几种生态因子对成体偏顶蛤存活的影响

(大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连 116023)

摘要:为了研究几种生态因子对成体偏顶蛤Modiolus modiolus存活的影响，采用实验生态学方法，在室内控制条件下进行了海水盐度、温度、pH、干露和淡水浸泡对体质量为(108.8±18.9)g的偏顶蛤存活的影响试验。结果表明：偏顶蛤对生态因子的耐受范围较广,其生存盐度范围为20～45，适宜盐度为25～35;其适宜温度范围为5～23 ℃，27 ℃可能是其高温耐受能力上限;其生存pH范围为4～10，适宜pH为6～9;干露和淡水浸泡对偏顶蛤存活有显著影响(P<0.05);在空气湿度为85%～90%的条件下，其存活率与干露时长和高温均呈负相关，15 ℃组和20 ℃组偏顶蛤开始死亡的时间均为48 h，25 ℃组在36 h开始出现死亡；淡水浸泡过程中投饵将显著增加偏顶蛤的死亡率，偏顶蛤100%存活的时长为24 h。本研究结果可为确定偏顶蛤最佳储运时间和耐淡水浸泡能力，以及偏顶蛤的增养殖及其种质保护提供理论基础。

偏顶蛤Modiolus modiolus (Linnaéus, 1758)隶属于软体动物门、瓣鳃纲、贻贝目、壳菜蛤科、偏顶蛤属，俗称毛海红、假海红，主要分布于北半球，在中国主要分布于黄、渤海海域。偏顶蛤个体较大、肉质鲜美、营养丰富，是一种具有较好养殖开发前景的贝类[2]。目前，国内外有关环境因子对贝类影响的研究很多，主要集中在环境因子对贝类能量收支的影响[2]，对幼虫、稚贝生长率和存活率的影响[3-8]，以及对贝类耐干露和耐淡水浸泡能力的影响[9-11]。迄今尚未见有关环境因子对偏顶蛤存活影响的相关报道。本试验中，研究了海水盐度、温度、pH、干露和淡水浸泡对偏顶蛤存活的影响，旨在为偏顶蛤的增养殖和自然资源保护提供基础资料。

1　材料与方法

试验用偏顶蛤采自大连市黑石礁海域，运回农业部北方海水增养殖重点实验室暂养1周，挑选健康个体进行耐受性试验。偏顶蛤壳长为(99.1±6.1)mm，体质量为(108.8±18.9)g。暂养期间，每天8：00换水1次，换水后投饵，饵料为破壁酵母粉、螺旋藻粉和破壁小球藻粉的混合人工饵料。试验用水为经三级沙滤的自然海水，温度为10～12 ℃，盐度为31.2，pH为8.05，连续充气。

1.2.1　盐度试验　以经沙滤、沉淀处理的自然海水与高浓度海水晶和充分曝气的自来水，配制成0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50共10个盐度组，每个盐度组设置2个平行，每个平行随机放20只偏顶蛤。盐度检测使用YSI 12F100016型水质仪。试验过程中，海水温度控制在10 ℃，pH稳定在8.05，连续充气，每天8：00换水1次，换水后温度波动不超过1 ℃。换水后投饵(饵料同暂养期间)，每次投饵后调整盐度，盐度波动不超过0.5。每天9：00和20：00分别观察和记录偏顶蛤的存活、摄食和排遗情况。

1.2.2　温度试验　试验设2、5、10、15、21、23、25、26、27、29、30 ℃共11个温度组，每个温度组设置2个平行。21 ℃以上温度组以加热棒维持水温，换水时以加热海水和自然海水调节水温；15 ℃以下温度组用高低温实验箱控制，换水时以冰袋调节海水水温，温度波动不超过0.5 ℃，其他试验条件同盐度试验。

1.2.3　pH试验　用1 mol/L的HCl溶液和1 mol/L的NaOH溶液配制成1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11共11个pH组，每个pH组设置2个平行。每次投饵后调整pH，pH波动不超过0.5。自然海水盐度为31.2，其他条件同盐度试验。

1.2.4　干露试验　将偏顶蛤置于干燥水槽底部，保持黑暗环境。用湿度计TH100-16测得空气湿度为85%～90%。试验设置15、20、25 ℃共3个气温组，每组设置3个平行，每个槽中放20只贝。气温用空调维持，温度波动不超过0.5 ℃。每12 h观察和记录偏顶蛤状态及存活情况，偏顶蛤贝壳张开，刺激不能闭合，放入海水中5 h也不能闭合即为死亡。

