生物操縱對常見底棲絲狀綠藻的控制研究

摘要：為調控水體絲狀綠藻的生長，提供安全高效的綠藻暴發解決方案，通過操縱水體中不同的生物種類，探究水生動物對底棲絲狀綠藻生長的抑制效果。控制實驗Ⅰ研究了耳蘿卜螺（Radix auricularia）、子陵吻鰕虎魚（Rhinogobiusgiurinus）、中華鳑鲏（Rhodeus sinensis）和日本沼蝦（Macrobrachium nipponense）對底棲絲狀綠藻水綿（Spirogyra sp.）的控制效果；控制實驗Ⅱ研究了中華鳑鲏對水綿、水網藻（Hydrodictyon reticulatum）、剛毛藻（Cladophora sp.）生長的抑制效果。結果表明，中華鳑鲏實驗Ⅰ處理組的固著態水綿生物量從實驗前期的90 g/m2下降到實驗末期的34 g/m2，相對于其他生物操縱對象，中華鳑鲏對浮游態和固著態水綿表現出極顯著的抑制效果（Plt;0.01）；中華鳑鲏實驗Ⅱ處理組中，固著態水綿生物量顯著低于對照組（Plt;0.05），固著態水網藻生物量和固著態剛毛藻生物量均略低于對照組，但差異不顯著（Pgt;0.05），也表明中華鳑鲏對底棲絲狀綠藻的抑制效果，特別是對水綿具有顯著的抑制效果。中華鳑鲏在抑制底棲絲狀綠藻生長的同時，對水體中其他浮游植物和浮游動物的影響并不顯著（Pgt;0.05），表明中華鳑鲏作為控制絲狀綠藻的潛在生物操縱對象具有很好的應用前景。

關鍵詞：生物操縱；絲狀綠藻；中華鳑鲏；水綿

中圖分類號：Q143 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2024）03-0112-09

由于人類活動和全球氣候變化影響，水華現象已成為水生態環境的主要問題（史小麗等，2022;Medi?na et al，2022）。水華種類可分為漂浮性水華和底棲性水華，漂浮性水華常見于藍藻水華，而底棲性水華包括絲狀綠藻水華和絲狀藍藻水華（陳孝花等，2011;殷鵬等，2022;Guo et al，2018）。近年來，絲狀綠藻水華在城市河道及景觀水體中具有較高的暴發幾率（喬辛悅等，2017;Kariuki et al，2021）。郝美玉等（2020）認為青海湖剛毛藻過量生長會影響景觀且抑制沉水植物生長，其分解腐爛導致水質惡化并產生難聞氣味；李鳳霞（2019）發現鏡河核心區由水綿引發了底棲性水華，水綿初期沉于水下且呈翠綠色，后期漂浮于水面形成一層墨綠色或咖啡色浮渣，水質渾濁，透明度降低；吳召仕等（2014）在鄱陽湖首次報道了水網藻水華阻礙陽光射入，致使水下光照和氧氣嚴重不足，進而導致湖區大型植物消亡，且水網藻腐爛時造成的局部缺氧環境會對底棲生物群落等產生不利影響；高俊杰和權新芳（2018）研究發現寶雞金渭湖景區過度繁殖的水綿會釋放有毒有害物質，使水體產生霉味和臭味，嚴重污染水體，引起水生態系統失衡。可見底棲性水華已成為影響水質和生態安全的重要環境問題，尋求高效調控絲狀綠藻的方法具有重要的應用價值和生態意義。

目前，對于水綿、水網藻及剛毛藻大量暴發的對策多集中于物理打撈和化學藥物投放（陳孝花等，2011）；但物理打撈耗時耗力，在大水面常難以實現；化學藥物法常因其副作用而不適用于飲用水源地。目前，“生物操縱”被廣泛應用于水生態環境治理，該理論是以改善水質為目的，通過直接除去濾食性魚類的方式或放養兇猛的肉食性魚類，壯大浮游動物群落并以此遏制藻類；通過借助食物鏈關系，對水體中的有害藻類進行攝食、轉化、降解以及轉移，從而控制藻華。Shapiro amp; David（1984）首先提出了“生物操縱”理念，被稱為食物網操縱，具有安全、高效和可持續等優點，已成功應用于控制浮游藻類暴發（Sedaamp; Kubecka， 1997; Jeppesen et al， 2007; Cihelio amp; Ari?adne，2020）。Shapiro amp; David（1984）在Round 湖開展了生物操縱實驗，發現高密度的肉食性魚類導致水體中浮游植物豐度顯著降低；Xie amp; Liu（2001）在武漢東湖的生物操控試驗表明，濾食性魚類可以有效控制藍藻水華爆發。除了在浮游食物鏈上的應用，也有將此原理應用于底棲食物鏈藻類控制的案例（Dan?ger et al，2008）。Strand amp; Weisner（2001）在瑞典南部富營養化湖泊開展了為期6 年的生物操縱實驗，發現鯉科魚類和鱸的移除使該湖沉水植被覆蓋率從3%增加到75%，固著藻類對養分的吸收可能是沉水植被穩定的一個重要原因；此外，張曼等（2019）關注了南水北調水體暴發固著性藻類的成因，認為日本沼蝦可以調控固著態水綿，論證了利用生物操縱調控底棲藻類暴發的可行性。然而，考慮底棲食物鏈的復雜性與生物操縱的有效性，該理論在底棲食物鏈中的科學應用仍有待于進一步探討。本研究基于生物操縱理論，選擇淡水水體中常見的幾種底棲水生動物作為研究對象，探討其對絲狀綠藻的控制作用，以期為防止綠藻暴發提供解決方案。