水体初级生产力的测定
水体初级生产力的测定
仪器使用与试剂
• 1 玻璃瓶：300ml 具塞磨口、完全透明的细口玻璃 瓶或BOD 瓶。玻璃瓶用酸洗液浸泡6h 后，用蒸馏 • 水清洗干净。黑瓶可用黑布或用黑漆涂在瓶外进行 遮光，使之完全不透明。 • 2 采水器：可采用有机玻璃采水器。 • 3 照度计或透明度盘、水温计。 • 4 吊绳和支架：固定和悬挂黑、白瓶用。形式以不 遮掩浮瓶为宜。 • 5 测定溶解氧的全套器具和试剂（按国家标准“溶 解氧测定GB7489—87”执行）。
实验方法
• • 1 采水与挂瓶 2 采水与挂瓶深度确定：采集水样之前先用照度计或透明度盘测定水体透光深 度，采水与挂瓶深度确定在表面照度100％～1％之间，可按照表面照度的100％ 、50％、25％、10％、1％选择采水与挂瓶的深度和分层。浅水湖泊（水深≦3m ）可按0.0m、0.5m、1m、2m、3m 的深度分层。 3 采水：根据确定的采水分层和深度，采集不同深度的水样。每天采水至少同 时用虹吸管（或采水器下部出水管）注满三个试验瓶，即一个白瓶、一个黑瓶 、一个初始瓶。每个试验瓶注满后先溢出三倍体积的水，以保证所有试验瓶中 的溶解氧与采样器中的溶解氧完全一致。灌瓶完毕，将瓶盖盖好，立即对其中 一个试验瓶（初始瓶）进行氧的固定，测定其溶解氧，该瓶溶解氧为“初始溶 解氧”。 4 挂瓶与嚗光：将灌满水的白瓶和黑瓶悬挂在原采水处，曝光培养24h。挂瓶深 度和分层应与采水深度和分层完全相同。各水层所挂的黑、白瓶以及测定初始 溶解氧的玻璃瓶应统一编号，做好记录。 5 溶解氧的固定与分析曝光结束后，取出黑、白瓶立即加入MnSO4和碱性碘化钾 进行固定，充分摇均后，测定溶解氧（按照国标溶解氧测定 碘量法—GB748987进行测定）。
水体初级生产力的测定· · · · 黑白瓶测氧
学习小组····个人实验方法
溶解氧的测定
1．计算挂水瓶层日生产量
根据下列公式计算呼吸量(R)、总生产量(PG)和净生 产量(PN)，将每瓶溶氧换算成mg· l-1： R=IB-DB PG =LB-DB PN =LB-IB 其中IB、LB和DB分别为原初溶氧量、白瓶溶氧量 和黑瓶溶氧量。
2．计算水柱日生产量
将各挂瓶处的生产量用算术 溶解氧 (毫克 / 升) V1 16 2 100
式中： M1——硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度（0.025M）； V1——消耗的硫代硫酸钠溶液的体积，毫升。
谢
谢 ！
①将洗净的250毫升碘量瓶用待测水样荡洗三次。虹吸 取水样注满碘量瓶。 ②分别加入1.0毫升硫酸锰溶液和2.0毫升碱性碘化钾溶 液（加溶液时，移液管顶端应插入液面以下）。盖上瓶塞， 注意瓶内不能留有气泡。然后将碘量瓶反复摇动数次，静 置，当沉淀物下降至瓶高一半时，再颠倒摇动一次。继续 静置，待沉淀物下降到瓶底后，轻启瓶塞，加入2.0毫升 浓硫酸（移液管插入液面以下）。小心盖好瓶塞，颠倒摇 匀，此时沉淀应溶解。若溶解不完全，可再加入少量浓硫 酸至溶液澄清且呈黄色或棕色（因析出游离碘），置于暗 处5分钟。 ③从每个碘量瓶内取出两份100.0毫升水样，分别置于 两个250毫升碘量瓶（或锥形瓶）中。用硫代硫酸钠溶液 滴定。当溶液呈微黄色时，加入1%淀粉溶液1毫升，继续 滴定至蓝色刚好消失为止，记录用量。
重铬酸钾标准溶液标定方法如下：
于250毫升碘量瓶中加入100毫升水、1.0克碘化钾 5.0毫升0.0250M重铬酸钾溶液及5毫升3M硫酸，摇 匀，加塞后置于暗处5分钟，用待标定的硫代硫酸 钠溶液滴定至浅黄色，然后加入1%淀粉溶液1.0毫 升，继续滴定至兰色刚好消失，记录用量，平行做 三份。
三、实验操作
通过滴定释放出的碘，可计算出水中溶解氧的 含量。
水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法
华南师范大学实验报告学生姓名刘璐学号20082501055专业年级、班级课程名称实验项目水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法实验类型验证设计综合实验时间2011年 3 月28 日实验指导老师实验评分水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法一、实验目的以叶绿素法为例学习测定水体生产力的原理和方法二、实验原理叶绿素a是植物光合作用的重要光和色素。
在一定的光照强度下，叶绿素a的含量与光合作用强度之间存在密切关系，因此叶绿素a的含量是水生生态系统初级生产力的重要指标。
同时叶绿素a的含量的测定，也可用于水体富营养化水平的评价，是水质检测的常规项目。
浮游植物叶绿素的测定方法常用分光光度法。
初级生产力Ps=C a·Q（Q=3.7）三、方法和步骤1、水体透明度的观测：透明度盘2、水样采集与保存：采集华南师范大学情人湖的表层水样（1m以内）注入水样瓶中。
马上带回实验室进行抽滤。
3、抽滤：在抽滤器上装好乙酸纤维滤膜，倒入定量体积（500mL）的水样进行抽滤。
水样抽完后，继续抽1-2min，以减少滤膜上的水分。
4、提取：将载有浮游植物样品的滤膜放入研钵中，加入少量碳酸镁粉末及2-3mL90%丙酮，充分研磨，提取叶绿素a 。
将研磨后的匀浆物移入离心管中，用离心机（3000r/min）离心10min。
将上清液移入10mL的容量瓶中。
再用2-3mL90%丙酮，继续研磨提取，离心10min，并将上清液转入容量瓶中。
重复1-2次后，在用90%丙酮定容为10mL，摇匀。
5、光密度测定：将上清液在分光光度计上，用1cm光程的比色皿，分别读取750nm、663nm、645nm、630nm波长的吸光度，并以90%丙酮作空白吸光度测定，对样品吸光度进行校正。
其中，750nm的光密度用作校正样品的浑浊度，而663nm、645nm、630nm吸光度则用以测定叶绿素a 。
6、计算1）叶绿素a含量的计算按如下公式计算：叶绿素a（mg/L）=[11.64×(D663-D750)-2.16×(D645-D750)+0.10×(D630-D750)]·V1V·δ式中，D为吸光度；V1为提取液定容后的体积（V1=10mL）；V为抽滤水样体积（V=0.5L）；δ为比色皿光程（δ=10mm）。
实验一水体初级生产力的测定
实验一水体初级生产力的测定引言水体初级生产力是指在单位时间内，水体中植物光合作用所固定的能量量。
测定水体初级生产力可以帮助我们了解水体的生态系统功能，评估水体营养状态，以及推断水体中底栖生物的生态条件。
本实验旨在通过测量水样中叶绿素a的含量，来间接估算水体的初级生产力。
实验原理在水体中，叶绿素a是植物光合作用的一个重要指标。
叶绿素a的含量与水体中光合有机物的生产能力密切相关。
叶绿素a可以通过比色法测定。
比色法是利用叶绿素a在酸性条件下，在特定波长下的吸光度与其浓度成正比的特性进行测定的。
实验步骤1.准备工作：收集需要测定的水样，并将其尽快带回实验室进行测定。
将水样分装到适量的试管中，保证每个试管中的水样量相同。
2.叶绿素提取：将每个试管中的水样进行叶绿素提取。
将每个试管中的水样加入适量的乙醇，并用搅拌棒充分搅拌，使叶绿素溶解在乙醇中。
然后，用玻璃棒轻轻刮取试管内壁，使溶液更加均匀。
3.比色测定：将提取好的溶液转移到透明的比色皿中。
使用分光光度计，在波长为665nm的条件下，测定溶液的吸光度。
记录下每个溶液的吸光度值。
4.统计分析：根据吸光度值，利用标准曲线，计算出每个水样中叶绿素a的含量。
进而推算出水体的初级生产力。
注意事项1.在进行叶绿素提取时，要注意操作规范，避免溶液的污染。
2.在使用分光光度计进行测定时，要保证比色皿的干净和透明度。
3.要保持实验条件的一致性，比如光照强度、温度等。
4.在处理数据时，要注意使用正确的单位进行计算。
实验结果与分析根据实验所得的数据，我们计算出了每个水样中叶绿素a的含量，并推算出了水体的初级生产力。
在对实验结果进行分析时，我们可以比较不同水体的初级生产力，评估其水质状况。
初级生产力较高的水体通常具有较好的生态系统功能，丰富的营养物质和充足的光照条件。
相反，初级生产力较低的水体可能存在水质污染或生态系统破坏的问题。