1.2.5　淡水浸泡试验　试验用淡水为自来水，水温为10～12 ℃。试验设置投饵和不投饵两组，每组设置3个平行，每个平行放20只贝。每12 h观察和记录偏顶蛤状态及存活情况，判定死亡标准同干露试验。存活率(R)的计算公式如下：

其中：Nt、N0分别为试验t时偏顶蛤的存活个数和试验开始时偏顶蛤的总数。

用Excel 2003软件对试验数据进行初步整理，再用SPSS 17.0软件进行统计分析。将偏顶蛤存活率(百分数)均进行反正弦(arsin)转换，对温度、盐度和pH等转换后的试验数据做卡方精确性检验；干露和淡水浸泡试验的试验数据转换后，先经Kolmogorov-Smirnov正态性检验，再用重复度量方差分析对不同试验组偏顶蛤存活率差异进行比较，显著性水平设为0.05。

2　结果与分析

2.1　盐度对成体偏顶蛤存活的影响

从表1和试验观察情况可知：在海水温度为10～12 ℃、pH为8.05的条件下，淡水组(对照组)和盐度5组偏顶蛤在第1天内均能100%存活，6 d后成活率不足10%，且两组分别在第7天和第8天时全部死亡；盐度10组和盐度15组偏顶蛤在2 d内能够100%存活，2 d后盐度10组偏顶蛤存活率逐渐下降，到第10天存活率仅为2.5%，盐度15组偏顶蛤在第7天还有超过半数存活，试验结束时(第10天)仍有20%存活；偏顶蛤在盐度为20～40时均能存活，但观察发现，盐度20组和盐度40组偏顶蛤摄食情况较差，有较多残饵和假粪；盐度45组偏顶蛤虽有死亡，但第5天时还有90.0%存活，第10天存活率达70.0%；盐度50组偏顶蛤在2 d内存活率较高，达95.0%，但在第10天时全部死亡。此外还发现，盐度0～15组及盐度45～50组的偏顶蛤几乎不摄食，也未发现排泄物。

注：经卡方精确性检验，表内各组数据在时间上均为显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)，下同

Note:By the chi-square exact test, the data in the table on time are significant differences at the 0.05 or 0.01 probability level, et sequentia

2.2　温度对成体偏顶蛤存活的影响

从表2和试验观察情况可知：在海水盐度为31.2、pH为8.05的条件下，温度为2～23 ℃时，偏顶蛤能够正常生存、摄食和排遗，试验过程中存活率均为100%，但2 ℃组偏顶蛤有假粪现象；25 ℃组偏顶蛤在9 d内没有死亡，第10天时有个别死亡，存活率仍高达92.5%，且能够摄食和排遗；26 ℃组偏顶蛤在5 d内没有死亡，第10天时存活率降为67.5%，偏顶蛤虽能摄食、排遗，但有假粪存在；27 ℃组偏顶蛤在第1天就有30%以上死亡，偏顶蛤几乎不摄食，到第3天时存活率仅为25.0%，第4天时已全部死亡；温度为29 ℃和30 ℃的试验组，偏顶蛤在12 h内全部贝壳大张，刺激不能闭合，软体部颜色变深，海水浑浊，放入海水中5 h也无生命迹象。

2.3　pH对成体偏顶蛤存活的影响

从表3和试验观察情况可知：在海水盐度为31.2、温度为10～12 ℃的条件下，pH为1～3时，偏顶蛤在第1天内存活率为100%，3 d内成活率均在70%之上，pH为1、2、3时偏顶蛤分别在第6天、第8天、第8天时全部死亡；pH 为4时偏顶蛤在3 d内没有发现死亡个体，到第5天存活率为92.5%，试验结束时，其存活率高达80.0%；pH为5～9时，各试验组均能够正常生存、摄食和排遗，但pH 为5时有假粪出现；pH 为10时在5 d内没有死亡个体，第7天时存活率高达95.0%，试验结束时，其存活率仍能达到80.0%；pH为11时在第1天内出现死亡个体，第5天时存活率在50%之上，到第8天时已全部死亡。

