1、doi:10.7541/2023.2022.0329白龙屿海洋牧场放养中华鲟幼鱼的潜在饵料资源及承载力估算刘黄欣1,2 冷小茜2 王谱渊2,3 罗 江2 仲 嘉2 李君轶2 熊 伟2 张立宁4 王加新5 王成和5 杜 浩1,2,3(1.长江大学动物科学学院,荆州 434025;2.中国水产科学研究院长江水产研究所,农业农村部淡水生物多样性保护重点实验室,武汉 430223;3.上海海洋大学,上海 201306;4.浙江省海洋水产养殖研究所,温州 325700;5.浙江东一海洋集团有限公司,温州 325701)摘要:海洋保种是补充完善中华鲟(Acipenser sinensis)生活史,实现陆海
2、接力保种的重要举措,为探究近海围栏是海洋牧场中华鲟幼鱼的潜在饵料资源及承载能力,研究对浙江温州近海的白龙屿海洋牧场进行周年调查,评估了海洋牧场中底栖动物及中下层生物资源量,并通过放养中华鲟摄食生长状况和消化道内容物分析,获得了海洋牧场中中华鲟幼鱼可摄食饵料种类,同时估算了其最大资源承载力。结果表明,白龙屿海洋牧场周年共采集到共47种饵料生物隶属于5门8纲,其中底栖动物38种、中下层生物9种,依据历史记录均为中华鲟可摄食种类;根据消化道内容物实测分析,放养中华鲟能够在海洋牧场中自主摄食,验证其摄食了4门5纲共16种饵料生物,其食物组成按相对重要性指数(IRI)大小排列:甲壳纲(主要为虾蟹类)腹足
3、纲鱼纲瓣鳃纲多毛纲,摄食偏好按摄食选择系数大小排列:甲壳纲腹足纲瓣鳃纲多毛纲鱼纲;估算结果表明海域面积650亩的白龙屿海洋牧场中适合中华鲟摄食的饵料资源最大年产量约为818.389 kg,仅靠这些天然饵料供给的情况下,可供69尾中华鲟幼鲟正常生长发育。研究结果表明近海围栏式海洋牧场是中华鲟海洋保种的潜在模式,下一步需要进一步研究人工补充天然饵料模式下如何提升海洋围栏保种的规模和效果,为形成中华鲟陆海接力保种提供基础数据。关键词:海洋牧场;饵料资源;食物组成;海洋保种;中华鲟中图分类号:S932.2 文献标识码:A 文章编号:1000-3207(2023)09-1488-09 中华鲟(Acipe
4、nser sinensis)是一种大型溯河产卵洄游性鱼类,整个生命周期约95%以上的时间在海洋中度过1,2。近年来,受人类活动的影响,中华鲟野外自然种群规模急剧衰退,在20172021年已连续5年未发生自然繁殖,目前对中华鲟进行保护的方式主要为原位保护和迁地保护,在原位保护实施困难的情况下,迁地保护成为中华鲟物种延续的重要途径3。全人工繁殖作为人工保种中最有效的措施已经获得了阶段性的突破4,目前中华鲟人工保种均以淡水为主,而全淡水养殖中华鲟海洋生活史的缺失可能是致使中华鲟成熟亲体体型偏小、性成熟比例偏低及繁殖后代患病率高的重要原因,并已成为制约自然群体延续的重要问题,探索中华鲟海洋保种模式成为
5、迫切需求,现已列入中华鲟拯救行动计划57。相比传统海水网箱保种,近海围栏养殖保种是潜在可尝试的保种模式,其具有养殖区域更大、水体通透性强、无底网和抗风浪能力强等特点。白龙屿围栏式海洋牧场位于东海近海,东海海域在历史上是中华鲟重要的索饵场8,是放养中华鲟理想场所。在半封闭的近海围栏养殖环境下,因养殖区域较大、人类活动影响较小,环境饵料资源成为了围栏中鱼类生存最重要的条件之一,饵料资源的变动会对种群的数量动态乃至整个生态系统造成影响,直接制约着鱼类的生长、发育及繁殖911,对近海围栏中饵料资源量及其能放养中华鲟数量的第 47 卷 第 9 期水 生 生 物 学 报Vol.47,No.9 2023 年
6、 9 月ACTA HYDROBIOLOGICA SINICAS e p.,2 0 2 3 收稿日期:2022-08-15;修订日期:2022-10-17基金项目:国家重点研发计划(2021YFD1200304);国家自然科学基金青年科学基金(32202940)资助 Supported by the National Key R&D Program of China(2021YFD1200304);National Natural Science Foundation Youth Science Foundation Project(32202940)作者简介:刘黄欣(1997),男,硕士研究生
