兩種配養(yǎng)動物的擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的影響.pdf

1、鯉和凡納濱對蝦是草魚混養(yǎng)池塘兩種常見的配養(yǎng)動物，它們在擁有較高經(jīng)濟價值的同時，在混養(yǎng)池塘中還起著非常重要的生態(tài)作用。鯉和凡納濱對蝦都營底棲生活，它們在水體底部的活動會對沉積物-水界面產(chǎn)生生物擾動作用，影響沉積物-水界面處的生物地球化學(xué)過程。本文以鯉和凡納濱對蝦為實驗對象，研究了它們的生物擾動作用對沉積物-水界面氮磷營養(yǎng)鹽遷移和轉(zhuǎn)化的影響，探討了兩者擾動作用的差異及其機制。主要研究結(jié)果如下:
　　1.混養(yǎng)模式下鯉擾動作用對沉積物-水

2、界面營養(yǎng)鹽通量和硝化速率、反硝化速率及硝酸鹽氨化速率的影響
　　本實驗通過野外養(yǎng)殖和室內(nèi)培養(yǎng)相結(jié)合的方式，研究了鯉的擾動作用對草魚混養(yǎng)池塘沉積物-水界面氮磷營養(yǎng)鹽遷移和轉(zhuǎn)化的影響。實驗測定了混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物耗氧率，硝化、反硝化及硝酸鹽氨化速率，界面處的NH4+-N，NO3--N，NO2--N和SRP通量。結(jié)果顯示:4到9月間（7月除外）鯉的擾動作用可以顯著促進沉積物耗氧率;鯉的擾動作用對NH4+-N通量沒有顯著影響（8月除外），但卻

3、可促進沉積物NOx--N釋放（5到9月）和SRP釋放（7到9月）;同時鯉的擾動作用還可以顯著促進沉積物-水界面硝化作用（4到8月）、反硝化作用（7到9月）和硝酸鹽氨化作用（7到9月）。實驗結(jié)果表明:鯉對草魚混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物-水界面的氮、磷營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化有著非常重要的影響，而且其可通過促進反硝化作用直接增強水體的去氮能力，為富營養(yǎng)化水體的治理提供了新的思路。
　　2.不同養(yǎng)殖密度下鯉的擾動深度及其對沉積物-水界面硝化速率、反硝化速率

4、和硝酸鹽氨化速率的影響
　　本實驗設(shè)置了一個對照組（不放鯉魚組，用C0表示）和五個不同放養(yǎng)密度組（2、4、6、8、10尾/水槽，分別用C2、C4、C6、C8、C10表示），定期用無擾動底泥采集器采集沉積物樣品，乙炔抑制法測定沉積物-水界面的硝化、反硝化及硝酸鹽氨化速率，示蹤顆粒法測定鯉魚的物理擾動深度。主要實驗結(jié)果如下:(1)五種密度下，鯉魚對底泥的物理擾動深度主要集中在1-5cm。(2)空白組(C0)沉積物-水界面硝化速率顯著高

5、于鯉魚放養(yǎng)組(P＜0.05)，而放養(yǎng)密度較大的C8和C10組，其沉積物-水界面的硝化速率顯著高于低密度放養(yǎng)組(C2、 C4和C6)(P＜0.05)。(3)實驗期間，空白組(C0)沉積物-水界面幾乎檢測不出反硝化速率，而鯉魚放養(yǎng)組則總體表現(xiàn)為放養(yǎng)密度越大，沉積物-水界面反硝化速率越高。(4)各組硝酸鹽氨化速率波動范圍不大，但放養(yǎng)密度較大的C8和C10組，其硝酸鹽氨化速率相對其他組較高。實驗結(jié)果表明:在本實驗條件下，鯉魚對沉積物-水界面的硝

6、化和反硝化作用均有明顯的促進作用，放養(yǎng)密度越高促進作用越明顯，在沉積物中有機碳含量充足的情況下，鯉魚的擾動可以對富營養(yǎng)化池塘起到很好的去氮作用。
　　3.混養(yǎng)模式下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量和硝化速率、反硝化速率及硝酸鹽氨化速率的影響
　　本實驗通過野外采樣和室內(nèi)培養(yǎng)相結(jié)合的方法，研究了凡納濱對蝦在養(yǎng)殖環(huán)境下對沉積物-水界面氮磷營養(yǎng)鹽遷移和轉(zhuǎn)化的影響。實驗測定了混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物耗氧率，硝化、反硝化及硝酸鹽氨化

