洪泽湖河蚬种群生物学研究

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河蚬(Corbicula fluminea)是一种小型底栖淡水贝类,隶属于软体动物门(Mollusca)、瓣鳃纲(Lamellibranchia)、真鳃瓣目(Eulamellibranchia)、异齿亚目(Heterodonta)、蚬科(Corbiculidae)、蚬属(Corbicula)。其原产地在东南亚、澳大利亚、非洲等淡水河流和湖泊等环境;常为底栖生物群落的优势物种,在水-泥界面的能量流动和物质循环中具有重要作用。目前河蚬已广泛至入侵北美、南美和欧洲地区,被视为一种高危的入侵物种。已有的关于河蚬的生物学研究主要针对入侵种群,而有关原产地种群的研究很少。河蚬是中国长江中下游及东部平原地区一些湖泊重要的渔业对象。对河蚬原产地种群生物学的研究,不仅是这些湖泊河蚬资源渔业管理的基础,对研究入侵种群的适应性机制和控制途径也具有重要的参考价值。  这篇博士论文以土著河蚬种群为研究对象。研究区域选择洪泽湖。洪泽湖是中国第四大淡水湖,同时也是南水北调东线的调蓄水体之一。河蚬是洪泽湖最主要的渔业对象之一,年捕捞量达2万吨,出口日本、韩国等地。河蚬通过摄食水体和底质中的有机食物,同时可以显著改善湖泊富营养化水平,具有重要的水质净化功能。研究于2013年至2016年进行,将全湖采样与定点研究相结合。研究内容包括洪泽湖河蚬的群体构成、分布、摄食、生长与年龄、繁殖和资源现状。主要研究结果如下:  (1)发现洪泽湖河蚬存在宽纹型和密纹型两种不同形态类型。宽纹型个体单位壳高(1cm)内生长脉轮数目10-14条,密纹型个体单位壳高(1cm)内生长脉轮数目16-23条。宽纹型个体壳高/壳长(SH/SL)比值和壳宽/壳长(SW/SL)比值显著高于密纹型个体(F1,288=27.10,p<0.05;F1,288=8.842,p<0.05)。二者壳宽/壳高(SW/SH)比值没有显著差别(F1,288=2.06,p=0.15>0.05)。地标法显示宽纹型个体壳顶更加突出,密纹型个体壳顶更加圆盾。两个形态类型Kimura-2parameter遗传距离为9.5%;宽纹型组内遗传差异为0.9%,密纹组组内遗传差异为0.4%。与其它蚬属种群的CO1基因比较发现,宽纹型与FW1-4单倍型遗传位置相近。FW1-4单倍型广泛分布于东南亚流水环境、美洲和欧洲的入侵区域(North formBand Europe form RIc)。密纹型与C.japonica和C.fluminalis(中国长江口采集)遗传位置相近。  (2)两个形态类型在全湖的分布格局年间差异显著:2013年宽纹型资源量最高的区域分布于成子湖口、敞水区和老子山,密纹型资源量较高的区域分布于湖西、成河口和成子湖口;2014年宽纹型最高资源量分布于淮河入湖口以西和淮河入湖-出湖通道内,密纹型最高资源量分布于淮河入湖口以西区域。二者比例构成分布在2013年与2014年相似。宽纹型个体在淮河进入湖区流场内为优势形态类型;密纹型个体在湖西和成子湖为优势形态类型。底泥中总有机碳含量(Spearman r=-0.39,p<0.05)、水体透明度(Spearman r=-0.35,p<0.05)、叶绿素α浓度(Spearman r=-0.30,p<0.05)与宽纹型个体比例呈显著相关关系。  (3)在同等个体大小条件下,宽纹型个体外鳃面积小于密纹型个体,唇瓣面积大于密纹型个体,内鳃瓣面积与密纹型个体无显著差异。二者内外鳃瓣面积比值分别为2.11和1.58,唇瓣/鳃瓣面积比值分别为0.40和0.31。宽纹型和密纹型河蚬鳃瓣电镜显微结构相似。鳃瓣由众多平行排列的鳃丝组成,鳃丝直径约为17-19μm。鳃丝上着生两种纤毛。侧纤毛(长度约为8-11μm)主要负责摆动产生水流,在垂直鳃丝方向运动;前侧纤毛(长度约为27-29μm)负责将过滤的食物颗粒传递至食物沟,在平行于鳃丝方向上运动。二者的唇瓣电镜结构存在差异,宽纹型个体光滑面纤毛丛数量明显少于密纹型个体。  (4)宽纹型消化腺比重(消化腺重量/总重比值)于7月至10月逐渐升高,之后保持相对稳定;4月至5月间消化腺比重增加;5月至6月间急速下降至全年最低水平。密纹型消化腺比重在7月至9月间为全年最低;9月至10月间显著增加;11月至1月间逐渐下降,并维持较低水平;2月至3月间消化腺比重显著增加;4月至6月间逐渐降低。在同一月份,宽纹型个体单位体重消化腺重量高于密纹型个体。消化腺颜色呈现季节性变化。春季和秋季消化腺主要为黄色、黄绿色;夏季消化腺主要为浅黄色;冬季消化腺主要为墨绿色。宽纹型消化腺墨绿色个体比例在1月份显著高于密纹型。  (5)采用边缘生长轮纹分析方法确证了洪泽湖河蚬贝壳内部生长轮纹具有年周期,年轮形成于4月。样品中观察到的宽纹型和密纹型的最大年龄个体分别为6龄和7龄,高于报道的入侵河蚬种群年龄。两个形态类型的种群生长存在明显李氏现象(Lees phenomenon,表征过度捕捞)。宽纹型种群生长比入侵北美欧洲的河蚬种群缓慢;生长与水位、淮河径流量、降雨、水体中叶绿素a浓度等呈现正相关关系。  (6)宽纹型性体指数(GSI)周年变动范围在0.03-0.08之间。7月至9月间GSI值逐渐下降;3月至5月间GSI值逐渐上升,5月至6月GSI逐渐下降。密纹型GSI值周年变动范围在0.03-0.10之间,周年变化动态与宽纹型相似。两个形态类型主要繁殖时间为每年6月至9月。宽纹型GSI值在繁殖盛期高于密纹型。宽纹型个体以雌雄异体进行繁殖,偶见雌雄同体个体和鳃瓣孵幼现象。密纹型个体全部为雌雄异体,无鳃上孵幼行为。两个形态类型成熟精子皆为单尾。  (7)洪泽湖河蚬2010-2014年资源量逐年降低,分布面积逐渐缩小。资源分布年间变化差异显著。变化主要受捕捞压力驱动。资源量稀少地区由于捕捞压力减小,经过1-2年的恢复后再次成为资源相对丰富区域。年际补充对河蚬资源量影响显著。2010-2013年河蚬资源主体由出生于2008与2010年的世代构成,其他年份世代数量稀少。资源补充相对丰富的2008年与2010年为丰水年。  (8)基于论文研究结果,洪泽湖河蚬资源目前处于明显过度捕捞状态,建议在科学资源评估基础上确定每年的适宜开发率。建议将最小捕捞规格由现在的11-12mm调整为17-18mm,使河蚬个体至少参与一次繁殖活动;由于繁殖季节结束后,9月河蚬肉重(主要由消化腺和性腺构成)为全年最低水平,10月后恢复增加到全年较高水平,建议将开捕时间由现在的9月份推迟至10月份。
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