全 文 ：盐碱池塘浮游植物初级生产力日变化的研究 3
赵　文1 ,2 3 3 　董双林2 　张兆琪2 　申屠青春2
(1 大连水产学院养殖系 ,大连 116023 ;2 青岛海洋大学教育部水产养殖开放实验室 ,青岛 266003)
【摘要】　用黑白瓶测氧法对盐碱池塘浮游植物初级生产力的日变化进行了研究. 结果表明 ,盐碱池塘浮游
植物初级生产力存在着明显的日变化 ,其分布规律与光照、温度、浮游植物现存量等环境因子的变化是相
关的. 用黑白瓶法连续曝光 24 h 测定初级生产力结果大大偏低于每次曝光 2 h 的全天累积结果. 对养鱼池
而言 ,在 10∶00～14∶00 时曝光 4 h 再推算全天的初级生产力较为适当.
关键词 　初级生产力 　浮游植物 　盐碱池塘
文章编号 　1001 - 9332 (2003) 02 - 0234 - 03 　中图分类号 　Q959146 + 8 　文献标识码 　A
Daily change of primary productivity of phytoplankton in saline2alkaline ponds. ZHAO Wen ,DON G Shuang2
Lin , ZHAN G Zhaoqi and SHEN TU Qingchun (1 Depart ment of A quaculture , Dalian Fisheries U niversity ,
Dalian 116023 , China ,2 The Open L aboratory of A quaculture Research , Ocean U niversity of Qingdao , Qing2
dao 266003) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2003 ,14 (2) :234～236.
Daily change of the primary productivity of phytoplankton in saline2alkaline ponds in Zhaodian Fishery Farm ,
Gaoqing County , Shandong Province , were estimated by means of dark and light bottle method , at the season of
fish growth from April to September in 1997. The results showed that the primary productivity of phytoplankton
in saline2alkaline ponds presents significant change during a day. And their distribution were correlated with
some environmental factors such as light intensity , water temperature , the chlorophyll2a concentration etc. The
measured values of primary production in continual exposure for 24 hour with dark and light bottle methods were
greatly lower than the accumulated values of exposure for 2 hour. It is proposed that diurnal production calculat2
ed by the results of exposure for 4 hour between 10∶00 and 14∶00 was suitable in fish2culture ponds.
Key words 　Primary production , Phytoplankton , Saline2alkaline ponds.
3 国家“九五”科技攻关项目 (960080401) 和国家杰出青年科学基金
资助项目 (39725023) .3 3 通讯联系人.
2000 - 11 - 09 收稿 ,2002 - 02 - 28 接受.
1 　引 　　言
初级生产力是水体生物生产力的基础 ,并反映
水体渔业生产潜力 ,它不仅决定池塘的溶氧状况 ,还
影响水体其它生物和化学过程[2 ,5 ,6 ,8 ,12 ] . 目前测定
浮游植物初级生产力的常用方法有黑白瓶测氧法、
14C 法、叶绿素法等. 由于黑白瓶测氧法简便易行 ,
而在池塘、湖泊和水库初级生产力测定中得以广泛
应用. 黑白瓶测氧法的曝光时间会影响其测定结果 ,
为检验曝光时间对盐碱池塘初级生产力测定结果的
影响 ,我们进行了浮游植物初级生产量日变化规律
的“七段挂瓶”研究 ,其结果报道如下.
2 　材料与方法
　　试验于 1997 年和 1998 年的 5～9 月间在山东省高青县
赵店镇渔场进行 . 选取主养草鱼的 4 # 池和单养鲢鱼围隔
(S2)及单养罗非鱼围隔 ( T1) 进行 5 日挂瓶. 初级生产力用
黑白瓶测氧法测定. 每天在 6、8、10、12、14、16、18 和次日 6
时测定 7 次 ,每次曝光 2 h. 采样点和挂瓶点相同 ,都在近池
塘中心处. 黑白瓶分 5 层悬挂水中 ,黑白瓶体积为 125 ml ,挂
瓶深度一般为 0、25、50、75、100、120 cm ,并根据池塘水深和
透明度作适当调整. 一般在 1/ 2 透明度处都有挂瓶 ,每层黑
瓶 1 个、白瓶 2 个. 采水和挂瓶水层一致 ,采样时固定初始溶
氧.用 Winkler 法测定溶解氧的变化量. 同时测定水温、透明
度、p H、光照强度、浮游植物叶绿素 a (Chl2a)含量、电导率. 透
明度用 Secchi 盘测定 ,p H 用 PHS22C 型酸度计测定 ,Chl2a 含
量用 95 %丙酮做萃取液的分光光度计法测定. 光照强度用
照度计 ( GZD201 型) 测定 ,电导率用电导率仪 (DDS211A 型)
测定.
