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南麂列岛铜藻增殖技术的初步研究



全 文 :水产增养殖
文稿收到日期:2009-12-01
基金项目:平阳县科技计划项目(AS200712):中国科学院知
识创新项目(KSCX2-YW-N-47-07);联合国计划开发署“中
国南部沿海生物多样性管理项目”(SCCBD)子课题“铜藻海藻
场重建及生态环境生物修复”和“铜藻繁殖生物学及增殖技术”
(CPR/02/G31).
通讯作者:逄少军,E-mial :sjpang@ms.qdio.ac.cn
铜藻(Sargassum horneri(Turn.)Ag.)俗称“丁香屋”(中
国南麂岛),是北太平洋西部特有的暖温带性大型褐藻。 铜
藻不连续分布在北起辽宁大连,南至广东雷州半岛的中国
沿海,据分布区密集度和海藻数量分析研判,其自然分布中
心是在浙闽沿海[1-4]。铜藻是我国浅海的珍贵植被,其植株
高大,枝叶繁茂,成片漂浮海面,蔚为壮观,堪称“海洋森
林”。铜藻藻丛为多种海洋生物提供了遮蔽、避敌、索饵、产
卵、栖息生长的好场所。铜藻不仅是藻胶工业的优质原料,
还因富含有益的生源要素而被广泛应用到医药、食品、饲料
和有机肥料方面,具有较高的商品价值。
铜藻生长快,生物量大,及其在浅海生态环境中的重
要作用,一直是东亚地区海洋工作者研究的对象,被列为
藻床重建,海洋生态生物修复的首选物种。20世纪70年代
以来,日本和韩国学者在铜藻基础生物学和铜藻海藻场工
程学方面的研究取得进步[5-9]。中国学者则开展了利用大型
海藻来实施对海洋环境的生物修复及铜藻加工利用方面的
研究[10-11]。
南麂列岛国家级海洋自然保护区是一个以保护海洋生
物多样性为目标,以海洋贝藻类及其生态环境为主要保护
对象的特定海洋生态系统保护区,铜藻是保护区标志性优
势海藻。近年,南麂保护区面临全球环境变化,水温升高,
污染严重等生态危害问题,生物多样性下降,铜藻海藻场面
积日益缩小,乃至成片消失。海藻物种重建、增殖、恢复野
生种群得到各方面重视与支持。保护区管理局通过内联外
引,组织科技协作攻关,开展铜藻实地生态学研究,铜藻繁
殖生物学和种苗技术研究,进行了铜藻人工栽培及经济利
用的研究[12,14]。目前,铜藻工厂化育苗技术基本成熟,达到
量产水平,摆脱了对铜藻野生种源的依赖。
本项研究的目的是以南麂列岛地产铜藻为材料,研究
增殖技术,包括目标海域选择,适时移植种藻和喷洒幼孢子
体水,幼孢子体附着生长等基本过程,为规模化增殖,铜藻
海藻场建设及海藻物种重建积累第一手资料。
1 材料与方法
试验于2008~2009年在浙江省平阳县南麂岛(27°27′N,
121°05′E)马祖岙进行(图1)。马祖岙开口西北,系半开敞
型海湾,大干潮水深6 m,软泥底质,岩礁岸段。冬春季多破
碎型风浪,海水透明度1 m左右,入夏后除受台风影响外,
风浪较为平静,海水透明度可达4 m。海水盐度28‰ ~32‰。
筏式栽培铜藻供作移殖用的成藻和种藻。
南麂列岛铜藻增殖技术的初步研究
【提要】 铜藻藻株高大,枝叶繁茂,是中国暖温带浅海区珍贵植被。2008年4月至2009年9月,在南麂列岛进行铜藻增殖试
验。结果表明:1、向目标增殖区投放种藻和喷洒幼孢子体水都可以达到幼苗附着、生长、繁殖、形成野生种群的增殖效果;2、在
大干潮线以下浅海区礁石上生长的铜藻幼苗是形成具有自繁能力,向周边拓展的野生种群主体。笔者认为:大型海藻人工增殖是
