罗非鱼对微型生态系统浮游生物群落和初级生产力的影响

本文报道罗非鱼不同放养密度对淡水微型生态系统结构与功能影响的部分研究结果。罗非鱼的捕食使微型生态系统中浮游动物密度下降,引起浮游植物密度、初级生产力和P/R系数的增长,同时使水柱透明度降低而pH值增高,以致于实验后期微型生态系统具有典型的富营养化水体的特征。就罗非鱼放养密度不同的微型生态系统而言,虽然其浮游生物密度和P/R系数存在显著的组(或部分组)间差异,但不同密度组的初级生产力水平和最终的理化状况相差不大,并且罗非鱼的收获量甚为接近。因此,实验条件下微型生态系统的群落结构和代谢的变化,按照营养级联假说不能很好地予以解释,表明微型生态系统是由捕食(下行影响)和理化因素(上行影响)共同调节或控制的。根据微型生态系统的实验结果推断,放养较大密度的罗非鱼,将会加速营养物负荷较高的天然水域富营养化的进程。

罗非鱼对微型生态系统营养物水平的影响

本文总结了罗非鱼不同放养密度的微型生态系统中N、P浓度及P分布动态观测结果。在罗非鱼的影响下,微型生态系统中氨氮、颗粒磷和总磷浓度不同程度地高于对照组,而正磷酸盐浓度和沉积物磷的量显著地低于对照组。不同密度组某些指标的观测值虽有显著差异,但未见任何指标依罗非鱼放养密度而有规律地变动。微型生态系统中正磷酸盐浓度同浮游动、植物密度和初级生产力显著相关,氨氮浓度与浮游植物密度之间亦有显著的相关关系。然而,浮游植物密度与总磷浓度之间不存在营养级联假说所预见的下行影响,相反有前者决定于后者的上行影响的趋向。微型生态系统中P分布的变化可揭示罗非鱼促进系统中营养物循环,从而加速其富营养化的主要机制。

微型生态系统中鲢、鳙下行影响的实验研究——2.营养物水平

鲢、鳙放养使微型生态系统的水柱氮、磷浓度和磷的分布发生了明显的变化。至实验结束时,各实验组的水柱颗粒磷、总磷和氨氮浓度都比对照组高,而正磷酸盐浓度和沉积物磷的量均低于对照组。这种变化以鳙单养系统为最大,其次是鲢、鳙混养系统,鲢单养系统的变化最小。微型生态系统中正磷酸盐浓度同浮游动、植物密度和初级生产力显著相关,氨氮浓度同所述变量之间的相关关系则多半与正磷酸盐相反。实验观测期间浮游植物密度与总磷浓度之间存在营养级联假说所预见的下行影响,实验结束时二者之间却有上行影响的趋向。根据实验观测结果认为,微型生态系统营养物(尤其是磷)水平的变动,主要是鲢、鳙的摄食改变了系统的群属结构和代谢强度的结果,同时反映了实验鱼对系统中营养物再生的影响。

微型生态系统中鲢、鳙下行影响的实验研究——1.浮游生物群落和初级生产力

在营养物供给量较大的实验条件下,鲢、鳙放养明显地改变了微型生态系统的群落结构、代谢和理化环境,以致实验后期鳙单养和鲢、鳙混养系统出现不同程度的富营养化。微型生态系统中浮游植物密度的增长不完全由营养级联效应所致,但初级生产力的组间差异可大致依据营养级联假说来解释。实验结果认为,以提高鱼产量为目标的鲢、鳙高密度放养,对加速营养物来源丰富的天然水域的富营养化起着重要的作用。

武汉东湖的磷——浮游植物动态模型

本文报道了东湖的一个富营养化模型。这个模型按照1年的时间标度描述东湖藻类的生长和磷循环,其状态变量包括浮游植物磷、藻类生物量、正磷酸盐、碎屑磷和沉积物磷。模型校准和检验结果表明,模型对于系统给定状态的描述是令人满意的,并且对于系统的强制函数的改变能给予合理的响应。根据东湖富营养化工程治理的初步设想,利用模型进行了东湖污水截流前后的水质预报,同时考查了截流后移出沉积物或引灌江水对于改善其水质的效果。模型所提供的各种预报可供拟定东湖治理方案时参考。

三种鱼的磷排泄及其在微型生态系统磷再循环中的作用

在考查罗非鱼或鲢、鳙下行影响的微型生态系统实验后期 ,对三种鱼的特定正磷酸盐 (PO4 P)排泄率进行了测定 ,并且估算了系统中实验鱼的PO4 P排泄率。结果表明 ,在个体大小相同的情况下 ,罗非鱼的特定PO4 P排泄率明显地高于链、鳙 ,似乎同它们的食物含磷量无关而由其体组织含磷量所决定 ;放养罗非鱼的系统中鱼的PO4 P排泄率比放养链、鳙的系统平均高 2倍多 ,其磷排泄对浮游植物的PO4 P供给率分别为 10 0 %— 15 8%和 6 1%—7 5 %。根据有鱼系统中PO4 P的供求关系和实验结束时磷分布的观测结果推断 ,沉积物的磷释放是系统中磷再生的主要途径 ,而实验鱼调节系统磷再循环的主要机制是排粪。

微型生态系统中浮游动物正磷酸盐排泄率的估算

在考查罗非鱼或鲢、鳙下行影响的微型生态系统实验后期，对其唯一的浮游动物──大型的特定正磷酸盐（PO4－P）排泄率按不同大小级别和培育时间进行了测定，同时估算了该浮游动物种群的PO4－P排泄率。结果表明，大型的特定PO4－P排泄率依其体重的增长呈指数式下降，并且随着培育时间的增加而大大降低。有鱼系统中大型种群的PO4－P排泄率及其与浮游植物PO4－P摄取率的比值都显著地小于无鱼系统，而放养罗非鱼或鳙的系统之二项估算值又明显地比鲢单养系统低。看来，大型种群的磷排泄在鲢单养系统的PO4－P再生中起有一定的作用，而在放养罗非鱼或鳙的系统中所起的作用很小。

微型生态系统中正磷酸盐的周转时间的估算

在考查罗非鱼或鲢、鳙下行影响的微型生态系统实验后期，以水柱正磷酸盐（ＰＯ４－Ｐ）完全被浮游植物摄取所需要的时间为指标，估算了系统中ＰＯ４－Ｐ的周转时间，其中浮游植物的ＰＯ４－Ｐ摄取率是采用挂瓶法来测定和估算的。结果表明，两组实验中大多数有鱼系统的浮游植物ＰＯ４－Ｐ摄取率都显著地比无鱼系统高，而ＰＯ４－Ｐ周转时间的估算值均最著地小于无鱼系统。经相关分析测定，两组实验中浮游植物的ＰＯ４－Ｐ摄取率皆显著地正相关于浮游植物密度和初级生产力，同水柱ＰＯ４－Ｐ浓度之间的负相关关系则不显著。根据估算结果看来，罗非鱼对系统中磷循环速率的影响比鲢、鳙大得多，而鳙的影响又明显地大于鲢。这些鱼类使微型生态系统中ＰＯ４－Ｐ的周转时间缩短，可能主要是它们加速了系统中ＰＯ４－Ｐ再生的结果。