全 文 ：农业环境科学学报 2006,25(4):1041-1044
JournalofAgro-EnvironmentScience
摘 要:了解浮游动物与周围浮游植物的相互关系,对探讨富营养化的生态调控机制,促进水域生态环境的改善具有理论上的指导
意义。为此,利用显微镜直接计数法研究了大型溞对栅藻的摄食率及一些影响因素。结果表明,在全暗条件下,大型溞的摄食率要高
于全光照条件。不同时刻,大型溞的摄食率也不同,在最初的4h内,大型溞对栅藻的摄食率和滤水速度明显较高,随后的时间内摄
食率和滤水速度将显著降低并趋于稳定。随栅藻藻液密度增大,大型溞摄食率增大,但滤水速度减慢。盐度对大型溞的摄食率有一
定的影响,在水体盐度为0.1%～0.2%时,大型溞摄食率增加,盐度进一步增大,则对大型溞的摄食产生抑制作用。
关键词:大型溞;摄食行为;栅藻
中图分类号:X174 文献标识码:A 文章编号:1672-2043(2006)04-1041-04
收稿日期:2005-05-09
基金项目:科技部(863)“十五”重大科技专项“城市水环境质量改善技
术与综合示范”子课题:天津滨海新区水环境质量改善技术
与综合示范(2003AA601030);南开大学、天津大学科技合
作项目“沿海城市水环境生态修复基础研究”
作者简介:高文宝(1980—),男,南开大学硕士研究生。
通讯作者:朱 琳 E-mail:zhulin@nankai.edu.cn
随着城市规模的不断扩大、人口的增长和经济的
发展,水体富营养化问题愈来愈严重。但是一般理化
方法和工程措施都无法从根本上安全地解决富营养
化问题,且后期会对环境造成不利影响。于是越来越
多的学者开始重视富营养化水体的生态调控,其中生
物操纵法[1、2]是最新应用最多的方法。生态调控法的核
心是利用大型浮游动物的摄食作用,来抑制水体中浮
游植物的增长,从而达到净化水质、降低富营养化程
度的目的。浮游动物对浮游植物的摄食压力是影响水
体富营养化的重要因素[3]。了解大型浮游动物对浮游
植物的摄食能力,有助于认识生物操纵的机理,为治
理我国日益严重的水体富营养化提供新的措施。
大型溞作为湖泊、水库常见的一种大型浮游动
物,生长、繁殖速度快,优势种时间长,具有较强的摄
食潜力,可望按照生物操纵原理,达到控制富营养化
水体浮游植物过量增长的目的。目前浮游动物摄食方
大型溞对栅藻摄食行为及影响因素的研究
高文宝 1,朱 琳 1,孙红文 1,陈双星 2
(1.南开大学环境科学与工程学院,天津 300071;2.天津泰达新水源科技开发有限公司,天津 300457)
GrazingBehaviorandInfluencingFactorsofDaphniamagnaonScenedesmus
GAOWen-bao1,ZHULin1,SUNHong-wen1,CHENShuang-xing2
(1.ColegeofEnvironmentScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071,China;2.TEDAWaterTechnologiesCo.,Ltd.,
Tianjin300457,China)
Abstract:Thecomprehensionoftherelationshipbetweenzooplanktonandthephytoplanktonisveryimportantforimprovingthenaturalwa-
terenvironmentandissignificantforstudyingthemechanismofecologicalregulationforeutrophication.ThegrazingbehaviorofDaphnia
magnaandimpactfactorswerestudiedbymicroscopecountmethod.TheresultsshowedthatthegrazingrateofDaphniamagnawashigher
underlightlessconditionthanthatunderlightcondition,withthegrazingrate241.3cel·h-1underlightlesscondition.Thegrazingratesof
Daphniamagnain72hwerestudied,whichvariedwithtimes,higherinthefirst4~8h,about407.4～650.0cel·h-1,anddecreasedrapidlyto
about208.3～319.3cel·h-1infolowedtimes.Thegrazingratewasinfluencedbythesalinityinthewaterbodies,washighestwhenthesalin-
itywas0.1%~0.2%,butreducedwhenthesalinityhigherthan0.5%.TheeficientgrazingofDaphniamagnaconfirmedthefeasibilityofus-
ingDaphniamagnainadministeringeutrophicationofwaterbodies.