3 　结果与分析
311 　试验水体环境因子的日变化
本实验中 4 # 和 S1 围隔有关环境因子的测定结
果见表 1. 由表 1 可见 ,各水体环境因子具有明显的
日变化.
312 　浮游植物初级生产力的日变化
由于浮游植物在夜间不能进行光合作用 ,因此
昼夜变化与日变化规律基本上是一致的 . 浮游植物
应 用 生 态 学 报 　2003 年 2 月 　第 14 卷 　第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2003 ,14 (2)∶234～236
表 1 　盐碱水体环境因子的周日分布
Table 1 Daily variation of environmental factors in saline2alkaline ponds
项目
Item
次数 3
Times
p H 电导率
Conductivity
(μs·cm - 1)
透明度
Transparency
(cm)
水温
Temperature
( ℃)
Chl2a
(μg·L - 1)
光照
Light
(Lux)
AL K
(mmol·L - 1)
主养草鱼池塘 1 7. 92 3 600 20 30. 6 173. 26 9 200 6. 76
Pond with 2 8. 34 3 800 20 31. 3 180. 96 50 000 6. 29
grass carp (4 # ) 3 8. 38 3 900 18 32. 4 163. 06 79 000 6. 45
4 8. 65 4 050 18 33. 6 179. 38 102 000 6. 40
5 8. 68 3 950 18 34. 4 200. 78 99 300 6. 13
6 8. 62 3 950 18 34. 6 177. 42 54 300 6. 10
7 8. 61 3 950 18 34. 3 163. 80 40 000 6. 14
N. D 8 8. 00 3 700 20 30. 0 146. 43 9 200 6. 50
单养鲢鱼围隔 1 9. 00 2 100 20 26. 5 60. 24 2 700 5. 52
Enclosure with 2 9. 05 2 138 25 27. 5 67. 91 33 100 5. 33
silver carp (S2) 3 9. 10 2 285 30 27. 5 76. 35 75 000 5. 31
4 9. 18 2 358 32 28. 5 54. 47 84 000 5. 24
5 9. 26 2 625 35 29. 5 46. 51 80 000 5. 22
6 9. 12 2 362 33 30. 0 42. 40 50 000 5. 27
7 9. 10 2 332 31 28. 5 34. 42 15 000 5. 31
N. D 8 9. 00 2 200 25 26. 0 50. 20 1 340 5. 523 1) 6∶00 ,2) 8∶00 ,3) 10∶00 ,4) 12∶00 ,5) 14∶00 ,6) 16∶00 ,7) 18∶00 ,N. D 8)次日 Next date 6∶00.
表 2 　盐碱池塘浮游植物水柱毛产量的日变化( %)
Table 2 Change of the water column production of phytoplankton during a day in different saline2alkaline ponds
项目
Item
曝光时间 Time of exposure light
6∶00～8∶00 8∶00～10∶88 10∶00～12∶00 12∶00～14∶00 14∶00～16∶00 16∶00～18∶00 18∶00～6∶00
合计
Total
A 9. 78 19. 97 20. 57 19. 42 14. 44 11. 26 4. 56 100
B 19. 52 39. 17 40. 76 40. 28 29. 66 22. 57 9. 12 200
A :每次曝光 2 h 占全天累积生产量的百分比 Percentage of primary production per exposure light for 2 h to accumulated primary production during a
day. B :每次曝光 2 h 占连续曝光 24 h 所测生产量的百分比 Percentage of primary production per exposure light for 2 h to the primary production in
exposure for 24 h.
初级生产力的日变化见表 2 和图 1. 从表 2 可见 ,水
柱毛产量在全天的分布并非是正态分布 ,最高生产
量出现在中午前后 ,且午前高于午后 ,上午高于下
午. 另一方面 ,连续曝光 24 h 测定值显著低于每次
图 1 　盐碱鱼池各水层浮游植物生产量的日变化 (S2 围隔和 4 #池)
Fig. 1 Change of primary production of phytoplankton at different water
layer during a day in saline2alkaline ponds ( Enclosure S2 and pond 4 # ) .3 Next date.
