长江口两种重要鱼类的实验生态学及其对生境变动的适应性

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixuelei19890117
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长江口生境独特,鱼类众多。随着长江流域社会经济快速发展,水利工程大量建设,水域污染日益增多,长江口的生态环境质量持续下降,鱼类资源数量不断减少,生态系统功能逐渐衰退。鱼类与水体环境密不可分,相互作用,一方面生态环境变动会对鱼类生理及种群生态产生重大影响,另一方面鱼类自身又会采取各项对策适应环境变动。   本论文综合运用实验生态学的理论与方法,以纹缟虾虎鱼(Tridentigertrigonocephalus)与中华鲟(Acipenser sinensis)幼鱼分别代表长江口定居性鱼类与洄游性鱼类,研究了纹缟虾虎鱼繁殖与早期发育对环境的适应特征,以及盐度、温度、光照、pH等环境因子对其早期发育的生态效应;研究了中华鲟幼鱼的新陈代谢特征,以及温度、光照、饥饿等因子对中华鲟幼鱼生理生态学的影响机制,探讨了长江口环境变化对重要鱼类早期生活史及其种群资源的影响,为掌握生境变化对鱼类的生态学效应,评估鱼类对环境变动的适应机理,以及更好地保护长江口鱼类资源提供理论依据与实践指导。主要的研究结果与结论归纳如下:   1.纹缟虾虎鱼的繁殖与早期发育特征。纹缟虾虎鱼产卵期为3~7月,盛产期为4~6月。个体绝对生殖力平均值为12689.2粒,体长相对生殖力平均值为206.9粒/mm。卵呈球形,卵径0.482~0.606mm。产卵与受精在洞穴内进行,雄鱼具有护卵习性。受精卵呈梨形或者梭形,卵膜端具有附着盘。在人工催产与自然繁殖条件下纹缟虾虎鱼的受精率分别为78.58%与83.84%。纹缟虾虎鱼主要的繁殖策略是提高生殖力、延长繁殖期、雄鱼护幼,这有助于增加后代数量和保障种群延续。胚胎发育过程可划分为25个时期,具有两个较显著的特征:一是从心跳期至出膜期的发育时间较长,占整个胚胎发育时间的56%;二是眼睛沉积大量黑色素,而且胸鳍、肾脏、膀胱等器官发育较早。这些特征有助于提高胚胎成活率,更好地适应环境变化。初孵仔鱼肌节数量为28~30,1日龄仔鱼眼睛色素沉淀增多,肠道开始蠕动,口部器官发育较早;初孵仔鱼卵黄囊较大,4日龄时大部分卵黄已被吸收消耗,5日龄时已全部被吸收完毕;1日龄时胸鳍出现,2日龄时尾鳍出现。纹缟虾虎鱼仔鱼有关摄食、消化、游泳、渗透压调节等器官发育较快,可以使其较早地适应长江口复杂多变的环境,这是仔鱼生存策略的体现。   2.盐度、温度、光照、pH等生态因子对纹缟虾虎鱼早期发育的影响。在盐度0~10范围内,盐度4与6试验组的受精率与孵化率最高,发育速度最快,器官发育特征最明显,畸形率最低。盐度8与10试验组仔鱼畸形率较高,达5~20%。盐度4与6试验组仔鱼发育速度较快。盐度0~6时仔鱼生存活力指数值(SAI)为41.83~46.83,仔鱼活力较好。在17~25℃范围内,随着温度上升,纹缟虾虎鱼的受精率与孵化率下降,胚胎发育速度加快,温度系数Q10值为1.33~2.84;仔鱼存活率与生存活力指数值逐渐降低,17~21℃时SAI最高,为33.0~39.3,在第9天时存活率仍有50%以上。不同光照周期中,长光照组胚胎发育比自然光照组与长黑暗组快,但孵化率却相对较低;仔鱼发育亦是长光照组比自然光照组与长黑暗组快,长光照组与自然光照组的SAI较高。在pH4.5~9.5范围内,随着pH上升,纹缟虾虎鱼胚胎的孵化率升高,发育加快;高pH组仔鱼的SAI比低pH组高,仔鱼体质更好。综合各项指标表明,长江口纹缟虾虎鱼早期发育的适宜生态条件为:盐度2~6,温度17~21℃,昼夜光照12h以上,pH7.5~9.5。当长江口盐度、温度、光照、pH等生态条件发生波动,并超出纹缟虾虎鱼早期发育的适宜范围时,会对其早期生活史以及种群资源数量产生不利影响。   3.温度对中华鲟幼鱼生理生态的影响。随着温度升高,中华鲟幼鱼血液能源物质总蛋白、白蛋白、血糖、总胆固醇、高密度脂蛋白等5个指标的变化规律相同,均呈现先升高后降低的趋势,均在20℃时达到最高值。