四种物理环境因素对刺参运动和摄食行为的影响

【摘要】刺参是我国单种产值最大的海水养殖种类，但在刺参浅海底播增养殖过程中，会出现投苗选址困难、苗种投放后去向不明、回捕率不高、潜水捕捞风险高、效率低等问题。研究刺参的运动行为、摄食行为、领地行为、栖息地选择行为等行为生态学特征是解决以上问题的必要途径。但刺参行为生态学研究在我国正处于起步阶段，在研究的广度和深度方面均有待进一步提高。本研究选取与刺参运动、摄食相关的四种物理因素：磁场、声波、压强、流速，利用自行研制的室内环境模拟养殖设施，观察记录刺参在几种物理因子作用下的运动、摄食行为，研究几种物理因素对刺参运动行为、生长、幼虫发育的影响，主要研究内容及结果如下：1.磁场对刺参行为和生长的影响利用永磁体构建不同磁场强度的养殖环境，进行大、中、小三种规格刺参的行为及生长实验，结果表明：在室内模拟条件下，500mT磁场组刺参的单位质量耗氧率Roc和单位质量排氨率Rae均小于对照组（P<0.05），大规格刺参在800mT和0.05mT强度磁场下的特定生长率（SGR）显著小于400mT磁场情况（P<0.05）；中规格刺参在各强度磁场下的特定生长率（SGR）比较接近，无显著性差异；小规格刺参在800mT和400mT强度磁场下的特定生长率（SGR）显著小于0.05mT。磁体对刺参具有显著的吸引作用，大规格刺参在800mT磁场下的平均聚集率显著大于0.05mT条件（P<0.05）；中规格刺参在800mT与400mT磁场下的平均聚集率显著大于0.05mT（P<0.05）；小规格刺参在3种磁场环境下的平均聚集率没有显著性差异。利用不同强度磁体制作成刺参诱捕器，投放在自然海区，检验其刺参诱捕能力，经2个月的野外实验，结果表明磁体对刺参没有显著的吸引作用。2.声波对刺参运动行为的影响利用水下扬声器和超声波发生器产生不同频率的（超）声波，观察其对大、中、小三种不同规格刺参运动行为的影响，实验结果表明：低频声波（100Hz）能够吸引中、小规格的刺参(<10g/ind.)。中频声波（1000Hz）对于刺参没有明显的作用，高频率声波(10000Hz)和超声波(28000Hz)对刺参有驱散作用。3．水深对刺参运动和摄食行为的影响在自然海区的生态网箱中，投放不同发育时期的刺参幼虫，观察其在不同水深（0-4.5m）的分布及发育情况，结果表明刺参幼虫在自然海区生态网箱中，主要分布在3-4.5m水层；利用自行研发的“一种实验用可视调压水箱”可在室内条件下模拟50m以内水深压强，观察不同水深压强条件下不同规格刺参的运动情况，结果表明刺参能够在5分钟内适应0-50m水深压强，并可正常运动、摄食，无明显器质性损害。4.水流速度对刺参运动和附着行为的影响利用自行研发的“一种实验用可调节流速的模拟水流装置”，在室内模拟出一定范围流速（0-30cm/s）的水流，观察其对大、中、小三种规格刺参的运动及附着行为的影响，结果表明刺参在静水条件下运动无显著趋向性，在水流作用条件下喜顺流运动。刺参在弱水流条件下（~5cm/s）的运动能力最强，静水条件下次之，强水流（~30cm/s）条件下运动停滞。刺参的附着能力与水流速度和附着时间有关，弱水流条件下（~5cm/s）在任何附着时间内均能正常附着，中水流（~15cm/s）时，需经10s以上的附着时间，才能附着，水流到达约30cm/s时，需经60s以上的附着时间，且与刺参规格有一定关系，大规格刺参的附着能力最强。研究完善了刺参行为生态学研究，初步探查了磁场、声波、压强、流速对刺参运动和摄食行为的影响，为底播增殖刺参的回捕时间与地点的选择提供了理论依据，为刺参增养殖设施和诱捕设施的研制、刺参增殖区的科学选址、优化工厂化养殖技术提供了理论支持。
【作者】林承刚；
【导师】杨红生；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（海洋研究所），海洋生态学，2014，博士
【关键词】刺参；行为；磁场；声音；压强；流速；

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