标题

生 态 学 杂 志 Chinese Journal of Ecology 2015,34(11):3214-3220 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 及 其 对 水 环 境 因 子 的 影 响 刘 媛 媛 张 建 伟 韩 军 军 韦 章 良 吴 海 龙 霍 元 子 于 克 锋 何 培 民 ( 上 海 海 洋 大 学 水 产 与 生 命 学 院, 上 海 201306) 摘 要 研 究 了 瓦 氏 马 尾 藻 (Sargassum vachellianum) 海 区 规 模 化 养 殖 及 其 对 水 环 境 因 子 的 影 响 结 果 表 明 : 瓦 氏 马 尾 藻 生 长 适 宜 水 深 为 1.5 ~ 2.5 m, 最 适 水 深 为 2 m; 藻 体 春 秋 季 节 生 长 相 对 较 快, 夏 季 开 始 衰 败,2014 年 5 月 养 殖 和 野 生 藻 体 均 达 到 最 高 日 特 定 生 长 率, 分 别 达 6.8% d -1 和 5.9% d -1, 且 养 殖 藻 体 生 长 及 成 熟 均 快 于 野 生 藻 体 ; 与 2013 年 相 比, 2014 年 除 1 7 号 站 位 外 其 他 站 位 无 机 氮 (IN) 无 机 磷 (IP) 总 氮 (TN) 总 磷 (TP) 化 学 需 氧 量 (COD) 和 叶 绿 素 a(chl a) 质 量 浓 度 均 显 著 降 低 (P<0.05), 整 体 呈 两 侧 站 位 高 中 部 站 位 低 的 趋 势 ; 溶 解 氧 (DO) 质 量 浓 度 和 透 明 度 (SD) 显 著 升 高 ( P<0.05), 其 中 COD 和 Chl a 质 量 浓 度 分 别 降 低 18.75% 和 43.51%, 且 后 者 最 高 值 仅 为 1.55 μg L -1 ;DO 质 量 浓 度 和 透 明 度 (SD) 分 别 升 高 了 4.52% 和 8.09%; 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 后 该 海 域 水 质 明 显 改 善 该 研 究 结 果 为 瓦 氏 马 尾 藻 栽 培 及 利 用 大 型 海 藻 进 行 海 洋 水 质 环 境 修 复 提 供 理 论 依 据 关 键 词 瓦 氏 马 尾 藻 ; 规 模 化 养 殖 ; 生 长 ; 水 环 境 因 子 ; 生 态 修 复 中 图 分 类 号 S968 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1000-4890(2015)11-3214-07 Large scale cultivation of Sargassum vachellianum in the coast of Gouqi Island and its effects on water environmental factors. LIU Yuan yuan, ZHANG Jian wei, HAN Jun jun, WEI Zhang liang, WU Hai long, HUO Yuan zi, YU Ke feng, HE Pei min ** ( College of Life and Fisheries, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China). Chinese Journal of Ecolo gy, 2015, 34(11): 3214-3220. Abstract: In this paper, large scale cultivation of Sargassum vachellianum in sea field and its effects on water environmental factors were studied. The results showed that the suitable water depth for S. vachellianum growth was 1.5-2.5 m, and the optimal water depth was 2 m. The fronds of seaweeds grew faster in spring and autumn and declined in summer. In May 2014, the highest specific growth rate of cultivating fronds and wild fronds reached up to 6.8% d -1 and 5.9% d -1, respectively, and cultivating fronds grew faster and matured earlier than wild fronds. In 2014, the IN, IP, TN, TP, COD and Ch a mass concentrations in all stations except the 1st and 7th stations decreased significantly compared with in 2013 ( P<0.05). DO mass concentra tion and SD increased by 4.52% and 8.09% (P<0.05), and COD and Chl a mass concentration decreased by 18. 75% and 43. 