前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的海水圍塘混養的能量收支和轉換效率，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
能量流動和物質循環是生態系統中的重要過程，研究其轉化規律對改造系統結構和功能從而提高生產力具有重要意義，生態系統中能量利用率的高低是衡量系統穩定、持續發展的重要標志之一?？s短食物鏈、減少能流環節損失和提高能量利用效率是池塘養殖的主要措施和目標。能量利用效率也是池塘生態系統研究中的一個核心問題，國內外學者對此作了不少有益的探索，主要集中在對綜合養魚池的研究上，不同程度地研究了綜合養魚池的能量利用及轉換(Li，1987;吳乃薇等，1992;陳立橋等，1993;谷孝鴻等，1999;李吉方等，2003);Balasu-bramanian等(1995)利用污水中富含的營養物質養魚并對該系統能量收支與轉化進行了研究。能量收支方面，翟雪梅等(1998)和周一兵等(2000)研究了對蝦池生態系統的能流，包杰等(2006)研究對蝦、青蛤和江蘺混養對養殖池塘各環節能量收支及轉換效率。在海水圍塘養殖中，混合養殖特別是蝦—貝—魚混養已被證明是經濟效益和生態效果最好的一種養殖模式(李德尚等，2002)，但在有機水產養殖方式下，蝦—貝—魚混合養殖模式的生態效率和經濟效益定量研究則少有報道。有機水產養殖是指在水產養殖過程中不投入任何化學合成物質和常規飼料，完全按照有機認證標準進行生產，建立從苗種、養殖過程、收獲、儲藏、加工和銷售的全過程質量控制體系(IFOAM，2002)。本研究是在建設海水養殖有機食品示范基地過程中進行的，主要對有機海水圍塘混合養殖各環節的能量收支和轉換效率進行研究，并與有機單養圍塘相比較，以期為有機水產養殖提供理論參考。 1材料與方法 1．1試驗設計 本研究在贛榆縣宋莊鎮海水養殖有機食品示范基地中進行，該基地已通過有機認證，獲得有機農場證書。試驗圍塘海水的理化性狀見李廷友等(2010)的文獻。蝦貝魚混養品種為南美白對蝦(Penaeusvannamei)、縊蟶(Sinonovaculaconstricta)和梭魚(Lizahaematocheila)，養殖圍塘面積約66．67hm2，其中1．33hm2池20個，3．33hm2池10個，2．53hm2池2個，選擇其中2個混養池試驗，另外專門單設2個單養蝦池做對照，單養品種為南美白對蝦，均按有機水產養殖方式管理?；祓B池分別編號T1(1．33hm2)、T2(1．33hm2，為水平重復組);2個有機對蝦單養池為對照組，編號C1(1．33hm2)、C2(1．33hm2，為水平重復組)。試驗時間為2002年3月－2003年10月，2004年3月－2005年10月進行重復。在試驗開始前1個月，用生石灰清整消毒，采用充分發酵的雞糞肥對養殖池進行施肥(包永勝等，2006)，培育以硅藻為主的浮游藻類，透明度為30～40cm。有機養殖的餌料為自主研發(原料中天然魚雜捕自深海，有機大豆和有機小麥由黑龍江龍奇有機食品開發公司提供，中藥添加劑主要為大蒜和黃芪)。6月之前曝氣機每天運行2次(7∶00－8∶00，21∶00－22∶00)，7－8月每天運行3次(5∶00－6∶00，14∶00－15∶00，21∶00－22∶00)。對養殖池水深進行記錄，并在適當的時候補充由于蒸發而損失的海水。 1．2初級生產力測定 浮游植物初級生產力以黑白瓶法測定(閆喜武等，1998)，每10d采樣1次，黑白瓶體積150mL，掛瓶深度為透明度的0．5、1和2倍。