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富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中的鰱、鳙控藻問(wèn)題:爭(zhēng)議與共識(shí)

發(fā)表時(shí)間:2021/10/01 08:59:13  來(lái)源:湖泊科學(xué)雜志,2016,28期  瀏覽次數(shù):23093  
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富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中的鰱、鳙控藻問(wèn)題:爭(zhēng)議與共識(shí)
劉其根 張真
(上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院, 上海 201306)
摘要:我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理方向正在從污染控制走向湖泊的生態(tài)修復(fù)與管理, 因此以鰱、鳙為主導(dǎo)的非經(jīng)典生物操縱技術(shù)受到了關(guān)注和重視.然而, 鰱、鳙控藻的研究有成敗兩方面的案例, 導(dǎo)致人們對(duì)能否利用鰱、鳙控制富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中藻類的過(guò)度增長(zhǎng)的看法仍有分歧.本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大量相關(guān)研究案例進(jìn)行剖析, 指出了導(dǎo)致鰱、鳙控藻試驗(yàn)產(chǎn)生不同結(jié)果的可能原因, 提出了對(duì)鰱、鳙控藻研究可以得到的共識(shí), 以便為我國(guó)湖泊環(huán)境的管理和保護(hù)提供借鑒.
關(guān)鍵詞湖泊 富營(yíng)養(yǎng)化 藻類過(guò)度增長(zhǎng) 藻類控制
Controlling the nuisance algae by silver and bighead carps in eutrophic lakes:disputes and consensus
LIU Qigen , ZHANG Zhen
Abstract: Treatment of lake eutrophication is shifting from pollution control towards restoration and management of lake ecosystems in China, so it has drawn much attention of the non-traditional biomanipulation based on the role of silver carp and bighead carp in lakes. However, there are both successful and unsuccessful cases over the use of silver carp and bighead carp in controlling nuisance algae, which has led to the discrepancy over the feasibility of its usage. In this paper, we analyzed many studies that tested the effects of silver carp and bighead carp on algal production, pinpointed out the possible causes leading to the different results in these case studies, and tried to reach a consensus over the use of silver carp and bighead carp to control algal over growing in eutrophic lakes. We hope this effort could play a role in helping the environmental management and protection of lakes in China.
Keywords: Lakes eutrophication silver carp bighead carp cyanobacterial bloom control of nuisance algae


鰱和鳙是我國(guó)最常見、也是世界上養(yǎng)殖產(chǎn)量最大的兩種淡水經(jīng)濟(jì)魚類[1].鰱、鳙、青魚和草魚被并稱為“四大家魚”,在我國(guó)的淡水漁業(yè)發(fā)展史上具有舉足輕重的地位.鰱和鳙,不但曾是我國(guó)池塘的主要養(yǎng)殖魚類,也被廣泛用于全國(guó)各地湖泊(含水庫(kù),下同)的增殖放流,其在一些湖泊的漁產(chǎn)量中??烧嫉?0 %以上(如鰱、鳙在浙江千島湖占到全湖漁產(chǎn)量的50 %以上,而在武漢東湖占到90 %以上[2]).因此鰱、鳙無(wú)疑是我國(guó)湖泊中最具影響的優(yōu)勢(shì)魚類類群,也是我國(guó)湖泊食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)區(qū)別于國(guó)外湖泊的最顯著特征[3].

然而,人們對(duì)鰱、鳙的興趣并不只限于其漁業(yè)利用價(jià)值.由于鰱、鳙主要以浮游生物為食,因而利用鰱、鳙控制富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中藻類的過(guò)度增長(zhǎng)或藍(lán)藻水華的可能性也早已引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛興趣[4-6].利用鰱、鳙控藻的這一技術(shù)現(xiàn)在也都以“非經(jīng)典生物操縱”而廣為人們所熟知[7],然而人們對(duì)鰱、鳙能否控藻的認(rèn)識(shí)卻始終存有爭(zhēng)議,至今未達(dá)成共識(shí).實(shí)際上,關(guān)于鰱、鳙生態(tài)學(xué)效應(yīng)或影響的國(guó)內(nèi)外研究可謂不少,但令人遺憾的是,這些研究結(jié)果之間常相互矛盾,不但使開展這些研究的學(xué)者們對(duì)其認(rèn)識(shí)不能達(dá)成統(tǒng)一,也會(huì)使廣大讀者對(duì)這些結(jié)果感到莫衷一是,致使對(duì)鰱、鳙控藻的意見分歧在國(guó)內(nèi)外都長(zhǎng)期和廣泛存在.這些分歧意見的存在,或可使鰱、鳙對(duì)水環(huán)境的積極作用得不到應(yīng)有的應(yīng)用或使其負(fù)面作用得不到有效規(guī)避,或使一些不當(dāng)?shù)乃h(huán)境管理政策被推出.因此盡早對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行明確解答或形成共識(shí),對(duì)我國(guó)的水環(huán)境保護(hù)具有重要的意義.

為了幫助人們解答“鰱、鳙究竟能否控藻”的疑惑,筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外大量相關(guān)研究的分析提出并嘗試回答以下幾個(gè)問(wèn)題:為什么不同的研究者得到的結(jié)果會(huì)如此迥異甚至完全對(duì)立?對(duì)現(xiàn)有眾多的鰱、鳙控藻研究進(jìn)行分析總結(jié),能否達(dá)成共識(shí)?如果現(xiàn)有的證據(jù)還不足以形成共識(shí),那么今后應(yīng)開展怎樣的研究才能有助于問(wèn)題(分歧)的真正解決?

1 鰱、鳙控藻問(wèn)題的提出及其界定

利用鰱、鳙控制富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中藻類的過(guò)度增長(zhǎng),是在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日趨普遍之后才被提出并逐漸受到關(guān)注的.早在1970s 1980s,國(guó)際上就已有對(duì)鰱、鳙控藻的研究[4, 8-10],我國(guó)也在1980s開始關(guān)注和研究鰱、鳙控藻的問(wèn)題[11-12].藻類的過(guò)度增長(zhǎng),特別是藍(lán)藻水華的暴發(fā),常被認(rèn)為是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的最惡劣表征,不但嚴(yán)重影響湖泊水質(zhì),也會(huì)對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生影響,因而是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制的一個(gè)重要方面.由于鰱、鳙能夠?yàn)V食藻類,因此能否利用鰱、鳙來(lái)控制富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中的藻類過(guò)度增長(zhǎng)問(wèn)題自然就成為了國(guó)內(nèi)外研究者極感興趣的一個(gè)議題.

本文所要探討的鰱、鳙控藻問(wèn)題,是指在污染源已得到基本控制(即點(diǎn)源污染已得到有效控制、非點(diǎn)源和內(nèi)源污染將是主要影響因素)的湖泊,能否利用鰱、鳙來(lái)控制藻類的過(guò)度增長(zhǎng),或預(yù)防控制藍(lán)藻水華暴發(fā)的問(wèn)題.即探討鰱、鳙能否控藻時(shí),不應(yīng)包括那些連點(diǎn)源污染都尚未得到有效控制的湖泊,因?yàn)樵跊](méi)有控制污染源的湖泊,僅通過(guò)鰱、鳙放養(yǎng)來(lái)控制其藻類的過(guò)度增長(zhǎng)是有難度的.現(xiàn)有的共識(shí)是:污染源的控制是富營(yíng)養(yǎng)化防治的前提.而在污染源已得到基本控制的湖泊,之所以仍需要借助鰱、鳙來(lái)控藻,是因?yàn)榧词裹c(diǎn)源污染得到較好的控制,其水質(zhì)也并非一定能得到及時(shí)的改善,相反,這些湖泊仍可能會(huì)因?yàn)閬?lái)自流域的大量面源污染或湖泊自身的內(nèi)源性污染,導(dǎo)致藻類出現(xiàn)異常增長(zhǎng),甚至暴發(fā)藍(lán)藻水華,因此借助生物操縱等措施來(lái)預(yù)防控制藻類的過(guò)度增長(zhǎng)和改善水質(zhì)仍可能是非常必要的.這也是我國(guó)湖泊利用鰱、鳙控藻的主要應(yīng)用場(chǎng)景.即鰱、鳙控藻應(yīng)是湖泊環(huán)境管理的一種手段,是對(duì)外部污染控制的有效補(bǔ)充.

2 鰱、鳙控藻試驗(yàn)研究的典型案例

有關(guān)鰱、鳙控藻的研究,國(guó)內(nèi)外都有大量的案例.謝平的《鰱、鳙與藻類水華控制》[7]已給出了國(guó)內(nèi)外的很多研究案例,有興趣的讀者可以參考.然而,由于這些案例還不足以消除人們對(duì)鰱、鳙能否控藻的意見分歧,故本文將給出更多的研究案例,旨在幫助讀者進(jìn)一步了解鰱、鳙控藻研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展,以幫助人們盡早達(dá)成對(duì)鰱、鳙控藻的共識(shí).由于鰱、鳙控藻有成敗兩方面的案例,因此解決對(duì)鰱、鳙控藻的分歧,也必須從正反兩方面的案例研究入手.