7、;研究方向为中华鲟海水适应性行为研究。E-mail:通信作者:杜浩,研究员;主要从事濒危水生动物保护生物学研究。E-mail:研究,是开展海洋保种的重要组成部分。海洋牧场放养中华鲟的潜在饵料资源量及承载力是影响其生长发育的关键因素之一,但仅有少量研究1214描述了中华鲟在我国东南近海的洄游分布及食性,对于近海围栏海洋保种模式下中华鲟的摄食生长情况及其环境承载能力的研究尚是空白。因此,开展中华鲟潜在饵料资源及承载力的研究对中华鲟的海洋保种具有重要意义。为评估白龙屿海洋牧场饵料资源状况及其放养中华鲟的潜在可能性,本研究于20202021年进行了周年调查,对白龙屿海洋牧场的中华鲟潜在饵料资源进行了评
8、估,同时开展了实验式放养,通过对放养中华鲟进行周年监测并结合放养效果的方法,综合评估海洋牧场的承载力,为中华鲟近海围栏式保种模式探索提供基础数据。1 1 材料与方法 1.11.1 实验场地本实验的研究场地是浙江东一海洋集团有限公司白龙屿生态海洋牧场(图 1),位于浙江省温州市洞头区鹿西乡,地处东海近海海域,是于白龙屿和鹿西乡东臼村南侧之间建设东、西口两条栅栏式堤坝,并在堤坝两侧安装生态保护网(网目约8 cm),形成的一个海域面积达650亩,水体体积达2.42106 m3的纯天然海洋牧场。在进行中华鲟试养实验前,海洋围栏中放养了约20000尾大黄鱼(Larimich-thys crocea),实
9、验期间没有投喂外源性饲料。通过对水样和沉积物样品质量检测,确定了实验区域底质类型为全泥质底质,且符合国家海水、沉积物一类质量标准(表 1)。1.21.2 生物饵料资源调查方法2020年9至2021年12月期间,根据季度变化,每3个月对白龙屿海洋牧场资源底栖动物及中下层生物饵料资源开展1次采样调查,全年共调查6次。底栖动物根据海洋牧场环境特点,选定9个采样位点(图 1),采用0.045 m2的抓斗式采泥器,每个位点每次采样两次,经过0.5 mm网筛过滤并用75%酒精对样品当场进行固定,之后进行物种分类以及生物学测量。中下层生物有研究表明中华鲟更习惯捕食中下层生物,本研究的捕捞网具主要为地笼网,其
10、对中下层生物的捕获效果最好14,16,17,根据海洋牧场环境特点,选定4个采集位点(图 1),采用网目为20 mm、每个单元为40 cm60 cm50 cm的地笼网,每次布设100个单元长约50 m持续捕捞24h,收取后对地笼内的所有渔获物进行种类鉴定、生物学测量和统计,资源量的统计通过产量模型计算单位时间内捕捞努力量,以实际捕捞面积的5倍作为单位面积的平均生物量15,16。1.31.3 放养中华鲟摄食评估放养实验鱼规格实验鱼选用中国水产科学研究院长江水产研究所荆州太湖中华鲟繁育基地提供的全人工淡水繁殖的子二代幼鱼。将海水驯化后适应海水环境的300尾实验鱼(平均体重7.48 kg,平均体长93
11、.65 cm)运送至实验区域放养。回捕方法在回捕前通过Bio Sonics DT-X多功能回声探测仪对放养中华鲟密集区域进行初步定1211330鹿西岛Luxi island渔获物采样点Catch sampling point底栖动物采样点Zoobenthos sampling point东海East China Sea白龙屿Bailong island实验区域Experimental area275930N275915275930N275915121134512114001211415E12113300100 m121134512114001211415E 图 1 实验区域及采样位点Fig.1