曝光 2 h 的全天累积值 ,因此在高度富营养化的养
鱼池采用长周期曝光法明显低估了浮游植物生产
量.
　　图 1 揭示了不同时间不同池塘晴天各水层浮游
植物初级生产量的周日分配规律 ,其共同的规律是
表层 (0～5 cm 水层)生产量在全天的分布呈双峰曲
线 ,这是由于中午前后 (10∶00～14∶00) 表层光抑制
现象导致生产量相对较低. 其它各水层则是单峰曲
线 ,最大值出现在 10∶00～12∶00 左右. 前者表层光
抑制现象较明显 ,表层生产量比 30 cm 水层的低 ;后
者则表层生产量始终是最高. 从各水层浮游植物生
产量周日变化曲线所包围的面积来看 ,25～30 cm
以上水层日生产量较高 ,其它各水层随深度增大而
依次降低.
4 　讨 　　论
　　本实验表明盐碱池塘浮游植物初级生产力存在
着明显的日变化 ,其分布规律与环境因子的变化是
相关的. 研究表明 ,水体浮游植物初级生产力受光
照[9 ,12～14 ] 、温度[11 ,12 ] 、营养盐[4 ,7 ,9 ] 、浮游植物现存
量[4 ,6 ,7 ,14 ] 、滤食性动物[1 ,3 ,15 ] 等的影响. 一般情况
下 ,浮游植物生产量的时空分布与太阳辐射能在水
5322 期 　　　　　　　　　　　　　赵 　文等 :盐碱池塘浮游植物初级生产力日变化的研究 　　　　　　　　
体中的时空分布规律基本一致 ,两者之间常表现出
正相关[12 ] . 我们的结果表明 ,盐碱池塘浮游植物初
级生产力的日变化受光照的影响较大 ,就整个水柱
而言 ,初级生产力随光照增强而增大 ,在晴天的 10∶
00～14∶00 光照最强 ,此时 ,浮游植物初级生产力占
一天累积总量的份额也最大 ,约为 40 %. 就表层水
而言 ,中午前后光照最强时经常会出现光抑制现象.
浮游植物初级生产力的垂直分布与水下光强分布密
切相关 ,除了表层光抑制之外 ,一般初级生产力随水
深增加而下降 , 这些结果与王骥等 [11 ] 、Heyman
等[7 ] 、阎喜武等[14 ]的结果相一致. 水温可通过控制
光合作用的酶促反应或呼吸作用强度 ,直接影响浮
游植物的初级生产过程 ,还可通过控制水中的各类
营养物的溶解度、分解率等理化过程间接影响初级
生产力. 本实验中水温在 14∶00 和 16∶00 最高 ,且下
午高于上午 ,而浮游植物最高生产量却出现在中午
前后 ,且午前高于午后 ,上午高于下午 ,说明在影响
浮游植物初级生产力的日变化上 ,光照的作用要大
于水温.
一般而言 ,浮游植物现存量是初级生产力的物
质基础 ,又是生产力的产物. 在海洋、湖泊等天然水
体 ,浮游植物通常不会达到严重的自荫程度 ,生产量
一般随现存量而增高[11 ] . 本实验池塘水的叶绿素 a
含量比围隔的叶绿素 a 含量大 ,其初级生产力也高.
这与上述作者的结论基本一致. 但是 ,池塘浮游植物
现存量过大经常会起自荫作用 ,往往会出现现存量
最高时生产力并不高的现象. 此外 ,CO2 是光合作用
的 C 源 ,在浮游植物丰富的水中 ,白天光合作用需
消耗一定量的 CO2 ,使 CO2 平衡系统发生变化. 因
此 ,水中 p H 值和总碱度呈规律性变化 ,10∶00～18∶
00 浮游植物光合作用较强时池水 p H 较高 ,碱度也
较低 ,这是浮游植物光合作用的表现.
在富营养化程度较高的武汉东湖 ,连续曝光
24h 测定浮游植物初级生产力的结果明显偏低[12 ] .