2.1 鰱、鳙控藻的失敗案例

大連水產(chǎn)學(xué)院史為良教授及其同事的研究,是國(guó)內(nèi)最早開展的鰱、鳙控藻試驗(yàn)之一.該研究于1982年5-7月進(jìn)行[11],利用水庫(kù)岸邊的8個(gè)3 m3(面積約2 m2,深1.5 m)的水泥池,分A、B兩組同時(shí)進(jìn)行. A組池底加入半寸左右厚度的水庫(kù)底泥,B組不加.試驗(yàn)池內(nèi)注入庫(kù)水,分別以0、6、18和36尾/m3的密度放養(yǎng)平均全長(zhǎng)10.2 cm的鰱、鳙魚種(鰱、鳙之比為2 :1).同時(shí)在水庫(kù)庫(kù)區(qū)同一網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域選定10個(gè)相鄰網(wǎng)箱,分別以每箱(規(guī)格7 m×4 m×1.8 m)0、0.6、1.0和1.5萬(wàn)尾的密度放養(yǎng)全長(zhǎng)10 cm左右的鰱、鳙魚種,分C、D兩組進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)照.每5 d測(cè)定1次水化學(xué)和水生生物組成指標(biāo).每次采樣時(shí)間為15:00-15:30.網(wǎng)箱試驗(yàn)期間不洗箱,水流交換很弱,微量測(cè)流儀已測(cè)不出流速.網(wǎng)箱試驗(yàn)前、后各進(jìn)行1次水化學(xué)和水生生物組成指標(biāo)的測(cè)定.試驗(yàn)周期(在水泥池和網(wǎng)箱)均為20 d.研究結(jié)果表明,放養(yǎng)鰱、鳙使水體初級(jí)產(chǎn)量、浮游植物生物量和P/B系數(shù)大幅度上升.其中,密養(yǎng)池變化幅度大于稀養(yǎng)池,A組強(qiáng)于B組.同樣,魚種密度較高的網(wǎng)箱內(nèi),浮游植物生物量、生產(chǎn)量和P/B系數(shù)等均未因鰱、鳙攝食而相應(yīng)減少,附著藻類卻明顯比未養(yǎng)魚的空箱多,且箱內(nèi)浮游植物生物量、生產(chǎn)量和P/B系數(shù)也稍高于箱外.此外,隨著放養(yǎng)密度達(dá)到一定量后,水體中的浮游植物明顯小型化,優(yōu)勢(shì)種也發(fā)生了明顯的變化.以A組為例,未養(yǎng)魚的A1號(hào)池,浮游植物的細(xì)胞數(shù)為140×104 cells/mg,而在放養(yǎng)36尾/m3的A2號(hào)池,浮游植物的數(shù)量則達(dá)到2650×104 cells/mg.隨著放養(yǎng)密度的增加,浮游動(dòng)物生物量下降,且也出現(xiàn)小型化.而魚類生長(zhǎng)隨密度增加而變差.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鰱、鳙不能控制水體中的藻類數(shù)量.

此后,中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所的阮景榮研究員及其同事于1994年前后也在實(shí)驗(yàn)室水族箱條件下開展了鰱、鳙控藻的研究[13].他們選用了12個(gè)60 L的水族箱,分3個(gè)實(shí)驗(yàn)組(Ⅱ組為鰱鳙混養(yǎng),Ⅲ組為鰱單養(yǎng),Ⅳ組為鳙單養(yǎng))和1個(gè)對(duì)照組(Ⅰ組),每組設(shè)3個(gè)重復(fù),水族箱添加以活性炭過(guò)濾過(guò)的自來(lái)水配置的一種被稱為WC的藻類培養(yǎng)基,水深為31 cm,并接種羅非魚實(shí)驗(yàn)留下的混合藻類培養(yǎng)液,接種的初始密度為0.15×105 cells/L,接種的藻類有顫藻(Oscillatoria sp.)、鐮形纖維藻(Ankistrodesmus falcatus)、菱形藻(Nitzschia sp.)、柵藻(Scenedesmus sp.)、小球藻(Chlorella sp.)、衣藻(Chlamydomonas sp.)等,其中顫藻占80 %以上.藻類接種后第3周,引入大型溞(Daphnia magna),密度為每個(gè)水族箱22個(gè)成體.在接種大型溞后第4周再放養(yǎng)規(guī)格分別為2.5~3.5 cm的鰱、鳙魚種,放養(yǎng)密度平均為15 g/m3.其中兩組為鰱和鳙單養(yǎng),兩組為鰱和鳙混養(yǎng),實(shí)驗(yàn)共持續(xù)27周,其中鰱、鳙放養(yǎng)后實(shí)驗(yàn)持續(xù)了21周.為了能使接種藻類生長(zhǎng),每個(gè)水族箱都配備了5000~6000 lx的光照,光照時(shí)間為12 h/d.水族箱水溫控制在25℃左右,每周采樣1次用于水生生物和水化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定,每周于采樣后給各水族箱補(bǔ)充等量的營(yíng)養(yǎng)物和自來(lái)水,其營(yíng)養(yǎng)物補(bǔ)充量按照WC培養(yǎng)基用量的1 % ~5 %逐漸增加,實(shí)驗(yàn)期間的平均磷負(fù)荷為0.0061 g/(m3·d).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鰱、鳙引入微型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)后,大型溞密度降低,而浮游植物密度增高,其消長(zhǎng)幅度以單養(yǎng)鳙組最高,同時(shí),浮游植物的組成亦發(fā)生了很大的變化,藍(lán)藻和硅藻所占比重顯著下降,而綠藻的相對(duì)密度有大幅度增長(zhǎng).鰱、鳙放養(yǎng)期間,各實(shí)驗(yàn)組的總初級(jí)生產(chǎn)力以及Ⅱ、Ⅳ組浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力都顯著高于對(duì)照組(P < 0.001),表明鰱、鳙不能控制藻類生物量的增長(zhǎng).

由于鳙常被認(rèn)為主要攝食浮游動(dòng)物,因此放養(yǎng)鳙將導(dǎo)致浮游動(dòng)物小型化,基于經(jīng)典生物操縱理論,放養(yǎng)鳙將不但不能控藻,而且可能加速藻類特別是藍(lán)藻的增長(zhǎng).因此鳙控藻不成功的結(jié)果也似乎更容易被人們所接受.然而,多項(xiàng)“以鰱控藻”的試驗(yàn),也沒(méi)有顯示出成功的控藻結(jié)果.

唐匯娟等[14]在武漢東湖水果湖灣開展了一個(gè)圍隔試驗(yàn),圍隔采用不透水的聚乙稀塑料布縫合成袋狀,底部被封死并固定于鋼管結(jié)構(gòu)上,其結(jié)構(gòu)為2.5 m×2.5 m的正方形,圍隔中水深2 m.用抽水泵向圍隔中注入附近的湖水,隨后將在附近收集到的東湖底泥加入圍隔中,使各個(gè)圍隔中底泥厚度達(dá)到5 cm.待底泥沉積1夜后,在圍隔中放入鰱.試驗(yàn)用魚為1齡魚,平均體長(zhǎng)為19.1±3.3 cm,試驗(yàn)前已在湖邊馴養(yǎng).共設(shè)4個(gè)不同的魚密度:0、116、176和316 g/m2,即低密度、中密度、高密度和空白對(duì)照,每個(gè)處理設(shè)2個(gè)重復(fù).試驗(yàn)在2006年5-6月間進(jìn)行,持續(xù)了2個(gè)月.試驗(yàn)結(jié)果為:(1)氮、磷濃度方面,圍隔氨氮濃度低于湖水且各圍隔氨氮濃度無(wú)顯著差異,無(wú)魚圍隔正磷酸鹽濃度顯著高于有魚圍隔和湖水,但3個(gè)有魚圍隔,以中密度組的磷濃度最高,且顯著高于高密度組圍隔. (2)透明度方面,則為圍隔高于湖水,無(wú)魚圍隔高于有魚圍隔,有魚圍隔水體透明度又隨魚的密度而遞增. (3)雖然有魚圍隔中,浮游植物生物量與魚的密度呈反比,即隨魚密度增加而減少,但有魚圍隔的浮游植物生物量卻大于無(wú)魚圍隔,表明,以鰱控藻的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有成功.研究者認(rèn)為,造成該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與以往圍隔能夠控藻的實(shí)驗(yàn)的差別主要有兩方面原因:一是該實(shí)驗(yàn)與以往實(shí)驗(yàn)的季節(jié)不同,其他圍隔實(shí)驗(yàn)多發(fā)生在夏季藍(lán)藻暴發(fā)季節(jié),使得無(wú)魚圍隔更易暴發(fā)藍(lán)藻;二是可能無(wú)魚圍隔中存在較多的大型溞(但實(shí)驗(yàn)中實(shí)際是透明溞(D. hyalina)),在一定程度上抑制了藍(lán)藻水華的發(fā)生.