结论通过测定水样中叶绿素a的含量，我们可以间接估算出水体的初级生产力。
《生物监测》教学课件—02水体初级生产力的测定
最高日产量 g O2/m2 0.5～1
1～2.5 2.5～7.5 >7.5
1、溶解氧的固定
2、析出碘:加入2.0ml浓硫酸，完全溶解后，放在 暗处静置5分钟
3、滴定：用吸管吸取100ml上述溶液，注入 250ml锥形瓶中，用0.025mol/L硫代硫酸钠标准 溶液滴定至溶液微黄色，加入1ml淀粉溶液，继 续滴定至蓝色恰好褪去。
任务二 黑白瓶测氧法
二、测定方法和步骤
1. 采水与挂瓶 2. 溶解氧的固定与分析 曝光结束，立即取出黑瓶和白瓶，加入MnSO4和碱性碘化 钾进行固定，充分摇匀后，测定溶氧量。
任务二 黑白瓶测氧法
三、计算方法
各挂瓶水层日生产量（mgO2/L）的计算 总生产量＝白瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 净生产量=白瓶溶解氧一原始瓶溶解氧 呼吸量＝原始瓶溶解氧一黑瓶溶解氧
生物监测
项目二 水体初级生产力的测定 任务一 叶绿素a监测法
测定意义 测定原理 测定方法和步骤 计算方法 环境标准
项目二 水体初级生产力的测定
水体初级生产力：指水生植物（主要 是浮游植物）进行光合作用的强度。
任务一 叶绿素a的测定
一、测定意义
1.是水中浮游植物生物量的指标 2.直接反映水体富营养化的程度
总P(mg/L)
BOD(mg/L )
水色
< 0.001 <1
蓝绿色
0.1～0.3 0.001～
0.01 1～10
绿色
富营养 > 0.3 > 0.01 > 10 黄绿色
经济合作与发展组织（OECD）提出富营养湖的几项指 标量为：平均总磷浓度大于0.035mg/l；平均叶绿素浓度 大于0.008mg/l；平均透明度小于3m
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)
当无机氮经由蛋白质和核酸合成过程而形成有机化合物（主要是胺类，即-NH2）以后，这些含氮的有机化合物通过生物的新陈代谢又会使氮以代谢产物（尿素和尿酸）的形式重返氮的循环圈。土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌都能利用这种富含氮的有机化合物。这些简单的含氮有机化合物在上述生物的代谢活动中可转变为无机化合物（氨）并把它释放出来。这个过程就称为氨化作用（ammonification）式矿化作用（minerahzation）。实际上，这些微生物是在排泄它们体内过剩的氮。有些具有氨化作用的微生物只能利用陈而不能利用简单的氨基酸，或者只能利用尿素而不能利用尿酸。相反，其他的微生物则能利用多种多样的含氮有机化合物。氨化过程是一个释放能量的过程，或者说是一种放热反应（exothermic reaction）。例如，如果蛋白质的基本构成物是甘氨酸，那么lmol的这种蛋白质经过氨化就可释放出736 X 103）的热能。这些能量将被细菌用来维持它们的生命过程。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
用红外气体分析仪无法对水生生态系统的二氧化碳进行测定，所以在二氧化碳同化法的基础上又提出了适应于水生生态系统的黑白瓶法，主要是对含氧量进行测定。1927年，T . Gaarder和H . H . Gran首次将这种方法用于海洋生态系统生产量的研究，这种方法现在已得到了广泛应用，其方法十分简便。首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物（如藻类）的水样（水样中难免也含有某些异养生物如细菌和浮游动物等），然后将水样分装在成对的小样瓶中，样瓶的容积通常是125～300 ml。在每对样瓶中总是有一个白瓶一个黑瓶，所谓白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；所谓黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后（通常是4～8小时，也可到24小时）便从水体中取出，用标准的化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量和净光合作用率，根据黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量。同时利用黑瓶和白瓶的测氧资料就可以计算出总初级生产量。黑白瓶法的基本假设条件是：植物的呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的，这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的，但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。黑白瓶法的另一个不足之处是，它必须把整体群落的一部分（一个取样）完全密封起来，而这个取样往往不能完全反映取样所属种群的实际状况（可通过多次重复实验进行校正）。此外，取样中异养生物的数量变化也会使呼吸消耗偏离正常值。再有，取样中的水是静止的，而在实际情况下水是不断流动的，使运动中的各种营养物质不断到达和离开光合作用发生地点。最后，从一定水深处采上来的水样如果曝光时间太长也会发生光合作用。尽管黑白瓶法存在上述的一些缺点，但这种方法还是得到了广泛应用。黑白瓶的基本原理是测定水中含氧量的变化，另一种类似的方法是在一天时间内（24小时）每隔2～3个小时对水生生态系统的含氧量进行一次自动监测。如果把一个电子检测器接到一个自动记录装置上，就可以连续24小时对一个水生生态系统的含氧量进行取样。这个方法的优点是直接测定整个生态系统而不是测定一些小的取样，此法还用自然光周期取代黑瓶对夜晚的模拟。总之，上述两种方法都是运用各种计算来确定氧的净生产量，然后再利用光合作用方程计算出总初级生产量。
第4章 海洋初级生产力
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2.计算公式： P (Rs Rb)W RN
其中: P: 初级生产力(mgC/m2·h); Rs:白瓶中有 机14C的放射性计数；Rb:黑瓶水样中有机14C的放射 性计数；R为加入14C的总放射性；W为海水中CO2 量；N为培养时间。
3.具体方法: 现场法(in situ method); 模拟现场法 (simulated method)：
4.优点：准确度高
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（二）、现存量法
通过测算某一时间间隔始末，初级生产者现存量 的变化，推算出有机物质增量，即净初级生产量。
H2A+H2O
AO+4H++4e-
4H++4e-+ADP+Pi+(O2) →ATP + 2H2O 2H++2e-+NAD →NADH2 CO2＋2NADH2＋3ATP→(CH2O)＋H2O＋3ADP+ 3Pi+2NAD
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（三）海洋初级生产力的测定方法
（一）、14C示踪法 1. 原理：把一定数量的放射性碳酸氢盐
海洋藻类的辅助色素(accessory pigment): 吸收的波长 与叶绿素不同，可以吸收其它波长的可见光。
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化学合成作用（chemosynthesis)
1.化能自养生物(chemoautotroph): 海底沉积物次表 层或少数缺氧的海区生活的某些化学合成细菌。
2.化学合成作用(chemosynthesis):化能自养生物能够 借助简单的无机化合物（CH4、H2S等）氧化获得能量， 还原CO2，制造有机物。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)
