本文關(guān)鍵詞：兩種配養(yǎng)動物的擾動作用對沉積物—水界面營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鯉和凡納濱對蝦是草魚混養(yǎng)池塘兩種常見的配養(yǎng)動物,它們在擁有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí),在混養(yǎng)池塘中還起著非常重要的生態(tài)作用。鯉和凡納濱對蝦都營底棲生活,它們在水體底部的活動會對沉積物-水界面產(chǎn)生生物擾動作用,影響沉積物-水界面處的生物地球化學(xué)過程。本文以鯉和凡納濱對蝦為實(shí)驗(yàn)對象,研究了它們的生物擾動作用對沉積物-水界面氮磷營養(yǎng)鹽遷移和轉(zhuǎn)化的影響,探討了兩者擾動作用的差異及其機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：1.混養(yǎng)模式下鯉擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量和硝化速率、反硝化速率及硝酸鹽氨化速率的影響本實(shí)驗(yàn)通過野外養(yǎng)殖和室內(nèi)培養(yǎng)相結(jié)合的方式,研究了鯉的擾動作用對草魚混養(yǎng)池塘沉積物-水界面氦磷營養(yǎng)鹽遷移和轉(zhuǎn)化的影響。實(shí)驗(yàn)測定了混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物耗氧率,硝化、反硝化及硝酸鹽氨化速率,界面處的NH4+-N, NO3--N, NO2--N和SRP通量。結(jié)果顯示：4到9月間(7月除外)鯉的擾動作用可以顯著促進(jìn)沉積物耗氧率：鯉的擾動作用對NH4+-N通量沒有顯著影響(8月除外),但卻可促進(jìn)沉積物NOx--N釋放(5到9月)和SRP釋放(7到9月)：同時(shí)鯉的擾動作用還可以顯著促進(jìn)沉積物-水界面硝化作用(4到8月)、反硝化作用(7到9月)和硝酸鹽氨化作用(7到9月)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鯉對草魚混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物-水界面的氮、磷營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化有著非常重要的影響,而且其可通過促進(jìn)反硝化作用直接增強(qiáng)水體的去氮能力,為富營養(yǎng)化水體的治理提供了新的思路。2.不同養(yǎng)殖密度下鯉的擾動深度及其對沉積物-水界面硝化速率、反硝化速率和硝酸鹽氨化速率的影響本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了一個(gè)對照組(不放鯉魚組,用C0表示)和五個(gè)不同放養(yǎng)密度組(2、4、6、8、10尾／水槽,分別用C2、C4、C6、C8、C10表示),定期用無擾動底泥采集器采集沉積物樣品,乙炔抑制法測定沉積物-水界面的硝化、反硝化及硝酸鹽氨化速率,示蹤顆粒法測定鯉魚的物理擾動深度。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：(1)五種密度F,鯉魚對底泥的物理擾動深度主要集中在1—5cm。 (2)空白組(C。)沉積物-水界面硝化速率顯著高于鯉魚放養(yǎng)組(P0.05),而放養(yǎng)密度較大’的C8和C10組,其沉積物-水界面的硝化速率顯著高于低密度放養(yǎng)組(C2、C4和C6)(P0.05)。 (3)實(shí)驗(yàn)期間,空白組(C0)沉積物-水界面幾乎檢測不出反硝化速率,而鯉魚放養(yǎng)組則總體表現(xiàn)為放養(yǎng)密度越大,沉積物-水界面反硝化速率越高。 (4)各組硝酸鹽氨化速率波動范圍不大,但放養(yǎng)密度較大的C8和C10組,其硝酸鹽氨化速率相對其他組較高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在本實(shí)驗(yàn)條件下,鯉魚對沉積物-水界面的硝化和反硝化作用均有明顯的促進(jìn)作用,放養(yǎng)密度越高促進(jìn)作用越明顯,在沉積物中有機(jī)碳含量充足的情況下,鯉魚的擾動可以對富營養(yǎng)化池塘起到很好的去氮作用。3.混養(yǎng)模式下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量和硝化速率、反硝化速率及硝酸鹽氨化速率的影響本實(shí)驗(yàn)通過野外采樣和室內(nèi)培養(yǎng)相結(jié)合的方法,研究了凡納濱對蝦在養(yǎng)殖環(huán)境下對沉積物-水界面氮磷營養(yǎng)鹽遷移和轉(zhuǎn)化的影響。實(shí)驗(yàn)測定了混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物耗氧率,硝化、反硝化及硝酸鹽氨化速率,界面處的NH4+-N, NO3--N, NO2--N和SRP通量。結(jié)果顯示：凡納濱對蝦可以促進(jìn)混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物耗氧率,降低底層水溶氧含量；凡納濱對蝦可以促進(jìn)混養(yǎng)系統(tǒng)沉積物氮磷營養(yǎng)鹽的釋放,造成底層水營養(yǎng)鹽含量的升高;在養(yǎng)殖后期凡納濱對蝦會抑制硝化反應(yīng),但幾乎對反硝化反應(yīng)和硝酸鹽氨化反應(yīng)沒有產(chǎn)生顯著影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,凡納濱對蝦的擾動作用會促進(jìn)氮磷營養(yǎng)鹽的遷移,但是對氮的循環(huán)轉(zhuǎn)化卻沒有顯著影響,同時(shí)因?yàn)榉布{濱對蝦會引起上覆水營養(yǎng)鹽含量的升高和溶氧的降低,這在養(yǎng)殖中后期應(yīng)該引起足夠的重視,避免水質(zhì)惡化造成損失。