连环湖（铁哈拉泡）人工鱼巢增殖效果研究

赵晨，丛艳锋，王乐，宋聃，都雪，孙佳伟,4，黄晓丽，王慧博，张澜澜，霍堂斌

（1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，农业农村部黑龙江流域渔业生态环境监测中心，黑龙江 哈尔滨 150070；2.杜尔伯特蒙古族自治县水产总站，黑龙江 大庆 166200；3.黑龙江省水产技术推广总站，黑龙江 哈尔滨 150040；4.大连海洋大学，辽宁 大连 116023）

连环湖（46°30'～47°3'N，123°59'～124°15'E）位于黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县内[1]，是松嫩沉降盆地中心最洼处，由构造断陷形成[2]，属于农牧过渡带和生态脆弱带[3]。连环湖由二八股泡、火烧黑泡、阿木塔泡、西葫芦泡等18 个湖泊组成，总面积约556.08 km2，湖水平均水深2.14 m，最大水深4.6 m，为浅水性湖泊[1]。连环湖盛产鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）、大银鱼（Protosalanx hyalocranius）、鲤（Cyprinus carpio）、银鲫（Carassius auratus gibelio）、河鲈（Perca fluviatilis）、鳜（Siniperca chuatsi）和翘嘴鲌（Culter alburnus）等经济鱼类，尤其在引进河鲈等凶猛肉食性鱼类及大银鱼后，对连环湖小型鱼类和其他鱼类的仔稚鱼影响较大，一定程度威胁连环湖土著鱼类。

目前修复渔业资源主要以增殖放流[4,5]、人工鱼巢[6]、人工鱼礁[7]、人工鱼道[8]等方式，其中投放人工鱼巢是恢复淡水渔业资源较为有效和经济的方式之一[9]，并被广泛应用于长江[10]、西江[11]、桃花河[12]和黄河[13]等不同类型水域。人工鱼巢作为一种利用天然或人工材料，可为产粘性卵鱼类提供产卵及孵化场所，为仔稚鱼提供庇护所[14]。鲤、鲫等产粘性卵鱼类，通常选择近岸水流较缓、水草丰茂水域作为产卵场，但由于连环湖从事中华绒螯蟹养殖工作，根据调研结果统计，连环湖近三年投放中华绒螯蟹扣蟹约250 000 kg，导致近岸原有的芦苇等大型维管植物被大量捕食而消失殆尽，严重破坏了原有天然产粘性卵鱼类的产卵场。本研究在连环湖首次投放人工鱼巢，有望为产粘性卵鱼类重建产卵场，在恢复自然资源的同时增加经济效益；评估其增殖效果，可为科学化管理和改善增殖方式提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 投放时间及水域

2021 年5 月20 号完成人工鱼巢投放，投放水域位于连环湖的铁哈拉泡离岸50 m 处，水深平均1 m，沿岸长有蒲草，示范区选择在蒲草群围成的半圆形水弯处，水流较缓，底质为泥沙底，是产粘性卵鱼类的最佳产卵场（图1）。

图1 连环湖（铁哈拉泡）人工鱼巢实施位置图Fig.1 Location of artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake（Tiehala Lake）

1.2 鱼巢结构与布设

人工鱼巢由钢管、产卵基、竹竿、尼龙绳、铁丝组成，产卵基选用棕榈片和柳树须根两种材料。将5～7 片棕榈片或3～5 束柳树须根用铁丝固定在150 cm 长的竹竿上，作为一个展开直径约30 cm 的人工鱼巢单元，用尼龙绳将所有竹竿连接，竹竿间隔为20 cm，两端系在打入泥中50 cm 深的钢管上固定，20 个单元连接成一组长度为10 m 的人工鱼巢。

每组人工鱼巢间隔5 m，矩形排列，5 组人工鱼巢形成一个10 m×20 m 的人工鱼巢群，棕榈和柳树须根各两个人工鱼巢群，共计400 个人工鱼巢单元，整个示范区共占水面积约800 m2，鱼巢离岸50 m 顺水流方向布设（图2）。

图2 连环湖（铁哈拉泡）人工鱼巢结构示意图Fig.2 Structure schematic diagram of artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake（Tiehala Lake）

1.3 数据采集与处理

人工鱼巢布设完毕开始，每天检查鱼巢鱼卵黏附情况，待首次发现鱼类产卵情况后，每隔3 d 对整个鱼巢进行抽样检查并清理鱼巢上的淤泥及周围漂浮垃圾，棕榈片和柳树须根人工鱼巢群各选取20个人工鱼巢单元进行统计（有卵不足20 个单元全部统计），将取得的20%鱼卵样本带到实验室孵化，同时抽样一定比例保存至95%乙醇中采用分子鉴定的方法进行确认，直至连续20 d 未发现鱼卵黏附为止[10]。产卵批次以新出现的卵裂期至尾芽期卵粒为一批次[10]。