已知有固氮能力的细菌和藻类很多，但为了方便可把它们分为两个类群：一类是共生的固氮生物（主要是细菌，但也有真菌和藻类），另一类是自由生活的固氮生物（包括细菌、藻类和其他一些微生物）。共生的固氮生物主要生活在陆地，而营自由生活的固氮生物在陆地和水域都有。但共生固氮生物在数量上至少要比营自由生活的固氮生物多几百倍。在共生固氮生物中，根瘤菌（Rhizobium）是最重要的，也是人类了解最清楚的。根瘤菌对宿主植物（如豌豆、三叶草和菜豆等豆科植物）有高度的特异性，一定种类的根瘤菌只同一定种类的豆科植物发生共生关系，这些根瘤菌可潜入豆科植物的根毛，然后进行繁殖。已知有10多种高等植物（如鼠李、杨梅和恺木等）也有共生生物固氮作用。由于豆科植物与根瘤菌之间已经形成了密切的共生关系，所以豆科植物离开了根瘤菌就不能固氮，而把根瘤菌接种在其他植物上也不能固氮。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
用红外气体分析仪无法对水生生态系统的二氧化碳进行测定，所以在二氧化碳同化法的基础上又提出了适应于水生生态系统的黑白瓶法，主要是对含氧量进行测定。1927年，T . Gaarder和H . H . Gran首次将这种方法用于海洋生态系统生产量的研究，这种方法现在已得到了广泛应用，其方法十分简便。首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物（如藻类）的水样（水样中难免也含有某些异养生物如细菌和浮游动物等），然后将水样分装在成对的小样瓶中，样瓶的容积通常是125～300 ml。在每对样瓶中总是有一个白瓶一个黑瓶，所谓白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；所谓黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后（通常是4～8小时，也可到24小时）便从水体中取出，用标准的化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量和净光合作用率，根据黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量。同时利用黑瓶和白瓶的测氧资料就可以计算出总初级生产量。黑白瓶法的基本假设条件是：植物的呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的，这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的，但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。黑白瓶法的另一个不足之处是，它必须把整体群落的一部分（一个取样）完全密封起来，而这个取样往往不能完全反映取样所属种群的实际状况（可通过多次重复实验进行校正）。此外，取样中异养生物的数量变化也会使呼吸消耗偏离正常值。再有，取样中的水是静止的，而在实际情况下水是不断流动的，使运动中的各种营养物质不断到达和离开光合作用发生地点。最后，从一定水深处采上来的水样如果曝光时间太长也会发生光合作用。尽管黑白瓶法存在上述的一些缺点，但这种方法还是得到了广泛应用。黑白瓶的基本原理是测定水中含氧量的变化，另一种类似的方法是在一天时间内（24小时）每隔2～3个小时对水生生态系统的含氧量进行一次自动监测。如果把一个电子检测器接到一个自动记录装置上，就可以连续24小时对一个水生生态系统的含氧量进行取样。这个方法的优点是直接测定整个生态系统而不是测定一些小的取样，此法还用自然光周期取代黑瓶对夜晚的模拟。总之，上述两种方法都是运用各种计算来确定氧的净生产量，然后再利用光合作用方程计算出总初级生产量。
初级生产力的不同测定方法
水产学杂志000117水产学杂志CHINESE JOURNAL OF FISHERIES2000 Vol.13 No.1 P.81-86初级生产力的不同测定方法阎希柱文章编号：1005－3832(2000)01－0081－06 初级生产力(primary productivity)，即自养生物通过光合作用或化学合成制造有机物的速 率。
初级生产力包括总初级生产力(gross primary productivity)和初级生产力(net prima ry productivity)。
前者是指自养生物生产的有机总碳量；后者是总初级生产力扣除自养生 物在测定阶段中呼吸消耗掉的量(沈国英，施并章，1996)。
初级生产力是食物链的基础环节 ，是反映生态系统生产潜力的基本参数，对于水域生态系统而言，它不仅决定该系统的溶氧 状况，还直接或间接地影响其它生物和化学过程。
因此，系统研究生态系统的初级生产力， 掌握其垂直、周日、周年变化及其影响因素，无论从理论上了解池塘生态系统的特征，还是 在实践上指导生产都很有意义。
本文将常见的几种初级生产力测定方法总结出来，以供 测定初级生产力时参考……The different methods for determing primary productionYAN Xizhu(Fisheries coiiege of Jimei University,Xiamen,China,361021) ABSRACT:This paper deals with some current methods for determing primary production.The principle, advantage,weakness and proper applying conditions of each method is also discussed. KEY WORDS：Primary production;determing methods阎希柱(集美大学水产学院，厦门 361021)参考文献［1］华东师大，等.动物生态学(下册)［M］.北京：北京人民教育出版社，1982：281～285［2］张觉民，何志辉.内陆水域渔业自然资源调查手册［M］.北京：北京农业出版社，1991：45－51 ［3］沈国英，施并章.海洋生态学［M］.厦门：厦大出版社，1996：121～123［4］孙儒泳，等.普通生态学［M］.北京高等教育出版社，1993：244～248［5］费尊乐，C.C.Tress，李宝华.利用叶绿素资料计算初级生产力［J］.黄渤海海洋，1997：15(1) 35～46［6］J.W.尼贝肯(林光恒、李和平译).海洋生物学——生态学探讨［M］.北京：北京海洋出版社，1991：44～45收稿日期：2000－04－03请看PDF全文file:///E|/qk/scxzz/scxz2000/0001/000117.htm2010-3-23 6:26:26初级生产力的不同测定方法作者：阎希柱， YAN Xizhu作者单位：集美大学水产学院,厦门,361021刊名：水产学杂志英文刊名：CHINESE JOURNAL OF FISHERIES年，卷(期)：2000，13(1)被引用次数：3次1.华东师大动物生态学 19822.张觉民.何志辉内陆水域渔业自然资源调查手册 19913.沈国英.施并章海洋生态学 19964.孙儒泳普通生态学 19935.费尊乐.C C Tress.李宝华利用叶绿素资料计算初级生产力 1997(01)6.J W 尼贝肯.林光恒.李和平海洋生物学-生态学探讨 19911.俞道进.曾振灵.陈杖榴土霉素残留对模型池塘生态系统代谢的影响[期刊论文]-应用与环境生物学报 2006(4)2.周骏.王长永.陈建群转基因植物入侵性评价指标初探[期刊论文]-农村生态环境 2003(2)3.周骏转基因植物环境入侵性的评价体系及生理生化、基因流的研究[学位论文]硕士 2003本文链接：/Periodical_scxzz200001017.aspx授权使用：武汉大学(whdx)，授权号：720bb915-3356-4be3-adfa-9ddf0124f5f4下载时间：2010年8月27日。
【精品】水体初级生产力的测定
【精品】水体初级生产力的测定水体初级生产力指的是水中微生物和浮游植物等底层生物对太阳能的利用转化效率。
在生态系统中，初级生产力是指草食动物以上的生物群落对太阳能的利用转化效率。
初级生产力是生态系统中重要的营养来源，直接关系到生态系统的能量流量和物质循环。
测定水体初级生产力的方法有很多，其中比较常见的方法是光合作用测定和氧气法测定。