51%, respectively, and the highest mass concentration of Chl a was about 1.55 μg L -1. The quality of the sea waters was improved significantly after S. vach ellianum cultivation. This study provided a theoretical basis for cultivation of S. vachellianum and sea water quality environment bioremediation with seaweeds. Key words: Sargassum vachellianum; large scale cultivation; growth; water environmental factors; bioremediation. 近 年 来, 海 洋 水 产 养 殖 业 作 为 海 洋 产 业 经 济 的 重 要 增 长 点 得 到 了 迅 速 发 展 然 而, 由 于 受 单 纯 经 济 利 益 的 驱 动, 在 片 面 追 求 高 产 量 和 高 效 益 的 同 时, 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 (2012BAC07B03) 资 助 通 讯 作 者 E mail: pmhe@ shou.edu.cn 收 稿 日 期 : 2015 04 01 接 受 日 期 : 2015 07 22 忽 略 了 养 殖 水 域 的 养 殖 容 量 生 态 平 衡 和 环 境 保 护 ( 吴 益 春 等,2006), 大 面 积 滤 食 性 贝 类 养 殖 对 附 近 海 域 营 养 盐 循 环 产 生 重 要 影 响, 致 使 水 体 富 营 养 化, 赤 潮 等 环 境 灾 害 频 繁 发 生 养 殖 业 本 身 也 因 受 到 资 源 匮 乏 环 境 污 染 产 品 质 量 病 害 等 困 扰, 而 难 以 持 续 高 效 快 速 健 康 发 展 ( 秦 培 兵 等,2001; 陈 聚 法 等,

刘 媛 媛 等 : 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 及 其 对 水 环 境 因 子 的 影 响 3215 2007) 素 有 贻 贝 之 乡 之 称 的 枸 杞 岛 附 近 海 域 存 在 大 面 积 贻 贝 养 殖, 且 规 模 逐 年 扩 大, 养 殖 面 积 从 2008 年 的 667 hm 2 增 至 2011 年 的 800 hm 2, 年 产 量 从 2008 年 的 4 10 7 kg 增 至 2011 年 的 6.5 10 7 kg, 致 使 附 近 海 域 富 营 养 化 严 重, 巨 大 的 天 然 海 藻 床 也 面 临 退 化 等 问 题 ( 柴 召 阳 等,2013) 瓦 氏 马 尾 藻 (Sargassum vachellianum) 属 于 褐 藻 门 (Phaeophyta) 墨 角 藻 目 ( Fucales) 马 尾 藻 科 ( Sargassaceae) 马 尾 藻 属 (Sargassum), 藻 体 呈 黄 褐 色, 主 要 分 布 在 我 国 东 南 沿 海 ( 曾 呈 奎 等, 1962; Tseng, 1983; 曾 呈 奎, 2000; 王 伟 定,2003) 据 柴 召 阳 等 (2013) 章 守 宇 等 (2007) 调 查, 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 藻 场 生 态 系 统 属 中 度 退 化 Ⅲ 类 退 化 级 别, 健 康 状 况 一 般, 瓦 氏 马 尾 藻 野 生 资 源 受 到 严 重 破 坏 大 型 海 藻 可 直 接 吸 收 包 括 碳 氮 磷 等 在 内 的 多 种 生 源 要 素, 海 藻 经 采 收 后 在 陆 地 上 被 利 用, 这 样 可 从 海 水 中 取 出 大 量 的 碳 氮 磷, 净 化 水 质 ( 杨 宇 峰 等,2003) 因 此, 研 究 海 水 养 殖 环 境 的 生 物 修 复 技 术 具 有 重 要 的 理 论 和 现 实 意 义 近 年 来 有 关 大 型 海 藻 栽 培 的 生 态 修 复 作 用 已 有 大 量 报 道 ( 徐 姗 楠 等,2008) 本 文 选 择 在 浙 江 省 枸 杞 岛 海 域 通 过 规 模 化 养 殖 瓦 氏 马 尾 藻 对 其 生 态 修 复 作 用 进 行 研 究, 旨 在 为 该 大 型 海 藻 的 栽 培 和 海 水 养 殖 环 境 的 生 物 修 复 技 术 提 供 技 术 支 撑 和 理 论 依 据 成 水 面 框 架 结 构, 浮 子 均 匀 固 定 在 主 绳 的 接 点 处, 框 架 的 4 个 顶 点 以 及 纵 向 主 绳 接 点 处 由 锚 固 定, 每 个 苗 网 由 4 根 吊 绳 固 定 均 匀 悬 浮 于 水 中, 沉 子 固 定 在 吊 绳 和 苗 网 的 连 接 处, 吊 绳 可 以 根 据 藻 种 调 整 苗 网 的 悬 浮 深 度 1 3 藻 体 挂 网 养 殖 实 验 用 藻 种 于 2013 年 8 月 初 采 自 枸 杞 岛 海 域, 将 藻 体 连 同 盘 状 固 着 器 一 同 采 下, 将 藻 体 固 定 到 2.5 m 2 m 的 网 帘 上, 平 均 每 张 网 夹 苗 约 280 株 将 夹 好 苗 的 网 帘 水 平 固 定 到 海 区 贻 贝 养 殖 区 筏 架 上, 放 置 水 深 约 2 m, 后 期 根 据 每 月 海 水 透 明 度 变 化 对 放 置 水 深 适 度 调 整, 同 时 对 网 上 杂 藻 和 沉 积 物 进 行 清 洗 每 月 随 机 选 取 10 张 网, 从 每 张 网 上 随 机 选 取 10 株 藻 体 测 量 湿 重, 并 观 察 生 殖 托 发 育 情 况, 同 时 测 量 水 温, 对 照 组 为 自 然 礁 石 上 的 瓦 氏 马 尾 藻, 按 式 (1) 计 算 特 定 生 长 率, 连 续 测 定 12 个 月 1 4 水 环 境 特 征 监 测 1 4 1 调 查 位 点 设 置 及 样 品 采 集 在 