4.凡納濱對蝦擾動深度及不同密度下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量的影響本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了5個(gè)凡納濱對蝦放養(yǎng)密度(0、2、4、6、8尾/0.045m2)分別用C0,C2,C4,C6,C8表示),測定了凡納濱對蝦在不同養(yǎng)殖密度下沉積物-水界面NH4+-N, NO3--N, NO2--N和SRP通量以及水體營養(yǎng)鹽含量,用示蹤顆粒法測定了凡納濱對蝦的擾動深度。結(jié)果顯示：(1)凡納濱對蝦的擾動深度主要為表層1-3cm。(2)與對照組相比,各密度組均可促進(jìn)沉積物耗氧率,但是C2組到Day15才產(chǎn)生顯著效果,而C4,C6,C8組從Day1即有顯著效果。(3)各組均表現(xiàn)為沉積物釋放NH4+-N,C2組和C0組釋放率始終無顯著差異,而C4,C6和C8組釋放率則要顯著高于C2組和C0組。(4)C6和C8組在Day15之前相較于CO和C2組表現(xiàn)為抑制沉積物NO3-N釋放,而到了Day22后表現(xiàn)為促進(jìn)N03--N釋放,但其促進(jìn)作用始終不如C4組。(5)C4,C6和C8組可促進(jìn)N02--N釋放同時(shí)增加底層水N02--N含量,且密度越高促進(jìn)作用越明顯。(6)C0和C2組SRP通量沒有差異,C4組從Day8時(shí)即顯著促進(jìn)SRP的釋放,Day1和Days時(shí)C6和C8組均抑制SRP釋放,且到Day15時(shí),其對SRP釋放的促進(jìn)作用也不如C4明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,凡納濱對蝦可以促進(jìn)水體溶氧的消耗和沉積物營養(yǎng)鹽的釋放,且密度越高影響越顯著,在合理的養(yǎng)殖密度下,當(dāng)密度達(dá)到132.75尾/m2后,密度的升高并不會再造成擾動作用影響效果的顯著變化。5.不同鹽度下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量的影響本實(shí)驗(yàn)通過室內(nèi)培養(yǎng)的方法,設(shè)置了三個(gè)鹽度處理組(所用水的鹽度分別為5,20,35 ppt,分別用S5,S20和S35表示),測定了凡納濱對蝦在不同鹽度下對沉積物-水界面NH4+-N,NO3--N,NO2--N和SRP通量的影響。結(jié)果顯示：凡納濱對蝦在三種鹽度下也都會促進(jìn)沉積物-水界面耗氧,但5 ppt鹽度下促進(jìn)效果最強(qiáng),而20 ppt鹽度下促進(jìn)效果最弱。凡納濱對蝦在三種鹽度下也都可以促進(jìn)沉積物NH4+-N的釋放,但是促進(jìn)效果卻不相同,總體表現(xiàn)為鹽度越高促進(jìn)作用越明顯。鹽度為5 ppt時(shí)對蝦對沉積物N03-N釋放的促進(jìn)作用最低,但其對N02-N釋放的促進(jìn)作用卻最高；鹽度為20 ppt時(shí)對蝦對沉積物N03-N和N02-N釋放的促進(jìn)作用均較高,且其對沉積物N03-N釋放的促進(jìn)作用是三種鹽度下最高的。Day8前各鹽度下對蝦的促進(jìn)效果沒有顯著差異,到了Day1 5后高鹽度組對蝦的促進(jìn)作用則要比低鹽度組顯著。
【關(guān)鍵詞】：鯉 凡納濱對蝦 生物擾動 沉積物-水界面 營養(yǎng)鹽 遷移轉(zhuǎn)化
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S968.22;S965.116
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 0 前言16-18
• 1 綜述18-44
• 1.1 沉積物-水界面簡介18-21
• 1.1.1 沉積物-水界面的定義18
• 1.1.2 沉積物-水界面的結(jié)構(gòu)18-19
• 1.1.3 界面環(huán)境過程19-21
• 1.2 營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化21-26
• 1.2.1 氮營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化21-23
• 1.2.2 磷營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化23-24
• 1.2.3 研究現(xiàn)狀24-26
• 1.3 生物擾動作用26-31
• 1.3.1 生物擾動作用的研究過程26-28
• 1.3.2 生物擾動作用對生態(tài)系統(tǒng)和地質(zhì)變化的影響28-29
• 1.3.3 生物擾動類型的分類29-31
• 1.4 草魚混養(yǎng)池塘概述31-33
• 1.4.1 草魚池塘養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀31
• 1.4.2 配養(yǎng)動物-鯉(Cyprinus carpio)31-32
• 1.4.3 配養(yǎng)動物-凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)32-33
• 本研究資助的課題33-34
• 參考文獻(xiàn)34-44
• 2 混養(yǎng)模式下鯉擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量和硝化速率、反硝化速率及硝酸鹽氨化速率的影響44-62
• 2.1 引言44-45