12、 Experimental area and sampling points表 1 海水、沉积物质量检测结果Tab.1 Quality test results of seawater and sediment类别Category含量Content质量标准Qualitystandard沉积物质量Sedimentquality有机碳OC(%)0.570.022石油类Petroleum(mg/kg)27.03214.585500铜Cu(mg/kg)33.572.2835铅Pb(mg/kg)32.433.0060镉Cd(mg/kg)0.160.020.5锌Zn(mg/kg)112.116.30150
13、海水水质Seawaterquality铜Cu(g/L)未检出0.005铅Pb(g/L)未检出0.001镉Cd(g/L)未检出0.001锌Zn(g/L)未检出0.02化学需氧量COD(mg/L)0.550.142硝酸盐氮NO3-N(mg/L)0.4070.01410亚硝酸盐氮NO2-N(mg/L)0.01480.00070.02氨氮NH3-N(mg/L)0.0280.0020.04活性磷酸盐Ortho-P(mg/L)0.01380.00070.0159 期刘黄欣等:白龙屿海洋牧场放养中华鲟幼鱼的潜在饵料资源及承载力估算1489位(未发表),于2021年5月在实验鱼密集区域布设特制大型网具(由两张
14、大型拦河网组成)进行定点捕捞,持续72h。抽取回捕中华鲟5尾进行解剖采样分析。潜在饵料种类判别根据历史文献数据获取中华鲟摄食过的饵料生物种类,作为判断白龙屿海洋牧场中可供放养中华鲟摄食的潜在饵料种类的依据。放养中华鲟摄食分析通过对回捕的实验鱼进行生物学数据测量并解剖分析消化道内容物的方法,研究全人工淡水保种中华鲟在海洋牧场中的生长状况、自主摄食能力及主要摄食种类,综合分析放养中华鲟对海洋牧场环境的适应性。1.41.4 数据分析白龙屿海洋牧场承载力估算有研究提出用平均生物量及P/B系数来估算生物生产力,P/B系数又称为周转率,是指在一定时间内种群或群落的生产力与平均生物量的比,该值与生物的营养级
15、相关且会随温度的升高而升高,其数值存在一定误差但亦可作指示作用1720。本研究中下层生物与实验鱼营养级相近故年平均P/B系数计为1;历史数据显示东海大型底栖动物的年平均P/B系数为1.4122,本研究区域水深较浅实际温度偏高,故实际值偏高,底栖动物的年平均P/B系数计为2。通过计算出海洋牧场中华鲟潜在饵料的最大持续产量对其最大持续供饵能力进行估算,并假设本实验放养中华鲟能将潜在饵料资源充分利用,以此估算海洋牧场的理论最大承载力。最大持续产量(Maximum Sustai-nable Yield,MSY)估算采用公式:Y=05BC式中,Y为某种群或群落的最大持续产量;B为某一种群或群落的平均生物
16、量;C为P/B系数,是一定时间内某一种群或群落的生产力与平均生物量的比值。白龙屿海洋牧场放养中华鲟的理论最大承载力估算采用公式:N=Y/(GE)式中,N为理论可放养的中华鲟数量;Y为MSY最大持续产量;G为自然条件下鱼体的年增重量;E为饵料系数。统计分析方法实验所有数据在MicrosoftExcel中分析处理,对中下层生物及底栖动物生物学数据进行统计并进行定量分析,归纳其种类组成并计算生物量。物种优势度分析采用相对重要性指数(Index of relative importance,IRI)进行判定,其公式为:IRI=(N+W)F式中,N为某一种群的数量占总数量的百分比;W为某一种类的质量占总质量的百分比;F为某一种类出现的位点数占总位点数的百分比,食物组成分析则为摄食实验鱼的尾数占总尾数的百分比。消化道内食物分析方法在Microsoft Ex-cel中分析处理,统计分析其数量、重量并进行归纳分类,以相对重要性指数(IRI)及摄食选择系数作为判断放养中华鲟摄食偏好的依据,摄食选择系数的计算采用公式:E=ri/pi式中,E为选择系数;ri为食物i在消化道中的相对丰度;pi为食物i在环境中