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 设 立 7 个 采 样 位 点 ( G1 G2 G3 G4 G5 G6 1 材 料 与 方 法 1 1 水 深 对 藻 体 生 长 影 响 的 实 验 实 验 用 成 藻 于 2013 年 7 月 初 采 自 枸 杞 岛 海 域, 选 取 生 长 状 态 良 好 且 规 格 相 近 的 藻 体 (2.0 ± 0.2) g 夹 在 聚 乙 烯 绳 上, 从 深 度 1 m 每 隔 0.5 m 夹 一 棵 藻 体, 设 置 10 个 深 度 水 平 将 夹 有 藻 体 的 聚 乙 烯 绳 悬 挂 到 枸 杞 岛 海 区 贻 贝 养 殖 筏 架 上, 绳 子 下 端 用 重 物 垂 下 每 周 观 察 一 次 藻 体 生 长 情 况 并 测 定 鲜 重, 按 下 式 计 算 藻 体 特 定 生 长 率 (SGR), 实 验 周 期 28 d SGR = (lnw t -lnw 0 ) / (t-t 0 ) 式 中,SGR 为 特 定 生 长 率 (% d -1 ),W 0 为 实 验 开 始 时 藻 体 鲜 重 (g),w t 为 实 验 结 束 时 藻 体 鲜 重 (g),t 为 实 验 结 束 时 的 天 数 ( d), t 0 为 实 验 开 始 时 的 天 数 (d) 1 2 海 区 养 殖 筏 架 设 计 与 制 作 如 图 1 所 示, 利 用 浮 子 主 绳 吊 绳 沉 子 苗 网 和 锚, 由 至 少 纵 向 3 条 和 横 向 3 条 主 绳 相 互 连 接 构 图 1 养 殖 筏 架 设 计 简 图 Fig.1 Breeding raft frame design 1. 浮 子,2. 主 绳,3. 吊 绳,4. 沉 子,5. 苗 网,6. 锚 图 2 采 样 位 点 示 意 图 Fig.2 Sampling sites

3216 生 态 学 杂 志 第 34 卷 第 11 期 G7)( 图 2), 分 别 于 2013 年 和 2014 年 的 5 月 份 采 集 水 样 进 行 相 关 指 标 的 测 定 对 比, 以 2013 年 5 月 为 养 殖 藻 体 时 的 水 样 为 对 照 1 4 2 相 关 指 标 及 测 定 方 法 温 度 盐 度 ph 值 和 溶 解 氧 使 用 HYDROLAB DS5X 多 功 能 水 质 分 析 仪 现 场 直 接 测 得 ; 透 明 度 采 用 塞 氏 盘 法 现 场 测 得 ; 化 学 需 氧 量 (COD) 采 用 碱 性 高 锰 酸 钾 法 测 定 ; 叶 绿 素 a 采 用 荧 光 分 光 光 度 法 测 定 ; 营 养 盐 通 过 SKALAR 水 质 流 动 监 测 分 析 仪 测 定 ; 总 氮 总 磷 采 用 过 硫 酸 钾 氧 化 法 测 定 1 5 数 据 处 理 采 用 Excel 2007 整 理 数 据 及 绘 制 图 形, SPSS 16.0 进 行 单 因 子 方 差 分 析 (one way ANOVA), 设 显 著 性 差 异 水 平 为 P < 0.05 数 据 以 平 均 值 ± 标 准 差 (X±SD) 表 示 2 结 果 与 分 析 2 1 水 深 对 藻 体 生 长 的 影 响 由 图 3 可 知, 随 着 深 度 的 增 加 瓦 氏 马 尾 藻 特 定 生 长 率 先 增 加 后 减 小, 最 大 值 出 现 在 2 m 处, 水 深 1 0 和 4.5 m 时 藻 体 生 长 基 本 停 滞, 在 3.5 和 5 m 处 生 长 率 有 小 幅 度 增 加,>5.5 m 时 藻 体 出 现 负 增 长 深 度 2.0 m 组 与 1.5 2.5 m 差 异 不 显 著 (P>0.05), 与 其 他 各 组 差 异 显 著 (P<0.05) 可 知, 瓦 氏 马 尾 藻 适 宜 生 长 水 深 为 1.5 ~ 2.5 m, 最 适 水 深 为 2.0 m 2 2 养 殖 筏 架 制 作 与 藻 体 挂 网 养 殖 生 长 情 况 在 枸 杞 岛 沿 岸 海 域 共 制 作 100 m 100 m 养 殖 筏 架 5 个, 海 区 养 殖 覆 盖 面 积 达 0.05 km 2 ( 图 4) 由 图 5 可 知, 整 体 来 看 瓦 氏 马 尾 藻 的 生 长 率 与 水 温 呈 一 定 的 正 相 关,2013 年 9 11 月 和 2014 年 4 6 月 瓦 氏 马 尾 藻 生 长 率 显 著 高 于 其 他 月 份 图 3 不 同 水 深 对 瓦 氏 马 尾 藻 特 定 生 长 率 的 影 响 Fig.3 Specific growth rate of Sargassum vachellianum in different water depths 不 同 字 母 代 表 差 异 显 著 (P<0.05) 图 4 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 筏 架 Fig.4 Sargassum vachellianum breeding raft frame (P<0 05), 此 时 平 均 水 温 在 15.6 ~ 24.1 范 围 内, 且 养 殖 藻 体 生 长 率 大 于 野 生 藻 体 生 长 率, 在 温 度 相 近 的 春 秋 季 节, 秋 季 生 长 率 小 于 春 季 养 殖 和 野 生 藻 体 最 高 生 长 率 均 出 现 在 2014 年 5 月, 最 大 特 定 生 长 率 分 别 达 6.8% d -1 和 5.9% d -1, 此 时 平 均 水 温 为 23 3 2014 年 1 2 月 藻 体 生 长 率 几 乎 为 零, 此 时 平 均 水 温 为 8.6 2013 年 8 月 养 殖 藻 体 生 长 率 明 显 低 于 野 生 藻 体, 几 乎 为 零,2014 年 7 月 藻 体 出 现 负 生 长 通 过 对 生 殖 托 的 持 续 观 察 发 现, 养 殖 藻 体 生 殖 托 在 5 