Environmental influence on summer survival of Manila Clam Ruditapes philippinarum: A case study in an aquaculture bay  

環(huán)境因素對(duì)菲律賓蛤仔夏季存活的影響：以養(yǎng)殖海灣為例  

來(lái)源：Marine Environmental Research, Volume 192, 2023, 106242

《海洋環(huán)境研究》期刊，192卷 2023年 文章編號(hào)：106242

 

 

摘要內(nèi)容

 

研究通過2019–2020年夏季對(duì)萊州灣菲律賓蛤仔養(yǎng)殖區(qū)的野外調(diào)查，探究環(huán)境因素對(duì)其夏季高死亡率的影響。結(jié)果顯示：2020年未發(fā)生大規(guī)模死亡事件，環(huán)境因子空間差異不顯著；而2019年8月中潮區(qū)出現(xiàn)顯著環(huán)境異常——最高水溫31.49°C、硫化氫(H?S)濃度峰值24.72 μmol/L、溶解氧(DO)最低值3.35 mg/L，同期該區(qū)域蛤仔存活率下降80%。糖原含量較肥滿度(CI)更敏感地反映蛤仔健康狀態(tài)，主成分分析表明高溫、低氧與H?S的協(xié)同脅迫是導(dǎo)致死亡的主因。  

 

研究目的

識(shí)別菲律賓蛤仔夏季大規(guī)模死亡的環(huán)境驅(qū)動(dòng)機(jī)制  

 

評(píng)估多重環(huán)境脅迫（高溫、低氧、H?S）的協(xié)同效應(yīng)  

 

驗(yàn)證糖原含量與肥滿度作為蛤仔健康預(yù)警指標(biāo)的適用性  

 

研究思路

混合監(jiān)測(cè)策略：  

 

連續(xù)監(jiān)測(cè)（每?jī)扇眨旱讓铀疁亍⑷芙庋酰╕SI水質(zhì)儀）  

 

月度野外調(diào)查：水環(huán)境（鹽度、葉綠素a、pH）、沉積環(huán)境（H?S、氧化還原電位Eh、有機(jī)碳OC）、蛤仔生理指標(biāo)（存活率、糖原、CI）  

 

應(yīng)急響應(yīng)：當(dāng)連續(xù)監(jiān)測(cè)檢測(cè)到水溫>30°C或DO<5 mg/L時(shí)，立即觸發(fā)補(bǔ)充調(diào)查  

空間分區(qū)：  

 

高潮區(qū)（站點(diǎn)1#、2#）、中潮區(qū)（3#–5#）、低潮區(qū)（6#、7#）、混養(yǎng)區(qū)（8#–10#）  

數(shù)據(jù)分析：  

 

方差分析(ANOVA)比較區(qū)域/時(shí)間差異  

 

主成分分析(PCA)解析環(huán)境因子與死亡的關(guān)聯(lián)  

 

Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)生理指標(biāo)與環(huán)境因子的關(guān)系  

 

測(cè)量數(shù)據(jù)及研究意義

水環(huán)境數(shù)據(jù)（圖2, 圖3）  

 

 

數(shù)據(jù)：2019年8月中潮區(qū)持續(xù)高溫（>30°C）、低氧（DO最低3.35 mg/L）；2020年無(wú)異常。  

 

意義：揭示高溫與低氧的時(shí)空耦合是死亡事件的觸發(fā)條件，為亞致死脅迫協(xié)同效應(yīng)提供證據(jù)。  

沉積環(huán)境數(shù)據(jù)（圖4, 表1）  

 

 

數(shù)據(jù)：2019年8月中潮區(qū)H?S濃度驟升（23.08±2.40 μmol/L），Eh降至還原態(tài)（~170 mV）；OC含量較高（1.17%）。  

 

意義：證實(shí)高有機(jī)質(zhì)沉積物在高溫下促進(jìn)硫酸鹽還原菌活動(dòng)，釋放毒性H?S，加劇低氧脅迫。  

蛤仔生理數(shù)據(jù)（圖5, 圖6）  

 

 

 

數(shù)據(jù)：2019年中潮區(qū)糖原含量7月顯著下降（早于CI變化），8月存活率暴跌80%；其他區(qū)域變化不顯著。  

 

意義：糖原含量是比CI更敏感的早期健康指標(biāo)，為養(yǎng)殖預(yù)警提供關(guān)鍵參數(shù)。  

 

丹麥Unisense電極數(shù)據(jù)的詳細(xì)研究意義

 

使用Unisense微電極（丹麥）原位測(cè)定沉積物3–5 cm深處的H?S濃度和氧化還原電位(Eh)，其研究意義在于：  

高精度原位監(jiān)測(cè)：  

 

避免傳統(tǒng)取樣導(dǎo)致的H?S氧化損失，準(zhǔn)確捕獲沉積物微界面的還原狀態(tài)變化（圖4a顯示2019年8月中潮區(qū)H?S濃度異常峰值）。  

揭示環(huán)境鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：  

 

Eh數(shù)據(jù)（圖4b）顯示中潮區(qū)沉積物從氧化態(tài)（Eh>200 mV）突變?yōu)檫€原態(tài)（Eh~170 mV），直接關(guān)聯(lián)有機(jī)質(zhì)厭氧分解產(chǎn)生的H?S爆發(fā)，闡明"高溫→低氧→H?S釋放"的級(jí)聯(lián)脅迫機(jī)制。  

量化毒性閾值：  

 

H?S濃度>20 μmol/L（雖低于實(shí)驗(yàn)室單一脅迫致死限）與高溫/低氧協(xié)同作用下導(dǎo)致蛤仔生理崩潰，解釋亞致死條件死亡現(xiàn)象。  

 

結(jié)論

死亡主因：高溫、低氧與H?S的協(xié)同脅迫（非單一因素超標(biāo)）導(dǎo)致蛤仔能量耗竭（糖原銳減）和生理崩潰（CI下降），2019年中潮區(qū)三重脅迫疊加引發(fā)80%死亡率（圖5, 圖7）。  

 

 

關(guān)鍵指標(biāo)：糖原含量較CI更早反映脅迫（7月即顯著下降），是有效的早期預(yù)警指標(biāo)（圖6b）。  

 

密度效應(yīng)：高養(yǎng)殖密度（中潮區(qū)）加劇有機(jī)污染，促進(jìn)低氧/H?S生成，增加死亡風(fēng)險(xiǎn)（表1顯示中潮區(qū)OC與H?S正相關(guān)）。  

 

管理建議：夏季需重點(diǎn)監(jiān)控底層DO，及時(shí)干預(yù)；優(yōu)化養(yǎng)殖密度，優(yōu)先選擇水交換強(qiáng)的區(qū)域。