Keywords:Daphniamagna;grazingbehavior;Scenedesmus
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面的研究主要集中于对桡足类的研究,对大型溞等枝
角类浮游动物摄食的研究较少。本次实验将对大型溞
的摄食效果及影响因素进行探讨。
1 材料和方法
1.1材料来源
大型溞 (Daphniamagna),选择出生 8～24h,活
泼、健康、大小尽量一致的幼溞进行实验。为保证溞的
一致性,实验用溞为同一母体的后代。实验前1d21:00
选择小溞,次日 8:00进行实验,开始试验前不喂食。
试验在室温下(23℃±2℃)进行。
栅藻(Scenedesmusspp.),实验室培养,采用水生
4号培养基培养。
1.2实验方法
1.2.1显微镜直接计数法
试验步骤如下:
(1)每个三角瓶中加入100mL一定藻密度的栅藻
藻液。
(2)每个实验组三角瓶中加入50只行动活泼的幼
溞。
(3)每组实验设2个对照,只加入栅藻藻液。
(4)为了使饵料分布均匀,每隔一段时间摇动一
下三角瓶。
(5)一定时间间隔后,用显微镜计数法测定各组
中栅藻密度的变化,每组取 3片测定,通过栅藻细胞
的减少研究大型溞的摄食率。
1.2.2计算方法
滤水速度和摄食率的计算公式[4]:
F=NV×
ln(C1/Ctf)
t
G=(C1/Ctf)×VN×t
式中:F为滤水速度,mL·溞-1·h-1;
V为实验瓶水的体积;
N为放入该水体中的实验浮游动物总数;
C1为t小时后没有移放浮游动物的对照组的饵
料密度;
Ctf为t小时后移放实验浮游动物的饵料密度。
G为大型溞的摄食率,cel·溞-1·h-1。
2 结果与讨论
2.1光照条件对大型溞摄食率的影响
实验分 2组:1组全光照,1组用铝箔包裹容器,
保证全暗条件。
全暗条件下,大型溞的摄食率(241.3cel·溞-1·
h-1)明显高于全光照条件下的摄食率(185.2cel·溞-1·
h-1)。很多浮游动物有昼夜摄食节律现象,陶振铖[5]的
研究表明,汤氏长足水溞的摄食量白天很低,几乎完
全是空胃,而到晚间和凌晨则有逐渐增加的趋势。全
暗的条件更有利于浮游动物的摄食。江天久等[6]在对
腹刺纺锤水溞摄食率的研究中发现,全暗条件下腹刺
纺锤水溞的摄食率显著高于全光照条件,即使与每日
光暗比10∶14条件下的摄食率比较,全暗条件下其摄
食率仍然较高。由于在光照条件下,实验各组中饵料
自身的繁殖较快,对测定带来不便,其他实验均在全
暗条件下进行。
2.2不同时刻大型溞的摄食率
饵料初始浓度3.5×104cel·mL-1,分别在试验开
始4、8、12、24、48、72h后,测定各组的藻密度。比较
不同时刻大型溞的摄食率。
由表 1的结果可以看出,在栅藻藻液密度为
3.55×104cel·mL-1时,不同时刻大型溞的摄食率和滤
水速度是不同的,在实验最初的 4h内,大型溞对栅
藻的摄食率和滤水速度明显较高,随后的时间内摄食
率和滤水速度将显著降低并趋于稳定。72h内摄食率
的变化趋势如图1。
最初4h内大型溞的摄食率高达650.0cel·溞-1·
h-1,这也与在试验开始前即21:00至次日8:00不喂食
有关。这段时间大型溞处于饥饿状态,实验开始后进
入摄食的高峰期。 高亚辉[7]的研究表明纺锤水溞在
饥饿一段时间后,其摄食率明显比普通喂食的大1~3
表1 大型溞不同时段的摄食率
Table1GrazingratesofDaphniamagnaatdiferenttimes
图172h内不同时刻大型蚤平均摄食率的变化
Figure1ChangesofgrazingratesofDaphniamagnaatdiferent
