不同养殖模式池塘营养物质动态迁移特征

摘要

针对高密度养殖投喂的大量饵料相当大一部分不能被鱼类吸收和利用而导致养殖水域环境污染的问题，本研究以规模化池塘养殖较有代表性的崇湖渔场作为研究场所，探讨开展主养草鱼（Ctenopharyngodoni dellus）和主养黄颡鱼（Pelteobaggrusfulvidraco）两种养殖模式对有机物质沉降速率的时空变化趋势以及不同养殖模式对颗粒有机物质沉降量的影响;同时利用碳氮稳定性同位素示踪技术对两种养殖模式池塘沉降颗粒中人为有机质（残饵）来源进行定量研究，同时分析了不同主养模式池塘沉降颗粒中碳氮营养物质的变化特征;最后分析了两种养殖模式下营养盐在沉积物-水界面的源-汇变化特征。从而为解决当前池塘养殖过程中潜在的环境污染问题提供参考和依据，进而为池塘底质资源化利用提供参考和依据。主要研究结果如下:
　　(1)养殖可以显著提高池塘颗粒物质的垂直沉降量，主养草鱼池塘中颗粒物质垂直沉降量显著高于主养黄颡鱼池塘(p＜0.01)，且两种养殖模式池塘颗粒物质沉降量随着养殖时间推进有显著增加的趋势。主养黄颡鱼池塘沉降颗粒中TN、TC、TOC和TON的含量均比同时期主养草鱼高，且均随着养殖时间的推进，沉降颗粒中碳氮磷的总量呈增加趋势。两种养殖模式池塘沉降颗粒中的C/N比值与沉积物中的C/N比值较为接近，表明沉降颗粒与沉积物营养物质来源的同源性。
　　(2)两种主养模式池塘沉降颗粒中TN、TC、TOC和TON都呈现出从养殖初期到末期逐渐降低的趋势;并且主养黄颡鱼池塘颗粒沉降物中TN、TC、TON和TOC含量均显著高于主养草鱼池塘。主养黄颡鱼池塘沉降颗粒有机质碳氮稳定性同位素(δ13C和δ15N)平均值分别为-25.3‰和6.2‰;主养草鱼池塘沉降颗粒有机质δ13C和δ15N的平均值分别为-25.4‰和5.9‰。利用同位素混合模型计算出两种主养模式池塘沉降颗粒中人为有机质（残饵）贡献率分别为15.6％～35.4％（主养黄颡鱼池塘）和30.1％～70.1％（主养草鱼池塘）。统计分析结果表明，两种主养模式池塘从养殖初期到末期沉降颗粒中饵料贡献率均显著降低（主养黄颡鱼池塘:r=-0.537，p＜0.05;主养草鱼池塘:r=-0.800，p＜0.01）。
　　(3)两种主养模式氮磷营养盐扩散方向在养殖初期主要表现为从上覆水向沉积物沉积，养殖中后期主要表现为从沉积物向上覆水扩散，表明池塘沉积物是氮磷营养盐的汇和源。
　　统计结果得出:两种养殖模式上覆水中NO2--N、NO3--N、TN和TP含量变化无显著的差异(p＞0.05);主养草鱼池塘上覆水中NH4+-N浓度显著高于主养黄颡鱼(p＜0.01)。两种养殖模式沉积物-水界面NO2--N、NO3--N和PO43--P通量变化没有显著差别(p＞0.05)，而NH4+-N、TN和TP通量变化有较显著差别(p＜0.05)。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 前言

1．1 淡水池塘养殖

1．1．1 池塘养殖发展现状

1．1．2 草鱼和黄颡鱼养殖模式以及现状

1．2 淡水池塘养殖水域系统中碳氮磷的循环

1．2．1 碳循环

1．2．2 氮循环

1．2．3 磷循环

1．3 池塘养殖生态系统中沉积物和沉降颗粒的作用

1．3．1 池塘养殖生态系统中沉积物的作用

1．3．2 池塘养殖生态系统中沉积颗粒的作用

1．4 沉积物-水界面营养盐通量

1．4．1 沉积物-水界面营养盐通量研究现状

1．4．2 影响氮磷等营养盐在沉积物-水界面交换的因素

1．5 碳氮稳定同位素技术在生态学中的应用

1．5．1 原理

1．5．2 碳氮稳定同位素研究现状

1．5．3 碳氮稳定同位素的表示方法

1．5．4 模型

1．6 课题的提出和意义

1．6．1 课题的提出

1．6．2 研究的目的和意义

第二章 不同养殖模式池塘沉降颗粒营养物质组成特征研究

2．1 材料与方法

2．1．1 实验设计

2．1．2 采样与分析分法

2．1．3 数据分析处理

2．2 实验结果

2．2．1 两种主养模式池塘颗粒物质垂直沉降量的季节变化

2．2．2 沉降颗粒中碳氮磷营养物质的沉降通量的季节变化特征

2．2．3 沉降颗粒物中碳氮磷的比值变化特征

2．3 讨论

2．3．1 颗粒物质垂直沉降量变化以及营养物质组成特征

2．3．2 颗粒沉降物中TN、TP、TC、TOC、TON沉积通量的变化

2．3．3 颗粒沉降物中C／P、C／N、N／P比值

2．4 结论

第三章 人工饵料对主养黄颡鱼和主养草鱼池塘沉降颗粒有机质贡献的同位素示踪

3．1 材料与方法

3．1．1 实验设计

3．1．2 采样与分析分法

3．2 实验结果

3．2．1 两种主养模式池塘中沉降颗粒碳氮营养含量的季节变化特征

3．2．2 两种主养模式池塘中沉降颗粒碳氮稳定同位素含量的季节变化特征

3．2．3 沉降颗粒物中碳氮比值变化以及与稳定碳氮同位素的相关性

3．2．4 沉降颗粒中有机质来源分析

3．3 讨论

3．3．1 沉降颗粒中TN、TC、TON和TOC含量变化

3．3．2 沉降颗粒碳氮稳定性同位素含量的季节变化特征

3．3．3 沉降颗粒中有机质来源分析

3．4 结论

第四章 不同养殖模式池塘沉积物-水界面营养物质迁移特征

4．1 材料与方法

4．1．1 实验设计

4．1．2 采样与分析分法

4．1．3 计算方法及数据处理

4．2 实验结果

4．2．1 两种养殖模式池塘上覆水中DO、pH和水温变化特征

4．2．2 两种养殖模式池塘上覆水中各种形态氮磷的变化特征

4．2．3 两种养殖模式池塘沉积物-水界面氮沉积(释放)通量

4．2．4 两种养殖模式池塘中沉积物-水界面磷沉积(释放)通量

4．2．5 两种养殖模式池塘中沉积物-水界面各种形态氮磷通量与环境因子的相互关系

4．3 讨论

4．3．1 两种养殖模式沉积物-水界面水体的理化性质分析

4．3．2 两种养殖模式沉积物-水界面不同形态氮的通量变化特征

4．3．3 两种养殖模式沉积物-水界面不同形态磷的通量变化特征

4．3．4 不同环境因子以及养殖模式对沉积物-水界面氮磷通量的影响

4．4 结论

参考文献

附录

致谢