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循环水系统中基于鱼类福利学特征性指示因子的基础研究

作　者: 李贤
导　师: 刘鹰; 杨红生; Jean Paul Blancheton
学　校: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
专　业: 海洋生态
关键词: 封闭循环水系统鱼类福利指示因子
分类号: S967
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着近海环境污染的加剧，地下海水资源的锐减，传统池塘和流水式养殖模式已经不能顺应产业可持续发展的需求。工业化循环水养殖模式以其可控性、产品质量可保证性、环境友好、资源节约等优点，正在迅速发展，正成为未来海洋农业的重要发展方向之一。为追求高产量、高品质的水产品，封闭循环水养殖模殖的鱼类福利学研究就变得尤为重要。本研究从养殖密度入手，从水质和养殖对象两方面筛选对鱼类福利、健康水平具有预警功能的敏感指示因子，探讨其跟养殖鱼类福利水平的耦合关系，以进一步推动封闭循环水式养殖模式的良性、健康和可持续发展。主要研究结果如下：1.在12套独立的封闭循环水养殖系统中，当大菱鲆幼鱼（体重：13.84±2.74g）起始养殖密度为：低：0.66,中等：1.26,较高：2.56,高：4.00kg/m2时，经过10周养殖试验发现：①密度与幼鱼生长存在极显著的负相关关系，但是同时其作为一种底栖鱼类，当水质优良、饵料充足情况下，在一定临界养殖密度范围（中等-较高密度），生长不再受到密度影响。②随着养殖密度的增加，幼鱼摄食量会随着种内社会竞争的增加而减少（中等-较高密度没有差异），故摄食量可作为密度影响监测的敏感指示因子。同时建议，开发研究多层投饵装置，以减少饵料竞争压力。③高密度下幼鱼摄食量最少，但是肠道的蛋白酶活力却最高；低密度下幼鱼饵料摄入量最多，但是肠道蛋白活力呈现最低的趋势。可能养殖鱼类在高密度下随着摄食量的减少，调动了补偿机制，提高营养物吸收效率。④在高密度下，幼鱼血浆的过氧化氢酶活力出现了升高但是并不显著，可能高密度已开始给养殖对象带来氧化胁迫，故建议养殖密度低于试验中最高密度。⑤不同养殖密度条件下，鱼体色变化非常明显：高密度下鱼体颜色发白而低密度下颜色更接近养殖背景色，且幼鱼一旦受到胁迫体色便会变深；同时，在不同养殖密度下，尽管常规水质参数基本一致，但是氧化还原电位（ORP）存在差异。故鱼体色和水体ORP水体可作为潜在敏感指示因子进行研究。2.鱼体色变化与其福利水平的耦合关系①通过不同颜色背景的9格试验系统发现，大菱鲆幼鱼出现在粉色、淡紫色背景下的频率明显高于黑色、红色，幼鱼对深色背景表现出明显厌恶。②通过计算机视觉研究发现，幼鱼在黑色、红色背景下，体色明度变化速率明显要比在粉色、淡紫色背景下强烈，这也侧面证明了在黑色、红色背景下，幼鱼需要调动更多的激素来调整体色以适应背景色。③不同浓度氨氮急性胁迫后，幼鱼在黑色背景色下体色明度变化速率随着胁迫氨氮浓度的增高而变小，故可通过监测大菱鲆幼鱼体色明度变化速率来判定其健康、福利水平。3.养殖水体氧化还原电位与养殖水体水质、养殖对象福利水平的耦合关系。①通过探讨不同ORP短期作用下，封闭循环水系统水质以及养殖对象福利水平的变化，确定海水封闭循环水系统水体中ORP最大应不高于320mV,否则较为危险容易引起鱼类死亡。②随着ORP水平、养殖水体氧浓度的增高，即使经过长达2周的与对照组ORP、溶氧水平一致的恢复期，养殖对象全血的溶氧水平会显著增加、Hct（血红素浓度）和Hb（血细胞压积）含量会显著降低。③当养殖水体ORP在300-320mV，养殖对象会出现饵料摄入量减少、生长缓慢的情况，故建议养殖海水ORP水平低于300-320mV。建议养殖水体ORP水平低于300mV。④首次发现随着养殖水体ORP水平增高至300-320mV时，养殖对象更容易抵挡外来病原微生物的感染，抗病力更强。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-12
前言  12-14
第一章封闭循环水系统中相关研究进展  14-30
  1.1 封闭循环水系统的简介与发展  14-17
  1.2 鱼类福利学的研究  17-18
  1.3 循环水系统中养殖密度对于鱼类福利学的研究  18-20
  1.4 基于计算机视觉监测鱼体色变化评价其福利水平  20-24