而更近一次顯示“鰱不能控藻”的圍隔試驗(yàn)是由暨南大學(xué)在廣東省從化市流溪河水庫(kù)進(jìn)行的[15].該水庫(kù)位于熱帶與亞熱帶分界線(北回歸線)附近,其氣候和水文條件可能與長(zhǎng)江流域水庫(kù)有一定的差異.流溪河水庫(kù)是一座典型的峽(山)谷型水庫(kù),最大水深73 m,平均水深21.3 m.水庫(kù)面積15.25 km2,庫(kù)容3.25×108 m3,為一貧中營(yíng)養(yǎng)型水庫(kù).控藻實(shí)驗(yàn)在24個(gè)圍隔中進(jìn)行,每個(gè)圍隔的體積(長(zhǎng)×寬×深)為4 m×4 m×6 m.圍隔底部封閉,上口敞開.圍隔全部固定在由鐵桶和鐵架所構(gòu)成的浮床上,圍隔離岸約50 m,為防止圍隔內(nèi)魚類逃逸和水庫(kù)內(nèi)魚類進(jìn)入,圍隔頂部上方均高出水面約50 cm,圍隔內(nèi)實(shí)際水體體積約為85 m3.該實(shí)驗(yàn)設(shè)置對(duì)照組、添加不同營(yíng)養(yǎng)鹽濃度梯度組(設(shè)低濃度營(yíng)養(yǎng)鹽、中濃度營(yíng)養(yǎng)鹽、高濃度營(yíng)養(yǎng)鹽3個(gè)梯度)與添加不同營(yíng)養(yǎng)鹽濃度梯度+魚(低濃度營(yíng)養(yǎng)鹽+魚、中濃度營(yíng)養(yǎng)鹽+魚、高濃度營(yíng)養(yǎng)鹽+魚)等共7個(gè)處理組,每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)平行.實(shí)驗(yàn)添加的營(yíng)養(yǎng)鹽為NH4NO3和KH2PO4. 3個(gè)濃度梯度的N和P濃度分別為:低濃度組0.3、0.03 mg/L;中濃度組0.6、0.06 mg/L;高濃度組0.9、0.09 mg/L.營(yíng)養(yǎng)鹽添加時(shí)先用圍隔內(nèi)的水使其充分溶解,然后將其均勻地潑灑入圍隔內(nèi)、并充分?jǐn)嚢鑷魞?nèi)的水使其均勻分布于圍隔內(nèi)的水體中.實(shí)驗(yàn)用鰱的規(guī)格為1齡魚種,其平均體長(zhǎng)約為16.5 cm/尾,體重約為80 g/尾.圍隔中鰱的放養(yǎng)密度為4 g/m3.實(shí)驗(yàn)于2008年4月24日正式開始,至6月7日結(jié)束.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,有魚圍隔透明度小于無(wú)魚圍隔,總氮(TN)濃度低于無(wú)魚圍隔,總磷(TP)濃度則高于無(wú)魚圍隔;有魚圍隔的葉綠素a濃度也高于無(wú)魚圍隔,且鰱使圍隔內(nèi)的藍(lán)藻、綠藻、硅藻和隱藻生物量升高,鰱還使圍隔內(nèi)藻類小型化,使 < 10 μm的藻類生物量明顯升高.總之該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果似乎也說(shuō)明了,放養(yǎng)鰱使圍隔藻類生物量不降反升,用鰱控藻是不可行的.

除了這些實(shí)驗(yàn)研究外,Wang等[16]還通過(guò)對(duì)我國(guó)長(zhǎng)江中下游的35個(gè)淺水湖泊和10個(gè)池塘的大規(guī)模調(diào)查,探討了鰱、鳙與藻類的關(guān)系.調(diào)查發(fā)現(xiàn),葉綠素a濃度在鰱、鳙產(chǎn)量超過(guò)100 kg/hm2的湖泊顯著高于鰱、鳙產(chǎn)量低于100 kg/hm2的湖泊,但TP濃度與葉綠素a濃度或TP濃度與透明度的關(guān)系在這兩類湖泊中并沒(méi)有顯著差異,據(jù)此得出結(jié)論:鰱、鳙不能降低葉綠素a濃度或者提高水體透明度,故不宜作為旨在改善水質(zhì)的生物操縱之用.

對(duì)鰱、鳙不能控藻的證明,還來(lái)自一些間接證據(jù).王銀平等[17]利用原位實(shí)驗(yàn)調(diào)查了鰱、鳙糞便中的藻類是否具有光合活性.其研究方法是:在中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站設(shè)置規(guī)格為1 m×1 m×1.5 m的敞口式聚乙烯不透水圍隔9個(gè)(鰱組、鳙組和對(duì)照組各3個(gè)),加入經(jīng)200 μm篩網(wǎng)預(yù)濾的湖水和鰱、鳙.所用鰱規(guī)格為體重84.8±2.3 g,體長(zhǎng)17.7±1.2 cm,鳙規(guī)格為體重76.6±1.7 g,體長(zhǎng)17.2±1.5 cm(均購(gòu)自中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心).實(shí)驗(yàn)前對(duì)這些魚類進(jìn)行7~10 d的微囊藻馴養(yǎng).實(shí)驗(yàn)開始時(shí),將饑餓72 h的健壯鰱、鳙分別放入微囊藻水華嚴(yán)重的圍隔中,每組10條,對(duì)照組不放魚.待排泄穩(wěn)定,分別收集圍隔內(nèi)漂浮的條狀排泄物,用去離子水緩緩沖洗排泄物表面附著物后轉(zhuǎn)入盛有經(jīng)0.2 μm濾膜預(yù)濾湖水的錐形瓶中超聲振蕩,打勻,隨后等量移取至透析袋中(截流分子量14 kD,半周長(zhǎng)150 mm),然后將透析袋分別懸掛在對(duì)應(yīng)圍隔中進(jìn)行原位滲透培養(yǎng).對(duì)照組透析袋中加入未被攝食的經(jīng)超聲震蕩的微囊藻懸浮液.實(shí)驗(yàn)期間,每天定時(shí)搖動(dòng)透析袋4次,每2 d取樣測(cè)定藻類葉綠素?zé)晒鈪?shù)、葉綠素a和胞外多糖濃度、藻細(xì)胞密度,培養(yǎng)周期13 d.于實(shí)驗(yàn)第1、7、13 d取樣進(jìn)行藻種鑒定,并利用德國(guó)Walz公司生產(chǎn)的雙通道PAM-100熒光儀,對(duì)藻類進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定.研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),微囊藻經(jīng)鰱、鳙濾食后,雖然其在排出鰱、鳙消化道后的第一天,其葉綠素?zé)晒鈪?shù)PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潛在光合活性(Fv/Fo)、PSⅡ?qū)嶋H光能轉(zhuǎn)化效率(Yield)和光合電子傳遞速率(ETR)均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),而光化學(xué)猝滅(qP)和非光化學(xué)猝滅(NPQ)顯著高于對(duì)照組(P<0.05),但隨著培養(yǎng)的推進(jìn),其光合活性的參數(shù)迅速升高,至實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),鰱、鳙組的Fv/Fm、Fv/FoYieldqP均顯著高于對(duì)照組,其非光化學(xué)猝滅(NPQ)又顯著低于對(duì)照組(P<0.01).原位培養(yǎng)期間,鰱、鳙組藻細(xì)胞密度和葉綠素a濃度呈增長(zhǎng)趨勢(shì),且鰱組明顯高于鳙組;鳙組藻類游離胞外多糖含量增長(zhǎng)幅度高于鰱組.至實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),鰱、鳙組浮游藻類總生物量分別為對(duì)照組的7.78、6.55倍,據(jù)此他們認(rèn)為鰱、鳙單次濾食未對(duì)微囊藻造成生理上的致命損傷,而藻類由于超補(bǔ)償生長(zhǎng),其光合及生長(zhǎng)活性在短期恢復(fù)并顯著增強(qiáng),有潛在加速水體富營(yíng)養(yǎng)化的可能,利用鰱、鳙控藻的技術(shù)值得商榷.

2.2 鰱、鳙控藻的成功案例2.2.1 池塘和池塘圍隔中的控藻試驗(yàn)

案例一:美國(guó)斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖池塘中的控藻研究

斑點(diǎn)叉尾鮰是美國(guó)最主要的養(yǎng)殖魚類,年產(chǎn)量約2800 t,年銷售收入逾3.5億美元.由于傳統(tǒng)單養(yǎng)池塘中經(jīng)常出現(xiàn)微囊藻等藍(lán)藻水華,不但惡化水質(zhì),還會(huì)使養(yǎng)殖的斑點(diǎn)叉尾鮰出現(xiàn)異味,因此研究其池塘控藻技術(shù)具有重要意義.

為了解決斑點(diǎn)叉尾鮰池塘的控藻問(wèn)題,Mueller等[18]于2000年8月30日至9月30日開展了該項(xiàng)控藻試驗(yàn).研究選用了4套池塘養(yǎng)殖系統(tǒng),每套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完全相同,均由4部分組成:水車式增氧機(jī)、藻類區(qū)、控藻區(qū)和養(yǎng)殖區(qū).其中斑點(diǎn)叉尾鮰主要放養(yǎng)在養(yǎng)殖區(qū),4套系統(tǒng)中斑點(diǎn)叉尾鮰的養(yǎng)殖密度完全相同,均為15500 kg/hm2.池塘廢水經(jīng)水車式增氧機(jī)驅(qū)動(dòng)流入藻類區(qū)凈化.藻類區(qū)面積最大,占整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)的95 %,藻類區(qū)藻類吸收養(yǎng)殖廢水中的氮、磷得到增殖,經(jīng)水流驅(qū)動(dòng),流入控藻區(qū).控藻區(qū)放養(yǎng)濾食生物(鰱Hypophthalmichthys molitrix或蚌Elliptio complanata)濾食藻類,4套養(yǎng)殖系統(tǒng)的主要區(qū)別就在于控藻區(qū)放養(yǎng)的濾食生物種類不同.為了了解不同控藻生物的控藻效果,該研究選擇了在鰱和蚌之間的不同輪換放養(yǎng),如養(yǎng)殖系統(tǒng)A中,在8月30日至9月1日期間控藻區(qū)放養(yǎng)鰱,鰱的起始密度為3000 kg/hm2,然后從9月2日至30日開始放養(yǎng)蚌,其初始密度為3300 kg/hm2(組織濕重).各養(yǎng)殖系統(tǒng)中濾食生物的具體設(shè)置如表 1所示.