鱼巢监测期间，按照《内陆水域渔业自然资源调查手册》[15]监测鱼巢周围水温（water temperature，T）、总磷（total phosphorus，TP）、总氮（total nitrogen，TN）、氨氮（ammonium，NH4+）、高锰酸钾指数（chemical oxygen demand，CODMn）、碱度（Alkalinity）等水质指标。使用SPSS 19.0 软件进行单因素方差（One-w ay analysis of variance，ANOVA）和Pearson 相关性分析，显著性水平P 设置为0.05。每种材料有卵比例（P）和每个人工鱼巢单元附卵均数（N）计算公式如下：

其中a 为抽样中有卵鱼巢单元数（个），b 为抽样单元数（个）；Ai为抽样每个单元鱼卵数量（粒）；n为抽样单元数量（个）。

1.4 卵孵化与鉴定

折取附着鱼卵的棕榈片和柳树须根放置在装有曝气自来水的孵化桶中进行孵化。孵化期间水温保持与鱼巢区域水温相同，记录孵化时间，统计孵化率。显微镜下观察受精卵发育时期，结合实验室孵化时间，判断受精卵孵化总耗时。孵化率（r）计算公式：r=m÷n×100%。

式中，m 为孵出仔鱼总数量，n 为孵化鱼卵总数量。

从采集到的鱼卵中，挑取出部分新鲜的受精卵或刚孵化仔鱼样品提取基因组DNA，所用COI 基因片段的通用引物由苏州金唯智生物科技有限公司合成，由上海生工生物工程公司纯化和测序，具体方法见参考文献[16]。

2 结果与分析

2.1 鱼卵孵化

监测期间，5 月、6 月、7 月平均水温分别为（18±0.21）℃、（19.6±0.93）℃和（24.7±0.95）℃。孵化期间，将实验室孵化水温与人工鱼巢示范区水温调整到基本一致，随着月份升高，月平均水温逐渐升高（图3）。将棕榈片和柳树须根上采集的鱼卵分别孵化，孵化时间较为相同，水温高，孵化时间短，平均为3 d，棕榈人工鱼巢鱼卵5 月、6 月、7 月孵化率分别为58.80%、72.40%和77.10%，平均为（67.40±6.10）%；柳树须根人工鱼巢鱼卵5 月、6月、7 月孵化率分别为61.60%、69.80%和72.20%，平均为（67.9±4.60）%（表1）。单因素方差分析表明，两种产卵基上采集的鱼卵孵化率没有显著差异（P＞0.05），孵化率与产卵基质间无明显关系。

图3 鱼卵孵化率与水温的关系Fig.3 The relationship between the hatching rate of fish eggs and temperature

表1 连环湖人工鱼巢附着鱼卵孵化参数Tab.1 The incubation parameters of fish eggs attached on artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake

2.2 种类鉴定

分别对5 月、6 月、7 月采集的鱼卵样品进行DNA 提取、PCR 扩增和测序后，将所获得的序列对位排列，截取625 bp（不含引物区）质量高的序列，与GenBank 数据库中已知物种的COI 基因序列进行BLAST 分析，确定每条序列的物种归属。通过序列比对和物种鉴定后，采集的鱼卵主要为鲤、银鲫、红鳍原鲌、麦穗鱼4 种，F 测序和R 测序以良好为主，极少出现双峰（表2）。根据鉴定结果和日常监测分析表明，鲤、银鲫产卵时间集中在5～6 月，红鳍原鲌、麦穗鱼产卵时间集中在6～7 月，鲤、银鲫、红鳍原鲌等鱼类喜在软基质上产卵，通常选择柳树根的须部和棕榈的叶片部；麦穗鱼喜在硬基质上产卵，通常在人工鱼巢框架、连接绳、柳树根部、棕榈的硬基部产卵（图4）。

图4 连环湖两种人工鱼巢附着鱼卵图Fig.4 Two artificial fish egg collectors and eggs attached to the fish egg collectors in Lianhuan Lake

表2 连环湖人工鱼巢附着鱼卵分子鉴定结果Tab.2 Molecularidentification results of fish eggs attached on artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake

2.3 人工鱼巢附着鱼卵数量

在连环湖人工鱼巢示范区共监测亲鱼产卵14个批次，出现3 次产卵高峰期，均集中在6 月，首次发现鱼类产卵时间为鱼巢入水4 d 后，鱼巢入水57 d 后产卵结束，产卵期共计53 d。监测期间，人工鱼巢示范区共附着鱼卵约122 万粒，平均每个棕榈片鱼巢单元有卵比例为（33.8±19.2）%，附卵均数为（969±542）粒，总附卵数量约92 万粒；平均每个柳树须根鱼巢单元有卵比例为（20.5±9.1）%，附卵均数为（510±210）粒，总附卵数量约30 万粒（表3）。结合分子鉴定结果，鲤、银鲫、红鳍原鲌、麦穗鱼鱼卵分别约为16 万粒、39 万粒、26 万粒、41 万粒。连环湖的鲤通常集中在4～5 月繁殖，且铁哈拉泡鲤的繁殖群体资源量较低，人工鱼巢上附着的鲤鱼卵数量明显少于鲫、红鳍原鲌等鱼类。单因素方差分析表明，人工鱼巢的附卵均数及有卵比例在两种不同材料产卵基间均存在显著性差异（P＜0.05），棕榈片人工鱼巢附卵均数和有卵比例均值高于柳树须根。

表3 连环湖人工鱼巢粘附鱼卵数量Tab.3 The quantity of adhesive eggs on artificial fish egg collectors in Lianhuan Lake

表4 连环湖人工鱼巢示范区鱼类增殖效应评估表Tab.4 Evaluation of fish proliferation effects in the artificial fish egg collectors demonstration area in Lianhuan Lake

2.4 人工鱼巢效果评估

根据孵化效果及种类鉴定结果，推算出连环湖人工鱼巢监测期间孵化出鲤鱼苗约10.74 万尾，银鲫鱼苗约28.28 万尾，红鳍原鲌鱼苗约18.77 万尾，麦穗鱼鱼苗约29.26 万尾，按照鱼苗野外成活率5%估算[11]，投放人工鱼巢可增殖鲤约0.54 万尾，银鲫约1.41 万尾，红鳍原鲌约0.94 万尾，麦穗鱼约1.46万尾，共计4.35 万余尾。根据连环湖鲤、银鲫、红鳍原鲌生长速率推算，鲤平均年增重80 g，银鲫平均年增重50 g，红鳍原鲌平均年增重40 g，结合大庆连环湖渔业股份有限公司提供的2021 年水产品价格（鲤、银鲫、红鳍原鲌市场价格分别为30 元/kg、20元/kg、30 元/kg），推算示范区共设置的400 个鱼巢单元可实现渔业年产值增加3.834 万元，初步估算平均每个鱼巢单元可实现年产值约96 元，棕榈片、柳树须根人工鱼巢单元成本分别约10 元、22.5 元，每个鱼巢单元利润率分别为860%、326.7%。

2.5 人工鱼巢实施效果与环境因素分析

在人工鱼巢布设期间，连环湖人工鱼巢示范区每月的水质监测结果表明，5 月、6 月、7 月整体水质未有较大变化，总磷、高锰酸钾指数偏高，示范区水体理化指标符合地表水Ⅳ类水质标准（表5）。人工鱼巢粘附鱼卵数量与环境因子的Pearson 相关性分析表明，附卵数量与总磷含量和水温呈负相关，与总氮、氨氮含量、高锰酸钾指数和碱度呈正相关，但相关性不显著（P＞0.05）。

表5 连环湖人工鱼巢示范区水质理化指标变化Tab.5 Variations in physical and chemical parameters in water in the artificial fish egg collector demonstration area of Lianhuan Lake

3 讨论

3.1 人工鱼巢增殖效果评价

水生维管植物通常为自然水域中鱼类主要产卵基质。铁哈拉泡分布有蒲草和少量芦苇等挺水植物，但北方较为寒冷，在鱼类繁殖期，蒲草尚未旺盛，蒲草地上茎表面光滑，容易附着淤泥，不利于鱼卵的黏附。检查产卵情况时发现，沿岸天然蒲草上鱼类产卵效果明显低于人工鱼巢。利用天然或人造材料制作的人工鱼巢能为产粘性卵鱼类提供产卵场所，尤其适用于天然水草场无法满足鱼类产卵需求的水域。根据对连环湖铁哈拉泡鱼类种类调查中发现，典型产粘性卵鱼类银鲫、鲤、红鳍原鲌等3 种鱼类非连环湖主要增殖物种，其资源量较低，人工鱼巢是一种有效增殖鲤、鲫资源的方式，在连环湖投放人工鱼巢具有良好的经济效益和发展前景[14]。

