草魚(Ctenopharyngodon idellus)不同混養(yǎng)模式沉積物-水界面各形態(tài)碳的動(dòng)態(tài)變化研究.pdf

1、草魚（Ctenopharyngodon idellus）是我國(guó)淡水養(yǎng)殖規(guī)模最大的品種，目前其養(yǎng)殖多采用混養(yǎng)模式，科學(xué)合理的混養(yǎng)模式是草魚池塘養(yǎng)殖獲得經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益雙贏的關(guān)鍵。目前，有關(guān)草魚養(yǎng)殖池塘碳循環(huán)方面的基礎(chǔ)研究還未見報(bào)道。本文以草魚為主養(yǎng)品種，搭養(yǎng)鰱（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthysnobilis）、翹嘴紅鲌（Erythroculter ilishaeformis）、凡納濱對(duì)蝦

2、（Litopenaeusvannamei）和鯉（Cyprinus carpio），構(gòu)建不同的混養(yǎng)模式，采用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)方法測(cè)定并比較了不同養(yǎng)殖模式下沉積物-水界面的各形態(tài)碳的動(dòng)態(tài)變化，探討了環(huán)境因子對(duì)各形態(tài)碳動(dòng)態(tài)變化的影響，并對(duì)不同混養(yǎng)模式下上覆水、表層間隙水及沉積物各形態(tài)碳含量進(jìn)行分析，探討上覆水與表層間隙水、沉積物中碳含量的相關(guān)關(guān)系，為今后全面深入開展養(yǎng)殖池塘碳循環(huán)的基礎(chǔ)研究奠定基礎(chǔ)。本研究所取得的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1、草

3、魚不同混養(yǎng)模式沉積物-水界面碳通量的研究
　　于2013年4～9月采主養(yǎng)草魚池塘沉積物樣品，在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定了沉積物-水界面各形態(tài)碳的交換通量隨養(yǎng)殖時(shí)間的變化，監(jiān)測(cè)了八月沉積物-水界面上覆水中各形態(tài)碳含量的晝夜變化，分析了碳交換通量與上覆水環(huán)境因子的關(guān)系。三種主養(yǎng)草魚池塘的養(yǎng)殖模式為草魚、鰱和鳙混養(yǎng)(GSB)，草魚、鰱、鳙和凡納濱對(duì)蝦混養(yǎng)(GSBL)，草魚、鰱、鳙和鯉混養(yǎng)(GSBC)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)在養(yǎng)殖周

4、期內(nèi)，三種混養(yǎng)模式沉積物-水界面可溶性無機(jī)碳(DIC)通量范圍為0.65～16.90mg/(m2.d)，可溶性有機(jī)碳(DOC)通量范圍為0.16～13.49 mg/(m2.d)，顆粒性有機(jī)碳(POC)通量范圍為-2.29～3.32 mg/(m2.d);GSB和GSBC模式各形態(tài)碳通量均以8月最高，GSBL模式則以7月最高。(2)在養(yǎng)殖周期內(nèi)，三種混養(yǎng)模式沉積物對(duì)DIC和DOC均表現(xiàn)為釋放，而對(duì)POC在4、5、6月以吸收為主，其余時(shí)間表現(xiàn)

5、為釋放。(3)在養(yǎng)殖的中后期，三種混養(yǎng)模式的DIC、DOC和POC通量存在一定差異。其中，GSBL和GSBC模式中各形態(tài)碳通量值顯著高于GSB模式(P＜0.05)。(4)八月上覆水中DIC和DOC的含量在4:00達(dá)到最大值，POC含量則表現(xiàn)為GSBL模式在4:00達(dá)到最大值，12:00達(dá)到最小值，而GSBC模式在4:00達(dá)到最小值，12:00達(dá)到最大值。(5)各形態(tài)碳通量的變化與上覆水中的DO、pH呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與水溫呈顯著正相關(guān)

6、關(guān)系。
　　2、草魚不同混養(yǎng)模式上覆水、間隙水及沉積物各形態(tài)碳的分布特征
　　于2013年4～9月采草魚不同混養(yǎng)池塘上覆水和底泥樣品，分析了上覆水、表層間隙水及沉積物中各形態(tài)碳的含量，探討上覆水與表層間隙水、沉積物中各形態(tài)碳含量的相關(guān)關(guān)系。三種養(yǎng)殖模式分別為草魚、鰱和鳙混養(yǎng)(GSB)，草魚、鰱、鳙和凡納濱對(duì)蝦混養(yǎng)(GSBL)，草魚、鰱、鳙和鯉混養(yǎng)(GSBC)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)不同混養(yǎng)池塘表層間隙水中DOC和DIC含量