表 1 斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖試驗(yàn)控藻區(qū)濾食生物的放養(yǎng)處理設(shè)計(jì)Tab.1 Design of stocking filter feeders in the algae control zone of Channel catfish culture experiment

試驗(yàn)期間,用蚌和鰱處理的池塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果分別列于表 2.從各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)來(lái)看,在以鰱或蚌作為濾食生物進(jìn)行控藻時(shí)各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)之間差別不明顯.

表 2 試驗(yàn)期間養(yǎng)蚌和鰱水體的主要水質(zhì)指標(biāo)Tab.2 The main water quality parameters during the experiment of farmed mussels and silver carp

然而,用蚌或鰱做控藻生物時(shí),各養(yǎng)殖系統(tǒng)中的藻類組成差別顯著.例如,在試驗(yàn)第1階段,以蚌為濾食生物的B、C兩個(gè)系統(tǒng),其藻類組成均以微囊藻為單一優(yōu)勢(shì)種,其藻類密度(單位:cells/ml)占61.6 %,其生物體積(個(gè)體平均體積×生物密度)占比達(dá)99.9 %.所形成的微囊藻群體的平均顆粒大小達(dá)78.5±25.1 μm(以最大軸直徑測(cè)量,GALD).而以鰱為濾食生物的A和D系統(tǒng)中,藻類組成僅有綠藻而沒(méi)有藍(lán)藻,其優(yōu)勢(shì)種為柵藻、纖維藻和一種未定名圓盤狀藻類. 3種優(yōu)勢(shì)藻類的大小分別為10.0±2.4、3.0±0.5和4.0±2.0 μm GALD.至試驗(yàn)階段2,在將養(yǎng)殖系統(tǒng)A和D中的鰱替換成蚌后,很快微囊藻便發(fā)展成為優(yōu)勢(shì)種,微囊藻的生物體積以平均6.4 % ±11.8 % d-1的速度增加,盡管微囊藻的生物密度在此階段增加,但其增長(zhǎng)的斜率與階段1差異不大.在這兩個(gè)系統(tǒng)中由于濾食生物由鰱變?yōu)榘鲆院?,微囊藻群體的大小也從47.9±7.2 μm增加到了77.9±15.9 μm GALD.由鰱改為蚌后,柵藻的大小也增加了,與階段1相比,增加的回歸曲線斜率也沒(méi)有呈現(xiàn)顯著差異.而在此階段,將B和C系統(tǒng)中的蚌濾食改為鰱濾食后,原先的微囊藻數(shù)量出現(xiàn)了顯著減少,其生物體積以平均3.9 % ±6.3 % d-1的速度減少.雖然微囊藻數(shù)量減少,但其變化的斜率與階段1沒(méi)有顯著差異.微囊藻群體的平均顆粒大小在階段1和2之間差異顯著,階段1平均為44.5±18.9 μm,階段2平均為33.2±4.1 μm GALD.柵藻的平均大小也減小了,但減小的斜率差異不顯著.在濾食生物從蚌變?yōu)轹柡髢芍?,小? μm的小型藻類開始出現(xiàn),顆粒態(tài)有機(jī)碳也有一定程度的減少.至階段3,將D系統(tǒng)的蚌再改為鰱后,其微囊藻密度隨之降低,其生物體積比也顯著降低(P=0.003),乃至徹底消失.而在A系統(tǒng)中,由于仍保留了蚌,因此其微囊藻仍是優(yōu)勢(shì)種,其顆粒大小也比D系統(tǒng)中的大(A系統(tǒng)中微囊藻顆粒大小為64.9±18.4 μm GALD,而D系統(tǒng)中為50.2±13.7 μm GALD).而在系統(tǒng)C中,當(dāng)將濾食生物由鰱再變回蚌后,微囊藻生物密度增加,其生物體積更是出現(xiàn)了顯著的增加,而在系統(tǒng)B中,由于鰱仍是濾食者,微囊藻徹底消失.

該研究清楚地表明,鰱為濾食生物都能導(dǎo)致微囊藻的迅速降低并最終消失,而系統(tǒng)中沒(méi)有鰱后都會(huì)出現(xiàn)微囊藻,說(shuō)明鰱可以控制池塘中的微囊藻.同樣是濾食,蚌由于攝食的顆粒粒徑小,因此不但不能控制藍(lán)藻,反而會(huì)促進(jìn)藍(lán)藻的增長(zhǎng).

案例二:浙江金華養(yǎng)蚌池的圍隔控藻試驗(yàn)

筆者實(shí)驗(yàn)室于2007年6月19日至12月25日在浙江省金華市湯溪鎮(zhèn)浙江金華威望養(yǎng)殖公司養(yǎng)殖基地開展了該項(xiàng)鰱、鳙控藻試驗(yàn)[19],試驗(yàn)在設(shè)置于一4 hm2左右的大型養(yǎng)蚌池的9個(gè)圍隔中進(jìn)行.每個(gè)圍隔面積均為約200 m2(18.5 m×11.0 m),水深2.0 m.試驗(yàn)所用蚌均為l齡的插片蚌,用網(wǎng)袋吊養(yǎng)在離水面40~50 cm處,網(wǎng)袋間隔為1.5 m左右,每個(gè)網(wǎng)袋吊養(yǎng)4~5只蚌.所用鰱、鳙也均為1齡魚種,規(guī)格分別為鰱200 g/尾,鳙300 g/尾.試驗(yàn)期間,圍隔的放養(yǎng)情況如表 3所示.所有實(shí)驗(yàn)圍隔每周施肥一次,每次施肥6.95 g/m2.所用肥料含氮、磷分別為TN 8.0 %,TP 5.0 %.

表 3 金華池塘控藻圍隔實(shí)驗(yàn)放養(yǎng)蚌、魚數(shù)量Tab.3 The stocking condition of the pond in Jinhua city

結(jié)果表明,在三角帆蚌、鰱和鳙3種濾食生物均單獨(dú)養(yǎng)殖的圍隔中,浮游植物生物量在蚌圍隔最高,在高密度鰱圍隔最低,且兩者之間差異顯著.總體上,有鰱、鳙的圍隔浮游植物生物量均低于有蚌的圍隔,表明與蚌相比,鰱、鳙更能降低水體中的浮游植物生物量.從浮游植物優(yōu)勢(shì)種組成來(lái)看,養(yǎng)蚌圍隔藍(lán)藻生物量顯著高于鰱、鳙圍隔,而綠藻生物量又明顯低于鰱、鳙圍隔;且圍隔中藍(lán)藻生物量又隨鰱密度的增加而進(jìn)一步降低.研究顯示,在蚌池混養(yǎng)鰱或鳙后,浮游植物生物量也均顯著下降,且混養(yǎng)鰱的圍隔下降更顯著,表明在池塘圍隔條件下養(yǎng)殖鰱、鳙也均能使藻類特別是藍(lán)藻生物量下降,特別是鰱對(duì)藻類的控制作用更加明顯.

該研究再次證明,鰱和鳙的濾食能夠降低水體中的藍(lán)藻數(shù)量,而蚌的濾食不但不能控制藻類,反而會(huì)促進(jìn)藍(lán)藻的增殖,從而可能誘發(fā)藍(lán)藻水華.這個(gè)結(jié)果,希望能被那些用蚌開展水環(huán)境修復(fù)的研究者們所重視.

案例三:天津于橋水庫(kù)的控藻試驗(yàn)

南開大學(xué)于2007年在天津于橋水庫(kù)北岸的一廢棄?mèng)~池經(jīng)改造后進(jìn)行了鰱、鳙控藻試驗(yàn)[20].該魚池南北長(zhǎng)100 m,東西長(zhǎng)30 m,深3 m.泥底,邊坡45°.試驗(yàn)將該魚池用防水布分隔成30 m×10 m的10個(gè)圍隔,于2007年6月4日注水至1.6 m.按照魚的投放密度設(shè)置了高鰱魚(HS,60 g/m3)、中鰱魚(MS,30 g/m3)、低鰱魚(LS,10 g/m3)、低鳙魚(LB,10 g/m3)和對(duì)照(NF,無(wú)魚)共5個(gè)處理組,每個(gè)處理組設(shè)2個(gè)重復(fù),共10個(gè)圍隔. 2007年6月11日按預(yù)設(shè)密度向各處理組圍隔中投放鰱、鳙魚苗后試驗(yàn)開始(記為第0 d),至2007年7月19日第1階段試驗(yàn)結(jié)束.試驗(yàn)期間未向圍隔中注水,無(wú)投放肥料和餌料.試驗(yàn)用魚苗購(gòu)自于橋水庫(kù)附近漁場(chǎng),均為同批次的1齡魚,其中鰱平均尾重252±6.2 g,平均體長(zhǎng)23.4±0.4 cm;鳙魚平均尾重239.9±3.0 g,平均體長(zhǎng)23.8±0.6 cm.