人工鱼巢的材料选择、投放位置、投放时间和繁殖群体资源量是影响实施效果的关键因素。监测期间，人工鱼巢示范区共附着鱼卵约122 万粒，其中棕榈片鱼巢附着约92 万粒，附卵数及有卵比例优于柳树须根，棕榈片制作人工鱼巢利润率更高，更适合作为连环湖人工鱼巢的产卵基质[21]，但棕榈片易附着淤泥，增加了日常管理和维护成本。产粘性卵鱼类的产卵场通常为近岸、缓流、浅水水域[22]。本研究选择在铁哈拉泡近岸50 m 处，平均水深1 m，周围无居民区和渔业生产点，流速≤0.05 m/s，符合《淡水人工鱼巢增殖技术规程》[23]。水温低时，产卵群体少，水温高时，鱼巢泥沙附着严重[11]。鲤产卵时水温通常要达到15℃[22]，根据连环湖铁哈拉泡年水温变化，4 月末至5 月初时的水温适合，为鱼巢最好投放时间。根据分子鉴定结果及鱼巢鱼卵附着情况显示，鲤、银鲫产卵时间集中在5～6 月，红鳍原鲌、麦穗鱼产卵时间集中在6～7 月，8 月后铁哈拉泡产粘性卵鱼类的繁殖活动基本结束，此时取出鱼巢较为合适。

近年来，随着连环湖渔业生产模式的调整，大银鱼、河鲈、鳜、翘嘴鲌等凶猛肉食性鱼类的引进[24]，导致原有饵料生物无法满足摄食需求。以连环湖主产重要经济鱼类大银鱼为例，万英杰等[25]研究结果表明，麦穗鱼是大银鱼成鱼阶段较为理想的饵料生物，适度增殖麦穗鱼有利于增加大银鱼的种群数量和质量。不仅如此，其他肉食性鱼类如鳜[26]、河鲈[27]、翘嘴鲌[28]等，均以麦穗鱼、鲫等小型鱼类作为饵料生物。Santas 等[29]研究表明，人工鱼巢对小型鱼类种群恢复效果尤其明显，铁哈拉泡投放人工鱼巢增殖麦穗鱼、鲫等小型鱼类占总数的65.98%。麦穗鱼喜在硬基质上产卵；鲤在一些石质材料上也有产卵迹象[30]，在连环湖投放小石子片或鱼巢砖，能够有效提高小型鱼类鱼苗补充群体量，为经济价值较高的肉食性鱼类提供饵料生物，降低其他鱼类幼鱼被捕食的概率。

3.2 材料对鱼巢效果的影响

人工鱼巢产卵基质可分为天然植物材料和人工合成材料，天然植物材料通常选用棕榈片、柳树须根、金鱼藻、芦竹等，人工合成材料通常为聚乙烯或聚丙烯。Ying X 等[31]研究表明，鲤、鲫在棕榈片上产卵效果良好。赵从钧等[32]研究发现，加州鲈亲鱼在柳树须根上产卵效果优于聚乙烯网布。本研究选用产卵效果较好的棕榈片和柳树须根作为人工鱼巢的产卵基质，结果表明两种产卵基质均适合银鲫、鲤、红鳍原鲌、麦穗鱼等4 种鱼类产卵，但对人工鱼巢适应性程度，棕榈片效果明显优于柳树须根。鱼类对产卵基质的材料和结构存在偏好[33]。以银鲫为例，棕榈片附卵总数的29.51%为银鲫鱼卵，而柳树须根上银鲫鱼卵数占附卵总数的41.28%，说明银鲫对产卵基质存在选择性。两种产卵基质结构不同，棕榈片表面积更大，平均每个棕榈片鱼巢单元附卵均数是柳树须根的1.9 倍，表明产卵基质结构是影响鱼巢效果因素之一。

3.3 环境因素对鱼巢增殖效果的影响

张俊华等[10]认为，人工鱼巢黏附鱼卵的孵化及卵膜腐败会导致局部水体氨氮升高，虽产卵较集中的6 月较其他月份氨氮、高锰酸钾指数、碱度值偏高，但与对照点水质比较，人工鱼巢的建设对水体理化指标未见明显影响，人工鱼巢附卵数与总氮、氨氮、高锰酸钾指数、碱度呈不显著的正相关，人工鱼巢实施效果受水环境因子影响不大。杨晴等[13]研究结果表明，人工鱼巢黏附的鱼卵数与水温呈显著正相关。李跃飞等[22]则认为与温度略呈不显著的负相关。本研究结果显示，人工鱼巢黏附鱼卵均数与水温呈不显著的负相关，这可能由于7 月水温虽高，但鱼类大部分产粘性卵鱼类产卵已接近尾期导致。关于人工鱼巢建设对水环境的影响及人工鱼巢产卵效果与环境因子的关系有待进一步研究。

综上所述，连环湖铁哈拉泡人工鱼巢产卵基适宜选择棕榈片结合小石子片或鱼巢砖，4 月末投放，8 月后取出，投放位置选择在离岸30～50 m 处，基本可以保证产粘性卵鱼类的繁殖需求。在连环湖建设人工鱼巢示范区能够增加鱼类种群规模和经济效益，保护水域的生物多样性，为凶猛肉食性鱼类提供饵料生物，是比较适合连环湖的鱼类资源增殖方式，建议进一步开展推广实施工作。