月 已 开 始 成 熟, 而 野 生 藻 体 要 到 6 月, 养 殖 藻 体 比 野 生 藻 体 提 前 成 熟 近 20 d 可 见, 瓦 氏 马 尾 藻 生 长 与 水 温 密 切 相 关, 春 秋 季 节 生 长 相 对 较 快, 冬 季 仍 可 缓 慢 生 长, 夏 季 开 始 衰 败, 生 长 旺 盛 月 份 养 殖 藻 体 生 长 快 于 野 生 藻 体, 且 养 殖 藻 体 比 野 生 藻 体 提 前 成 熟 2 3 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 对 水 环 境 因 子 的 影 响 2 3 1 无 机 盐 浓 度 变 化 由 图 6 7 可 知, 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 2014 年 7 月 水 体 的 IN 质 量 浓 度 较 2013 年 明 显 降 低 ( P < 0. 05 ), 浓 度 变 化 范 围 为 0 699 ~ 0.923 mg L -1 IP ( 活 性 磷 ) 质 量 浓 度 变 化 范 围 为 0.021 ~ 0.03 mg L -1, 除 1 号 站 位 2014 年 IP 质 量 浓 度 比 2013 年 高, 其 他 站 位 2014 年 IP 和 IN 质 量 浓 度 比 2013 年 均 有 降 低,IP 和 IN 平 均 质 量 浓 度 分 别 降 低 了 14.04% 和 15.05% 参 照 水 质 标 准, 除 1 号 站 位 IP 质 量 浓 度 为 Ⅲ 类 水 质, 其 余 站 位 均 为 Ⅱ 类 水 质, 而 2013 年 为 Ⅲ 类 水 质 ;IN 质 量 浓 度 较 2013 年 均 有 所 降 低 整 体 趋 势 1 号 站 位 和 7 号 站 位 IN 与 IP 偏 高, 中 间 站 位 较 低 综 合 IP 和 IN 绝 对 量 可 以 看 出, 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 后 水 质 有 明 显 的 改 善 2 3 2 TN 和 TP 浓 度 变 化 由 图 8 9 可 知, 养 殖 区

刘 媛 媛 等 : 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 及 其 对 水 环 境 因 子 的 影 响 3217 图 5 Fig.5 瓦 氏 马 尾 藻 海 区 挂 网 养 殖 藻 体 及 野 生 藻 体 生 长 率 变 化 Changes of growth rate of sea area farming algae and wild algae 图 6 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 IN 浓 度 变 化 Fig.6 IN concentration changes of Sargassum vachellianum farming area 图 8 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 TN 浓 度 变 化 Fig.8 TN concentration changes of Sargassum vachellia 图 7 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 IP 浓 度 变 化 Fig.7 IP concentration changes of Sargassum vachellianum farming area TN TP 浓 度 分 布 趋 势 与 DIN( 溶 解 性 无 机 氮 ) 和 DIP ( 溶 解 性 无 机 磷 ) 的 相 似, 除 7 号 站 位,2014 年 TN 和 TP 质 量 浓 度 较 2013 年 均 显 著 降 低 (P<0.05), 整 体 呈 两 侧 站 位 高, 中 部 站 位 低 的 趋 势 根 据 DIN 和 DIP 的 监 测 结 果, 养 殖 区 无 机 氮 磷 分 别 占 到 TN 和 TP 的 31.54% ~ 57.64% 和 41.84% ~ 50.38% 2 3 3 DO 和 COD 浓 度 变 化 由 图 10 可 知, 与 2013 年 相 比,2014 年 3 4 号 站 位 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 图 9 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 TP 浓 度 变 化 Fig. 9 TP concentration changes of Sargassum vachellia DO 浓 度 显 著 增 高 ( P<0.05), 整 体 趋 势 与 活 性 磷 及 无 机 氮 分 布 相 对 应,1 号 和 7 号 站 位 DO 浓 度 较 养 殖 区 中 部 偏 高, 除 1 号 站 位 其 他 站 位 DO 质 量 浓 度 2014 年 较 2013 年 均 有 所 升 高, 平 均 DO 质 量 浓 度 升 高 了 4.52% 由 图 11 可 知,COD 质 量 浓 度 分 布 除 4 号 站 位 外, 其 他 站 位 整 体 浓 度 分 布 趋 势 与 DIP 及 DIN 相 对 应,1 号 和 7 号 站 位 较 养 殖 区 中 部 站 位 低, 与 2013 年 相 比 2014 年 平 均 COD 质 量 浓 度 降 低 了

