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草鱼摄食对生态修复中沉水植物恢复的影响及机理研究
孙健
Subtype博士
Thesis Advisor贺锋
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract针对水体生态修复过程中沉水植物恢复和扩繁受草鱼(Ctenopharyngodon idellus)等鱼类影响严重的问题,本研究在实验湖区鱼类调研的基础上,探讨了不同条件下草鱼对5种常见沉水植物的摄食选择性及摄食率,同时从物理成分、营养成分和化学成分等植物成分和肠道蛋白酶活性和肠道微生物群落结构等草鱼生理反应方面进行了草鱼选择性摄食的机理研究,并分析了草鱼通过摄食沉水植物和排泄作用对水体水质和浮游生物的影响,旨在掌握草鱼的摄食生态效应,为富营养化湖泊生态修复中水生植被重建提供相关的理论参考。主要结果如下:1、通过对杭州西湖子湖茅家埠、浴鹄湾、乌龟潭和小南湖进行12次调查,共采集到鱼类样本1427尾,经鉴定共有鱼类13种,隶属于3科13属。其中,茅家埠水域以杂食性鱼类为主,乌龟潭水域以草食性鱼类为主,浴鹄湾水域以草食性鱼类为主,小南湖水域以肉食性鱼类为主。茅家埠、浴鹄湾和小南湖3个湖区水域的鱼类优势种在不同月份存在不同,乌龟潭水域在4个月份中的优势鱼种均为草鱼。2、研究草鱼对不同沉水植物的摄食适口性,发现草鱼对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata(Linn. f.)Royle)、苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)和菹草(Potamogeton crispus L.)的最大摄食率显著高于金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.),草鱼对这5种常见沉水植物的摄食适口性依次是:轮叶黑藻 > 苦草 > 菹草 > 金鱼藻 > 穗花狐尾藻。探讨6种不同规格草鱼(35 g、45 g、55 g、65 g、75 g 和 85 g)和4种不同密度草鱼(1.20,2.40,3.60和4.80 g/L)对沉水植物的摄食选择性及摄食率,结果显示6种规格草鱼均会优先摄食轮叶黑藻,并且草鱼的摄食率随体重增加而降低。在有轮叶黑藻的情况下,不同密度的草鱼均会优先选择摄食轮叶黑藻;无轮叶黑藻时,草鱼的摄食率随着密度的增大而减小。 3、从植物特性方面探讨了影响草鱼摄食适口性的机理,通过多元逐步线性回归分析发现草鱼的相对摄食率与水温、植物蛋白质和黄酮类化合物呈显著性相关性。随后用HPLC-MS/MS方法对沉水植物中的黄酮类化合物进行定性和定量分析,发现苦草、金鱼藻和穗花狐尾藻4种沉水植物中的黄酮类化合物芦丁、槲皮苷、槲皮素和山柰酚含量均不同,且穗花狐尾藻中4种黄酮类化合物含量均显著高于其它3种沉水植物中的黄酮类化合物。草鱼的相对摄食率随着芦丁、槲皮素和山柰酚浓度的增加而降低,说明芦丁、槲皮素和山柰酚能够对草鱼摄食产生抑制作用。4、从草鱼生理反应方面探讨了影响草鱼摄食适口性的机理。设置了5种不同浓度(0、18 μg/L、180 μg/L、1800 μg/L和18000 μg/L)PSMs(Plant secondary materials)溶液对肠道总蛋白酶活性和胰蛋白酶活性的影响,发现随着PSMs浓度的增加,草鱼前肠、中肠和后肠中总蛋白酶活性表现出增强的趋势,低浓度PSMs(0-18 μg/L)对胰蛋白酶活性没有显著性影响,高浓度 PSMs(1800-18000 μg/L)能提高前中段肠的胰蛋白酶活性。采用高通量测序研究了PSMs对肠道微生物群落结构的影响,发现草鱼摄食PSMs 40 d后,肠道中的微小杆菌(Exiguobacterium)和不动杆菌属(Acinetobacter)的相对丰富度有显著降低,说明PSMs能抑制草鱼肠道微生物群落的丰富度。5、通过设置3种不同放养密度草鱼(低密度:0.15 g/L;中密度:0.30 g/L;高密度:0.45 g/L)和种植3种不同搭配方式的沉水植物(种植苦草;种植金鱼藻;种植苦草和金鱼藻)来评价和对比草鱼摄食沉水植物和排泄作用对水质和浮游生物的影响。实验发现,草鱼的放养密度越大,草鱼通过摄食或排泄作用对水质产生的不利影响越大。金鱼藻与苦草相比对水质有较好的净化效果。草鱼摄食排泄对原生动物、桡足类和总浮游动物的影响大于草鱼排泄对其的影响,表明草鱼通过摄食排泄作用能显著增加浮游动物的生物量。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39054
Collection学位论文
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GB/T 7714
孙健. 草鱼摄食对生态修复中沉水植物恢复的影响及机理研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2018.
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