試驗(yàn)期間水溫在25.0~29.5℃之間波動(dòng),統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)顯示各處理間水溫均值并無(wú)顯著差異;放魚后各處理組pH值以HS、MS、LS、LB、NF組依次遞增,HS、LS、NF組相互之間pH值差異顯著,而TP、TN濃度和透明度則處理之間均無(wú)顯著性差異,TP濃度較放魚前(均值0.025 mg/L)明顯上升,TN濃度和透明度則較放魚前(0.84 mg/L和1.08 m)明顯下降;放魚后,有魚處理組葉綠素a濃度均較放魚前(均值4.90 μg/L)有不同程度的上升,而NF處理組則略有下降;LS處理組葉綠素a平均濃度最高,NF組濃度最低,隨鰱魚密度升高,葉綠素a濃度有下降趨勢(shì).經(jīng)多重比較,NF處理組與MS、LS處理間葉綠素a濃度具顯著差異,而HS、LB處理組與其他處理間則無(wú)顯著差異.各處理組浮游植物群落結(jié)構(gòu)在放魚后均發(fā)生了明顯變化(表 4).

表 4 天津于橋水庫(kù)控藻試驗(yàn)主要浮游植物質(zhì)量百分比組成(%)Tab.4 The composition of the main phytoplankton mass of Yuqiao Reservoir in Tianjin(%)

放魚前,綠藻門為各處理組中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)門類,優(yōu)勢(shì)種主要是空星藻(Coelastrum sp.)和盤星藻(Pediastrum sp.);放魚后,綠藻所占比例有所下降,硅藻比例明顯上升,硅藻和綠藻共同成為優(yōu)勢(shì)門類.裸藻和隱藻比例則較放魚前有所升高,而藍(lán)藻比例僅在對(duì)照組中有所上升,甲藻比例在有魚處理組中明顯下降;放魚后,各有魚處理組的優(yōu)勢(shì)種變?yōu)楣柙彘T的最小曲殼藻(Achnanthes minutissima)和綠藻門的角星鼓藻(Stauras-trum sp.);NF處理組中綠藻門優(yōu)勢(shì)種仍為放魚前的空星藻和盤星藻,但比例有所下降,而藍(lán)藻門的微囊藻(Microcystis sp.)和擬魚腥藻(Anabaenopsis sp.)比例不斷上升,至試驗(yàn)結(jié)束時(shí),NF處理組水面有明顯的一層微囊藻顆粒,形成輕度藍(lán)藻水華.

該試驗(yàn)結(jié)果顯示,投放鰱、鳙后藻類總生物量以及葉綠素a水平并未下降,反而有不同程度的上升,但使大型藻類特別是使微囊藻等群體藍(lán)藻數(shù)量下降.因此他們得出的結(jié)論是,鰱、鳙不能控制藻類總生物量,但可以控制藍(lán)藻的數(shù)量.

案例四:筆者實(shí)驗(yàn)室在2013年6-9月在上海浦東新區(qū)老港鎮(zhèn)開展了一項(xiàng)羅氏沼蝦養(yǎng)殖圍隔中利用鰱、鳙控藻的研究.試驗(yàn)設(shè)置了蝦單養(yǎng)、蝦蚌二元混養(yǎng)、蝦鰱鳙三元混養(yǎng)和蝦蚌鰱鳙(蚌設(shè)不同密度)四元混養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)組(各設(shè)4個(gè)重復(fù)),試驗(yàn)的詳細(xì)方法請(qǐng)參閱文獻(xiàn)[21].研究結(jié)果顯示,無(wú)需鏡檢,只要到現(xiàn)場(chǎng)就能輕易看出,蝦單養(yǎng)、蝦蚌混養(yǎng)圍隔內(nèi)均有明顯的藍(lán)藻水華,而蝦鰱鳙混養(yǎng)和蝦蚌鰱鳙混養(yǎng)的圍隔均未見藍(lán)藻水華.試驗(yàn)結(jié)果清楚地表明,鰱、鳙可以控制水體中的藍(lán)藻數(shù)量.

2.2.2 湖泊(水庫(kù))中的控藻研究案例

除了上述在池塘中開展的控藻研究外,國(guó)內(nèi)也開展了很多在湖泊中的控藻試驗(yàn)研究.

案例一:滆湖網(wǎng)圍中的鰱、鳙控藻試驗(yàn)

2011-2013年筆者實(shí)驗(yàn)室與江蘇省滆湖漁業(yè)生產(chǎn)管理委員會(huì)辦公室合作在江蘇滆湖開展了一項(xiàng)新式網(wǎng)圍控藻養(yǎng)殖試驗(yàn)[22].與傳統(tǒng)網(wǎng)圍相比,該新式網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)上更簡(jiǎn)潔美觀,網(wǎng)衣主要靠浮子浮于湖面上,而不是像傳統(tǒng)網(wǎng)圍那樣高出湖面,網(wǎng)圍周邊用不銹鋼框架固定,而不是傳統(tǒng)毛竹固定.最關(guān)鍵的是,網(wǎng)圍內(nèi)放養(yǎng)的魚種,不是吃食性魚類,而主要是鰱、鳙,適當(dāng)搭配少量底層的雜食性或食有機(jī)碎屑魚類(如細(xì)鱗鲴或鯽魚等).網(wǎng)圍內(nèi)魚類放養(yǎng)情況見表 5.整個(gè)網(wǎng)圍養(yǎng)殖不投喂任何人工飼料,鰱、鳙主要濾食湖中的浮游生物,搭配的魚類主要攝食網(wǎng)衣上的著生藻類和水體中的有機(jī)碎屑.整個(gè)網(wǎng)圍面積達(dá)137 hm2,研究結(jié)果表明,盡管網(wǎng)圍水體與湖水相通,但網(wǎng)圍內(nèi)監(jiān)測(cè)到的藍(lán)藻數(shù)量顯著少于網(wǎng)圍外湖水,鰱、鳙控藻效果十分明顯.

表 5 新式網(wǎng)圍控藻試驗(yàn)魚種放養(yǎng)情況*Tab.5 The situation of fish stocking in the new enclosures

案例二:太湖貢湖灣的控藻研究

貢湖是太湖東北部靠近無(wú)錫市的一個(gè)湖灣,是無(wú)錫市的主要飲用水源地,其面積為150 km,水深為1.8~ 2.5 m. 2007年貢湖灣暴發(fā)了嚴(yán)重的藍(lán)藻水華,引發(fā)了無(wú)錫市的飲水危機(jī),因此Guo等在該水域開展了旨在控制藍(lán)藻水華的控藻試驗(yàn)[23].研究者們于2008年底在貢湖設(shè)置了一個(gè)巨型圍隔(320 m×250 m),圍隔內(nèi)外沒(méi)有水交換.用于控藻的鰱、鳙于2009年3月投放到圍隔內(nèi),規(guī)格分別為120~170 g/尾和80~120 g/尾,鰱和鳙放養(yǎng)密度分別為7.5和1.1 g/m3,共有1200 kg鰱和180 kg鳙魚種被投放到該圍隔內(nèi),然后監(jiān)測(cè)了圍隔內(nèi)外的水質(zhì)和浮游動(dòng)植物組成及其變動(dòng)格局,結(jié)果顯示,圍隔內(nèi)外浮游植物的季節(jié)變動(dòng)格局基本類似:即圍隔內(nèi)外均呈現(xiàn)出1-6月以藍(lán)藻(主要是微囊藻)和硅藻(主要是小環(huán)藻)為主、7-11月以藍(lán)藻(微囊藻)為主、12月藍(lán)藻迅速下降,隱藻和硅藻成為優(yōu)勢(shì)類群的總體格局. 1-6月圍隔內(nèi)藻類生物量大于圍隔外的湖水,但在暴發(fā)藻華的7-9月,圍隔內(nèi)的藻類生物量小于圍隔周邊湖水.圍隔外湖水中藍(lán)藻占了90 %以上,但圍隔內(nèi)藍(lán)藻僅占40 % ~80 %.在1-6月間圍隔內(nèi)微囊藻生物量較低,7月微囊藻生物量迅速上升達(dá)到峰值,其在湖水和圍隔內(nèi)分別達(dá)到60.6和3.6 mg/L.與湖水相比,水華期間圍隔內(nèi)的微囊藻生物量下降了94.1 %.圍隔內(nèi)、外微囊藻的年平均生物量分別為0.61和7.62 mg/L.表明,利用鰱、鳙控制富營(yíng)養(yǎng)化水體中的微囊藻是可行的.

很多鰱、鳙控藻的研究也發(fā)現(xiàn),雖然藍(lán)藻數(shù)量能得到控制,但葉綠素a濃度可能不降反升.從貢湖的研究來(lái)看,雖然1-6月圍隔內(nèi)葉綠素a濃度顯著高于湖水,但試驗(yàn)進(jìn)行至7月藻類達(dá)到高峰時(shí),湖水中的葉綠素a濃度又顯著高于圍隔,表明利用鰱、鳙控制藻類總生物量的目的可以達(dá)到,特別是利用鰱、鳙削減藻類增長(zhǎng)高峰時(shí)的藻類生物量是可以達(dá)到預(yù)期的,此后隨著水溫的降低,內(nèi)外差異縮小,兩者差異也變得不顯著.