timeswithin72hours
高文宝等:大型溞对栅藻摄食行为及影响因素的研究1042
第25卷第4期 农 业 环 境 科 学 学 报
倍。
2.3饵料密度对大型溞摄食率的影响
选用不同饵料密度的藻液,全暗条件下进行实
验,间隔24h测定一次藻密度。不同藻密度下,大型
溞对栅藻的摄食率见表2。
由表 2可知,不同藻液密度下,大型溞的摄食率
和滤水速度不同。随着栅藻密度的增加,大型溞的摄
食率也增加,但滤水速度减慢。栅藻藻液密度为1.75×
103～8.05×105cel·mL-1之间时,大型溞的摄食率为
165.5～275.4cel·溞-1·h-1,滤水速度为 0.079～0.055
mL·溞-1·h-1。而且随栅藻密度的增加,大型溞摄食速
度升高的趋于缓慢。与枝角类的大型溞相似,长刺蚤
对小球藻和舟形蚤的摄食能力同样随藻密度的增加
而增大[8]。桡足类的摄食效果与浮游植物密度之间的
关系是桡足类摄食率随饵料密度的增大一直增
加[9、10]。林霞[11]也在对墨氏胸刺水溞摄食的研究中发
现,随着饵料密度的增大,墨氏胸刺水溞的摄食率增
大,但滤水速度减慢。
2.4盐度对大型溞摄食率的影响
一般认为大型溞对盐度耐受程度最高为1.2%[12],
实验设计盐度梯度为 0%、0.1%、0.2%、0.5%、1%5个
浓度。实验用水取自天津市开发区生态河道,该河道
水为高盐度水体,大部分时间水体盐度为 0.6%~
0.8%。所取水样盐度0.6%,各浓度的实验用水均用水
样稀释或添加适量NaCl配置而成。
大型溞的摄食率与水体盐度的关系有一定规律。
在盐度为0.2%以下时,大型溞滤水速度和摄食率稍
有增加,但随着盐度的增大,滤水速度和摄食率均呈
现出下降趋势。在 1%的水体中大型溞由于不适应,
出现个体死亡现象[13]。对盐度的耐受性还与个体差异
有关,不同体长的枝角类浮游动物对盐度的耐受性均
有所差异[14]。实验结果表明,在水体盐度为0.2%以下
时,有提高大型溞的摄食率的作用。Ckanobckhh[9]指
出,淡水含盐量的少许增高(一般在 0.4%以内),对很
多淡水动物的代谢、生长和生殖有刺激作用;邱德依
等[14、15]研究盐度 0.3%～0.7%间鲤鱼的最大摄食率、生
长率和能量转化效率均高于在淡水中。
一定的低盐度对淡水动物的生活有积极作用[12]。
首先,淡水中盐度在一定幅度内的升高,能促进动物
的食欲和对食物的消化吸收能力,从而增大能量的同
化速率;其次,淡水动物都必需不断地吸盐排水以保
持内液的高渗性和稳定性,淡水盐度在一定范围内的
升高降低了内液和外液的离子梯度,使渗透调节中所
耗能量减少,从而使所摄取的能量更多地用于生长和
生殖。
3 结论
浮游植物过量生长成为水体富营养化程度的重
要指标[17]。了解大型浮游动物对浮游植物的摄食能力,
有助于为治理我国日益严重的水体富营养化提供新
的措施[8]。
本实验的目的是通过对大型溞对栅藻的摄食研
究,为治理水体浮游植物过量生长,净化富营养化水
体提供理论依据。摄食试验设置了3个平行组,且设
置了栅藻溶液的空白组,以减少由于栅藻自然生长而
产生的误差,可以认为其结果较接近真实值。
(1)全暗条件下,大型溞摄食率要高于全光照条
件。说明大型溞属于逆趋光性生物。
(2)在栅藻藻液密度为3.55×104cel·mL-1时,在
不同时刻,大型溞的摄食率和滤水速度是不同的,在
实验最初的4h内,大型溞对栅藻的摄食率和滤水速
度最为明显,随后的时间内摄食率和滤水速度将显著
降低并趋于稳定。这与大型溞的饥饿程度有一定的关
系。
(3)不同藻液密度下,大型溞的摄食率和滤水速