妙用生物技术方法。通过不同的手段进行,并形成自然生长种群的方式来完成,这样的人工增殖对于恢复受破坏的海藻资源有重
要的意义。
孙建璋等,2010。南麂列岛铜藻增殖技术的初步研究,《现代渔业信息》杂志,25(1):23-27。
关键词:铜藻;增殖;南麂列岛
第 25 卷 第 1 期
2010 年 1 月
现 代 渔 业 信 息
MODERN FISHERIES INFORMATION
Vol.25 No.1
Jan., 2010
孙建璋 庄定根
(平阳县南麂岛开发有限公司)
中国浙江省平阳县敖江 邮编:325401
杨加波 陈万东
(南麂列岛保护区管理局研究所)
中国浙江省平阳县南麂 邮编:325406
王铁杆
(浙江省海洋水产养殖研究所)
中国浙江省温州市鹿城区河通桥 邮编:325005
逄少军*
(中国科学院海洋研究所)
中国山东省青岛市 邮编:266071
24 第 25 卷 第 1 期现 代 渔 业 信 息
*:马祖岙
图1 南麂岛(27°27′N,121°05′E)
1.1 池圹增殖
模拟铜藻潮间带石沼自然生态,选择低潮带围圹两个:
1号池面积14 m×15 m ,2号池21 m×14 m,设计水深5 m,
自然纳水3 m,大干潮时水深0.7 m。池底铺设“M”型砼藻礁
(1.2 m×0.8 m×0.7 m),大楞瓦(30 cm×20 cm)“∧”型棚、
石块、轮胎绳,PV管等附着基。2008年5月4日,1号池喷
洒铜藻幼孢子体水,2号池投放成熟铜藻。
1.2 铜藻场原址增殖
目标海域马祖岙下间厂海区原铜藻场面积> 666 m2,
2000年后彻底消失。在藻场原址选择增殖点2处,各约100
m2左右。A处为平坦的暗礁和硬泥底相间,干潮水深1.5~
2.4 m ;B处为泥沙砾石混合底质,底土承载力较大,干潮水
深1.0~2.0 m 。2009年2月28日至3月4日投放砣石140块,
移植成藻1 000株。砣石呈五面体三角形,高25~35 cm,重
30~65 kg。砣绳长1 m左右,截短的铜藻苗绳绑在砣石绳上,
成藻株高1~1.7 m。
投放后,铜藻快速生长,进入4月份株高达4 m以上,
成片漂浮海面,铜藻场成形。4月27日和29日对藻场内外进
行生物调查:定性采样地笼长12 m,20档,每档长60 cm,
宽40 cm,网目3 cm,底面积4.8 m2 ;定量采样小围网长度
28 cm,围网面积约为40 m2。
1.3 浅海区增殖
马祖岙南岸外侧水深2 m浅海区为礁石砾石沙泥混合底
质,没有铜藻自然分布,2009年4月10日 沿岸线50 m,投放
砣石6块,移植成熟种藻60株试验期间不定期观测铜藻幼苗
附着、生长及发育。每天8:00,16:00测量水温1次(图2)。
2 结果
2.1 池圹增殖
2008年6月17日观察,铺设1号池和2号池底的各种基
质附苗器均有铜藻幼苗附着。2号池丝状绿藻(Enteromorpha
sp.)暴发性生长,成片漂浮池面,排干池水后检测,以“M”
型藻礁附苗量最高,平均16.6株/cm2,次之大楞瓦平均苗量
4.5株/cm2。8月3日检测藻礁幼苗2株/cm2,大楞瓦5株/cm2,
下沉绿藻粘附在各类附苗器上。绿藻危害持续到8月中旬,
10月下旬后再度暴发。观察还发现绿藻疯长、下沉、粘附加
快浮泥沉积,加剧了铜藻幼苗腐烂、流失。9月3日铜藻幼
苗株高3~5 cm,最大株高10 cm,进排水口处幼苗生长明显
地好于池内。10月4日观察发现9月份幼苗生长近于停滞,
继续腐烂流失,测得藻礁幼苗残存量为0.06株/cm2,大楞瓦
0.16株/cm2。11月16日观察发现残枝上长出鲜亮的新藻叶。