3 對(duì)鰱、鳙控藻試驗(yàn)成敗的探析

從對(duì)上面各個(gè)研究案例的介紹中不難看出:無(wú)論鰱、鳙成功控藻或不能控藻的試驗(yàn)結(jié)果,都可重復(fù)實(shí)現(xiàn),即試驗(yàn)出現(xiàn)其中任何一個(gè)結(jié)果皆非偶然.那么為什么鰱、鳙控藻會(huì)有成與敗兩種結(jié)果,是什么因素導(dǎo)致鰱、鳙控藻的成與敗呢?

雖然要明確回答這些問(wèn)題,可能仍需要開展一些驗(yàn)證性的研究來(lái)加以證實(shí),但我們通過(guò)對(duì)上述研究案例的仔細(xì)分析仍可看出其中的一些端倪:即這兩類研究在試驗(yàn)方法上存在著顯著的差異.在鰱、鳙不能控藻的試驗(yàn)中,研究者幾乎不約而同地都使用了有底的圍隔(個(gè)別使用了水族缸,相當(dāng)于有底圍隔),甚至有些還人為地添加了僅有數(shù)厘米厚的淤泥.在有底圍隔實(shí)驗(yàn)條件下,魚類牧食藻類形成的糞便及排泄出來(lái)的氮、磷是很難被其他因素轉(zhuǎn)化的,相反鰱、鳙牧食排泄形成了所謂的營(yíng)養(yǎng)短路,加快了氮、磷的周轉(zhuǎn),為藻類重復(fù)利用,即使在人工添加了底泥的情況下,由于這些底泥不能固定在圍隔底部,在試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)被攪動(dòng)、甚至被攪起,從而不但不能起到對(duì)有機(jī)質(zhì)和氮、磷的吸附作用,反而會(huì)在不斷地?cái)噭?dòng)中釋放出更多的氮、磷.因此不管有無(wú)添加底泥,有底圍隔的研究相當(dāng)于氮、磷輸入沒(méi)有得到較好的控制,故無(wú)一例外地在試驗(yàn)期間使葉綠素a濃度增加了;相反,在所有鰱、鳙成功控藻的試驗(yàn)中,所用圍隔都是無(wú)底的(即自然底質(zhì)),有的更是直接在自然水體(如池塘或湖泊)中進(jìn)行,試驗(yàn)過(guò)程中這種底泥通常不會(huì)被擾動(dòng),能較好地起到對(duì)有機(jī)質(zhì)(如魚類糞便)和氮、磷的吸附,有利于降低水體營(yíng)養(yǎng)鹽的可獲性,從而能起到降低總?cè)~綠素和控制藻類的目的.有的研究在深水湖泊(水庫(kù))中進(jìn)行,有機(jī)質(zhì)沉降后也不會(huì)被再懸浮,因此在這樣的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,鰱、鳙對(duì)藻類攝食后能有效地降低其數(shù)量,達(dá)到鰱、鳙控藻目的.

也許這樣的解釋還不足以讓你信服,那不妨再來(lái)看看下面的這個(gè)案例:利用隔離水界研究池塘施磷肥的效果和鰱、鳙魚控制水域富營(yíng)養(yǎng)化的作用[24].

該試驗(yàn)在上海市青浦縣淀山湖聯(lián)營(yíng)場(chǎng)的一口面積為0.5 hm2、平均水深2.5 m的池塘中開展,該池塘以放養(yǎng)鰱、鳙和草魚為主,放養(yǎng)量為3255尾/hm2.研究者用純橡膠做成3個(gè)隔離水界(即圍隔),在水中浸泡7 d后于1990年6月20日安裝在池塘東北角離塘埂各5 m處.隔離水界的長(zhǎng)寬均為3 m,上部有0.5 m左右露出水面,水深為2.2 m;其中有兩個(gè)是無(wú)底隔離水界,水界中的水能與底泥接觸,有一個(gè)是有底水界,水與底泥隔離,不能接觸. 6月28日在一個(gè)無(wú)底隔離水界和一個(gè)有底隔離水界中各放養(yǎng)鰱、鳙魚種,8月30日起捕,放養(yǎng)和起捕情況見表 6.

表 6 隔離水界魚種放養(yǎng)和起捕情況Tab.6 Stocking and harvesting sizes of silver carp and bighead carp in the enclosures

研究者在3個(gè)隔離水界和池塘中分別采集水樣,采樣時(shí)間都在上午7:00(當(dāng)時(shí)采用夏令時(shí),采樣時(shí)間為夏令時(shí)8:00),采樣點(diǎn)在水面下0.3 m和1.5 m處.把兩個(gè)水層的水樣混合后再取樣測(cè)試.每隔1~2 d測(cè)定有效磷和葉綠素a濃度.在7月17日-8月27日每隔1~2 d進(jìn)行浮游動(dòng)植物的定性和定量分析,每隔半個(gè)月測(cè)定COD(堿性高錳酸鉀法),初級(jí)生產(chǎn)力用黑白瓶法,白天每隔4 h、晚上每隔6 h測(cè)定溶解氧,在7月18日和8月6日中午12:00時(shí)(晴天)分別向3個(gè)隔離水界施50.0 g Na2HPO4 ·12H2O+17.5 g NaH2PO4·2H2O作為磷肥.在8月17和25日中午12:00時(shí)(晴天)分別用谷耙翻動(dòng)無(wú)底隔離水界的底泥.試驗(yàn)期間隔離水界和池塘的水溫為26.4~34.0℃,COD為10.02~18.26 mg/L,pH值為7.8~9.1,透明度為0.25~0.60 m.

研究結(jié)果顯示,圍隔施磷肥后,單位面積磷的日減少量為:無(wú)底有魚圍隔>無(wú)底無(wú)魚圍隔>有底有魚圍隔.測(cè)定的初級(jí)生產(chǎn)力則為:無(wú)底有魚圍隔>有底有魚圍隔>無(wú)底無(wú)魚圍隔,因此藻類通過(guò)光合作用吸收的有效磷也一定是:無(wú)底有魚圍隔>有底有魚圍隔>無(wú)底無(wú)魚圍隔.兩相比較可知,有無(wú)底泥對(duì)磷的吸附,是導(dǎo)致不同圍隔中磷減少的主要原因,底泥吸附對(duì)磷的減少作用遠(yuǎn)大于魚類的作用.

該研究還有一個(gè)值得關(guān)注點(diǎn)是,翻動(dòng)底泥對(duì)圍隔磷的影響.研究結(jié)果顯示,施肥前,無(wú)底圍隔和池塘中的有效磷含量與有底圍隔的有效磷含量無(wú)顯著差別,說(shuō)明沒(méi)有外界干擾時(shí)底泥對(duì)磷的釋放作用很小.而翻動(dòng)底泥的影響則視水體磷本底而定,若水體磷濃度已較高,翻動(dòng)底泥對(duì)磷釋放作用不明顯,而若水體磷濃度較低,翻動(dòng)底泥對(duì)磷釋放作用非常大.

該研究結(jié)果還顯示,放魚圍隔的有效磷和葉綠素a濃度都比不放魚圍隔低,表明放養(yǎng)鰱、鳙能降低TP濃度和藻類數(shù)量.

這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)我們的啟示是,水體中藻類(或葉綠素a)的增長(zhǎng),直接取決于水體中磷的可獲性.在有底圍隔中,由于缺少了底泥對(duì)磷的吸附,甚至相反由于魚類對(duì)底部的擾動(dòng)加速了磷的釋放,導(dǎo)致磷不降反升,從而也促進(jìn)了葉綠素a濃度的增加;而無(wú)底圍隔,則由于磷被底泥吸附,有效地降低了磷的可獲性,使得藻類數(shù)量下降.因此,鰱、鳙對(duì)藻類的控制,除了直接的牧食作用外,更主要的是對(duì)水體中磷可獲性的改變.而對(duì)磷可獲性最直接的影響,就是圍隔的結(jié)構(gòu):有底和無(wú)底.

綜合上述分析,我們認(rèn)為,圍隔實(shí)驗(yàn)條件的差異,是目前造成鰱、鳙控藻成敗不同結(jié)果的主要原因.有底圍隔實(shí)驗(yàn)條件下得出的都是鰱、鳙不能控藻的結(jié)果,而在無(wú)底圍隔條件下大多能得到鰱、鳙可以控藻的研究結(jié)果.

那么是否在有底圍隔條件下鰱、鳙就一定不能控制藻類呢?因?yàn)槟壳拔覀冞€缺少相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究證據(jù),所以也不能對(duì)此輕易作出肯定或否定的回答.盡管如此,我們?nèi)钥赏ㄟ^(guò)既有的一些文獻(xiàn)對(duì)此作出推斷.首先,之所以多數(shù)有底圍隔鰱、鳙不能控藻,其原因可能是:由于在圍隔有底的情況下,鰱、鳙攝食藻類后排泄的氮、磷不能被有效削減,增加了氮、磷的周轉(zhuǎn)率,相當(dāng)于湖泊污染源沒(méi)有得到很好的控制,因此原先設(shè)定的鰱、鳙密度便不能達(dá)到控藻的目的,此時(shí)若能進(jìn)一步加大試驗(yàn)所用鰱的密度,藻類數(shù)量也仍有可能被控制住.如在唐匯娟、謝平的研究案例[14]中,劉恩生[27]就進(jìn)行了進(jìn)一步的推算,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,藻類密度(y)與鰱(x)之間存在著這樣的關(guān)系:

y=-0.0002x2+0.0869x+1.5007(R2=0.9696)

由該關(guān)系可知,只要鰱的密度增加到一定閾值,圍隔中的藻類數(shù)量仍是可以被控制住的.在實(shí)踐中是否如此,仍有待研究去證實(shí).