7、速率，界面處的NH4+-N，NO3--N，NO2--N和SRP通量。結(jié)果顯示:凡納濱對蝦可以促進混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物耗氧率，降低底層水溶氧含量;凡納濱對蝦可以促進混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物氮磷營養(yǎng)鹽的釋放，造成底層水營養(yǎng)鹽含量的升高;在養(yǎng)殖后期凡納濱對蝦會抑制硝化反應(yīng)，但幾乎對反硝化反應(yīng)和硝酸鹽氨化反應(yīng)沒有產(chǎn)生顯著影響。實驗結(jié)果表明，凡納濱對蝦的擾動作用會促進氮磷營養(yǎng)鹽的遷移，但是對氮的循環(huán)轉(zhuǎn)化卻沒有顯著影響，同時因為凡納濱對蝦會引起上覆水營養(yǎng)鹽含量的升

8、高和溶氧的降低，這在養(yǎng)殖中后期應(yīng)該引起足夠的重視，避免水質(zhì)惡化造成損失。
　　4.凡納濱對蝦擾動深度及不同密度下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量的影響
　　本實驗設(shè)置了5個凡納濱對蝦放養(yǎng)密度（0、2、4、6、8尾/0.045m2）分別用C0，C2，C4，C6，C8表示），測定了凡納濱對蝦在不同養(yǎng)殖密度下沉積物-水界面NH4+-N，NO3--N，NO2--N和SRP通量以及水體營養(yǎng)鹽含量，用示蹤顆粒法測定了凡納濱對

9、蝦的擾動深度。結(jié)果顯示:(1)凡納濱對蝦的擾動深度主要為表層1-3cm。(2)與對照組相比，各密度組均可促進沉積物耗氧率，但是C2組到Day15才產(chǎn)生顯著效果，而C4，C6，C8組從Day1即有顯著效果。(3)各組均表現(xiàn)為沉積物釋放NH4+-N，C2組和C0組釋放率始終無顯著差異，而C4，C6和C8組釋放率則要顯著高于C2組和C0組。(4)C6和C8組在Day15之前相較于C0和C2組表現(xiàn)為抑制沉積物NO3--N釋放，而到了Day22后

10、表現(xiàn)為促進NO3--N釋放，但其促進作用始終不如C4組。(5)C4，C6和C8組可促進NO2--N釋放同時增加底層水NO2--N含量，且密度越高促進作用越明顯。(6)C0和C2組SRP通量沒有差異，C4組從Day8時即顯著促進SRP的釋放，Day1和Day8時C6和C8組均抑制SRP釋放，且到Day15時，其對SRP釋放的促進作用也不如C4明顯。實驗結(jié)果表明，凡納濱對蝦可以促進水體溶氧的消耗和沉積物營養(yǎng)鹽的釋放，且密度越高影響越顯著，在

11、合理的養(yǎng)殖密度下，當密度達到132.75尾/m2后，密度的升高并不會再造成擾動作用影響效果的顯著變化。
　　5.不同鹽度下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量的影響
　　本實驗通過室內(nèi)培養(yǎng)的方法，設(shè)置了三個鹽度處理組（所用水的鹽度分別為5，20，35 ppt，分別用S5，S20和S35表示），測定了凡納濱對蝦在不同鹽度下對沉積物-水界面NH4+-N，NO3--N，NO2--N和SRP通量的影響。結(jié)果顯示:凡納濱對蝦在

12、三種鹽度下也都會促進沉積物-水界面耗氧，但5 ppt鹽度下促進效果最強，而20 ppt鹽度下促進效果最弱。凡納濱對蝦在三種鹽度下也都可以促進沉積物NH4+-N的釋放，但是促進效果卻不相同，總體表現(xiàn)為鹽度越高促進作用越明顯。鹽度為5 ppt時對蝦對沉積物NO3--N釋放的促進作用最低，但其對NO2--N釋放的促進作用卻最高;鹽度為20 ppt時對蝦對沉積物NO3--N和NO2--N釋放的促進作用均較高，且其對沉積物NO3--N釋放的促進作