3218 生 态 学 杂 志 第 34 卷 第 11 期 图 10 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 DO 浓 度 变 化 Fig.10 DO concentration changes of Sargassum vachellia 图 13 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 Chl a 浓 度 变 化 Fig. 13 Chl a concentration changes of Sargassum vach ellia 站 位 降 低 高 达 43. 51%, 且 数 值 较 低, 最 高 的 仅 为 1 55 μg L -1 3 讨 论 图 11 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 COD 浓 度 变 化 Fig.11 COD concentration changes of Sargassum vachellia 18 75%, 降 低 较 明 显 (P<0.05) 参 照 水 质 标 准, 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 场 养 殖 区 COD 处 于 Ⅰ 类 水 质 标 准 2 3 4 Chl a 和 透 明 度 ( SD) 变 化 由 图 12 可 知, 除 1 号 站 位, 其 他 站 位 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 2014 年 SD 较 2013 年 均 有 明 显 改 善 (P<0.05),SD 范 围 为 1 9~2.8 m, 平 均 透 明 度 提 高 8.09%, 且 SD 分 布 趋 势 与 DIN 和 DIP 的 分 布 趋 势 相 对 应, 表 现 为 1 号 和 7 号 站 位 SD 较 低, 藻 场 中 部 SD 较 高 由 图 13 可 知, 2 014 年 养 殖 区 Chl a 浓 度 明 显 降 低 ( P<0.05),5 号 图 12 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 透 明 度 SD 变 化 Fig.12 SD concentration changes of Sargassum vachellia 3 1 水 深 对 藻 体 生 长 的 影 响 水 体 深 度 对 藻 体 生 长 有 显 著 影 响, 在 一 定 程 度 上 影 响 了 马 尾 藻 种 群 的 生 长 和 繁 殖 格 局 ( 于 沛 民, 2007) 与 海 带 ( 于 永 强 等,2012) 硇 洲 马 尾 藻 ( 贾 柽,2012) 不 同, 瓦 氏 马 尾 藻 随 着 水 深 的 增 加 生 长 率 先 增 大 后 减 小,1.5 ~ 2.5 m, 最 适 水 深 为 2 m, 大 于 鼠 尾 藻 ( 胡 凡 光 等,2013) 的 适 宜 水 深 (0.4 ~ 0.6 m) 水 体 深 度 的 变 化 直 接 影 响 水 下 光 照 强 度 和 水 温, 深 度 增 加, 水 中 的 光 照 强 度 降 低, 藻 体 不 能 充 分 进 行 光 合 作 用 ; 而 水 深 过 浅 会 使 光 照 强 度 和 水 温 升 高 进 而 影 响 藻 体 生 长 ( 杨 彬 等,2013) 另 一 方 面, 水 体 不 同 深 度 海 水 的 压 力 溶 氧 量 营 养 盐 浓 度 以 及 沉 积 物 的 差 异 也 可 能 对 藻 体 生 长 产 生 一 定 影 响 ( 吴 祖 立 等,2013) Gafny 等 (1999) 研 究 发 现, 植 物 生 长 存 在 一 个 机 会 窗 (opportunity window), 在 一 定 的 水 深 范 围 内, 这 个 机 会 窗 就 会 打 开, 植 物 可 以 从 中 获 利 并 具 有 最 大 生 物 量, 超 过 这 个 范 围 生 物 量 便 会 下 降, 这 个 机 会 窗 反 映 了 在 一 定 水 深 范 围 内 光 照 水 温 水 压 等 各 种 环 境 因 子 的 最 佳 组 合, 植 物 在 这 种 条 件 下 生 长 最 快 因 此, 在 藻 场 构 建 及 藻 体 规 模 养 殖 过 程 中 要 选 择 合 适 的 水 体 深 度 从 而 提 高 海 藻 养 殖 和 藻 场 构 建 的 成 功 率 3 2 养 殖 筏 架 设 计 与 制 作 养 殖 筏 架 是 深 海 养 殖 的 重 要 工 程 技 术 装 备, 筏 架 的 抗 风 能 力 以 及 养 殖 藻 体 的 产 量 和 质 量 是 鉴 定 筏 架 好 坏 的 重 要 指 标 ( 谢 贞 优 等,2013) 王 经 坤 等 (2008) 研 究 发 现, 通 过 选 择 加 强 的 PVC 材 料 缆 索 可 以 增 强 筏 架 的 抗 风 浪 能 力 本 设 计 使 用 耐 受 性 较 好

刘 媛 媛 等 : 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 及 其 对 水 环 境 因 子 的 影 响 的 绳 索 并 增 加 了 主 绳 结 构 设 计, 筏 架 强 度 大 大 增 加, 使 用 寿 命 和 抗 风 浪 能 力 显 著 增 强 褚 红 永 等 (1997) 使 用 简 单 的 筏 架 养 殖 羊 栖 菜 并 取 得 成 功, 但 该 筏 架 对 养 殖 藻 种 有 较 大 限 制, 养 殖 深 度 无 法 调 节 本 设 计 增 加 可 调 式 吊 绳 设 计, 可 根 据 不 同 养 殖 需 求 调 节 最 佳 深 度, 使 养 殖 藻 体 处 于 一 个 相 对 稳 定 的 最 适 深 度, 海 藻 的 养 殖 效 率 和 成 功 率 大 大 提 高, 并 减 少 了 筏 架 对 养 殖 藻 种 的 限 制, 使 筏 架 的 使 用 范 围 大 大 增 加 3 3 藻 体 挂 网 养 殖 对 瓦 氏 马 尾 藻 一 年 的 养 殖 过 程 发 现, 藻 体 生 长 率 与 水 温 呈 现 一 定 的 正 相 关, 春 秋 季 节 生 长 相 对 较 快, 这 与 霍 元 子 等 (2010) 对 真 江 蓠 (Gracilaria verru cosa) 