入春后,随着水温回升,残存幼苗和残枝再生苗进入快速生
长期。3月上旬株高一般在70 cm以上。2009年3月26日测
得最大株高183 cm,其间藻体上附着大量硅藻群体,被附藻
体出现腐烂。4月上旬后,多数铜藻藻体自上而下逐渐腐烂
流失,或留残枝在基质上。4月中旬检出成熟的雌雄生殖托,
其间水温15℃左右。
铜藻池圹增殖实验结果同潮间带石沼中生长情况极为
相似,缺少流动海水和风浪冲击,导致硅藻附着、浮泥沉积,
危害了藻体健康,如此小生境中铜藻只能年复一年地维持
着一个小群体。
2.2 铜藻场原址增殖
2009年6月8日,取A处砣石5 cm×5 cm样方2个,分
别检出铜藻幼苗8株和24株,计算密度为0.64株/cm2,幼苗
单藻叶,令箭状,高0.6 cm。8月20日对A处,B处多块砣石
检查,所有砣石上都有铜藻幼苗,幼苗数25~100株不等,幼
苗2~3个藻叶,色泽鲜亮,株高0.5~2 cm。潜水踏勘发现砣
石触基处泥沙都有不同程度被冲刷流走现象,凹深在10~15
cm左右,这是一个值得特别关注的问题,有待继续观察。
藻场周边毗邻的低潮带附近岩礁上多处发现有铜藻幼
苗。6月24日于1号礁取25 cm×25 cm样方4个,幼苗数分
别为7株、5株、2株和0株,计算幼苗密度为56株/m2,幼苗
高2~3 cm。8月20日检查,1号礁岩面上幼苗消失,大干潮
线附近岩礁垂直面上尚有残存幼苗。
投放下间厂海区和南岸外侧海区的砣石上铜藻幼苗附
着生长良好,平均每块苗量> 25株,6月24日至8月20日,
株高平均月生长约1 cm左右。据此认为:在暗礁、砾石、泥
底质相间的浅海区投放种藻是铜藻增殖的好办法。幼孢子图2 实验期间表层水温变化
25第 25 卷 第 1 期 现 代 渔 业 信 息
体散落范围不大,距2号礁不到3 m外侧礁石就没有发现铜
藻幼苗,这和当时的潮流、风浪有关,一般偏向近岸一侧。
随着盛夏的到来,在受高温、强光环境下,附着生长在低潮
带岩礁上(如1号礁)幼苗焦枯、死亡流失殆尽, 二号礁礁
面上生长的幼苗受到热伤害。砣石和大干潮线下浅海区礁
石上生长的铜藻幼苗将是形成具有自繁能力,向周边拓展
的野生种群的主体。
南麂海域潮汐属正规半日潮,涨落潮历时基本相同,平
均潮差3.74 m,最大潮差6.76 m。尚属强潮区。参照2009年
潮汐表:每月取朔望大潮6天,平均次大干潮线为67.3 cm;
每月取最大潮3天,平均大干潮线为27.2 cm;全年特大低潮
位出现在6月24日,7月23日和8月21日。分别-1 cm,-5 cm
和8 cm。平均特大干潮线为0.7 cm;年极端大干潮线为-5 cm。
结合对1号礁(潮位37~67 cm)和2号礁(潮位22 cm)的观察,
铜藻初生幼苗垂直分布潮位较宽。成藻垂直分布上限在大干
潮线以下的浅海,这可作为铜藻增殖目标海区选择、藻礁投
放和种藻移殖参考。
藻场内外生物多样性调查表明铜藻场对海水动物诱集、
集聚有了初步显示度。
(1)地笼定性取样:藻场内生物8种,湿重550 g ;藻场
外6种,湿重330 g(表1)。
表1 铜藻场内外地笼渔获种类组成和分布
种类 藻场内 藻场外
星鳗 Astroconger myriaster +
褐菖鮋 Sebastiscus marmoratus + +
斑头鱼Agrammus agrammas +
赤点石斑鱼Epinephelus akaara +
铅点东方魨Fugu alboplumbeus +
疣荔枝螺Thais clavlgera +
习见织纹螺Nassarius dealbatus +