度不同。随着栅藻藻液密度的增加,虽然大型溞的摄
食率有所增加,但滤水速度减慢。说明大型溞对浮游
植物的摄食去除效果有一定限度。
(4)大型溞的摄食率与水体盐度的关系有一定规
律。水体盐度为0.2%以下时,有刺激大型溞的摄食
行为的作用。
大型溞对栅藻为代表的绿藻类具有较强的摄食
能力,证实了用大型溞等大型浮游动物治理水体富营
养化的可行性。在富营养化水体中保持一定密度的大
型浮游动物,能够起到净化水体,降低浮游植物密度
表2 不同藻密度下,大型溞对栅藻的摄食率
Table2GrazingratesofDaphniamagnaunderdiferent
densitiesofScenedesmus
表3 盐度对大型溞摄食率的影响
Table3EfectsofsalinityongrazingratesofDaphniamagna
1043
2006年8月
的作用。
参考文献:
[1]史为良,金文洪,等.放养鲢鳙对水体富营养化的影响[J].大连水产学
院学报,1998,(4):11-23.
[2]王 左,杨弘诣.浮游动物对净化湖泊富营养化的初步探讨[J].东北
水利水电,1998,3:31-33.
[3]徐兆礼.东海近海春季赤潮发生与浮游动物群落结构的关系[J].中
国环境科学,2004,24(3):257-260.
[4]BoersP,Balegoojen,LV,UnnkJ.Changsinphosphoruscyclingina
shalowlakeduetofoodwebmanipulations[J].FreshwatBiol,1991,25:
9-20.
[5]陶振铖,等.可见光和紫外线对浮游动物行为的影响[J].海洋科学,
2004,28(9):56-61.
[6]江天久,等.广东深圳大鹏湾的桡足类腹刺纺锤溞对链状亚历山大
藻摄食的初步研究[J].暨南大学学报,1994,3:99-105.
[7]高亚辉,等.几种因素对太平洋纺锤溞摄食率的影响[J].厦门大学学
报,1999,5:751-756.
[8]唐洪玉.利用长刺溞控制浮游植物过量生长[D].西南农业大学,硕
士学位论文,2001.
[9]GaudyR.Feedingfourspeciesofpelagiccopepodsunderexperimental
conditions[J].MarBiol,1974,52:125-141.
[10]ReeveMR,WalterMA.Observationsoftheexistenceoflowerthresh-
oldanduppercriticalfoodconcentrationsforthecopepodAcatiatomsa
Dana[J].JExpMarBiolEcol,1977,29:211-221.
[11]林 霞,等.几种环境因子对墨氏胸次水溞摄食的影响[J].海洋湖沼
通报,2002,4:38-45.
[12]何志辉,等.水盐度对大型溞的存活和内禀增长率的影响[J].大连
水产学院学报,1996,(3):1-8.
[13]黄显清,等.温度盐度对大型溞生长生殖的影响[J].上海水产大学
学报,2000,(3):15-20.
[14]王 岩,等.盐度和体长对蒙古裸腹溞摄食强度的影响[J].大连水
产学院学报,1997,(2):1-5.
[15]邱德依,等.盐度对鲤标准代谢的影响[J].大连水产学院学报,
1992,7(4):35-42.
[16]邱德依,等.盐度对鲤能量收支的影响[J].水产学报,1995,19(1):
35-42.
[17]刘健康.高级水生生物学[M].北京:科学出版社,1999.23-24.
高文宝等:大型溞对栅藻摄食行为及影响因素的研究1044