的 研 究 结 果 相 似 在 温 度 相 近 的 春 秋 月 份, 春 季 生 长 率 大 于 秋 季, 这 个 可 能 是 因 为 秋 季 光 照 时 长 及 海 水 透 明 度 小 于 春 季, 也 说 明 藻 类 生 长 受 多 种 环 境 因 子 综 合 影 响 在 平 均 水 温 23.3 时 藻 体 生 长 率 最 大, 最 大 特 定 生 长 率 达 6.8% d -1, 大 于 室 内 的 5.8% d -1 ( 张 建 伟 等,2014), 这 可 能 是 因 为 室 内 无 海 流 潮 汐 等 因 素 对 瓦 氏 马 尾 藻 生 长 的 促 进 作 用 本 研 究 中 瓦 氏 马 尾 藻 的 零 生 长 低 温 值 为 8.6, 这 与 孔 石 莼 和 鼠 尾 藻 的 零 生 长 低 温 值 (9.98 和 6 ) 相 近 ( 刘 静 雯 等,2001; 胡 凡 光 等,2013a) 在 生 长 旺 盛 月 份 养 殖 藻 体 生 长 率 明 显 高 于 野 生 藻 体, 这 与 邹 吉 新 等 (2005) 对 鼠 尾 藻 的 研 究 结 果 一 致 2013 年 8 月 养 殖 藻 体 生 长 率 明 显 低 于 野 生 藻 体, 几 乎 为 零, 这 可 能 是 因 为 在 进 行 网 上 加 苗 时 一 定 时 间 的 干 出 及 物 理 损 伤 影 响 了 生 长, 具 体 原 因 还 需 进 一 步 研 究 2014 年 7 月 藻 体 因 腐 烂 衰 败 导 致 负 生 长, 这 与 胡 凡 光 (2013b) 对 鼠 尾 藻 的 研 究 相 似, 他 认 为 这 是 由 温 度 的 持 续 升 高 造 成 的 ; 另 外, 藻 体 放 撒 完 孢 子 完 成 繁 殖 过 程 后 出 现 程 序 性 死 亡 也 是 一 个 重 要 原 因 ( 潘 瑞 炽 等,1995) 通 过 对 生 殖 托 的 持 续 观 察 发 现, 养 殖 藻 体 生 殖 托 在 5 月 开 始 成 熟, 而 野 生 藻 体 要 到 6 月, 养 殖 藻 体 生 殖 托 比 野 生 藻 体 提 前 成 熟 近 20 天 徐 金 根 (2013) 发 现, 深 圳 杨 梅 坑 海 域 瓦 氏 马 尾 藻 在 4 月 便 已 成 熟, 比 浙 江 枸 杞 岛 海 域 藻 体 提 前 近 一 个 月 成 熟 影 响 藻 类 生 殖 托 成 熟 的 环 境 因 子 主 要 是 温 度 和 光 照, 养 殖 藻 体 较 优 越 的 光 照 强 度 及 深 圳 杨 梅 坑 海 域 水 温 较 高 是 藻 体 成 熟 较 早 的 主 要 原 因 利 用 提 前 成 熟 的 藻 体 进 行 人 工 育 苗 可 以 尽 快 获 得 较 大 的 苗 体, 使 其 在 夏 季 高 温 来 临 前 下 海 生 长 从 而 大 幅 提 高 幼 苗 3219 成 活 率 本 研 究 通 过 一 年 的 养 殖 获 得 大 量 的 成 熟 藻 体, 将 其 固 定 到 岩 礁 旁 通 过 释 放 孢 子 实 现 自 然 附 苗 进 而 达 到 藻 体 增 殖 的 目 的 大 型 海 藻 与 海 洋 动 物 混 养 是 延 缓 水 质 富 营 养 化 和 净 化 养 殖 环 境 的 有 效 措 施 之 一 ( Ahn et al., 1998; 费 修 绠 等, 2000; 申 玉 春 等, 2010) 在 贻 贝 之 乡 枸 杞 岛 海 域 具 有 大 规 模 的 贻 贝 养 殖 区, 在 该 海 域 进 行 瓦 氏 马 尾 藻 的 养 殖, 可 以 有 效 地 降 低 水 体 营 养 盐 的 浓 度, 维 持 水 体 中 较 高 的 溶 解 氧, 进 而 获 得 贝 藻 双 丰 收 贝 藻 混 养 还 可 以 提 高 该 海 域 生 态 系 统 的 多 样 性, 而 多 样 性 高 的 生 态 系 统 具 有 较 好 的 稳 定 性, 因 此 可 通 过 构 建 多 元 化 立 体 养 殖 模 式 实 现 可 持 续 发 展 ( Liu et al.,2010) 瓦 氏 马 尾 藻 为 多 年 生 藻 种, 其 假 根 可 以 在 适 宜 的 环 境 下 长 出 新 的 枝 叶, 因 此 养 殖 网 帘 可 以 进 行 多 年 养 殖 利 用, 经 过 多 年 的 成 藻 移 植 有 望 实 现 藻 场 的 修 复 与 重 建 但 是, 要 达 到 养 殖 藻 体 的 快 速 生 长, 需 要 在 海 水 透 明 度 发 生 变 化 时 对 网 帘 放 置 深 度 进 行 调 整 ; 另 外, 由 于 网 帘 易 被 杂 藻 及 沉 积 物 附 着, 需 要 定 期 进 行 人 工 清 理, 耗 费 一 定 的 人 力 财 力 因 此, 寻 找 更 合 适 的 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 方 法 将 成 为 以 后 研 究 的 新 课 题 3 4 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 对 水 环 境 因 子 的 影 响 大 型 海 藻 对 富 营 养 化 海 区 的 生 态 修 复 作 用 主 要 通 过 对 水 体 氮 磷 等 营 养 盐 的 吸 收 来 实 现 ( 徐 珊 楠 等,2006) 与 2013 年 相 比,2014 年 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 平 均 TN TP IP 和 IN 质 量 浓 度 比 2013 年 明 显 降 低,IP 和 IN 平 均 质 量 浓 度 分 别 降 低 了 14.04% 和 15.05%, 说 明 养 殖 的 瓦 氏 马 尾 藻 对 养 殖 区 IP 和 IN 具 有 一 定 的 吸 收 作 用 这 与 汤 坤 贤 等 (2005) 对 龙 须 菜 的 研 究 结 果 一 致 而 IP 和 IN 去 除 效 率 低 于 徐 姗 楠 等 (2008) 对 真 江 蓠 的 研 究 结 果, 这 可 能 是 因 为 本 研 究 中 养 殖 区 为 开 放 性 海 域, 水 流 交 换 相 对 较 强 平 均 DO 质 量 浓 度 升 高 了 4.52%, 平 均 COD 质 量 浓 度 降 低 了 18.75%, 说 明 瓦 氏 马 尾 藻 通 过 光 合 作 用 产 生 的 O 2 增 加 了 筏 式 养 殖 海 域 养 殖 区 DO 的 浓 度 研 究 结 果 与 权 伟 等 (2015) 对 鼠 尾 藻 羊 栖 菜 的 研 究 结 果 一 致 平 均 透 明 度 显 著 提 高 8.09%,Chl a 浓 度 明 显 降 低, 说 明 瓦 氏 马 尾 藻 的 大 量 生 长 可 有 效 抑 制 水 中 微 藻 的 繁 殖, 与 王 悠 等 (2006) 对 石 莼 和 江 蓠 的 研 究 结 果 一 致 光 合 水 生 生 物 生 长 受 营 养 盐 二 氧 化 碳 光 照 等 非 生 物 因 素 的 影 响 ( 邹 定 辉 等, 2002; 董 双 林 等,2008), 大 型 海 藻 通 过 对 这 些 环 境 因 素 的 竞 争 可 以 抑 制 微 藻 的 生 长 繁 殖 ( 南 春 容 等,

3220 生 态 学 杂 志 第 34 卷 第 11 期 2004; 陈 雷 等,2009) 瓦 氏 马 尾 藻 不 仅 可 以 和 微 藻 竞 争 营 养 盐 光 CO 2 等, 而 且 其 本 身 的 大 量 树 状 侧 枝 可 以 形 成 一 个 过 滤 结 构, 对 微 藻 类 起 到 过 滤 吸 附 的 作 用 IP IN COD Chl a 浓 度 整 体 呈 两 侧 站 位 高, 中 部 站 位 低 的 趋 势 而 DO 和 SD 整 体 呈 两 侧 站 位 低, 中 部 站 位 高 的 趋 势 这 可 能 是 因 为 两 侧 站 位 一 边 靠 近 岸 边 生 活 污 水 污 染 较 重 而 另 一 边 养 殖 藻 体 稀 疏 的 缘 故 参 照 海 水 水 质 标 准,2014 年 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 COD 质 量 浓 度 处 于 Ⅰ 类 水 质 标 准, 说 明 瓦 氏 马 尾 藻 养 殖 区 水 质 明 显 改 善, 但 IN DO 浓 度 处 于 Ⅳ 类 水 质 标 准, 所 以, 该 海 域 生 态 修 复 形 式 严 峻, 仍 需 扩 大 瓦 氏 马 尾 藻 的 养 殖 面 积 参 考 文 献 曾 呈 奎, 张 德 瑞, 张 峻 甫, 等. 1962. 中 国 经 济 海 藻 志. 北 京 : 科 学 出 版 社. 曾 呈 奎. 2000. 中 国 海 藻 志 ( 第 3 卷 ). 褐 藻 门 ( 第 3 册 ). 墨 角 藻 目. 北 京 : 科 学 出 版 社. 柴 召 阳, 霍 元 子, 于 克 锋, 等. 2013. 枸 杞 岛 瓦 氏 马 尾 藻 藻 场 生 态 系 统 健 康 评 价. 海 洋 环 境 科 学, 32(3): 386-389. 陈 雷, 徐 兆 礼, 姚 炜 民, 等. 2009. 口 春 季 营 养 盐 浮 游 植 物 和 浮 游 动 物 的 分 布. 生 态 学 报, 29(3): 1571-1577. 陈 聚 法, 赵 俊, 孙 耀, 等. 2007. 桑 沟 湾 贝 类 养 殖 水 域 沉 积 物 再 悬 浮 的 动 力 机 制 及 其 对 水 体 中 营 养 盐 的 影 响. 海 洋 水 产 研 究, 28(3): 105-111. 褚 红 永, 衣 景 来, 张 学 仁, 等. 1997. 羊 栖 菜 筏 式 养 殖 试 验 报 告. 齐 鲁 渔 业, 14(4): 18-20. 董 双 林, 赵 文. 2008. 养 殖 水 域 生 态 学. 北 京 : 中 国 农 业 出 版 社. 费 修 绠, 鲍 鹰, 卢 山. 2000. 海 藻 栽 培 传 统 方 式 及 其 改 造 途 径. 海 洋 与 湖 沼, 31(5): 575-580. 胡 凡 光, 王 志 刚, 李 美 真, 等. 2013. 鼠 尾 藻 池 塘 秋 冬 季 栽 培 生 态 观 察. 渔 业 科 学 进 展, 34(1): 151-158. 胡 凡 光, 王 志 刚, 李 美 真, 等. 2013. 鼠 尾 藻 池 塘 栽 培 生 态 观 察. 渔 业 科 学 进 展, 34(6): 124-132. 霍 元 子, 徐 姗 婻, 张 建 恒, 等. 2010. 真 江 蓠 杭 州 湾 海 域 栽 培 试 验 及 生 态 因 子 对 藻 体 生 长 的 影 响. 海 洋 科 学, 34(8): 23-28. 贾 柽. 2012. 基 于 人 工 育 苗 的 硇 洲 马 尾 藻 增 殖 与 移 殖 ( 硕 士 学 位 论 文 ). 湛 江 : 广 东 海 洋 大 学. 刘 静 雯, 董 双 林, 马 甡. 2001. 温 度 和 盐 度 对 几 种 大 型 海 藻 生 长 率 和 NH + 4 N 吸 收 的 影 响. 海 洋 学 报 : 中 文 版, 23(2): 109-116. 南 春 容, 董 双 林. 2004. 大 型 海 藻 孔 石 莼 抑 制 浮 游 微 藻 生 长 的 原 因 初 探 种 群 密 度 及 磷 浓 度 的 作 用. 中 国 海 洋 大 学 学 报, 34(1): 48-54. 潘 瑞 炽, 董 愚 得. 1995. 植 物 生 理 学. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社. 秦 培 兵, 卢 继 武. 2001. 滤 食 性 贝 类 对 浅 海 养 殖 系 统 中 营 养 盐 循 环 的 影 响. 海 洋 科 学, 25(5): 27-29. 权 伟, 应 苗 苗, 康 华 靖, 等. 2015. 大 型 海 藻 养 殖 对 水 体 DO 含 量 的 影 响. 中 国 农 学 通 报, 34(5): 59-62. 