一、光合作用测定法操作过程：1.准备实验装置——准备一个封闭式的呼吸装置，可以是一个圆形的玻璃法兰或其他可封闭的容器。
2.收集样品——从浅水区收集沉水植物或浮游植物样品，放入准备好的封闭式呼吸装置中。
3.曝光——将呼吸装置放在自然光照射下，曝光时间约2-4小时。
此时植物会通过光合作用给水中释放出氧气。
4.氧气测定——将测定杯放入呼吸装置中，再倒入相同体积的水，记录初始氧气浓度。
在测定的过程中，需以定时的方式进行加热，使细胞呼吸堵塞。
作为比较组的对照，测一组没有光照而被遮盖的样品。
5.计算——用初始氧气浓度减去末次氧气浓度的值，以内部判断，测算初级生产力。
二、氧气法测定法氧气法测定法是测定生态系统初级生产力的另一种方法。
该方法通过人工控制水位，使水体在光照条件下产生光合蓝绿素，利用光合蓝绿素的光反应过程，通过光照光度计来测量光合蓝绿素的量和光合色素的光吸收值，从而测定水体的初级生产力。
1.准备实验装置——准备一个玻璃反应池。
并根据不同的分析方法，设置不同的过滤器和探测器。
2.水样处理——在实验装置中加入足够的水样，并添加硝酸钾（KNO3），使水体中的氮量充足。
3.照度测量——在实验装置中加入光照光度计，精确测量光照强度和照度。
4.光吸收测量——添加不同波长的滤光片，通过光照光度计来测量光吸收的能力。
5.计算——根据样品的吸光度值和其他参数来计算水体的初级生产力。
总之，无论是哪种方法测定水体初级生产力，都需要注意实验条件的控制，以保证测量结果的准确性。
同时，结合其他环境因素分析，可更好的了解水体的生态情况，为水体的保护和生态平衡的维护提供科学依据。
水体初级生产力的测定
Ⅱ 黑白瓶测氧法
植物和藻类通过光合作用，将太阳能转化 为生物能，吸收二氧化碳，转化为有机物 质，同时释放出氧气的过程。只要对比在 同样时间内无光照的条件下的水中溶解氧 的差异，就可算出植物光合作用形成的初 级生产量。
Ⅱ 黑白瓶测氧法
一、测定原理
C白
C黑
C原
将几只注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光24 小时，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用， 因此黑瓶中的溶解氧就会减少；
（4）离心：3500r/minrPmin离心15min, 将上清液移出到离心管，定
容至10ml, 待测。
5. 测定吸光度：将上清液在分光光度计上，用1cm光程的比 色皿，分别读取 750nm、663nm、645nm、630nm波长的吸光 度，并以90%的丙酮作空白测定吸光度
Ⅰ 叶绿素a的测定
四、计算方法
24 3 2 42 3 2
2 1 1 .5 2
1 0 .5 0.75 2
水 层 （ m） 0.0～0.5 0.5～1.0
每平方米水面下各水层 日 生产量（mg/m2· d）
1. 0～2.0 2.0～3.0
3.0～4.0
0 .5 0 0.25 2
0.0～4.0
Ⅱ 黑白瓶测氧法
Ⅱ 黑白瓶测氧法
三、计算方法
各挂瓶水层日生产量（mgO2/L）的计算 总生产量＝白瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 净生产量=白瓶溶解氧一原始瓶溶解氧 呼吸量＝原始瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 毫克/升· 日（mg/L· d）
Ⅱ 黑白瓶测氧法
每平方米水柱日生产力的计算
1 m2水面下水层 体积（L/m2） 每层段每升平均 日 产量（mg/L）
常用水体初级生产力测定方法的结果差异分析
然科学基金重大项目（编号：２０１３ＧＸＮＳＦＥＡ０５３００３）。 作者简介：韩耀全（１９６９—），男，广西南宁人，高级工程师、注册咨询
师，主要从事水生 生 物 自 然 资 源 及 水 生 生 态 调 查、保 护 与 修 复 工 作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｙｑａｏ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ。江苏农科学 ２０１８年第 ４６卷第 １期
韩耀全，黄 励，施 军，等．常用水体初级生产力测定方法的结果差异分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１８，４６（１）：２０１－２０６． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１８．０１．０５３
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常用水体初级生产力测定方法的结果差异分析
１ 材料与方法
１．１ 测定方法 ２０１４年 ７月 ４日至 ７月 ５日，２０１４年 １０月 ３日至 １０月
４日分别 在 广 西 柳 州 市 泗 维 河 水 库 上 游 （１０９°２１′２４．３″Ｅ、 ２５°１９′３３．２″Ｎ）、中游（１０９°２３′０７．１″Ｅ、２５°１９′５２．９″Ｎ）、下游坝 首（１０９°２４′２９．４″Ｅ、２５°２０′５５．７″Ｎ）３个采样站点同步通过浮 游植物生物量法、黑白瓶法、叶绿素法测定水体初级生产力。 １．１．１ 浮游植物生物量测定法 在每个采样点用 ２５００ｍＬ 有机玻璃采水器取表层、中层、下层水样，混合后取 １０００ｍＬ 用鲁哥氏液固定，室内沉淀 ４８ｈ后浓缩至 ３０ｍＬ，摇匀后吸取 ０．１ｍＬ样品置于 ０．１ｍＬ计数框内，在显微镜下按视野法计 数并鉴定种类，数量特别少时全片计数，每个样品计数 ２次， 取其平均值，每次计数结果与平均值之差应在 １５％以内，否 则 增 加 计 数 次 数。 最 后 根 据 数 量 及 种 类 计 算 生 物 量 。 ［２，４３，４５－５２］ １．１．２ 叶绿素测定法 在采集浮游植物定量样品的同时，记
池塘多营养级养殖水体的初级生产力及影响因子分析
第49卷第6期渔业现代化Vol.49㊀No.62022年12月FISHERY MODERNIZATIONDec.2022DOI:10.3969/j.issn.1007-9580.2022.06.012收稿日期:2021-07-10基金项目:财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(CARS-46);国家重点研发计划项目(2019YFD0900300)作者简介:赵宇曦(1997 ),男,硕士研究生,研究方向:水产养殖学与渔业生态学㊂E-mail:GeassC@通信作者:刘兴国(1965 ),男,博士,研究员,研究方向:水生生物学与渔业生态工程㊂E-mail:liuxingguo@池塘多营养级养殖水体的初级生产力及影响因子分析赵宇曦1,2,3,刘兴国1,2,周润锋1,2,3,肖述文1,2,3,孙照云1,2,4(1中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海,200092;2农业农村部水产养殖设施工程重点实验室,上海,200092;3上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;4南京农业大学无锡渔业学院,江苏无锡,214128)摘要:为了解池塘多营养级养殖水体初级生产力的变化规律及关键影响因子,本研究构建了黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco )多营养级养殖系统,于2020年9~11月和2021年3~8月,分别采用黑白瓶法㊁显微镜计数法㊁国标检测法,对养殖系统内养殖区㊁净水区两区的水体初级生产力㊁浮游植物生物量㊁水体理化指标进行了逐月调查㊂结果显示:养殖区㊁净水区初级生产力分别为1.90ʃ0.77g /m 2㊃d ㊁3.05ʃ1.43g /m 2㊃d ,浮游植物生物量分别为0.45ʃ0.29mg /L ㊁0.81ʃ0.53mg /L ,差异显著(P <0.001,P =0.002),且季节波动明显,均在9~11月㊁3~4月降低,5~7月升高㊂养殖区㊁净水区浮游植物生物量主要受水温㊁光照㊁磷酸盐影响㊂养殖区水体初级生产力主要受水温㊁氨氮㊁溶氧影响;净水区初级生产力主要受水温㊁硝酸盐氮㊁浮游植物生物量影响㊂本研究旨在阐明黄颡鱼多营养级养殖池塘的基本生态特征,为黄颡鱼高效养殖提供理论参考㊂关键词:黄颡鱼;多营养级养殖;初级生产力;浮游植物;水体理化因子中图分类号:S964.7㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1007-9580(2022)00-0091-009㊀㊀多营养层级养殖是通过合理搭配不同营养级养殖品种,提高池塘物质利用效率,降低养殖水体污染的生态养殖系统,是有效保证水产养殖业健康发展㊁提升经济价值的途径之一[1]㊂Shpigel 等[2]构建的海胆(Paracentrotus lividus )-鲻(Sparusaurata )-石莼(Ulva lactuca )养殖模式㊁Gouranga等[3]构建的微咸水多营养级养殖模式㊁熊莹槐[4]构建的主养草鱼(Cetnopharyngodon idellus )多营养层级养殖模式都表明,多营养层级养殖模式有助于养殖品质㊁水体净化效率的提升㊂养殖水体中,浮游植物初级生产力(Primaryproduction,PP)是物质循环㊁能量流动的综合表征,反映了水体生产的潜力㊂它受养殖水质条件㊁营养状况等多种因素影响,对水体次级生产力及生化过程产生重要影响[5-8]㊂目前针对养殖池塘初级生产力的研究较多,姜森颢等[9]发现刺参(Apostichopus japonicus Selenka )池塘初级生产力存在明显季节变化,水温㊁氨氮㊁亚硝酸盐氮对初级生产力影响明显;张磊等[10]发现菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum )养殖池中初级生产力夏秋季高于冬季,叶绿素a(Chl -a)浓度和溶氧㊁氨氮显著相关㊂然而,关于黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco )多营养级养殖池塘水体初级生产力的研究未见报道㊂黄颡鱼是中国重要的淡水养殖种类,具有较高的经济效益[11],针对黄颡鱼养殖业存在的成鱼养殖不规范㊁污染严重等问题[12],多营养级养殖系统借助其分级㊁集污㊁排污㊁净化等功能可有效解决[13]㊂本研究从基础生态学的角度出发,对黄颡鱼多营养级养殖系统中各级水体的初级生产力及影响因素进行研究,旨在进一步了解养殖系统内的水体环境,为黄颡鱼生态高效养殖提供参考㊂渔业现代化2022年1㊀材料与方法1.1㊀养殖池塘基本状况本试验于上海市松江区进行(30ʎ95ᶄN,121ʎ16ᶄE),黄颡鱼多营养级养殖池面积0.48hm 2,为提升养殖与水质净化效果,防止水体富营养化,将池塘分为养殖区(FA)和净水区(PA)㊂两区分隔,通过循环水系统将养殖区废水排出,经净水区净化后返回养殖区㊂养殖区平行设置苗种池1(Ⅰ,0.02hm 2)㊁苗种池2(Ⅱ,0.04hm 2)㊁成鱼池(Ⅲ,0.06hm 2),养殖不同规格黄颡鱼,避免不同规格黄颡鱼相互攻击㊂净水区依次设置生态沉淀池(Ⅳ,0.12hm 2)㊁生物净化池(Ⅴ,0.07hm 2)㊁强化处理池(Ⅵ,0.08hm 2)㊁生物质模块湿地池(Ⅶ,0.09hm 2),种养其他营养级生物,对养殖水体进行多级净化(图1)㊂图1㊀池塘结构示意图Fig.1㊀Schematic diagram of the pond structure㊀㊀参考黄颡鱼自然栖息水体[14-16]以及其他鱼类多营养级养殖系统[17]中各营养级生物种类,根据生态位差异,在黄颡鱼养殖池塘中分池混养不同营养级生物,构建多营养级养殖系统,实现能量多级利用㊂动物方面,池Ⅰ㊁Ⅱ中,放养黄颡鱼鱼苗(Pelteobagrus fulvidracofry ),密度为2.10ind /m 2㊂池Ⅲ中,放养黄颡鱼幼鱼(Pelteobagrusfulvidraco juvenile ),密度为0.63ind /m 2㊂池Ⅳ㊁Ⅴ中,放养小型鱼类,包括麦穗鱼(Pseudorasbora parva ),密度为12.55ind /m 2;以及甲壳类,包括日本沼虾(Macrobrachiumnipponense )㊁克氏原螯虾(Procambarus clarkii )㊁中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis )㊁铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa ),密度分别为1.09ind /m 2㊁2.15ind /m 2㊁0.21ind /m 2㊁23.16ind /m 2㊂植物方面,种植经济作物以及多种水生植物㊂池Ⅳ中,种植蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk );池Ⅴ中,种植水稻(Oryza sativa L );池Ⅵ中种植水鳖草(Hydrocharis dubia (Bl.)Backer )㊁旱伞草(Cyperus involucratus Rottboll);池Ⅶ中种植苦草(Vallisneria natans (Lour.)Hara )㊂水稻为经济作物,初始种植密度为10.44g /m 2,其余水生植物初始种植密度共为305.28g /m 2㊂1.2㊀水体初级生产力的测定与计算试验于2020年9月~11月及2021年3月~8月进行,使用黑白瓶法测定水体表层初级生产力,每月采样一次,挂瓶时间为当天13:00 14:00㊂全池塘共7个采样点(n =7),分别设置在7个功能池中心处,试验时,使用Winkler 法现场取水测量溶氧(DO)浓度,记为原瓶溶氧,如图2所示,于采样点水深20cm㊁120cm 处分别悬挂一组150mL 黑白瓶,进行黑白瓶试验,24h 后取出,使用Winkler 法测量黑瓶㊁白瓶溶氧㊂溶氧测量完成后,计算各水层初级生产力和水层耗氧量,公式如下[18]:P =O W -O B(1)R =O I -O B(2)式中:P 为水层初级生产力(mg /L㊃d);O W 为白29第6期赵宇曦等:池塘多营养级养殖水体的初级生产力及影响因子分析瓶溶氧(mg /L);O b 为黑瓶溶氧(mg /L);R 为水层呼吸耗氧量(mg /L㊃d);O i 为原瓶溶氧(mg /L)㊂随后,采用算术平均值累积法,计算水柱总初级生产力以及水柱总耗氧量,作为水体总初级生产力(Primary production,PP )及水体总耗氧量(Respiratory consumption,RC),公式如下[18]:P P =ðn -1i =1P i +P i +12ˑ(D i +1-D i )(3)R C =ðn -1i =1R i +R i +12ˑ(D i +1-D i )(4)式中:P p 为水柱总初级生产力(mg /L㊃d);P i 为i 层的水层初级生产力(mg /L㊃d);D i 为i 层的水层深度(m);R c 为水柱总耗氧量(g /m 2㊃d);R i 为i 层的水层耗氧量(mg /L㊃d)㊂图2㊀黑白瓶试验示意图Fig.2㊀Schematic diagram of black and white bottle experiment1.3㊀水体理化因子的测定水体理化因子每月测量一次,Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ㊁Ⅴ㊁Ⅵ㊁Ⅶ池取样点设置在池中央处,Ⅳ池取样点设置在距进水口40cm 处㊂于采样点现场测定水温(T)及水体有效辐射(Effective Radiation,ER);根据‘水和废水监测分析方法“[19],使用过硫酸钾氧化紫外分光光度法测量总氮(TN)质量浓度,纳氏试剂光度法测量氨氮(NH +4-N)质量浓度,N -(1-萘基)-乙二胺光度法测量亚硝酸盐氮(NO -2-N)质量浓度,氨基磺酸紫外分光光度法测量硝酸盐氮(NO -3-N)质量浓度,钼锑抗分光光度法测量总磷(TP)和磷酸盐(PO 3-4-P)质量浓度,Winkler 法测定溶氧(DO)㊂1.4㊀浮游植物生物量的测定及计算于黑白瓶试验采样点(n =7)使用有机玻璃取水器于水深20cm 处取水1000mL,用鲁哥试剂室温(25~28ħ)固定沉淀24h 