由黑白瓶測定圍塘水體的值，按氧生熱系數=14．14kJ/mg來計算(周一兵和劉亞軍，2000)，結果乘以0．8估算出凈初級生產力(Christopheretal，1991)。 1．3淤泥沉積量測定 試驗期間，在圍塘四角距岸邊2m處及中央各設一個直徑10cm的燒杯，杯沿系繩，繩上系浮標，沉于圍塘底部，每2個月記錄1次淤泥沉積量，實驗室用烘箱烘干，稱重，取平均值，計算單位面積池塘淤泥沉積量。能量按1kg淤泥量0．878MJ(康春曉等，1990)計算其熱值。 1．4生態效率計算 圍塘生態系統各環節的能量利用率測算公式:光能利用率=圍塘輸入光合能(初級生產力)(MJ)/太陽輻射能(MJ);光合能轉換效率=圍塘產出能(MJ)/圍塘輸入光合能(MJ);生物能轉換效率=圍塘產出能(MJ)/圍塘輸入生物能(MJ);底泥沉積率=圍塘底泥沉積能(MJ)/總投入能(MJ);總能量轉化效率=圍塘產出能(MJ)/總投入能(MJ);用綜合性生態經濟指標EY值判斷不同養殖結構的優選方案(谷孝鴻等，1999):EY=(Ea+Eb+Ya+Yb)/4(1)其中:Ea(圍塘當年能量轉換率)=圍塘當年產出能量(MJ)/圍塘當年投入能量(MJ);Eb(圍塘當年產出商品率)=圍塘當年商品漁產品能量(MJ)/圍塘當年產出能量(MJ);Ya(圍塘當年經濟投入產出比)=圍塘年生產總值(元)/圍塘年投資總額(元);Yb(圍塘當年成本利潤率)=圍塘凈產值(元)/圍塘年投資總額(元)。 1．5圍塘物質投入能量折算 圍塘投入物質能量折算系數見表1，電能消耗按6900MJ/hm2計，單養和混養池塘勞動力消耗為4900和9900MJ/hm2(M里切西爾，1989;李吉方等，2003;安賢惠，2005)。 1．6數據處理與分析 所得數據用單因子方差(ANOVA)進行分析處理，所得相同組數據取其平均值計算。 2結果與分析 2．1混養和單養組的能量收支 試驗期間混養組和單養組能量的投入和產出情況見表2?；祓B組的能量投入和產出分別為105513．9和17811．52MJ/hm2;單養組的能量投入和產出分別為134517．08和15024．59MJ/hm2。投入的能量中，有很大部分沉積在底泥中，混養組和單養組分別為65850和92190MJ/hm2。在投入產出能量收支中，混養組和單養組分別有21853和27303MJ/hm2的能量散失。 2．2能量流動 試驗期為200d，據連云港氣象臺資料，試驗期間圍塘所接受的陽光總輻射量為2993．3MJ/m2。在圍塘半精養系統中，太陽能是主要的能源，能量由綠色植物和光合細菌固定后，通過食物鏈和食物網流動，在流動中能量有相當的損耗。除太陽能外，主要輔助能有餌料、肥料和機械能等。圖1和圖2給出了圍塘養殖生態系統的能量轉化示意圖，由于研究方案和檢測手段的限制，系統中有的環節沒作定量測定。混養系統中固定的光合能和生物能的投入較單養系統低，但由于混養系統有底棲動物縊蟶的存在，其漁產品固定的能量反而更高，塘泥沉積能量則較單養系統低。#p#分頁標題#e# 2．3能量轉換效率 圍塘混養系統和單養系統能量轉換效率見表3。對蝦單養組的光能利用率為0．19%，混養組的光能利用率為0．18%，混養組光能利用率略有降低;混合養殖的光合能轉化效率、生物能轉換效率和總能量轉化效率分別為34．51%、48．11%和16．89%，單養組分別為24．95%、24．04%和11．17%，混合養殖組均高于單養組。圍塘底泥的沉積數量視養殖類型不同而有所差異。養殖密度越高，養殖過程中退出物質循環的能量也越大，水底沉積物也越多。底泥中有機質也是巨大的能量庫，每年沉積在底泥中的能量，混養池達到62．41%，單養池達68．