2.4　干露对成体偏顶蛤存活的影响

从图1可见：在湿度为85%～90%的黑暗条件下，随着干露时间的延长，偏顶蛤的存活率呈显著下降趋势 (P<0.05)，其中低温条件下的存活率明显高于高温条件下的；25 ℃组偏顶蛤存活率在48 h出现显著降低 (P<0.05)，20 ℃组在60 h时偏顶蛤存活率出现显著下降 (P<0.05)，而15 ℃组偏顶蛤直到84 h时存活率才出现显著下降 (P<0.05)，且存活率高达80%；15 ℃组偏顶蛤存活率在60 h后显著高于其他2组；25 ℃组偏顶蛤存活率在48 h后显著低于其他2组 (P<0.05)。15、20、25 ℃组偏顶蛤全部死亡时间分别为144、108、72 h。

2.5　淡水浸泡对成体偏顶蛤存活的影响

从图2可见：在水温为10～12 ℃的黑暗条件下，随着淡水浸泡时间的延长，偏顶蛤存活率呈下降趋势；不投饵组和投饵组偏顶蛤100%存活的最长耐淡水浸泡时间虽均为24 h，但在前3 d内，投饵组出现大量死亡，第3天时存活率仅为41.7%；不投饵组在前3 d内偏顶蛤存活率均在85%之上，第4天时才明显降低 (P<0.05)；3 d后，不投饵组偏顶蛤存活率显著高于投饵组 (P<0.05)，但两组偏顶蛤均能存活较长时间，分别在第8天和第7天时才全部死亡。

3　讨论

3.1　成体偏顶蛤对盐度的耐受性

海水盐度变化可引起贝类体内渗透压改变，在适宜盐度范围内贝类可通过自身调节来适应，但超过自身调节能力时，贝类的代谢速率和代谢效率均受到抑制，更甚者可导致死亡[3,6,8]。本研究中，成体偏顶蛤在盐度为0～15和超过45时均不能正常摄食、排遗和生存，说明盐度超过了其自身调节范围。偏顶蛤能够存活的盐度范围为20～45，适宜盐度范围为25～35，这说明偏顶蛤对盐度的适应范围较广，这与对厚壳贻贝Mytilus coruscus Gould[12]青蛤Cyclina sinensis Gmelin[7]、硬壳蛤Mercenaria mercenaria[13]等广盐性贝类的研究结果相一致。本试验中发现，在第10天时，盐度10组和盐度50组偏顶蛤的存活率均接近0，推测已是其耐盐能力的下限和上限。贝类的耐盐能力对于其增养殖业具有重要意义，因为海产贝类养殖场和育苗场常分布在沿海、海湾和河口区，海水盐度易受气候和地表径流影响，短时间内会发生较大变化。本研究结果可为偏顶蛤养殖场、育苗场选址提供理论支撑。

3.2　成体偏顶蛤对温度的耐受性

温度是影响海产贝类生长、发育、繁殖和分布的重要因子之一，许多学者对其进行了相关研究[6-7,14-15]。本研究结果表明，成体偏顶蛤能够存活的温度范围为2～26 ℃，适宜温度范围为5～23 ℃，与成体小荚蛏Siliquaminima Gmelin[16]适温范围相似，但比成体橄榄蚶Estellarca olivacea[17]的适温范围窄。水温与偏顶蛤新陈代谢活力密切相关，在适宜水温环境中偏顶蛤代谢旺盛，排放大量粪便；在低温或高温环境中，偏顶蛤代谢异常，很少有代谢物并伴有大量假粪；超出其本身温度适应能力时，会导致其大量死亡。27 ℃组偏顶蛤第1天死亡率高于30%，第4天就全部死亡，说明已是其能够承受的温度上限，至于其所能承受温度下限的详细数据还有待进一步研究。偏顶蛤自然分布于北半球，在中国主要分布在黄、渤海海域，营底栖固着生活[2]，故其对低温的耐受能力要强于对高温的耐受能力，这也是物种对环境长期适应的结果。

3.3　成体偏顶蛤对pH的耐受性

自然海水pH一般变化不大，能够维持较稳定的弱碱性。然而近年来，随着CO2的过度排放与溶解，海洋酸化[18]日趋严重，近岸生物(尤其含钙质外壳的海洋生物)的生存受到了严重威胁[19-20]。本研究结果表明，成体偏顶蛤能够生存的pH范围为4～10，适宜pH范围为6～9，与厚壳贻贝[12]、彩虹明樱蛤Moerella iridescens[6]和墨西哥湾扇贝Argopecten irradians concentricus[21]等贝类对pH耐受范围一致。本研究中发现，成体偏顶蛤对极端pH(pH为1、2、10、11)有一定的耐受性。因此，偏顶蛤亲贝催产前，可利用极端酸、碱环境在短时间内杀死偏顶蛤壳表的细菌、原生动物和寄生虫等致病微生物。从表3可知，pH为3和11时偏顶蛤均在第8天时全部死亡，推测海水pH为3和11时为成体偏顶蛤耐受pH的下限和上限。

