态；P/R＞1表示种群生长，生态系统处于不稳定状态；P/R＜1表示种群减少，生态系统处于不稳定状态。

图1 池塘水体毛初级生产力对比

图2 池塘水体净初级生产力对比

图3 池塘水体呼吸量对比

池塘水体P/R值对比见表2。由表2可见，6—8月P/R值逐渐增加，9月有所下降。整个试验期间，6—9月P/R值为0.55~6.29，平均值为1.83。7月15日无藻池塘的排水口处P/R值达到了6.29，与其他数据相差较大。除此之外，其他数据表明种群或群落水平高，生物生产力高，说明该刺参池塘总体生命活力较强。同时，净初级生产力只有两次测样时在进水口出现负值，总体上与温度成正比例关系，说明该池塘能量转换快，生物生产力高。

表2 池塘水体P/R值对比

3 讨论

3.1 混养藻类池塘与无藻对照池塘初级生产力的比较

在2个基本等面积的刺参池塘中，通过混养菊花江蒿和无藻的对照，对比分析水体的初级生产力。发现有藻池塘排水口的平均毛初级生产力和平均呼吸量比无藻池塘分别高53.44%和103.75%，有藻池塘排水口和进水口的平均净毛初级生产力均高于无藻池塘，说明菊花江蓠的混养模式可以有效提升池塘水体的初级生产力[15-17]，有助于满足池塘中刺参生长发育的营养需求。

3.2 水域生命活力状况

P/R值是反映某一生物种群或群落生物的代谢类型和水平的指标之一，其大小反映了水体初级净产量和外来有机质质量的大小[18]。P/R值过大，表明水体分解能力较弱，物质循环速率低，初级生产力未被充分利用。混养藻类池塘和对照池塘，6—9月P/R值都逐月增加，表明种群或群落水平高，生物生产力高，刺参池塘总体生命活力强。

3.3 初级生产力的影响因子

影响刺参池塘的初级生产力的主要理化因子[19]，包括温度、光强、营养盐浓度等。营养盐和温度是影响初级生产力的直接因素，溶氧是浮游植物生长的促进因子，但总氮含量过高则会抑制浮游植物的生长[20－21]。混养藻类池塘毛初级生产力年平均值在7月15日达到最高，这主要与夏季光线充足、水温较高，浮游植物光合作用旺盛有关。

综上所述，刺参菊花江蓠混养模式可以在一定程度上提高水体的初级生产力，对刺参的生长发育起到一定的促进作用，但其本身也会受到温度、光照等外界因素的影响，在进行混养时，需要对各种影响因素进行全面的考虑。应开发多品种混养模式，重视生态养殖，减少病害发生和养殖污水排放，提高养殖水体稳定性和环境生态调控模式的升级改造。