申 玉 春, 陈 文 霞, 朱 春 华, 等. 2010. 流 沙 湾 养 殖 结 构 优 化 与 生 态 环 境 生 物 修 复 技 术. 水 产 学 报, 34 ( 7): 1051-1061. 汤 坤 贤, 游 秀 萍, 林 亚 森, 等. 2005. 龙 须 菜 对 富 营 养 化 海 水 的 生 物 修 复. 生 态 学 报, 25(11): 3044-3051. 王 悠, 俞 志 明, 宋 秀 贤, 等. 2006. 大 型 海 藻 与 赤 潮 微 藻 以 及 赤 潮 微 藻 之 间 的 相 互 作 用 研 究. 环 境 科 学, 27( 2): 274-280. 王 经 坤, 刘 镇 昌, 杨 红 生. 2008. 筏 式 养 殖 筏 架 虚 拟 设 计 及 仿 真 研 究. 渔 业 现 代 化, 35(1): 32-35. 王 伟 定. 2003. 浙 江 省 马 尾 藻 属 和 羊 栖 菜 属 的 调 查 研 究. 上 海 水 产 大 学 学 报, 12(3): 227-232. 吴 益 春, 赵 元 凤, 吕 景 才, 等. 2006. 海 水 养 殖 环 境 生 物 修 复 研 究 进 展. 生 物 技 术 通 报, (S1): 138-140, 146. 吴 祖 立, 毕 远 新, 陈 彦, 等. 2013. 庙 子 湖 岛 人 工 藻 礁 修 复 示 范 区 内 外 海 域 夏 季 大 型 底 栖 生 物 群 落 结 构. 生 态 学 杂 志, 32(4): 959-967. 谢 贞 优, 骆 其 君, 张 美. 2013. 我 国 海 藻 抗 风 浪 养 殖 研 究 进 展. 宁 波 大 学 学 报 : 理 工 版, 26(4): 13-16. 徐 金 根. 2013. 三 种 马 尾 藻 繁 殖 的 初 步 研 究 ( 硕 士 学 位 论 文 ). 上 海 : 上 海 海 洋 大 学. 徐 姗 楠, 何 培 民. 2006. 我 国 赤 潮 频 发 现 象 分 析 与 海 藻 栽 培 生 物 修 复 作 用. 水 产 学 报, 30(4): 554-561. 徐 姗 楠, 温 珊 珊, 吴 望 星, 等. 2008. 真 江 蓠 (Gracilaria verru cosa) 对 网 箱 养 殖 海 区 的 生 态 修 复 及 生 态 养 殖 匹 配 模 式. 生 态 学 报, 28(4): 1466-1475. 杨 彬, 谢 恩 义, 曲 元 凯. 2013. 不 同 环 境 因 子 对 莫 氏 马 尾 藻 幼 苗 生 长 和 光 合 色 素 的 影 响. 南 方 水 产 科 学, 9(4): 39-44. 杨 宇 峰, 费 修 绠. 2003. 大 型 海 藻 对 富 营 养 化 海 水 养 殖 区 生 物 修 复 的 研 究 与 展 望. 青 岛 海 洋 大 学 学 报 : 自 然 科 学 版, 33(1): 53-57. 于 沛 民. 2007. 人 工 藻 礁 的 选 型 与 藻 类 附 着 效 果 的 初 步 研 究 ( 硕 士 学 位 论 文 ). 青 岛 : 中 国 海 洋 大 学. 于 永 强, 张 全 胜, 唐 永 政, 等. 2012. 马 尾 藻 种 群 生 活 史 性 状 时 空 变 化 的 研 究 进 展. 水 产 科 学, 31(7): 437-443. 张 建 伟, 刘 媛 媛, 吴 海 龙, 等. 2014. 环 境 因 子 对 瓦 氏 马 尾 藻 生 长 及 光 合 作 用 的 影 响. 中 国 水 产 科 学, 21(6): 1227-1235. 章 守 宇, 汪 振 华, 林 军, 等. 2007. 枸 杞 岛 海 藻 场 夏 秋 季 的 渔 业 资 源 变 化. 海 洋 水 产 研 究, 28(1): 45-52. 邹 定 辉, 高 坤 山. 2002. 高 CO 2 浓 度 对 大 型 海 藻 光 合 作 用 及 有 关 过 程 的 影 响. 生 态 学 报, 22(10): 1750-1757. 邹 吉 新, 李 源 强, 刘 雨 新, 等. 2005. 鼠 尾 藻 的 生 物 学 特 性 及 筏 式 养 殖 技 术 研 究. 齐 鲁 渔 业, 22(3): 25-28. Ahn O, Petrell RJ, Harrison PJ. 1998. Ammonium and nitrate uptake by Laminaria saccharina and Nereocystis luetkeana originating from a salmon sea cage farm. Journal of Applied Phycology, 104: 333-340. Gafny S, Gasith A. 1999. Spatially and temporally sporadic ap pearance of macrophytes in the littoral zone of Lake Kinne ret, Israel: Taking advantage of a window of opportunity. 1. A contribution of the Institute for Nature Conservation Re search. Aquatic Botany, 62: 249-267. Liu JG, Wang ZF, Lin W. 2010. De eutrophication of effluent wastewater from fish aquaculture by using marine green alga Ulva pertusa. Chinese Journal of Oceanology and Limnolo gy, 28: 201-208. 作 者 简 介 刘 媛 媛, 女,1990 年, 硕 士 研 究 生, 主 要 研 究 方 向 为 海 洋 生 态 环 境 修 复 E mail: 18817771273@ 163.com 责 任 编 辑 李 凤 芹