东蛸 Octopus barenice +
锐齿蟳 Charybdis acuta +
敖氏长臂虾Palaemon orcmanni +
细螯寄居蟹Clibanarius clibanarius +
Idotea metallica +
注:标本由浙江省海洋水产养殖研究所仇林根先生鉴定
(2)小围网定性定量取样,藻场内渔获10种,90尾,湿
重6.27g ;藻场外渔获4种17尾,湿重1.79g(表2)。
表2 铜藻场内外小围网渔获种类组成和生物量
种 类
2009-05-27 2009-05-29
藻场内 藻场外 藻场内 藻场外
数量(尾) 重量(g) 数量(尾) 重量(g) 数量(尾) 重量(g) 数量(尾) 重量(g)
阿氏东方魨Fugu abbotti 5 0.73 2 0.33
水珍鱼Glossanodou semifasciata 1 0.36
鳚 Encmelyopus elongatus 12 0.15 6 0.08
鲻鱼Mugil cephalus 2 0.9 1 .0.06
鲈鱼Lateolabaricus japonicus 1 0.28 1 0.33
鱾鱼Girella punctata 22 2.85 1 0.2 1 0.16
短鳍鮀Kyphosus lcmlous 14 0.58 1 0.09 2 0.1
绿鳍鱼Nvodom modestus 1 0.04
弯角膜对虾Hymenopenaeus aequalis 1 0.02
燐虾Euphausia sp 1 0.01
锯颚箭虫 Sagitta serratodentat 17 0.34 7 0.19 6 0.02
合计 72 5.29 11 1.38 18 0.98 6 0.4
同比% 654.5 383.3 100 100 300 245 100 100
种类数 7种 4种 7种 4种
注:标本由浙江省海洋水产养殖研究所仇林根先生鉴定
(3)藻场内取样作业时,不时有小鱼窜出水面,手抓到
青鳞鱼1尾,斑头鱼3尾。藻丛表层水母(当地人称“白脏”、
“烂脏”,实测最大直径12 cm)密度很大,可达5个以上/m2。
2.3 浅海区增殖
2009年6月24日检测砣石3块,检出幼苗27株,14株
和72株,平均见苗37.7株,最大株高3.5 cm ;大干潮线附近
礁石上幼苗密度很大(2号礁);毗邻低潮带岩礁上多处发
现铜藻幼苗,其中一株幼苗特大,株高45 cm(1号苗),很健
康,色泽鲜亮。7月22日2号礁上幼苗株高已达4.5 cm ;1号
苗为雌株,生殖托成熟(现场实测水温26.30℃)。8月20日2
号礁上裸露向阳面幼苗焦枯流失,或留残枝在礁石上,礁石
垂直面铜藻幼苗生长良好,最大株高14.5 cm ;1号苗荡然无
存,估计7月下旬卵子排放后流失;低潮线岩礁上生长的幼
苗随潮位升高而焦枯流失,低潮位尚有一定数量幼苗。
结合1号苗生长过程,从生长潮位和藻株大小及色泽
健康状况判断,1号苗应是2009年初发生的幼苗,该处成熟
26 第 25 卷 第 1 期现 代 渔 业 信 息
种藻投放时间4月10日,发现时间6月24日,间隔时间75
d,和1号苗相同潮位幼苗株高3~5 cm,所以,由投放种藻
幼孢子体脱落附着长成1号苗的可能性较小。铜藻幼孢子
体手雷状,长径140 μ,质量较大,沉降速度为1 m/5 min(水
温14℃,盐度30‰),1号苗着生岩礁离铜藻栽培筏架约150
m,幼孢子体由栽培区漂流到岩礁上附着的可能性也不大。
2009年人工栽培铜藻生殖托最早成熟时间为3月初,成熟铜