后,虹吸浓缩至15~25mL,摇匀后吸取0.1mL,滴于浮游植物计数框内,在显微镜下按视野法计数㊂计数时,若浮游植物数量特别少则全片计数,每个样品计数两次,两次计数的差值应小于15%,否则增加计数次数,最后数量取各次计数值的平均值㊂选择10~40个浮游植物个体测定体积,计算平均体积,用估算法测定浮游植物生物量(Phytoplankton biomass,PB)[20],水体中浮游植物生物量计算公式如下:p b =S S c ˑVV cˑn ˑV p ˑ10-9(5)式中:P b 为1L 水样中浮游植物生物量(mg /L);S为计数框的面积(cm 2);S c 为计数视野面积(mm 2);V 为浓缩后水体体积(mL);V c 为计数框容积(mL);n 为计数个数(ind);V p 为浮游植物平均体积(μm 3)㊂1.5㊀数据统计及分析使用IBM SPSS Statistics 26软件对初级生产力㊁浮游植物生物量及水体理化因子之间进行双变量相关性分析(Bivariate Correlation)以及多元逐步回归分析(Multiple stepwise regression),对净水区和养殖区的初级生产力㊁浮游植物生物量㊁水体理化因子进行单因素方差分析(One WayANOVA),以P <0.05作为差异显著水平,以P <0.01作为差异极显著水平㊂2㊀结果2.1㊀浮游植物生物量试验期间,全池浮游植物生物量(PB)均值为0.65ʃ0.47mg /L,范围为0.02~2.37mg /L㊂净水区(Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ池)PB 均值为0.81ʃ0.53mg /L,养殖区(Ⅳ㊁Ⅴ㊁Ⅵ㊁Ⅶ池)PB 均值为0.45ʃ0.29mg /L,净水区PB 极显著高于养殖区(P =0.002)(表1)㊂如图3所示,各功能池PB 于9~11月㊁3~4月降低,5~8月上升,至2021年8月达到峰值,其中9~11月㊁6~8月净水区㊁养殖区PB 差异较大㊂结果表明各功能池PB 变化趋势相同,季节波动明显㊂39渔业现代化2022年图3㊀浮游植物生物量变化趋势Fig.3㊀Change trend of phytoplankton biomass2.2㊀初级生产力和呼吸耗氧量全池初级生产力(PP )均值为 2.56ʃ1.33g /m 2㊃d,范围为0.30~5.94g /m 2㊃d,根据PP 判定水体营养类型[14],试验池塘为中营养型水体㊂试验期间,净水区(Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ池)㊁养殖区(Ⅳ㊁Ⅴ㊁Ⅵ㊁Ⅶ池)PP 均值分别为3.05ʃ1.43㊁1.90ʃ0.77g /m 2㊃d,净水区极显著高于养殖区(P <0.001)(表1)㊂如图4a 所示,各功能池PP 于9~11月㊁8月降低,5~7月上升,其中9月㊁5~8月差异较大㊂结果表明,各功能池PP 变化趋势相同,季节波动明显㊂图4㊀初级生产力(a )㊁呼吸耗氧量(b )变化趋势Fig.4㊀Change trends of pimary production (a),respiratory oxygen consumption (b)表1㊀养殖区和净水区PB ㊁PP ㊁RC ㊁P /RTab.2㊀PB,PP,RC and P /R of farming area and purification area组别池号PB /(mg /L)PP /(g /m 2㊃d)RC /(g /m 2㊃d)P /R养殖区FAⅠ0.48ʃ0.25 1.76ʃ0.88 3.36ʃ2.360.96ʃ0.74Ⅱ0.47ʃ0.31 1.75ʃ0.80 3.61ʃ2.680.78ʃ0.57Ⅲ0.39ʃ0.292.17ʃ0.513.36ʃ1.580.85ʃ0.44区均值0.45ʃ0.29b 1.90ʃ0.77b3.44ʃ2.260.90ʃ0.59b净水区PAⅣ0.87ʃ0.58 3.5ʃ1.473.28ʃ2.29 1.76ʃ1.25Ⅴ 1.00ʃ0.62 3.39ʃ1.53 2.58ʃ1.75 1.76ʃ0.79Ⅵ0.85ʃ0.46 3.12ʃ1.14 2.95ʃ2.01 1.50ʃ0.82Ⅶ0.51ʃ0.20 2.20ʃ1.18 2.36ʃ0.920.92ʃ0.27区均值0.81ʃ0.53A3.05ʃ1.43a2.79ʃ1.85 1.49ʃ0.92aP 0.002<0.0010.2210.004全池均值0.65ʃ0.47 2.56ʃ1.33 3.07ʃ2.06 1.24ʃ0.85范围0.02~2.370.30~5.940.51~8.410.18~4.30注:各功能池池数据为试验期间平均值, 区均值 表示试验期间养殖区㊁净水区平均值, 全池均值 表示试验期间全池平均值,范围 表示试验期间全池变化范围,同列不同小写字母表示差异极显著(P <0.01)49第6期赵宇曦等:池塘多营养级养殖水体的初级生产力及影响因子分析㊀㊀在呼吸耗氧(RC)方面,全池RC 均值为3.07ʃ2.06g /m 2㊃d,范围为0.51~8.41g /m 2㊃d㊂养殖区㊁净水区RC 均值分别为3.44ʃ2.26㊁2.79ʃ1.85g /m 2㊃d,两者差异不显著(P =0.221);全池初级生产力与呼吸耗氧量的比值(P /R)平均为1.24ʃ0.85,养殖区P /R 均值(0.90ʃ0.59)接近1,水体较为稳定,净水区P /R 均值为1.49ʃ0.92,极显著高于养殖区(P =0.004)(表1)㊂如图4b 所示,各功能池RC 季节波动明显,于9~11月降低,3~6月升高,7~8月下降,升高㊁降低均早于PP,变化趋势和PP 不同㊂2.3㊀水体理化因子变化特征试验期间,全池TN㊁TP 均值分别为1.72ʃ0.70㊁0.12ʃ0.06mg /L,养殖区(Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ池)氮磷比均值显著低于净水区(Ⅳ㊁Ⅴ㊁Ⅵ㊁Ⅶ池)(P =0.012),DO㊁氮磷营养盐浓度均值(除TN)高于净水区,其中TP 浓度均值显著高于净水区(P =0.036)(表2)㊂池塘日有效辐射(ER)如图5所示,均值为12.45MJ /m 2㊃d,变化范围为7.72~15.76MJ /m 2㊃d,最低出现在11月,最高出现在5月,季节波动明显㊂结果显示,养殖区和净水区间水体理化因子存在差异㊂表2㊀水体理化因子变化Tab.2㊀Changes of physicochemical factors项目FA PAP 全池均值范围T /ħ21.70ʃ7.2121.70ʃ7.210.98921.70ʃ7.2011.40~31.30DO /(mg /L)11.42ʃ2.9410.90ʃ2.840.48811.12ʃ2.89 5.54~17.17NH +4-N /(mg /L)0.41ʃ0.340.28ʃ0.210.0710.34ʃ0.280.03~1.19NO -3-N /(mg /L)0.45ʃ0.240.42ʃ0.180.5370.43ʃ0.210.26~1.21NO -2-N /(mg /L)0.10ʃ0.090.08ʃ0.080.4850.08ʃ0.080.005~0.43TN /(mg /L)1.79ʃ0.661.80ʃ0.660.982 1.72ʃ0.700.96~4.69PO 3-4-P /(mg /L)0.01ʃ0.0090.01ʃ0.010.8550.01ʃ0.010.001~0.05TP /(mg /L)0.13ʃ0.07A0.10ʃ0.04b 0.0360.12ʃ0.060.01~0.31N ʒP14.53ʃ5.85b19.98ʃ9.43A0.01217.64ʃ8.538.72~44.17注:各功能池池数据为试验期间平均值, 全池均值 表示试验期间全池平均值, 范围 表示试验期间全池变化范围,同行不同大写字母表示差异显著(P <0.05)图5㊀池塘有效辐射变化Fig.5㊀Changes of effective radiation2.4㊀初级生产力㊁浮游植物生物量㊁水体理化因子间的相关性关系采用双变量相关性分析得知(表3),养殖区PB 与T 极显著正相关(P <0.01),与DO㊁NH +4-N显著负相关(P <0.05);净水区PB 