在30℃时总蛋白、白蛋白、血糖、总胆固醇、甘油三酯达到最低值。代谢产物总胆红素浓度呈现先降低后升高的趋势,15.0℃时浓度最高,25.0℃时最低。尿素浓度随着温度升高而下降,在30℃时达到最低值。综合不同温度试验组血液代谢的变动规律表明,20℃时中华鲟幼鱼能量支出较少,是其较适宜的生长温度。丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶活性均先升高而后降低,均在20℃时达到最高;溶菌酶在25℃组含量最高,在15℃组最低;黄嘌呤氧化酶在25℃组活性最低,在30℃组活性最高;抑制羟自由基能力与总抗氧化能力均呈现先升高后降低的趋势,在20℃达到最大值。随着温度升高,中华鲟幼鱼肝脏中Na+-K+-ATPase与碱性磷酸酶活力略微上升,胆碱酯酶活力呈下降趋势,而乳酸脱氢酶活力先升高后降低,在20℃时达到最高。综合不同温度试验组中血液生化与肝脏酶活力的变动规律表明,中华鲟幼鱼在高温30℃组和低温15℃组时能量支出较多,而在20~25℃范围时中华鲟幼鱼能量支出较少,而且鱼体抗氧化能力较强,是其较适宜的生长温度范围。   4.光照对中华鲟幼鱼生理生态的影响。长光照、自然光照、长黑暗等3种光照周期对中华鲟幼鱼生长速度与生长激素水平的影响较小。3个试验组的比较表明,在自然光照时中华鲟幼鱼体重增长较快,生长激素含量较高。长黑暗组中华鲟幼鱼血液总蛋白、白蛋白与球蛋白含量最低,与自然光照组有显著性差异;甘油三酯、肌酐和谷草转氨酶含量最高,其中甘油三酯与自然光照组有显著性差异,肌酐与长光照组、自然光照组均有显著性差异。长光照组总胆固醇、总胆红素、谷丙转氨酶和谷草转氨酶含量最低;葡萄糖和尿素氮含量最高,与长黑暗组、自然光照组均有显著性差异。自然光照组乳酸脱氢酶和碱性磷酸酶含量最高,其中碱性磷酸酶与长光照组、全黑暗组均有显著性差异。综合各项指标表明,自然光照条件下中华鲟幼鱼生长较好,生理代谢较稳定。长光照或长黑暗环境对中华鲟幼鱼血液生化具有一定影响。在自然光照条件下,中华鲟幼鱼对天然饵料水蚯蚓的摄食率为0.33~0.76,饵料转化率为6.67~39.33,特定生长率为0.19~2.33,生长效率为2.54~14.99。中华鲟幼鱼体长与体质量呈幂函数关系,为异速生长。中华鲟幼鱼对天然饵料的摄食量较大,生长效率较低,容易受到饵料不足与饥饿的胁迫。   5.饥饿对中华鲟幼鱼生理生态的影响。饥饿试验持续49天,中华鲟幼鱼血液总蛋白浓度在饥饿初期略有升高,在第25天显著下降,然后维持在较低水平。白蛋白浓度在饥饿31天后显著下降。血糖浓度在饥饿7天后显著下降,然后在31天时再次显著下降。甘油三酯和总胆固醇浓度在饥饿初期无显著性变化,在25天后出现显著下降。尿素、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶等浓度亦出现显著下降,而低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶等均无显著性变化。通过饥饿期间血液指标的变化规律表明,中华鲟幼鱼首先动用体内储存的葡萄糖,然后是蛋白质,最后是脂肪。中华鲟幼鱼血糖、白蛋白、总胆固醇、甘油三酯等4个生化指标与饥饿时间之间具有较好的相关性,这些参数可被作为鱼类饥饿期间营养状况的评估指标。饥饿25~30天后中华鲟幼鱼能量代谢水平产生显著变化,是其饥饿耐受时间的“临界期”。随着饥饿时间的延长,中华鲟幼鱼血液溶菌酶含量总体上呈现上升趋势;抑制羟自由基能力总体上呈现先上升后下降趋势,在饥饿19天时达最高值;总抗氧化能力在饥饿初期波动较大,饥饿19天后降至较低水平。中华鲟幼鱼肝脏Na+-K+-ATPase活力先下降而后上升,在饥饿37天时达最高值;胆碱酯酶与碱性磷酸酶活力总体上呈现上升趋势,分别在饥饿19天与37天时达到最高值;乳酸脱氢酶活力在饥饿13天后显著下降,然后稳定在较低的水平。因此,长期饥饿导致中华鲟幼鱼的抗氧化能力有所降低,但是对肝脏酶的活力影响较小,这保证了中华鲟幼鱼在饥饿期间可以充分发挥肝脏功能,使机体维持较高的能量代谢水平。
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