4 影響鰱、鳙控藻的其他因素分析

除了上述圍隔結(jié)構(gòu)類型會(huì)影響鰱、鳙控藻的效果外,在實(shí)際應(yīng)用中還有一些其他因素也會(huì)影響到鰱、鳙的控藻效果.

首先,鰱、鳙的密度大小會(huì)影響其效果.由于湖泊中藻類數(shù)量的增長(zhǎng)主要取決于其增長(zhǎng)與死亡兩種影響因素的對(duì)比.通常富營(yíng)養(yǎng)化條件下氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物豐富,有利于藻類繁殖,促進(jìn)其數(shù)量增長(zhǎng),這種效應(yīng)通常被稱為上行效應(yīng);另一方面,鰱、鳙和浮游動(dòng)物對(duì)藻類的牧食,是導(dǎo)致其數(shù)量下降的最主要因素,該因素則被稱為下行效應(yīng)(或下行控制).如果水體中的鰱、鳙數(shù)量低,其下行效應(yīng)小于上行效應(yīng),就會(huì)導(dǎo)致藻類數(shù)量的增長(zhǎng),這也是千島湖在中營(yíng)養(yǎng)條件下也會(huì)暴發(fā)藍(lán)藻水華的重要原因[25].鰱、鳙密度(或生物量)對(duì)藻類的這種影響雖然不難被理解,然而在實(shí)踐中卻常常容易被誤解.即有時(shí)候雖然湖泊中放養(yǎng)了鰱、鳙,但由于其確鑿的數(shù)量常缺少簡(jiǎn)便有效的方法加以評(píng)估,使得湖中鰱、鳙數(shù)量是否足夠不能輕易地被判斷出來(lái).此時(shí),如果鰱、鳙數(shù)量仍不足于控制上行效應(yīng)時(shí),藻類數(shù)量仍將表現(xiàn)出一定的增長(zhǎng),即出現(xiàn)了鰱、鳙放養(yǎng)不能控制藻類增長(zhǎng)的表象,從而可能使鰱、鳙的實(shí)際控藻作用被否定.

其次,有無(wú)其他藻食生物參與控藻也會(huì)影響到鰱、鳙的控藻效果.即在鰱、鳙控藻時(shí)有無(wú)浮游動(dòng)物參與,其結(jié)果也會(huì)有所不同.在自然水體中,浮游動(dòng)物也會(huì)與鰱、鳙起協(xié)同控藻的作用.盡管鰱、鳙的放養(yǎng)會(huì)對(duì)浮游動(dòng)物種群起到一定的壓制,使其數(shù)量有一定的下降,然而,與實(shí)驗(yàn)圍隔不同的是,在自然水體中,鰱、鳙從來(lái)都不會(huì)把浮游動(dòng)物徹底消滅掉,如據(jù)我們?cè)谇u湖的常年監(jiān)測(cè),千島湖實(shí)施保水漁業(yè)(鰱、鳙控藻)后,水體中的大型浮游動(dòng)物(如透明溞)仍保持著一定的數(shù)量.而且根據(jù)我們的野外采樣觀察,浮游動(dòng)物在水下10~20 m均有大量分布,即其與鰱、鳙形成了明顯的生態(tài)位分化.浮游動(dòng)物之所以在深水層分布,除了躲避鰱、鳙捕食的需要外,也可能與該水層的食物資源豐富有關(guān).大量研究表明,鰱、鳙放養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致藻類小型化,而藻類小型化恰恰有利于浮游動(dòng)物的攝食.通常小型浮游植物,特別是硅藻類,其分布水層較深.同時(shí)鰱、鳙糞便等形成的有機(jī)碎屑,也會(huì)在沉降至中下水層時(shí)而成為其食物資源.因此在自然湖庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中,一方面,鰱、鳙攝食大型浮游植物后,使水體中的營(yíng)養(yǎng)物更有利于為大量小型或超微浮游植物利用,從而為浮游動(dòng)物提供更多的食物,同時(shí)鰱、鳙攝食形成大量的有機(jī)碎屑在沉降過(guò)程中也會(huì)為分布于深水層的浮游動(dòng)物提供食物;這些因素都會(huì)促進(jìn)浮游動(dòng)物數(shù)量的增長(zhǎng).另一方面,盡管鰱、鳙會(huì)牧食掉水體中的部分浮游動(dòng)物,但在這些大中型的自然湖庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中,鰱、鳙與浮游動(dòng)物均有各自的生態(tài)位,當(dāng)鰱、鳙在某個(gè)局部水域覓食時(shí),其他水域的浮游動(dòng)物就得到了繁衍生息,因此鰱、鳙永遠(yuǎn)也不可能徹底食盡水中的浮游動(dòng)物,從而使鰱、鳙和浮游動(dòng)物共存成為可能,發(fā)揮鰱、鳙與浮游動(dòng)物之間的協(xié)同控藻作用.即使在淺水湖泊如武漢東湖,雖然浮游動(dòng)物不可能像千島湖那樣分布在深水層以躲避捕食,但也因?yàn)轹?、鳙并非多到隨處都是,因此也會(huì)在水平方向形成生態(tài)位,即有大量沒(méi)有鰱、鳙的水域可供其棲息繁衍,因此在這些自然湖庫(kù)中,鰱、鳙和浮游動(dòng)物總能共存和起到協(xié)同控藻的作用.因此在自然湖庫(kù)條件下放養(yǎng)鰱、鳙,其對(duì)藻類的控制作用是兩者共同作用的結(jié)果.鰱、鳙與浮游動(dòng)物協(xié)同控藻會(huì)使控藻效果更佳,也能一定程度上減緩藻類小型化的速度.

第三,水體大小也會(huì)影響鰱、鳙控藻的效果.水體大小不同除了會(huì)影響到浮游動(dòng)物的數(shù)量,從而影響到鰱、鳙能否與其協(xié)同控藻外,水體大小對(duì)鰱、鳙控藻的影響還表現(xiàn)在鰱、鳙活動(dòng)對(duì)水體的物理攪動(dòng)作用的大小及其對(duì)生態(tài)影響上.在自然湖庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中,因人工放養(yǎng)的鰱、鳙等魚類的游動(dòng)對(duì)水體的物理擾動(dòng)作用通常都遠(yuǎn)小于風(fēng)浪、湖流等自然因素,因此鰱、鳙活動(dòng)這種作用的影響可以是忽略的,然而,在微型或小型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,魚類的擾動(dòng)則足以大到攪動(dòng)整個(gè)水體及人工添加的底泥,從而促進(jìn)底泥中的營(yíng)養(yǎng)物釋放,進(jìn)而使其與無(wú)魚系統(tǒng)產(chǎn)生顯著差異.其次,在大型自然湖庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中,鰱、鳙的排泄對(duì)整個(gè)水體的氮、磷輸入貢獻(xiàn)不大,而在小型封閉式圍隔中,鰱、鳙排泄對(duì)氮、磷的輸入起著顯著的作用,從而對(duì)藻類增殖起到顯著影響.

此外,實(shí)驗(yàn)時(shí)間的長(zhǎng)短也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響.在鰱、鳙控藻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,藻類數(shù)量的變動(dòng)取決于鰱、鳙等對(duì)藻類牧食引起的數(shù)量減少與藻類繁殖而使數(shù)量增長(zhǎng)之間的凈效應(yīng).由于藻類繁殖速度快,而鰱、鳙在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中還需要有一定的適應(yīng)時(shí)間等因素的存在,即使在很高的鰱、鳙放養(yǎng)密度系統(tǒng)中,都可能會(huì)出現(xiàn)短期內(nèi)藻類數(shù)量的增長(zhǎng).因此為了觀察到鰱、鳙對(duì)藻類的控制作用,往往需要有足夠長(zhǎng)的相互作用時(shí)間.通常實(shí)驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng),其結(jié)果的可靠性也越大.

還有一個(gè)因素也許也值得關(guān)注:水體中的微生物組成.在自然系統(tǒng)中,通常會(huì)有各種微生物,特別是各種硝化細(xì)菌等,可以起到對(duì)氮的轉(zhuǎn)化作用,從而影響水體中的藻類;但在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,很少有研究考慮微生物的參與,通常只有循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)會(huì)考慮給以一定的微生物“熟化”培養(yǎng)時(shí)間,而在實(shí)驗(yàn)控藻系統(tǒng)中很少有研究會(huì)考慮微生物的培養(yǎng)(硝化細(xì)菌等微生物為自養(yǎng)生物,其培養(yǎng)時(shí)間要在4~7周,因此那些僅有1~2個(gè)月的實(shí)驗(yàn),微生物的作用被完全忽略了),因此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比湖庫(kù)鰱、鳙控藻系統(tǒng)簡(jiǎn)單.通常系統(tǒng)越小,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)的偏差就會(huì)越大.而我們最近的研究更是顯示了有無(wú)鰱、鳙的存在,其微生物組成差異顯著[26].當(dāng)然微生物組成的差異與控藻的關(guān)系仍需要更多的研究加以證實(shí).