    1.4.1 计算机视觉在水产养殖中应用  21-23
    1.4.2 鱼体色变化对鱼福利水平的响应  23-24
  1.5 氧化还原电位在封闭循环水系统中控制的研究  24-27
    1.5.1 氧化还原电位对封闭循环水系统处理效能影响  24-25
    1.5.2 氧化还原电位对养殖对象的作用与影响  25-26
    1.5.3 海水中氧化还原电位的测定和控制  26-27
  1.6 计划研究的目的、思路、预期成果和创新性  27-29
    1.6.1 研究目的  27
    1.6.2 研究思路  27-28
    1.6.3 预期成果  28-29
    1.6.4 创新性  29
  1.7 小结  29-30
第二章不同养殖密度对养殖对象福利水平的影响以及潜在指示因子的筛选  30-46
  2.1 前言  30-32
  2.2 技术路线  32
  2.3 试验方法与材料  32-37
    2.3.1 封闭循环水养殖试验系统  32-33
    2.3.2 养殖密度的设置  33-34
    2.3.3 投饵时间及控制  34
    2.3.4 取样与测量指标  34-36
    2.3.5 统计分析  36-37
  2.4. 结果  37-41
    2.4.1 水质情况  37
    2.4.2 养殖鱼类福利水平  37-41
  2.5. 讨论  41-45
    2.5.1 水质情况  41
    2.5.2 养殖鱼类福利水平  41-44
    2.5.3 潜在敏感因子筛选  44-45
  2.6 结论  45-46
第三章鱼对不同背景色的喜好与响应以及与其福利水平的耦合关系  46-67
  3.1 前言  46-47
  3.2 技术路线  47-48
  3.3 幼鱼对不同背景颜色的喜好  48-54
    3.3.1 材料与方法  48-50
    3.3.2 统计分析  50-51
    3.3.3 试验结果  51-53
    3.3.4 试验结果讨论  53-54
  3.4 鱼体色在不同颜色背景下变化  54-59
    3.4.1 材料与方法  54-56
    3.4.2 统计分析  56
    3.4.3 试验结果  56-57
    3.4.4 结果分析与讨论  57-59
  3.5 不同氨氮浓度急性胁迫后鱼体色变化  59-66
    3.5.1 材料与方法  59-60
    3.5.2 统计分析  60
    3.5.3 试验结果  60-64
    3.5.4 结果分析与讨论  64-66
  3.6 结论  66-67
第四章循环水系统中氧化还原电位对鱼类福利水平的影响  67-95
  4.1 前言  67-68
  4.2 技术路线  68-69
  4.3 试验材料与方法  69-73
    4.3.1 封闭循环水养殖试验系统  69-70
    4.3.2 试验鱼养殖与管理  70
    4.3.3 水质指标的监测  70-71
    4.3.4 血液指标的测定  71
    4.3.5 相关生长指标  71-72
    4.3.6 致病菌攻毒试验  72-73
  4.4 不同氧化还原电位水平对鱼福利以及水质的影响  73-87
    4.4.1 试验设计  73-74
    4.4.2 结果统计检验  74-75
    4.4.3 试验结果  75-83
    4.4.4 结果分析与讨论  83-87
  4.5 长期特定氧化还原电位下，鱼福利水平以及系统水质变化  87-93
    4.5.1 试验设计  87-88
    4.5.2 试验结果  88-91
    4.5.3 结果分析与讨论  91-93
  4.6 结论  93-95
    4.6.1 不同 ORP 水平对欧鲈的短期胁迫试验  93-94
    4.6.2 长期 ORP 胁迫试验  94-95
第五章总结与展望  95-98
  5.1 研究总结  95-96
  5.2 存在问题  96
  5.3 研究展望  96-98
参考文献  98-120
附录相关系统结构图  120-123
作者简历  123-124
在读期间论文发表和撰写情况  124-125

循环水系统中基于鱼类福利学特征性指示因子的基础研究

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