藻残枝漂浮滞留在1号苗岩礁处,幼孢子体脱落、附着长成
1号苗的可能性很大。
3 讨论
铜藻不具备大多数经济海藻孢子放散量大和趋附性的
种苗优势,但铜藻幼孢子体肉眼可见,种藻成熟度鉴别容易
和幼孢子体收集方便,幼孢子体质量大,沉降速度快,在礁
石上牢固附着的优点,人工播种可操作性强。实验证明投放
种藻和喷洒幼孢子体水都可以达到幼苗附着、生长、繁殖,
形成野生种群的增殖效果。和羊栖菜(Sargassum fusiforme)
等马尾藻类海藻一样,铜藻生活史只有孢子体阶段,而无明
显的配子体阶段[15],有卵子排出生殖窝后粘附在雌生殖托
上,等待受精,受精卵在雌托表面分裂发育成具假根芽或假
根的多细胞幼孢子体后,自然脱落附着在基质上的生殖行
为过程。鉴于此,铜藻的种苗培育模式可适用于马尾藻类褐
藻的苗种生产,用于该类褐藻的增殖与养殖生产。
关于藻类增殖没有专门介绍,专业网站上对于藻类
增殖的多用于描述微藻、赤潮藻或水华藻。大型藻类增
殖(Seaweed proliferation)一般归列到海藻养殖(Seaweed
cuture),或海藻栽培(Seaweed cultivation)当中。凡“海藻增
养殖技术研究”方面的报告、论文,基本没有涉及增殖方面
的内容。我国知名藻类学家费修绠教授在《海藻栽培——传
统方式及其改造途径》一文中提到“按栽培环境来分主要有
五大类:(1)以沿海陆地为基础的室内水池集约式培养,如
角叉菜。(2)以沿海陆地为基础的室外开放式水池培养,如
江篱。(3)以潮间带为基础的筏式人工栽培,如紫菜。(4)以
潮下带浅海为基础的筏式人工栽培,如海带、裙带菜和紫
菜。(5)以潮下带浅海为基础的固定式海底栽培,如海带和
麒麟菜”[16],笔者认为其中(5)可视为大型海藻增殖方式的
一种。《海藻养殖》一书在对中国海藻养殖的发展过程的描
述时,对藻类增殖解释为“依传自然资源的生产方式,实现
海藻数量的增加。例如我国古代的藻类生产基本依靠增殖
方式,从自然采收到有意识增殖,增加一定的人为措施,例
如清除岩礁和海底敌害生物,为孢子附着准备好地盘”[17]。
本项试验通过向目标海区移植铜藻种藻,喷洒幼孢子
体水的人工措施,重建和营造了具有自我繁衍、绵延扩大能
力的野生种群,达到增殖目标。笔者认为:大型海藻人工增
殖是通过播种形成野生种群,增加海藻数量的生产方式。增
殖区的选择、改造,清礁除杂是增殖过程手段,对恢复海藻
在自然条件下的种群形成,养护有积极意义。“播种”是藻类
人工增殖第一措施,野生种群形成、繁衍、扩大是检验增殖
成功的唯一标准。
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和效率平均提高30%,电力能耗人工等生产成本平均下降
25%;线密度的变异系数CV值节能纺比普通纺CV值降低
2个百分点;单丝产品微观结构特征和性能良好、机械物理
性能和后续绳线产品质量符合或超过国家、行业标准优等
品指标;断裂强度平均超过标准15.3%,单线结强度平均超
过标准23.2% ;用这种单丝制造网线后,断裂强度、单线结
强度分别比标准提高16%~20%和20%~22%,提高了绳网制
品的机械物理性能。节能纺丝生产技术研究与应用,可为渔
业绳网和单丝行业响应节能国策,降低行业的能源消耗等
加工成本,提高产品质量和生产效率提供技术支持;具推
广应用有较大的经济效益和社会效益,并为渔业绳网行业
能耗标准制修订打下基础。
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