在文獻(xiàn)中,我們有時(shí)也能看到這樣的結(jié)論:認(rèn)為鰱、鳙放養(yǎng)后形成了所謂的營(yíng)養(yǎng)短路,從而加速了水體的富營(yíng)養(yǎng)化和藻類的增長(zhǎng).實(shí)際上,得出這樣的結(jié)論是很可笑的,那等于承認(rèn)了“永動(dòng)機(jī)的存在”:即水體放養(yǎng)鰱、鳙后,可以不斷形成所謂的營(yíng)養(yǎng)短路,變成藻類,不斷地為鰱、鳙提供食物.顯然這與事實(shí)不符.我國(guó)的養(yǎng)殖戶早就在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了這樣的事實(shí):要使鰱、鳙魚類不斷生長(zhǎng),就得不斷地向水體中追加肥料來(lái)肥水.從生態(tài)學(xué)原理上講,這就是簡(jiǎn)單的上行效應(yīng).

同樣的道理,在湖庫(kù)中,鰱、鳙的產(chǎn)量主要取決于其食物資源的豐度,即浮游生物越豐富,鰱、鳙的產(chǎn)量越高,反之亦然,這是水體中上行效應(yīng)的必然結(jié)果,我國(guó)百姓利用上行效應(yīng)開展施肥養(yǎng)魚已有近千年的歷史.如果僅僅根據(jù)鰱、鳙產(chǎn)量達(dá)到某一產(chǎn)量時(shí)的葉綠素a濃度高低來(lái)判斷鰱、鳙對(duì)藻類是否存在控制作用顯然是有悖常理的,即根據(jù)調(diào)查鰱、鳙產(chǎn)量大于100 kg/hm2的湖泊,其葉綠素a濃度高來(lái)判斷鰱、鳙不能控藻,顯然是不合理的,這恰恰是顛倒了因果關(guān)系的緣故.要從統(tǒng)計(jì)角度去判斷鰱、鳙能否控藻,需要在相同的營(yíng)養(yǎng)條件下考察不同鰱、鳙生物量與葉綠素a濃度的關(guān)系,方能說(shuō)明鰱、鳙與藻類之間的關(guān)系.

還有根據(jù)鰱、鳙腸道糞便中分離的藻類是否具有光合活性來(lái)判斷其是否消化吸收藍(lán)藻也是不盡科學(xué)的.這是因?yàn)?,首先,鰱、鳙在高密度藻類存在時(shí)為了保持呼吸順暢,會(huì)產(chǎn)生假糞,從假糞分離的藻類,當(dāng)然會(huì)具有光合活性;其次,即使沒(méi)有假糞,從其糞便中分離的藻類具有光合活性,也不代表其沒(méi)有消化吸收藍(lán)藻.只是代表鰱、鳙沒(méi)有100 %地消化藻類而已.重要的不是其是否能夠消化藍(lán)藻,而是看其對(duì)藍(lán)藻消化的數(shù)量是否能超過(guò)其繁殖的量,從而通過(guò)不斷地牧食,最終達(dá)到控制藍(lán)藻數(shù)量和遏制水華發(fā)生的目的.

5 對(duì)鰱、鳙控藻作用的共識(shí)

通過(guò)上述分析,我們似乎可以對(duì)鰱、鳙控藻形成這樣的共識(shí):鰱、鳙可以控制藍(lán)藻,之所以在某些條件下鰱、鳙沒(méi)有成功地降低藍(lán)藻數(shù)量有兩方面原因:一是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件的限制,即研究者采用了有底圍隔,使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)太過(guò)簡(jiǎn)單.如果將實(shí)驗(yàn)條件改為有自然的底質(zhì),且實(shí)驗(yàn)時(shí)間延續(xù)得足夠長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)可以出現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果:鰱、鳙能夠降低水體中藍(lán)藻或藻類總數(shù)量.二是在某些條件下,由于水體中鰱、鳙密度太低,從而使鰱、鳙產(chǎn)生的下行控制,不能有效制衡富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的上行效應(yīng).如果增加鰱、鳙數(shù)量,也是可以預(yù)期到鰱、鳙對(duì)藻類的遏制.無(wú)論是基于穩(wěn)定性同位素或PCR-DGGE食性分析,還是通過(guò)合理的圍隔實(shí)驗(yàn),以及大量的養(yǎng)殖實(shí)踐,都一再證實(shí)了鰱、鳙控藻的基本事實(shí).

6 對(duì)鰱、鳙控藻今后應(yīng)開展的研究

我們的上述分析,可能還不足以使人們徹底消除對(duì)鰱、鳙控藻的意見分歧.這也意味著,未來(lái)關(guān)于鰱、鳙控藻的研究仍有繼續(xù)的必要;然而值得指出的是,未來(lái)的研究不應(yīng)是對(duì)相關(guān)問(wèn)題的簡(jiǎn)單重復(fù),而應(yīng)圍繞一些關(guān)鍵問(wèn)題開展更深入的研究,才會(huì)使鰱、鳙控藻的相關(guān)研究更具價(jià)值.

首先,有必要開展對(duì)本文提出的導(dǎo)致鰱、鳙控藻成敗關(guān)鍵原因的驗(yàn)證性研究,即利用有底和無(wú)底圍隔進(jìn)行一些驗(yàn)證性的研究,看看其結(jié)果是否正如我們分析的那樣可以預(yù)期,以便使導(dǎo)致鰱、鳙控藻成敗的真正原因得到廣泛的認(rèn)可.

其次,要通過(guò)未來(lái)的研究,還要能找出鰱、鳙在不同營(yíng)養(yǎng)程度時(shí)成功控藻的臨界密度,以便更好地指導(dǎo)實(shí)踐.

第三,要研究鰱、鳙控藻最佳效率時(shí)的水體營(yíng)養(yǎng)條件.即由于水體富營(yíng)養(yǎng)化程度太高時(shí),藻類密度會(huì)過(guò)高,鰱、鳙為了保護(hù)自身呼吸和其他生理需要,會(huì)以假糞形式攝食藻類,從而不能有效發(fā)揮控藻、遏藻作用,因此未來(lái)就需要研究在何種水體營(yíng)養(yǎng)條件下采取鰱、鳙控藻,以致使水體中藻類不會(huì)達(dá)到如此高密度,從而發(fā)揮鰱、鳙控藻的最佳效果.

實(shí)際上,有關(guān)鰱、鳙控藻的研究還可以包括很多,如鰱、鳙的最佳比例,鰱、鳙對(duì)不同藻類的可消化率,鰱、鳙食性的可塑性及其影響因素,鰱、鳙在水體中的活動(dòng)規(guī)律,鰱、鳙放養(yǎng)對(duì)其他魚類乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響等等.所有這些研究,都將有助于增進(jìn)我們對(duì)鰱、鳙控藻的深入了解和更好應(yīng)用,同時(shí)能有效規(guī)避鰱、鳙放養(yǎng)可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響.但不管開展怎樣的研究,未來(lái)的研究都不應(yīng)是那些單一系統(tǒng)中鰱、鳙對(duì)藻類影響的重復(fù)研究.

7 結(jié)語(yǔ)

鰱、鳙控藻的研究有成功和不成功兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果,兩種結(jié)果都能被重復(fù)驗(yàn)證.出現(xiàn)兩種研究結(jié)果的原因,可能主要是兩種研究的實(shí)驗(yàn)條件不同所致:在有底圍隔或水族箱條件下,由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,魚類排泄的氮、磷缺少遷移轉(zhuǎn)化的途徑,以致能被實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的藻類反復(fù)利用,導(dǎo)致鰱、鳙控藻的失??;而在無(wú)底圍隔或自然系統(tǒng)中,鰱、鳙的控藻作用不僅僅是鰱、鳙對(duì)藻類的直接控制作用,而是鰱、鳙介導(dǎo)的綜合控藻作用,即除了鰱、鳙對(duì)藻類的直接牧食外,還包括鰱、鳙牧食后加快了對(duì)顆粒磷的沉降(鰱、鳙糞便大于浮游動(dòng)物的糞便,即如果沒(méi)有鰱、鳙對(duì)藻類的攝食,這些浮游植物就會(huì)被浮游動(dòng)物攝食,因此相當(dāng)于鰱、鳙糞便與浮游動(dòng)物糞便的比較)和底質(zhì)對(duì)這些顆粒磷和有機(jī)碎屑的吸附,氮、磷特別是磷的遷移轉(zhuǎn)化影響了藻類以及浮游動(dòng)物對(duì)藻類的協(xié)同控藻作用等,因此通常都能取得理想的控藻效果.

此外,影響鰱、鳙控藻效果的因素,還包括水體中鰱、鳙的實(shí)際密度,水體的大小,水體的營(yíng)養(yǎng)程度,實(shí)驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)等.總之,利用有底圍隔得出的結(jié)果,由于與實(shí)際湖泊生態(tài)系統(tǒng)的條件有太多的差異,因此并不能據(jù)此得出鰱、鳙在自然生態(tài)系統(tǒng)中不能控藻的結(jié)論,相反,已有大量的研究和實(shí)踐證明,在點(diǎn)源污染得到有效控制的水體中,利用鰱、鳙控制富營(yíng)養(yǎng)化水體的藻類過(guò)度增長(zhǎng)是可行的.


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