河蟹立体养殖体系中滤食性鱼类的营养学地位及其生态调控机制研究

Filter-feeding fish silver carp and bighead carp are commonly practiced to control cyanobacterial blooms in crab polyculture. But the effect of biomanipulation is always challenged. One of the reasons may stem from observations that the changed structure and community of plankton by feeding activity may affect other organism's nutrient uptake and transformation efficiency through cascading trophic interaction in crab ecosystem. But information regarding the effect of filter feeders on the key biological process and ecological regulation mechanism is lacking. Therefore, the project will conduct the experiments of ecological effect and trophic niche of silver carp and bighead carp in crab aquaculture. The objectives of this project are to (1) trace the fate of 15N -enriched feed fed to crab in systems and quantify the fish N retention efficiency by using stable isotopes; (2) clarify the interspecies competition between filter feeds and other fish through diets analysis by using stable isotopes and fatty acid profiles; (3) identify the difference in water quality and plankton and fish growth performance under different fish co-culture. The results obtained from this project will provide the scientific foundation for evaluating the practice of using planktivorous fish to control cyanobacteria blooms and optimize crab polyculture mode.

在河蟹立体养殖体系中放养鲢鳙等滤食性鱼类调控水质是常用的做法，但是鲢鳙控藻的生态效应至今存在分歧，很有可能因为鲢鳙的摄食活动改变了水体浮游生物的群落结构，进而通过营养级联动效应影响水体中其它生物的营养物质利用途径和传递效率。然而，有关鲢鳙在养殖体系关键生物过程中的作用及其生态调控机制研究，迄今未见报道。本项目拟以河蟹立体养殖体系中的鲢鳙为研究对象，从营养物质利用途径和与环境生物相互关系出发，借助稳定同位素示踪技术和脂肪酸图谱分析，明确在不同河蟹养殖强度和饵料质量条件下氮素营养迁移转化规律及鲢鳙利用转化效率，通过河蟹养殖体系各混养鱼类食物来源季节变化特征研究，探讨鲢鳙与其它同营养级混养鱼类的共存与竞争关系，比较不同混养鱼类配置条件下鱼类生长潜能及环境效应的差异，综合评价鲢鳙在养殖体系中的营养学地位，阐明其生态调控机制，为鲢鳙生物控藻的生产实践和合理优化河蟹混养模式提供理论依据。

在河蟹养殖塘中鱼、虾套养对于养殖体系中营养物质多级利用和水质净化具有重要的作用，但这些混养品，特别是滤食性鱼类鲢鳙的营养生态位及种间关系却鲜有报道。研究从营养物质利用和与环境生物相互关系出发，借助稳定同位素示踪技术与肠含物分析，研究了固城湖河蟹混养池塘中华绒螯蟹、日本沼虾和克氏原螯虾的食物组成和相对贡献率，探讨主要养殖品种间的食物竞争，为河蟹立体养殖生态位优化配置提供建议。研究结果发现，河蟹和沼虾的动物性饵料的食物贡献达到60.2%-63.1%，而龙虾仅为40.7%-40.1%，河蟹，沼虾和龙虾的饵料重叠以胃含物分析在0.878-0.97之间，以稳定同位素定量模型分析在0.779-0.918之间。可见，河蟹与2种虾类的食物竞争强度最高，主要的食物竞争对象为沉水植物、冰饵料鱼和软体动物，需要在生产中进一步提高动物性饵料的投喂量以减少养殖品种间的食物竞争。. 在此基础上分析了河蟹-日本沼虾养殖塘中鲢、鳙、鲫鱼、鳑鲏、鳜鱼等混养鱼类之间的种间竞争关系，定量了鲢、鳙与鲫鱼、鳑鲏的食物重叠系数，估算了浮游生物、水生植物等初级生产者对混养鱼类的食源贡献，追踪了食物链传递途径并构建了固城湖河蟹立体养殖系统的食物网结构图。结果表明，鳙的δ13C值最低(−24.4‰)，中华鰟鮍的δ13C值最高(−19.8‰)，鱼类δ15N值的变化范围为8.8‰-12.1‰，以鱼食性鱼类最高。蟹池内主要的21种鱼类可以分为3个群组，第Ⅰ组主要由浮游食性和底栖食性鱼类组成，浮游藻类等有机颗粒物则对浮游食性鲢、鳙的贡献达到25-79%。鲢鳙(0.867)、鳙和鲫鱼(0.711)的食物竞争强度最高，主要的食物竞争对象为悬浮颗粒有机物、浮游生物和沉水植物上面的附着生物，而鲢鱼和鲫鱼的食物竞争相对较小。