Lizon 等[10 ]指出 ,沿海连续曝光 24 h 测得的初级生
产力结果均比曝光 4 h 和 40 min 的低. 与此相一
致 ,我们在池塘和围隔中进行的 7 段挂瓶试验表明 ,
连续曝光 24 h 的测定结果显著低于每次曝光 2 h 的
全天累积结果. 后者是前者的 2. 0 倍 ,这是因为养鱼
池富营养化程度更大 ,浮游植物生物量较高 ,浑浊度
较大 ,加之浮游植物的死体不断下沉 ,风力及水体热
动力学过程的作用 ,底层沉积物也不断再悬浮 ,因此
采用长时间曝光瓶壁内外都有附着物 ,瓶壁效应增
强 ,这样会严重影响浮游植物的光合作用 ,导致测定
结果大大偏低. 对养鱼池而言 ,用黑白瓶法测定初级
生产力 ,最好是在 10∶00～14∶00 曝光 4 h 较合适 ,
然后按浮游植物初级生产力的日分配百分比推算全
天生产量 ,既可避免长时间曝光的弊端 ,又可省时省
力 ,以便得到接近于实际的结果.
参考文献
1 　Andersson G ,Berggren H ,Cronberg G. 1978. Effects of planktivo2
rous and benthivorous fish on organisms and water chemistry in eu2
trophic lakes. Hydrobiologia ,59 :9～15
2 　Boyd CE. 1990. Water Quality Management for Pond Fish Culture.
Elsevier : Scientific Publishing Company. 101～113
3 　Carpenter SR , Kitchell J F , Hodgson J R. 1987. Regulation of lake
primary productivity by food web structure. Ecology ,68 : 1863～
1876
4 　Caraco N , et al . 1988. Nutrient limitation of phytoplankton growth
in brackish coastal ponds. Can J Fish A quat Sci ,44 (2) :473～476
5 　Goldman CR. 1969. Primary Productivity in Aquatic Environments.
California : University of California Press. 1～464
6 　He Z2H(何志辉) and Wang W(王　武) . 1989. Ecology of fishcul2
ture ponds. In : Zhang Y2Z (张扬宗) ed. Fishculture of Ponds in
China. Beijing : Science Press. 40～88 (in Chinese)
7 　Heyman U ,Lundgren A. 1988. Phytoplankton biomass and produc2
tion in relation to phosphorus. Hydrobiologia ,170 :211～227
8 　Lieth , H , Whittaker RH. 1975. Primary Productivity of the Bio2
sphere. New York : Springer2Verlag. 22
9 　Lei Y2H(雷衍之) , Yu S2M (于淑敏) ,XU J (徐　捷) . 1983. Stud2
ies on the water quality of the high2yield fishponds in Helie Com2
mune ,Wuxi Ⅰ. Chemistry of fishpond water and primary producti2
ity. J Fish China (水产学报) ,7 (3) :185～199 (in Chinese)
10 　Lizon F ,Lagadeuc Y. 1998. Comparison of primary production val2
ues estimated from different incubation times in a coastal sea. J
Plankton Res ,20 (2) :371～381
11 　Wang J (王　骥) ,Shen G2H(沈国华) . 1981. The primary produc2
tion of the phytoplankton of Donghu lake and its correlation with
various ecological factors. Acta Hydrobiol S in (水生生物学集刊) ,
7 (3) :295～311 (in Chinese)
12 　Wang J (王　骥) . 1990. Aquatic organisms productivity in waters.
In : Liu J2K (刘建康) ed. Ecological Studies of Donghu Lake ,
Wuhan. Beijing : Science Press. 167～237 (in Chinese)
13 　Wu N2W(吴乃薇) ,Bian W2J (边文冀) , Yao H2L (姚宏禄) . 1992.
Energy conversion efficiency of pond ecosystem cultivated mainly
with black carp . Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,3 (4) :333～
338 (in Chinese)
14 　Yan X2W (阎喜武) , He Z2H (何志辉) . 1997. A study of primary
productivity of phytoplankton in shrimp ponds. J Fish China (水产
学报) ,21 (3) :288～295 (in Chinese)
15 　Zhao W (赵 　文) ,Dong S2L (董双林) , Zhang Z2Q (张兆琪) , et
al . 2001. Effects of silver carp stocking and fertilization on plankton
community from enclosures in saline2alkaline ponds. Chin J A ppl
Ecol (应用生态学报) ,12 (2) :299～303 (in Chinese)
作者简介 　赵 　文 ,男 ,1963 年出生 ,博士 ,教授 ,主要从事
水生生物学和水域生态学的教学与研究工作 ,发表论文 80
余篇. E2mail : zhaowen @ mail. dlppt . ln. cn
632 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