与T 极显著正相关(P <0.01),与DO 显著负相关(P <0.05)㊂PP 方面,养殖区PP 与T㊁PB 极显著正相关(P <0.01),与DO 极显著负相关(P <0.01),与NH +4-N㊁NO -3-N 显著负相关(P <0.05);净水区PP 与PB㊁T㊁ER 极显著正相关(P <0.01),与TP 显著正相关(P <0.05),与NO -3-N 极显著负相关(P <0.01)㊂结果表明,净水区和养殖区的PP㊁PB 与水体理化因子的相关性不同㊂为检验影响PB㊁PP 的主要因素,对PP㊁PB与水体理化因子进行多元逐步回归分析(表4)㊂结果显示,养殖区PB 可通过T㊁ER㊁PO 3-4-P 进行估算;PP 可通过T㊁NH +4-N㊁DO 进行估算㊂净水区PB 可通过T㊁ER㊁PO 3-4-P 进行估算;PP 可通过T㊁PB㊁NO -3-N 进行估算㊂59渔业现代化2022年表3㊀PP ㊁PB 和水体理化因子间的相关性系数Tab.3㊀Correlation coefficient between PP,PB and physicochemical factors项目FAPP /(g /m 2㊃d)PB /(mg /L)PAPP /(g /m 2㊃d)PB /(mg /L)PB /(mg /L)0.580∗∗10.688∗∗1T /ħ0.593∗∗0.746∗∗0.733∗∗0.629∗∗DO /(mg /L)-0.561∗∗-0.389∗-0.113-0.342∗NH +4-N /(mg /L)-0.468∗-0.385∗-0.290-0.136NO -3-N /(mg /L)-0.460∗-0.298-0.530∗∗-0.233NO -2-N /(mg /L)0.033-0.002-0.139-0.063TN /(mg /L)-0.137-0.308-0.094-0.269PO 3-4-P /(mg /L)0.1710.110-0.146-0.016TP /(mg /L)0.0760.0230.361∗0.182ER /(MJ /m 2㊃d)0.0900.2190.426∗∗0.118注:∗∗代表与该因素极显著相关(P <0.01),∗代表与该因素显著相关(P <0.05)表4㊀PP ㊁PB 和水体理化因子的多元逐步回归分析Tab.4㊀Multiple stepwise regression between PP,PB and physicochemical factors项目多元逐步回归公式R 2F P 养殖区PB =0.047(T)–0.067(ER)–8.949(PO 3-4-P)+0.3550.72720.457<0.001PP =0.030(T)–1.046(NH +4-N)–0.117(DO)+3.0200.63113.085<0.001净水区PB =0.074(T)–0.128(ER)–12.070(PO 3-4-P)+0.9240.57814.640<0.001PP =0.077(T)+1.025(PB)–2.379(NO -3-N)+1.5590.70024.915<0.001注: PB 代表浮游植物生物量; PP 代表水体初级生产力3㊀讨论3.1㊀水质㊁浮游植物生物量㊁初级生产力时空变化特征黄颡鱼多营养级养殖池养殖区㊁净水区水体理化因子存在差异㊂养殖过程中,鱼类排泄物和残饲分解会使水体中氮磷营养盐浓度上升,导致水体污染㊁养殖品质下降[21]㊂试验期间,全池总氮(TN,1.72ʃ0.70mg /L)㊁总磷(TP,0.12ʃ0.06mg /L)质量浓度低于刺参传统养殖池塘(TN =26.89mg /L㊁TP =3.03mg /L)[10],达到淡水池塘养殖水体排放一级标准(SC /T 9101 2007)(TNɤ3.0mg /L,TPɤ0.5mg /L),表明多营养级养殖能够为黄颡鱼提供良好的水质环境,减少水体污染㊂净水区氮磷营养盐浓度低于养殖区,原因可能是净水区种植水生植物,可有效吸收氮㊁磷营养盐,降低水体氮磷负荷[22],且植物的磷营养盐消耗率较高,导致净水区氮磷比较低㊂池塘初级生产力(PP)在池塘生态系统的能量流动及物质循环中至关重要[9]㊂浮游植物生物作为初级生产力的基础,对初级生产力具有重要影响[23]㊂黄颡鱼多营养级池塘浮游植物生物量(PB,0.65ʃ0.47mg /L)低于吉林镇赉鱼池(40.6~95.6mg /L)[24]等中国传统鱼池㊂表明多营养级养殖能够避免浮游植物过量增殖,从而导致的水华现象㊂原因可能是池塘水体氮磷营养盐浓度较低,放养生物对浮游植物产生摄食压力,抑制了浮游植物的增殖㊂由于PB 较低,导致多营养级池塘内,PP 低于四川达氏鲟(Acipenserdabryanus )池塘(4.08g /m 2㊃d)[25]㊁江苏青鱼(Mylopharyngodon piceus )池塘(9.79g /m 2㊃d)[26]㊁无锡高产池塘(9.39g /m 2㊃d)[27]等传统池塘㊂应适当施用氮肥㊁磷肥,增加浮游植物生物量,提升水体初级生产力,增强水体生产性能㊂此外,池塘RC 升高(3~6月)早于PB(5~8月)㊁PP (5~7月),原因可能是RC 受浮游动植物呼吸㊁微生物硝化等多因素影响[28],变化趋势于PB㊁PP 不同,应在RC 升高时进行人工增氧,避免水体出现负69第6期赵宇曦等:池塘多营养级养殖水体的初级生产力及影响因子分析氧现象,导致水体恶化㊂本研究结果表明,养殖区㊁净水区的PB㊁PP 差异显著㊂养殖区中投饲以及鱼类活动导致水体颗粒物增加,遮蔽光照,吸附浮游植物沉降[21],导致净水区PB(0.81ʃ0.53mg/L)高于养殖区(0.45ʃ0.29mg/L)(P=0.002),并进一步导致净水区PP(3.05ʃ1.43g/m2㊃d)高于养殖区(1.90ʃ0.77g/m2㊃d)(P<0.001)㊂为增加养殖区PP,应增设集污㊁清污装置,降低养殖活动对PB的抑制㊂P/R值(初级生产力/呼吸耗氧量)是反映生产力的重要指标,自然水体接近1,过高表明初级生产力利用率低,过低导致溶氧不足[29]㊂试验期间,多营养级池塘P/R值为1.24ʃ0.85,低于辽宁鲢鳙鱼池(3.91)[30],表明池塘初级生产力利用效率较高,水体稳定㊂净水区P/R(1.49ʃ0.92)高于养殖区(0.90ʃ0.59)(P=0.004),表明相较于养殖区,净水区PP未被充分利用,可增加净水区其他生物放养量,提升PP利用效率㊂3.2㊀影响初级生产力、浮游植物生物量的关键因素水体理化因子对养殖区和净水区的PP㊁PB 影响不同㊂相关研究表明,T㊁DO㊁pH等多种水质因子共同影响PB[31]㊂黄颡鱼多营养级养殖池养殖区㊁净水区PB均在水温充足时(5~8月)升高,原因可能是适宜的水温促进浮游植物增殖㊂相关性分析结果显示,PB与水温极显著正相关(P< 0.01),这和刘艳等[32]的研究结果相符,表明水温对水体初级生产力具有重要的影响作用㊂两区PB和溶氧显著负相关(P<0.05),原因可能是养殖区中设置增氧系统,虽然PB低于净水区,但DO高于净水区,导致出现负相关性㊂养殖区PB 和NH+4-N显著负相关(P<0.05),这和李瑞娇[33]的结果不符,原因可能是试验池塘中氮磷比较高(14.53ʒ1),抑制了部分浮游植物的生长[34]㊂在PP方面,作为水域生态系统中能量流动与物质循环的重要表征,T㊁ER㊁营养盐等水质因子[5,35]以及PB[9]均对其产生影响㊂养殖区㊁净水区PP于5~7月上升,水温与PP极显著正相关(P<0.01),此结果与盐碱池塘[8]㊁主养鲢㊁鳙和罗非高产池塘[36]的结果一致,同时,PP和PB极显著正相关(P<0.01),表明T㊁PB对池塘PP有重要影响㊂氮磷营养盐是PP重要的限制因子[37-38],养殖区㊁净水区PP均和NO-3-N显著负相关(P<0.05),NO-3-N对两区PP有限制作用㊂根据多元回归分析结果显示,养殖区㊁净水区PB均与T极显著正相关(P<0.001),与ER㊁PO3-4 -P极显著负相关(P<0.001),可知T是浮游植物生长的促进因子,水温变化对浮游植物的增殖具有重要作用㊂上海地区6~8月,常出现阴雨天气,池塘有效辐射降低,但由于T较高,浮游植物大量增殖,可能是导致PB与光照呈负相关的原因㊂PP方面,T升高促进浮游植物增殖,从而促进净水区㊁养殖区PP升高,PP和T极显著正相关(P<0.001)㊂除水温外,养殖区PP与DO㊁NH+4 -N极显著负相关(P<0.001);净水区PP与PB 极显著正相关(P<0.001),与NO-3-N极显著负相关(P<0.001)㊂两区PP均不由单一环境因子制约,受多种环境因子协同作用㊂本研究根据养殖区㊁净水区PP㊁PB及其相关的影响因子的多元逐步回归分析结果,构建了简单PB和PP估算模型,在实际生产过程中需进一步简化,达到快速评估的目的㊂4㊀结论黄颡鱼多营养级养殖系统氮磷营养盐浓度较低,能够为黄颡鱼养殖提供良好的水质环境,减少污染㊂池塘水体中,浮游植物生物量较低,虽可抑制浮游植物过量增殖,避免水华现象,但同时导致池塘初级生产力不足㊂应适当施用氮㊁磷肥,增加浮游植物生物量与初级生产力㊂养殖区㊁净水区初级生产力㊁浮游植物生物量差异显著,季节变化明显,均在9~11月㊁3~4月降低,5~7月升高㊂两区浮游植物生物量㊁初级生产力受环境因子影响不同,其中,水温是最主要的环境因素,对浮游植物生物量㊁初级生产力均产生重要影响㊂除水温外,养殖区初级生产力受氨氮㊁溶氧影响显著,净水区初级生产力主要受浮游植物生物量㊁硝酸盐氮影响显著㊂Ѳ参考文献[1]方建光,唐启升.