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多营养层次的综合养殖模式(IMTA,Integrated Multi-trophic Aquaculture)是近年提出的一种与混合养殖模式相似的、健康的可持续发展海水养殖理念,这是由不同营养级生物(例如,投饵类动物,滤食性贝类,大型藻类和沉积性食物动物等)组成的养殖系统。由于不同物种营养方式和生存策略的不同,机体营养元素比例、生态化学计量内稳性等也会有所不同,因此海区实际的养殖结构将影响营养元素的收支平衡。但重要海水养殖生物元素比例的内稳性及其对养殖生态系统内营养元素循环和种间相互作用影响的研究不多,了解海水养殖生物的内稳性和营养元素在不同营养级之间流通情况,这将为设计低排放的综合养殖生态系统提供生态化学计量学理论基础。 我省汕头南澳岛自80年代开始实行多营养级综合养殖。目前主要养殖种类有龙须菜、太平洋牡蛎和皱纹盘鲍。基于以上的研究背景,本文选择了九孔皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)、龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)作为研究对象,设置5个梯度的N:P水体培养龙须菜,随后用经过不同N:P(同样5个梯度)处理过的龙须菜喂养鲍鱼,通过观察龙须菜和鲍鱼体内元素变化情况,分析营养元素的积累及循环过程。最后模拟实际养殖情况,设置5个梯度的投喂比例,研究投喂量对鲍鱼机体元素的影响以及C、N、P元素进入水体后对水生浮游生物的影响。这将为我们优化多营养级养殖结构,减少海水养殖的自身污染提供科学依据。 本文的研究内容有以下几个方面: 1、设置的五个水体N:P分别为:8(R8组)、12(R12组)、16(R16组)、24(R24组)、32(R32组),龙须菜的养殖时长为20天,实验结果表明:(1)低 N:P(R8、R12)组的龙须菜生长速率高、藻体状况好,高N:P(R24、R32)组的生长速率低、藻体状况差。(2)龙须菜C元素稳定,但N元素的含量会随外部水体N:P的升高而升高,同时低N:P可能会减慢P的代谢。(3)虽然实验中的龙须菜缺氮,但高N:P培养的龙须菜发黄、变脆现象严重,说明高N:P会对其生长造成胁迫,龙须菜组织的N元素会随外部环境变化而变化,内稳性不强,但组织N:P具有严格的内稳性。 2、鲍鱼投喂经不同N:P培养的龙须菜的实验共5组,分别为:G8、G12、G16、G24、G32组,依次对应的是投喂经N:P=8、12、16、24、32培养10天的龙须菜。鲍鱼养殖实验持续36天,实验结果表明:(1)高N:P培养的龙须菜发黄、变脆现象严重,这可能是龙须菜组织氨基酸种类发生变化,氨基酸种类的不一样可能是鲍鱼生长速率不一致的原因。(2)龙须菜的C、N、P元素含量变化幅度均比鲍鱼大,而鲍鱼自身C、N、P变化幅度依次减小,说明鲍鱼保持元素稳定的能力比龙须菜强,同时鲍鱼自身元素内稳性依次为C>N>P。(3)鲍鱼固定的C、N、P元素占摄食的C、N、P大小均为G32>G8>G12>G24>G16,可见鲍鱼对龙须菜的利用效率依次为G32>G8>G12>G24>G16。(4)经低N:P比(G8、G12)培养的龙须菜品质柔软,鲍鱼摄食经N:P=8培养的龙须菜的生长速率最高,同化效率高,可见本实验中水体N:P=8培养的龙须菜最作为幼鲍最佳的食物。 3、不同投喂量(投喂龙须菜)的鲍鱼生长实验中共5组,分别为:T8、T4、T2、T1、T0.5组,依次对应的是投喂量为8、4、2、1、0.5g。鲍鱼养殖实验持续36天,实验结果表明:(1)食物充足(T8、T4组),鲍鱼的生长快且稳定,间断性的供应食物(断食少于2天,T2组),鲍鱼出现补偿生长,食物不足组(T1、T0.5组),鲍鱼生长严重受限。同时NH4+的积累是鲍鱼生长受限的另一个重要原因。(2)不同的投喂量实验组,鲍鱼自身C元素保持稳定,但食物不足组鲍鱼粪便中的N含量下降,可见食物不足会提高鲍鱼对N的吸收效率。(3)实验中底栖硅藻滋生,水体N:P由T8至T0.5组依次下降,且均远大于16:1,通过对元素流通的计算,发现底栖硅藻是富P的藻种,是造成水体是一个富N的过程,在食物充足组,剩余的龙须菜会重新吸收鲍鱼排泄的营养元素,食物不足组,鲍鱼不仅摄食数量有限的龙须菜,也会摄食微型藻类,即食物量的多少会改变鲍鱼的摄食方式和摄食对象。 通过对近几年深澳湾水体N:P的统计分析,每年1~2月水体N:P≈10,接近8,此时养殖的龙须菜作为鲍鱼的食物最佳,但此时温度较低,龙须菜生长速率不高,可以加大养殖密度,此外在评价鲍鱼的养殖模式的结果中显示鲍鱼与龙须菜质量比为1:1时,鲍鱼的生长较快,营养排泄较少,鲍鱼能够最大限度的转化龙须菜营养元素,能够降低近岸海区发生赤潮的风险。