草鱼（Ctenopharyngodon idellus）不同混养模式沉积物—水界面各形态碳的动态变化研究

发布时间：2017-04-29 21:07

  本文关键词：草鱼（Ctenopharyngodon idellus）不同混养模式沉积物—水界面各形态碳的动态变化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国淡水养殖规模最大的品种,目前其养殖多采用混养模式,科学合理的混养模式是草鱼池塘养殖获得经济及环境效益双赢的关键。目前,有关草鱼养殖池塘碳循环方面的基础研究还未见报道。本文以草鱼为主养品种,搭养鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、翘嘴红湆(Erythroculter ilishaeformis)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)和鲤(Cyprinus carpio),构建不同的混养模式,采用实验室培养方法测定并比较了不同养殖模式下沉积物-水界面的各形态碳的动态变化,探讨了环境因子对各形态碳动态变化的影响,并对不同混养模式下上覆水、表层间隙水及沉积物各形态碳含量进行分析,探讨上覆水与表层间隙水、沉积物中碳含量的相关关系,为今后全面深入开展养殖池塘碳循环的基础研究奠定基础。本研究所取得的主要实验结果如下：1、草鱼不同混养模式沉积物-水界面碳通量的研究于2013年4～9月采主养草鱼池塘沉积物样品,在实验室条件下测定了沉积物-水界面各形态碳的交换通量随养殖时间的变化,监测了八月沉积物-水界面上覆水中各形态碳含量的昼夜变化,分析了碳交换通量与上覆水环境因子的关系。三种主养草鱼池塘的养殖模式为草鱼、鲢和鳙混养(GSB),草鱼、鲢、鳙和凡纳滨对虾混养(GSBL),草鱼、鲢、鳙和鲤混养(GSBC)。主要实验结果如下：(1)在养殖周期内,三种混养模式沉积物-水界面可溶性无机碳(DIC)通量范围为0.65～16.90mg/(m2.d),可溶性有机碳(DOC)通量范围为0.16～13.49 mg/(m2.d),颗粒性有机碳(POC)通量范围为-2.29～3.32 mg/(m2.d);GSB和GSBC模式各形态碳通量均以8月最高,GSBL模式则以7月最高。(2)在养殖周期内,三种混养模式沉积物对DIC和DOC均表现为释放,而对POC在4、5、6月以吸收为主,其余时间表现为释放。(3)在养殖的中后期,三种混养模式的DIC、DOC和POC通量存在一定差异。其中,GSBL和GSBC模式中各形态碳通量值显著高于GSB模式(P0.05)。(4)八月上覆水中DIC和DOC的含量在4：00达到最大值,POC含量则表现为GSBL模式在4：00达到最大值,12：00达到最小值,而GSBC模式在4：00达到最小值,12：00达到最大值。(5)各形态碳通量的变化与上覆水中的DO、pH呈显著负相关关系,而与水温呈显著正相关关系。2、草鱼不同混养模式上覆水、间隙水及沉积物各形态碳的分布特征于2013年4～9月采草鱼不同混养池塘上覆水和底泥样品,分析了上覆水、表层间隙水及沉积物中各形态碳的含量,探讨上覆水与表层间隙水、沉积物中各形态碳含量的相关关系。三种养殖模式分别为草鱼、鲢和鳙混养(GSB),草鱼、鲢、鳙和凡纳滨对虾混养(GSBL),草鱼、鲢、鳙和鲤混养(GSBC)。主要实验结果如下：(1)不同混养池塘表层间隙水中DOC和DIC含量显著高于上覆水(P0.05),两者含量皆随养殖活动的进行呈先上升后下降的趋势,在GSB、 GSBC组中均于8月出现最大值,而在GSBL组中则于7月出现最大值；上覆水DOC和DIC含量在不同模式中的变化规律与表层间隙水基本一致。(2)上覆水和表层间隙水中DOC含量整体均表现为GSBCGSBLGSB,且在8月各组间存在显著的差异(P0.05),而DIC含量整体均表现为GSBCGSBGSBL,各组间亦在8月表现明显的差异(P0.05)；表层沉积物TOC和TIC含量则整体均表现为GSBGSBLGSBC, TOC在8、9月各组间差异显著(P0.05),而GSB组的TIC在6、7月显著高于其它两组(P0.05)。(3)间隙水DOC、DIC和沉积物TOC、TIC垂直分布规律与养殖模式关系密切：总体而言,GSB、GSBL组在0～2cm变化明显,TOC均于9月出现最大值,TIC呈先降后升的趋势,分别于7、8月出现最小值,而2～4cm和4～7cm变化不明显；GSBC组除4～7cm外,0～2cm和2～4cm均有明显变化,且两层含量在养殖中后期较接近,TOC均于9月出现最大值,TIC呈先降后升的趋势,于8月出现最小值。(4)上覆水DOC和DIC含量之间呈极显著正相关关系(P0.01);上覆水DOC与表层间隙水DOC呈极显著正相关关系(P0.01),与表层沉积物TOC也呈正相关关系,但相关性不显著；上覆水DIC与表层间隙水DIC呈显著正相关关系(P0.01),而与表层沉积物TIC则呈显著负相关关系(P0.01)。3、草鱼不同混养模式沉积物-水界面二氧化碳及甲烷通量的研究于2014年5-9月采主养草鱼池塘的沉积物样品,在实验室条件下测定了沉积物-水界面二氧化碳和甲烷交换通量随养殖时间的变化以及上覆水中二氧化碳和甲烷含量的昼夜变化,分析了二氧化碳和甲烷交换通量与上覆水及沉积物理化因子的关系。三种养殖模式分别为草鱼、鲢、鳙和翘嘴红湆混养(GSBE),草鱼、鲢、鳙和凡纳滨对虾混养(GSBL),草鱼、鲢、鳙和鲤混养(GSBC)。主要实验结果如下：(1)在养殖周期内,三种混养池塘沉积物-水界面二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)通量范围分别为10.86～67.71 mmol/(m2·d) 和 0.25～5.29 mmol/ (m2·d),通量值均以8月最高。(2)在养殖周期内,三种混养模式CO2和CH4均表现为从沉积物向上覆水释放。(3)在5月时,三种混养池塘沉积物-水界面C02和CH4通量均无显著差异,而在养殖的中后期,出现一定差异。其中,在7和8月时,GSBL和GSBC模式中C02和CH4通量值均显著高于GSBE模式(P0.05);CO2通量在6月时,GSBL和GSBC模式均显著高于GSBE模式(P0.05),而9月时,GSBL模式与GSBE模式差异不显著(P0.05)；CH4通量在6月时,GSBC模式显著高于GSBL和GSBE模式(P0.05),而9月时,三种模式均差异显著(P0.05),且GSBC模式通量最大,GSBE模式最小。(4)八月三种混养模式上覆水中CO2的含量从20：00逐渐升高,在04：00出现最大值,之后逐渐降低,在16：00出现最小值；CH4含量则从20：00逐渐降低,在4：00出现最小值,在08：00出现最大值后呈逐渐降低趋势。(5)沉积物-水界面CO2和CH4通量之间呈显著正相关关系(P0.01)；CO2和CH4通量与上覆水DO、pH及表层沉积物Eh呈显著负相关关系(P0.01),而与水温则呈显著正相关关系(P0.01);CO2和CH4通量与表层沉积物有机质、TN、TC也呈正相关关系(P0.01),但相关性不显著。
【关键词】：主养草鱼池塘 沉积物-水界面 碳形态 碳通量 上覆水 沉积物 环境因子
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S965.112
【目录】：