实施多营养层次综合养殖构建海洋生态安全屏障[J].中国农学通报,2008,24(增刊):9. 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水体初级生产力的测定
Ⅱ 黑白瓶测氧法
二、测定方法和步骤
1. 采水与挂瓶 2. 溶解氧的固定与分析 曝光结束，立即取出黑瓶和白瓶，加入MnSO4和碱性碘化 钾进行固定，充分摇匀后，测定溶氧量。
四、质量保证与质量控制 五、环境标准
营养类型 贫营养型和低产湖 中营养型 富营养型 高度富营养型
最高日产量 gO2/m2 0.5～1 1～2.5 2.5～7.5 >7.5
24 3 2 42 3 2
2 1 1 .5 2
1 0 .5 0.75 2
水 层 （ m） 0.0～0.5 0.5～1.0
每平方米水面下各水层 日 生产量（mg/m2· d）
1. 0～2.0 2.0～3.0
3.0～4.0
0 .5 0 0.25 2
0.0～4.0
Ⅱ 黑白瓶测氧法
贫营养型 中营养型 富营养型
高度富营养型
4～10 10～50
>50
Ⅰ 叶绿素a的测定
指 标 总N （mg/L） 总P(mg/L) BOD(mg/L) 水色 贫营养 < 0.1 < 0.001 <1 蓝绿色 中营养 0.1～0.3 富营养 > 0.3 > 0.01 > 10 黄绿色
0.001～ 0.01
1～10 绿色
Ⅱ 黑白瓶测氧法
植物和藻类通过光合作用，将太阳能转化 为生物能，吸收二氧化碳，转化为有机物 质，同时释放出氧气的过程。只要对比在 同样时间内无光照的条件下的水中溶解氧 的差异，就可算出植物光合作用形成的初 级生产量。
初级生产力的测定
水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法一、实验目的1.学习测定水体初级生产力的原理和操作过程。
2.学习估算水体初级生产力方法，为评价水体生产性能做准备。
二、实验原理叶绿素a是植物光和作用的重要光合色素，在一定的光照强度下，叶绿素a的含量与光合作用强度之间存在密切关系，因此，叶绿素a的含量是水生生态系统初级生产力的中的重要指标。
同时，叶绿素a的含量的测定，也可以用于水体富营养化水平的评价，是水质监测的重要项目。
浮游植物叶绿素的测定方法常用分光光度法，初级生产力Ps=CaQ(Q=3.7)三、实验器具及试剂采水器、抽滤器、研钵、滤纸、玻璃棒、矿泉水瓶、分光光度计、离心机、漏斗、丙酮等三、实验步骤取适量水样，加少量碳酸镁粉，经滤膜减压过滤，截留水样的浮游植物细胞；将滤膜放入冰箱低温干燥后，以90％丙酮研磨提取样品滤膜，将滤液离心分离，提取上清液定容10mL 比色管，于1cm比色皿中，以90％丙酮为参比，在TU- 1901 型分光光度计于750nm、663nm、645nm、630nm 波长处测定吸光度值后，按下式计算叶绿素含量。
叶绿素a （mg/m3） = [11.64（A663- A750）- 2.16(A645- A750)+0.10(A630- A750)]×V1/(V×C)五、实验结果叶绿素a含量的计算叶绿素a （mg/m3） = [11.64（A663- A750）- 2.16(A645- A750)+0.10(A630- A750)]×V1/(V ×C)C——比色皿光程(1cm)；A——吸光度；V1——提取液定容后体积(mL)；V——水样体积(L)所以叶绿素a的含量Ca=11.64（0.036- 0.014）- 2.16(0.019- 0.014)+0.10(0.020- 0.014)]×2.8/(0.5×10)=1.374（mg/m3）2.初级生产力的估算Ps=1000CaQCa——为表层叶绿素a含量（mg/m3）Q——通话系数（3.7）所以Ps=1000CaQ=1.374×3.7=5.0801六、分析和讨论结果分析有以上数据显示，华师湖泊表层水的叶绿素含量为1.374（mg/m3），初级生产（mgC/mgChla.h）。
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• 1．采样 • 一般采样在晴天的上午进行。采水样前先用水 下照度计测定有光层的深度(表面照度1％)， 按照表面照度100％，50％、25％、10％、1 ％的深度分层，一般浅水湖泊(水深≤3m) 可按 0.0m、0.5m、1m、2m、3m分层。 • 每组瓶要用同次采的水样注满瓶，将采水器导 管插到样品瓶底部，灌满瓶并溢流出2—3倍 水。初始氧瓶就立即测定溶氧。 • 将白瓶和黑瓶悬挂于取样深度进行培养，一般 培养时间为24h。
0 .5 0 0.25 2
四、质量保证与质量控制 五、环境标准
营养类型 贫营养型和低产湖 中营养型 富营养型 高度富营养型
最高日产量 gO2/m2 0.5～1 1～2.5 2.5～7.5 >7.5
实验三：水体初级生产力的测定
水体初级生产力：指水生植物（主要 是浮游植物）进行光合作用的强度。
目的 通过对水体生态系统初级生产力的测定， 了解初级生产进程并分析初级生产力的 影响因素。
黑白瓶测氧法
一、测定原理
C白
C黑
C原
将几只注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光24 小时，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用， 因此黑瓶中的溶解氧就会减少；
24 3 2 42 3 22 1 Nhomakorabea .5 2
1 0 .5 0.75 2
每平方米水面下各水层 日 生产量（g/m2· d）
3×500=1.5 3×500=1.5 1.5×1000=1.5 0.75×1000=0.75 0.25×1000=0.25 Σ=5.50
0.0～0.5 500 0.5～1.0 500 1. 0～2.0 1000 2.0～3.0 1000 3.0～4.0 1000 0.0～4.0
而白瓶完全曝露在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用， 因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。因此，通过黑白瓶间溶 解氧量的变化，就可估算出水体的生产力。
二、测定方法和步骤
1. 采水与挂瓶 2. 溶解氧的固定与分析 曝光结束，立即取出黑瓶和白瓶，加入MnSO4和碱性碘化 钾进行固定，充分摇匀后，测定溶氧量。
三、计算方法
各挂瓶水层日生产量（mgO2/L）的计算 总生产量＝白瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 净生产量=白瓶溶解氧一原始瓶溶解氧 呼吸量＝原始瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 毫克/升· 日（mg/L· d）
每平方米水柱日生产力的计算
水 层 （m） 1 m2水面下水层 每层段每升平均 体积（L） 日 产量（mg/L）