3.4　成体偏顶蛤对干露的耐受性

贝类对干露的耐受能力与其种类、大小有紧密联系，并且与干露时长和高温呈负相关[17]。本研究表明，随着温度的升高，偏顶蛤存活率明显下降，耐干露时间显著缩短；随着干露时间的延长，其存活率也显著降低，试验结果印证了上述观点。这种结果是因为贝类干露一段时间后，贝壳张开，体内水分蒸发严重，软体部萎缩，不能获得足够O2和排除多余CO2，使得血液中pH发生不可逆变化，从而导致死亡[9-11]。在气温为15 ℃和20 ℃的条件下，成体偏顶蛤开始出现死亡的时间均为48 h，且气温在15 ℃下60 h时偏顶蛤还有95%的存活率，表明偏顶蛤有较强的露空能力。这是因为偏顶蛤软体部肥厚，双壳具有强大的闭合能力，可有效防止水分大量蒸发，与太平洋牡蛎Crassostrea gigas[9]、硬壳蛤[10]、中国蛤蜊Mactra chinensis、四角蛤蜊Mactra veneriformis[11]等贝类具有相似特点。因此，建议偏顶蛤在露空储运或销售等过程中，温度应保持在20 ℃以下，储运时间不要超过3 d。储运过程中偏顶蛤相互挤压，中下层偏顶蛤贝壳不易张开，水分蒸发减少，再定时喷洒海水维持较高湿度，可延长其耐干露时间。

3.5　成体偏顶蛤对淡水浸泡的耐受性

适当时间的淡水浸泡也可清除贝类壳表、附着基上的敌害生物，可有效预防贝类培育过程中敌害生物暴发引起的稚贝大批死亡现象[10，22]。本研究结果表明，淡水浸泡的前期(前3 d)，投饵组成体偏顶蛤会出现大量死亡，存活率显著低于不投饵组(P<0.05)，这可能与食物颗粒诱导偏顶蛤加快开壳探测外界环境的频率，淡水进入贝壳内引起其体内渗透压改变超过了自身调节能力，最终加速了偏顶蛤的死亡。但3 d后，存活下来的个体都可坚持7～8 d。这可能是偏顶蛤经受长达3 d的淡水浸泡胁迫以后，开壳速率放缓，对淡水浸泡的适应能力有所增强。偏顶蛤一经淡水浸泡等胁迫后，双壳闭合将水分留在外套膜中，主要依赖体内残留的氧气维持生存，直到7～8 d时达到其死亡极限。因此，贝类养殖场一旦注入大量淡水，除及时换水外，还要注意养殖水体在低盐期间应禁止投喂。偏顶蛤在淡水中浸泡24 h能100%存活，不投饵组3 d内存活率还高于85%，比中国蛤蜊和四角蛤蜊耐淡水浸泡能力强[11]。因此，对偏顶蛤催产时，淡水浸泡既可作为诱导产卵的刺激条件，又可用于清除亲贝体表的病原菌和寄生虫等敌害生物。

[1]　齐钟彦,马绣同,王祯瑞,等.黄渤海的软体动物[M].北京：农业出版社,1987：164-166.

[2]　黄洋,黄海立,林国游,等.盐度、pH 和规格对尖紫蛤(Soletellina acuta)耗氧率和排氨率的影响[J].海洋与湖沼,2013,44(1)：120-125.

[3]　Kinne O.The effects of temperature and salinity on marine and brackish water animals:Ⅱ.salinity and temperature-salinity combination[J].Oceanography Marine Biology Annual Review,1964,2：281-339.

[4]　Yan X,Zhang G,Yang F.Effects of diet,stocking density,and environmental factors on growth,survival,and metamorphosis of Manila clam Ruditapes philippinarum larvae[J].Aquaculture,2006,253(1)：350-358.

[5]　De Bravo M S,Chung K S,Pérez J E.Salinity and temperature tolerances of the green and brown mussels,Perna viridis and Perna perna (Bivalvia：Mytilidae)[J].Revista De Biologia Tropical,1998,46(5)：121-125.

[6]　顾晓英,尤仲杰,王一农.几种环境因子对彩虹明樱蛤 Moerella iridescens 不同发育阶段的影响[J].东海海洋,1998,16(3)：40-47.