• 摘要5-8
• Abstract8-14
• 0 前言14-15
• 1 综述15-25
• 1.1 海洋碳循环研究进展15-20
• 1.1.1 海水中碳的赋存形态及其组分15-16
• 1.1.2 海洋碳循环基本过程16-18
• 1.1.3 海洋碳循环研究热点及存在问题18-20
• 1.2. 湖泊碳循环研究进展20-23
• 1.2.1 国内外湖泊碳循环研究现状21-23
• 1.2.2 湖泊碳循环研究展望23
• 1.3 本研究的意义与目的23-25
• 2 草鱼不同混养模式沉积物-水界面碳通量的研究25-41
• 2.1 引言25-26
• 2.2 材料与方法26-28
• 2.2.1 实验池塘与设计26-27
• 2.2.2 实验方法27-28
• 2.2.3 计算方法及数据处理28
• 2.3 结果28-38
• 2.3.1 草鱼不同混养模式沉积物-水界面各形态碳的通量28-32
• 2.3.2 草鱼不同混养模式上覆水各形态碳含量、DO和pH的变化32-37
• 2.3.3 各形态碳通量与上覆水DO、pH、水温的相关性分析37-38
• 2.4 讨论38-39
• 2.4.1 不同混养模式下各形态碳通量的变化分析38-39
• 2.4.2 不同混养模式下沉积物-水界面碳通量的差异分析39
• 2.5 小结39-41
• 3 草鱼不同混养模式上覆水、间隙水及沉积物各形态碳的分布特征41-54
• 3.1 引言41-42
• 3.2 材料与方法42-44
• 3.2.1 实验池塘与设计42-43
• 3.2.2 实验方法43
• 3.2.3 数据处理43-44
• 3.3 结果44-50
• 3.3.1 上覆水与间隙水DOC的分布特征44-46
• 3.3.2 上覆水与间隙水DIC的分布特征46-47
• 3.3.3 沉积物TOC的分布特征47-48
• 3.3.4 沉积物TIC的分布特征48-49
• 3.3.5 上覆水与表层间隙水、沉积物各形态碳含量的相关性49-50
• 3.4 讨论50-52
• 3.4.1 上覆水、表层间隙水和沉积物中各形态碳含量的变化分析50-51
• 3.4.2 上覆水、间隙水和沉积物中各形态碳含量的差异分析51-52
• 3.5 小结52-54
• 4 草鱼不同混养模式沉积物-水界面二氧化碳及甲烷通量的研究54-70
• 4.1 引言54-55
• 4.2 材料与方法55-58
• 4.2.1 实验池塘与设计55-56
• 4.2.2 实验方法56-57
• 4.2.3 计算方法及数据处理57-58
• 4.3 结果58-65
• 4.3.1 草鱼不同混养模式沉积物-水界面二氧化碳和甲烷的通量58-60
• 4.3.2 草鱼不同混养模式上覆水中二氧化碳、甲烷含量及各理化指标的变化60-64
• 4.3.3 CO_2、CH_4通量与上覆水、沉积物各理化指标的相关性分析64-65
• 4.4 讨论65-69
• 4.4.1 沉积物-水界面CO_2和CH_4通量的变化分析65-67
• 4.4.2 沉积物-水界面CO_2和CH_4通量的差异分析67-69
• 4.5 小结69-70
• 总结70-72
• 参考文献72-84
• 致谢84-85
• 个人简历85
• 发表的学术论文85

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