7、顯著高于上覆水(P＜0.05)，兩者含量皆隨養(yǎng)殖活動(dòng)的進(jìn)行呈先上升后下降的趨勢(shì)，在GSB、GSBC組中均于8月出現(xiàn)最大值，而在GSBL組中則于7月出現(xiàn)最大值;上覆水DOC和DIC含量在不同模式中的變化規(guī)律與表層間隙水基本一致。(2)上覆水和表層間隙水中DOC含量整體均表現(xiàn)為GSBC＞GSBL＞GSB，且在8月各組間存在顯著的差異(P＜0.05)，而DIC含量整體均表現(xiàn)為GSBC＞GSB＞GSBL，各組間亦在8月表現(xiàn)明顯的差異(P＜0.0

8、5);表層沉積物TOC和TIC含量則整體均表現(xiàn)為GSB＞GSBL＞GSBC，TOC在8、9月各組間差異顯著(P＜0.05)，而GSB組的TIC在6、7月顯著高于其它兩組(P＜0.05)。(3)間隙水DOC、DIC和沉積物TOC、TIC垂直分布規(guī)律與養(yǎng)殖模式關(guān)系密切:總體而言，GSB、GSBL組在0～2cm變化明顯，TOC均于9月出現(xiàn)最大值，TIC呈先降后升的趨勢(shì)，分別于7、8月出現(xiàn)最小值，而2～4cm和4～7cm變化不明顯;GSBC組除

9、4～7cm外，0～2cm和2～4cm均有明顯變化，且兩層含量在養(yǎng)殖中后期較接近，TOC均于9月出現(xiàn)最大值，TIC呈先降后升的趨勢(shì)，于8月出現(xiàn)最小值。(4)上覆水DOC和DIC含量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01);上覆水DOC與表層間隙水DOC呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01)，與表層沉積物TOC也呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不顯著;上覆水DIC與表層間隙水DIC呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01)，而與表層沉積物TIC則呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P

10、＜0.01)。
　　3、草魚不同混養(yǎng)模式沉積物-水界面二氧化碳及甲烷通量的研究于2014年5～9月采主養(yǎng)草魚池塘的沉積物樣品，在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定了沉積物-水界面二氧化碳和甲烷交換通量隨養(yǎng)殖時(shí)間的變化以及上覆水中二氧化碳和甲烷含量的晝夜變化，分析了二氧化碳和甲烷交換通量與上覆水及沉積物理化因子的關(guān)系。三種養(yǎng)殖模式分別為草魚、鰱、鳙和翹嘴紅鲌混養(yǎng)(GSBE)，草魚、鰱、鳙和凡納濱對(duì)蝦混養(yǎng)(GSBL)，草魚、鰱、鳙和鯉混養(yǎng)(GSBC)。

11、主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)在養(yǎng)殖周期內(nèi)，三種混養(yǎng)池塘沉積物-水界面二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)通量范圍分別為10.86～67.71 mmol/(m2·d)和0.25～5.29 mmol/(m2·d)，通量值均以8月最高。(2)在養(yǎng)殖周期內(nèi)，三種混養(yǎng)模式CO2和CH4均表現(xiàn)為從沉積物向上覆水釋放。(3)在5月時(shí)，三種混養(yǎng)池塘沉積物-水界面CO2和CH4通量均無顯著差異，而在養(yǎng)殖的中后期，出現(xiàn)一定差異。其中，在7和8月時(shí)，GSBL和GS

12、BC模式中CO2和CH4通量值均顯著高于GSBE模式(P＜0.05);CO2通量在6月時(shí)，GSBL和GSBC模式均顯著高于GSBE模式(P＜0.05)，而9月時(shí)，GSBL模式與GSBE模式差異不顯著（P＞0.05）;CH4通量在6月時(shí)，GSBC模式顯著高于GSBL和GSBE模式(P＜0.05)，而9月時(shí)，三種模式均差異顯著(P＞0.05)，且GSBC模式通量最大，GSBE模式最小。(4)八月三種混養(yǎng)模式上覆水中CO2的含量從20:00逐

13、漸升高，在04:00出現(xiàn)最大值，之后逐漸降低，在16:00出現(xiàn)最小值;CH4含量則從20:00逐漸降低，在4:00出現(xiàn)最小值，在08:00出現(xiàn)最大值后呈逐漸降低趨勢(shì)。(5)沉積物-水界面CO2和CH4通量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01); CO2和CH4通量與上覆水DO、pH及表層沉積物Eh呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜0.01），而與水溫則呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01); CO2和CH4通量與表層沉積物有機(jī)質(zhì)、TN、TC也呈正相關(guān)關(guān)系(