[7]　王丹丽,徐善良,尤仲杰,等.温度和盐度对青蛤孵化及幼虫、稚贝存活与生长变态的影响[J].水生生物学报,2006,29(5)：495-501.

[8]　何义朝,张福绥.盐度对海湾扇贝不同发育阶段的影响[J].海洋与湖沼,1990,21(3)：197-204.

[9]　于瑞海,王昭萍,孔令锋,等.不同发育期的太平洋牡蛎在不同干露状态下的成活率研究[J].中国海洋大学学报：自然科学版,2006,36(4)：617-620.

[10]　李忠泓,王国栋.硬壳蛤稚贝对淡水浸泡、干露和低温的耐受能力[J].水产科学,2004,23(6)：14-16.

[11]　马贵范,杨凤,郭文学,等.中国蛤蜊和四角蛤蜊对干露和淡水浸泡的耐受性比较[J].大连海洋大学学报,2013,28(1)：44-48.

[12]　叶莹莹,徐梅英,吴常文.几种环境因子对厚壳贻贝浮游幼虫生长与存活的影响[J].浙江海洋学院学报：自然科学版,2011,30(4)：292-296.

[13]　常亚青,宋坚,王国栋,等.硬壳蛤的人工育苗技术[J].中国水产科学,2002,9(1)：43-47.

[14]　林笔水,吴天明.温度与盐度和缢蛏幼体生存、生长及发育的关系[J].水产学报,1990,14(3)：171-178.

[15]　尤仲杰,徐善良,边平江,等.海水温度和盐度对泥蚶幼虫和稚贝生长及存活的影响[J].海洋学报,2001,23(6)：108-113.

[16]　柴雪良,张永普,宣瑛,等.若干环境因子对成体小荚蛏存活的影响[J].海洋学研究,2008,26(1)：45-51.

[17]　周化斌,张永普,肖国强,等.几种环境因子对橄榄蚶成贝存活的影响[J].温州大学学报：自然科学版,2010,31(2)：30-35.

[18]　Caldeira K,Wickett M E.Oceanography：anthropogenic carbon and ocean pH[J].Nature,2003,425：365.

[19]　湛垚垚,黄显雅,段立柱,等.海洋酸化对近岸海洋生物的影响[J].大连大学学报,2013,34(3)：79-84.

[20]　Hoegh-Guldberg O,Mumby P J,Hooten A J,et al.Coral reefs under rapid climate change and ocean acidification[J].Science,2007,318：1737-1742.

[21]　尤仲杰,陆彤霞,马斌,等.几种环境因子对墨西哥湾扇贝幼虫和稚贝生长与存活的影响[J].热带海洋学报,2003,22(3)：22-29.

[22]　杨凤,谭文明,闫喜武,等.干露及淡水浸泡对菲律宾蛤仔稚贝生长和存活的影响[J].水产科学,2012,31(3)：143-146.

Effects of several ecological factors on survival in

adult mussel Modiolus modiolus

NING Jun-hao, ZHANG Xiang-xiang, CHANG Ya-qing, SONG Jian,

(Key Laboratory of Mariculture & Stock Enhancement in North China’s Sea, Ministry of Agriculture, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Abstract： The effects of salinity, temperature, pH, air exposure and fresh-water immersion on survival in adult mussel Modiolus modiolus with body weight of (180.8±18.9) g were studied in a laboratory by experimental ecology methods. Results showed that the mussel had a wide range of tolerance to ecological environment. The mussel was survival at a salinity from 20 to 45 with the optimum salinity of 25-35. It was found that the suitable temperature was changed from 5 ℃ to 23 ℃ with the upper limit of 27 ℃. The suitable pH was found to be in the range of 4-10, with the optimal range of 6-9. Air exposure and fresh-water immersion showed significant negative effects on survival of adult mussel(P<0.05). There was negative correlation between survival rate and air exposure time and temperature at air humidity of 85%-90%. The initial mortality was observed in 48 h exposure in 15 ℃ and 20 ℃ groups and in 36 h exposure in 25 ℃ group. The significant increase in mortality was found in the mussel immersed in fresh-water and only within 24 h for survival rate of 100% in the mussel fed and immersed in fresh water. The findings provides guidelines for the optimum time for storage and transportation, and for breeding and germplasm protection of M.modiolus.

作者简介：宁军号(1988—)，男，硕士研究生。E-mail:ningjunhaook@126.com

基金项目：国家海洋局海洋公益项目(201105016);辽宁省科技攻关重大项目(2011203003)