• 2.2 材料與方法45-48
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及放養(yǎng)情況45-46
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法46
• 2.2.3 氧及營養(yǎng)鹽通量的測定方法46-47
• 2.2.4 硝化、反硝化及氨化速率的測定方法47-48
• 2.2.5 計(jì)算方法48
• 2.2.6 數(shù)據(jù)分析48
• 2.3 結(jié)果48-53
• 2.3.1 底層水水質(zhì)48-50
• 2.3.2 硝化、反硝化及氨化速率50-52
• 2.3.3 沉積物耗氧率及界面營養(yǎng)鹽通量52-53
• 2.4 討論53-57
• 2.4.1 硝化、反硝化及硝酸鹽氨化作用53-55
• 2.4.2 水質(zhì)及營養(yǎng)鹽通量55-57
• 2.5 結(jié)論57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 3 不同養(yǎng)殖密度下鯉的擾動深度及其對沉積物-水界面硝化速率、反硝化速率和硝酸鹽氨化速率的影響62-76
• 3.1 引言62-63
• 3.2 材料與方法63-65
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)63
• 3.2.2 樣品的采集、測定與計(jì)算63-64
• 3.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析64-65
• 3.3 結(jié)果65-69
• 3.3.1 不同處理組沉積物-水界面的硝化速率65-66
• 3.3.2 不同處理組沉積物-水界面的反硝化速率66-67
• 3.3.3 不同處理組沉積物-水界面的硝酸鹽氨化速率67-68
• 3.3.4 不同處理組沉積物中示蹤顆粒物的分布68-69
• 3.4 討論69-73
• 3.4.1 鯉魚單養(yǎng)系統(tǒng)與其他生態(tài)系統(tǒng)沉積物-水界面的反硝化、硝化和硝酸鹽氨化速率的比較69-70
• 3.4.2 鯉魚擾動作用對沉積物-水界面硝化、反硝化及硝酸鹽氯化速率的影響70-72
• 3.4.3 鯉魚擾動影響沉積物-水界面硝化、反硝化作用的機(jī)理分析72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 4 混養(yǎng)模式下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量和硝化速率、反硝化速率及硝酸鹽氨化速率的影響76-92
• 4.1 引言76-77
• 4.2 材料與方法77-80
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及放養(yǎng)情況77-78
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法78-79
• 4.2.3 氧及營養(yǎng)鹽通量的測定方法79
• 4.2.4 硝化、反硝化及氨化速率的測定方法79
• 4.2.5 計(jì)算方法79-80
• 4.2.6 數(shù)據(jù)分析80
• 4.3 結(jié)果80-85
• 4.3.1 底層水水質(zhì)80-81
• 4.3.2 硝化、反硝化及氨化速率81-84
• 4.3.3 沉積物耗氧率及界面營養(yǎng)鹽通量84-85
• 4.4 討論85-88
• 4.4.1 硝化、反硝化及硝酸鹽氨化作用85-86
• 4.4.2 營養(yǎng)鹽通量及水質(zhì)變化86-88
• 4.5 結(jié)論88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 5 凡納濱對蝦擾動深度及不同密度下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量的影響92-106
• 5.1 引言92-93
• 5.2 材料與方法93-94
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)93
• 5.2.2 樣品的采集、測定與計(jì)算93-94
• 5.2.3 凡納濱對蝦擾動深度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測定94
• 5.3 結(jié)果94-101
• 5.3.1 各實(shí)驗(yàn)組水質(zhì)隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的變化94-96
• 5.3.2 各實(shí)驗(yàn)組沉積物-水界面通量隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的變化96-100
• 5.3.3 不同處理組沉積物中示蹤顆粒物的分布隨時(shí)間的變化100-101
• 5.4 討論101-104
• 參考文獻(xiàn)104-106
• 6 不同鹽度下凡納濱對蝦擾動作用對沉積物-水界面營養(yǎng)鹽通量的影響106-116
• 6.1 引言106-107
• 6.2 材料與方法107-108
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)107
• 6.2.2 樣品的采集、測定與計(jì)算107-108
• 6.3 結(jié)果108-111
• 6.4 討論111-114
• 參考文獻(xiàn)114-116
• 總結(jié)116-118
• 致謝118-119
• 個(gè)人簡歷119
• 發(fā)表學(xué)術(shù)論文119

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