54%，混養池由于縊蟶的作用沉積較少。 2．4綜合生態經濟指標 不同養殖結構試驗圍塘各生態經濟指標如下:Ea混=0．169Ea單=0．112Eb混=1Eb單=1Ya混=130945/85786=1．53Ya單=101480/78460=1．29Yb混=55990/112800=0．53Yb單=23020/78460=0．29根據公式(1)，則:EY混=(0．169+1+1．53+0．53)/4=0．807EY單=0．112+1+1．29+0．29)/4=0．673從綜合生態經濟指標來看，EY混＞EY單，說明混合養殖的效益相對優于單養池。但2者綜合生態經濟指標EY均小于1，因此混養和單養系統都有提高經濟效益和生態效益的潛力。 3討論 3．1海水圍塘的能量轉換效率 混合養殖的光合能轉化效率、生物能轉換效率和總能量轉化效率均高于單養。這說明合理搭配的混養模式是可行和高效的，與相關的研究結果相互驗證(李德尚等，2002)。本研究中混養模式高效的最主要原因是放養了濾食性的貝類(縊蟶)，其以浮游植物和有機碎屑等為食，因而有效濾食了水體中浮游植物和顆粒有機物(Kawetal，1987;Grantetal，1993;Hatcheretal，1994)，改善了水質，提高了圍塘海水的物質和能量利用率。縊蟶濾水率約為68．8cm3/(g•min)(林元燒等，2003)，以本研究中縊蟶的放養密度(3個/m2)為例(不計縊蟶的體重)，其每1h可過濾水12．4L，80h左右即可將圍隔內池水過濾1次。 3．2不同養殖模式光能利用率對比 太陽輻射能是海水圍塘生態系統的主要能源之一，太陽輻射能到漁產量的能量轉化效率，是評價水域生物生產能力的重要指標之一。本研究中，混養組光能利用率略低于單養。主要原因是單養蝦池中，對蝦為肉食性雜食動物，其食物為浮游動物和投喂飼料，因而使浮游植物被采食量減少而大量繁殖，而浮游植物生物量和葉綠素a含量與毛產量之間存在顯著正相關;另一方面混養池中梭魚與縊蟶混養的綜合效應也降低了蝦池中浮游生物量。田相利等(2001)在研究羅非魚與縊蟶混養試驗中也得到相似的結論?？梢姡旌橡B殖的光能利用率低于單養是海水圍塘養殖的特征之一。 3．3能量收支平衡問題 混養系統中能量輸入和輸出分別為10．55和8．37MJ/m2，相差2．18MJ/m2;單養系統能量輸出輸入分別為13．45和10．72MJ/m2，相差2．73MJ/m2(見圖1和圖2)。其中的差值應該為水呼吸和養殖生物體的呼吸消耗，由于沒有進行相關的數據測定，還有待于今后進一步研究。 3．4不同養殖模式綜合生態指標對比 生態系統中的能量利用效率在綜合生態指標中起著主要作用，本研究中，混養總能量轉化系數比單品種養殖組提高了5．7個百分點;在投入產出比和利潤率上，混合養殖利潤率比單養商品高82．7%?；旌橡B殖的綜合生態指標值還沒有達到1的標準值，說明在混合養殖的品種搭配、各品種養殖的數量比例還不是最合適的，其能量利用效率還有提升的空間。 3．5有機水產養殖對周圍環境的影響 有機養殖在疾病的治療上不允許使用抗生素等化學合成藥物，因此在養殖過程中主要還是預防為主，以生物防治為主要手段，一旦流行性疾病爆發，以目前的有機養殖方式，還沒有有效的治療手段，從而增加養殖風險，這在一定程度上要求養殖密度不能過高，以合理搭配混合養殖來預防疾病和減少環境污染。本研究的海水圍塘混養系統和單養系統均采取有機方式管理，從研究結果看，混合養殖方式要優于單品種養殖，盡管其綜合生態指標還沒有達到最大化，但已有研究證明其對減輕農業面源污染是有幫助的(李廷友等，2009;2010)，混合養殖方式是有機水產養殖技術發展的方向。
