生态浮床对淡水池塘浮游动物多样性的影响
贾立平 高志 白海锋 袁永锋 李引娣
摘要：本试验选择陕西渭北地区精养鱼塘，利用空心菜生态浮床进行池塘污染水体原位修复，监测试验池塘水质变化情况，调查浮游动物群落结构和生物多样性变化趋势，分析评价了生态浮床在池塘水体修复中的可行性，以期为淡水养殖池塘污水处理提供科学依据。
关键词：生态浮床;池塘;浮游动物;多样性
生态浮床是一种水环境与水体原位生态修复和控制的实用技术，其应用于水产养殖上，对养殖池塘水污染的修复不仅表现在水质净化，更重要的是对池塘水生态系统的恢复[1]。浮游动物是一种在水里营浮游生活的微小生物，是水生态系统食物链中重要环节，在池塘生态系统中浮游动物占据重要地位，在物质循环、能量流动、信息传递和初级生产力等过程中起着承上启下的作用[2]。不同种类的浮游动物对水体污染具有不同的耐污能力和响应，因此常常被作为水环境检测的指示生物，能对水生态健康状况进行快速评价[3]。
1 材料与方法
1.1 試验材料
试验浮床植物选用空心菜，预先陆地有土培育至幼苗5～6cm时移栽到浮床。试验用鲤鱼为渔场引进的松浦镜鲤鱼种，放养规格60～120g/尾，养殖密度为1600～1800尾/667m2，套养规格为60～85g/尾长丰鲢鱼种80～100尾/667m2。
试验用生态浮床采用竹竿和聚乙烯网制作，框架由直径60mm 竹竿和尼龙绳制作成长方形，规格为250cm×100cm。聚乙烯网目为100mm，浮床下面设置衬网，网目10mm，防止鲤鱼摄食空心菜根部。生态浮床系统由单个浮床相互串并联组成，单个浮床水蕹菜栽种密度25～35株/m2。
1.2 试验设计
试验池塘位于渭河北岸临潼区，池塘东西走向，面积为2000m2，平均水深1.8m。池塘水泥护坡，进排水及充氧系统齐全。试验设不放置浮床的对照组、浮床处理组。试验开始之前，先将陆地培育好的空心菜连根拔出，清洗干净后按照移栽密度插入聚乙烯网眼，待其根茎部附着于网上开始自然生长时开始试验。为了易于试验管理，单个浮床用网绳相互串并联起来，整齐排列，由绳索固定于池塘四周堤岸。
1.3 样品采集与检测
试验从 2017年6月1日开始至9月29日结束，试验周期为120d，试验期间每30d采取水样进行水质理化指标检测和浮游动物鉴定。水样采集方法为：在对照池塘4个池角和池中央各设一个采样点，试验池塘在4个池角和浮床区各设置一个采样点。每个样点用5L柱状采水器取水面下10～50 cm 深处的水样，混合均匀后取水样1L，用于实验室检测水质。取水样5L，用甲醛固定24h后浓缩至50mL，用于鉴定原生动物，取水样25L，用25号浮游生物网现场过滤后加甲醛（5%）固定，用于鉴定轮虫、枝角类和桡足类。浮游动物样品采集严格参照《淡水浮游生物研究方法》[4]、《湖泊富营养化调查规范》[5]，浮游动物种类鉴定和定量主要参照文献[6]进行。水质样品参照《水和废水监测分析方法（第四版）》[7]分析，pH、温度、溶解氧、透明度现场监测。
1.4 数据统计分析
试验获取的数据采用SPSS17.0进行统计分析。
浮游动物Shannon-Wiener多样性指数（H′）计算公式：
H′ = -∑（ni / N ）ln（ni / N ）
式中： N为样品中所有种类的总个体数，ni为第i种物种个体数。
2 结果与分析
2.1 水质变化情况
试验期间池塘水体理化指标见表1。池塘水温变化范围20.8～31.7℃，平均值25.7℃。适宜空心菜和鲤鱼、鲢鱼生长，试验池和对照池水温差异不大。试验池塘与对照池塘相比，pH值降低，溶解氧升高，透明度增加了46.9%，污染物浓度降低了16.5%。不同类型池塘TN、TP变化差异显著，空心菜浮床对池塘N、P有良好的去除作用，说明生态浮床对养殖池塘水环境表现出很好的原位修复功能。
2.2 浮游动物种类组成
试验期间共鉴定出鲤鱼池塘浮游动物4大类，32种，种类数最多的是轮虫，有22种，占种类总数的68.8%;其次是原生动物和枝角类，均为4种，合占种类总数的25.0%，桡足类2种，占比为6.2%。
从图1可见，试验塘浮游动物的种类数相比对照池塘的高，试验期间试验池塘共鉴定出浮游动物28种，主要以轮虫居多，有19种，占种类总数的67.9%;其次是枝角类，有4种，占比14.3%;桡足类最少，占比为7.1%。从时间上看，试验池塘浮游动物种类数随养殖时间的推移呈现先升后降的趋势，浮游动物群落结构表现出简单到复杂再到简单的变化。7月末，架设生态浮床的池塘浮游动物种类数最多，与对照池塘相比差异明显。对于个体较大的枝角类，对照池塘只在7月份采集到，试验塘6～9月都能采集到。
图1 ?浮游动物种类变化
2.3 浮游动物数量变化
试验期间，试验池塘和对照池塘浮游动物密度均呈先升后降的趋势，8月末，个采样点的浮游动物密度较高（见图2）。从图可以看出，试验初始阶段两种类型池塘的浮游动物数量处于相对较低水平，随着水温的升高以及水体中营养物质的增多，浮游动物的数量也开始增加。试验塘浮游动物平均密度为732.4个/L，生物量1.751mg/L，较对照池塘高。对照池塘浮游动物密度只有在7月初高于试验塘，其他时间均低于试验池塘，这种月变化与其主要优势种角突臂尾轮虫和长三肢轮虫密度的波动有关。
图2 浮游动物密度和生物量变化
试验期间，随着试验塘浮床植物的生长，池塘水体的光照、溶解氧以及营养盐等环境的改变，生态浮床为浮游动物的生长提供了适宜的条件，尤其是空心菜水下发达的根茎系统，为浮游动物的繁殖提供了更为优越的场所，使得试验池塘浮游植物密度由最初的181.3个/L上升到721.8个/L，生物量从1.176mg/L增加到1.822mg/L。从时间上看，6月至8月份，试验池塘浮游动物的现存量保持上升趋势，8月末达到峰值1567.2个/L（2.801mg/L）。从9月份开始浮游动物的密度和生物量随着水温的回降开始减少，但仍高于试验池塘。分析结果显示，试验塘浮游动物中个体相对较大的萼花臂尾轮虫和裂足臂尾轮虫的密度在试验中后期显著大于对照池塘，这有助于减缓浮床设置下池塘轮虫的小型化。
