特种水产养殖生态工程的关键技术

第三章特种水产养殖生态工程的关键技术,6学时,内容,第一节食物链设计与利用技术第二节病虫害生态防治技术第三节防止自相残杀技术第四节鱼菜共生技术第五节水质调控技术第六节循环水工厂化养殖技术,第一节食物链设计与利用技术,生态建设和生态设计的主要内容遵循生态学原则和经济学原理,生态系统的基本概念,生态系统（ecosystem）的定义:由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。生态系统的特点:生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态学研究的最高层次；生态系统具有自我调节能力；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失，因此，营养级的数目通常不超过56个；生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。,生态系统的组成成分,无机物有机化合物气候因素生产者(producer)消费者(consumer)分解者(还原者)(decomposer),六大组成成分（四大基本成分）,生产者：自养生物，主要是各种绿色植物，也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。消费者：异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物（一级）、肉食动物（二四级）、杂食动物和寄生动物等。分解者：异养生物，把复杂的有机物分解成简单无机物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。,非生物成分,生物成分(生物群落),三大功能群,生态系统的结构,空间结构时间结构营养结构食物链(C.Elton,1927)食物网食物链和食物网概念的意义生态系统的营养结构及能流和物流间的关系,一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后”,螳螂捕蝉，黄雀在后！哈！哈！,植物汁液,蝉(初级消费者),螳螂(二级消费者),黄雀(三级消费者),鹰(四级消费者)(顶极食肉动物),食物链,食物链（foodchain）和营养级（trophiclevel）：食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。食物链的类型：根据食物链的起点不同，可将其分成两大类:牧食食物链（grazingfoodchain）：又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型。腐食食物链（detritalfoodchain）：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。,食物网,食物网(foodweb)：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构，此即食物网。,食物链和食物网概念的意义,食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体，反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的稳定性。生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的。食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。,生态系统的营养结构及能流和物流间的关系,生产者(绿色植物),消费者(动物),还原者(细菌、真菌),放牧系统,净初级生产,分解系统,死有机物,太阳辐射能,呼吸散失,呼吸散失,生态系统的营养结构(能量流动),能流,物流,环境(土壤、空气、水),生态系统的营养结构(物质循环),生态系统的功能,能量流动：生产者消费者分解者，单向物质循环：生物环境，双向信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等，构成信息网。,生态系统的信息传递,生态系统的信息特征生态系统信息流动的过程和环节信息化的生态系统生态系统的信息处理系统,生态系统的稳定性,生态系统的稳定性（stability）(生态平衡):生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。生态系统稳定性包括了两个方面的含义:一方面是系统保持现行状态的能力,即抗干扰的能力（抵抗力resistance）;另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向,即受扰后的恢复能力（恢复力resilience）。生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈（negativefeedback）调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。,生态系统中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右）,狼,狼,兔,兔,植物,植物,狼饿死,狼吃饱,吃了较多兔子,吃了较少兔子,兔吃饱,兔饿死,吃了较少的草,吃了大量的草,污染,鱼死亡,污染,鱼死亡,鱼死亡,污染,生态系统的服务功能,生态系统服务(ecosystemservice)：由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。生态系统服务的主要内涵：生物生产生物多样性的维护传粉、传播种子生物防治环境净化土壤形成及其改良减缓干旱和洪涝灾害调节气候休闲、娱乐文化、艺术素养生态美的感受,一食物链的设计原则,产业化原则多途径多级利用的增效作用原则顺序原则生产力原则模仿自然原则水陆结合原则资源约束的效益平衡原则立体利用原则安全原则,二食物链设计与构建,“加环”设计、“解链”设计、“加工环”设计；1.食物链生产环设计；,粮食,农作物,人类,秸杆,饲料,粪,沼气池,一级利用,二级利用,沼液沼渣,养猪,三级利用,排泄物,牛羊,农作物秸秆“过腹还田”,物质的良性循环和多途径利用；能量的多级利用。,2.食物链增益环设计；,利用秸秆生产食用菌和蚯蚓,3.食物链减耗环设计；有害生物的控制；4.食物链的解链设计；生物富集；生态修复；改变用途等,5.产品加工链的设计；公司+农户,6.食物链复合环的选择与设计立体种植；立体养殖、立体种养等,食物链结构设计,定义：指食物链内部相互作用的各环节之间相对稳定的排列顺序、分布状态和结合方式。时空食物链结构食物链结构设计的注意事项。,生物群落结构的设计,种群组成和数量设计；种群平面布局设计；生物群落垂直结构设计；景观布局的设计；,人工环境的设计,1.合理改善限制因子；2.配合生物群落的垂直结构设计人工环境3.设施农业,节律匹配设计,生物节律环境变化规律市场需求情况变化生产资料、资金等,三、设计农业生态工程的基本步骤,（一）本底调查自然资源社会经济情况生态系统的功能和结构现状,（二）诊断性评价环境分析结构与功能分析效益分析,（三）编制方案（四）实施方案（五）跟踪调查及反馈检验,四、农业生态工程实践,（一）基塘模式,珠江三角洲建立的蔗基鱼塘和桑基鱼塘,（二）庭院农业生态工程,“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理，提高了单位土地面积的产出，同时减少了环境污染，大大提高了农业的综合效益。,“四位（1，2，5，7）一体”农业生态工程模式1，厕所2，猪禽舍3，沼气池进料口4溢流渠5，沼气池6，通风口7，简易日光温室,庭院生态工程模式：,“四位一体”生态工程：沼气池猪禽舍厕所日光温室,庭院生态工程：,生产者(各种蔬菜),消费者(鸡、鸭、鹅、猪),人类,分解者（沼气池）,种子、幼苗,太阳能,肥料,菜叶、根,蛋、奶、肉等商品,蛋、奶,粪,粪便、尿,沼气,人力,人力,（三）自净生产农业生态工程人工湿地清洁生产生物修复一个课题,（四）复合生态工程立体农业生态农业休闲观光农业,桑基鱼塘珠江三角洲,案例分析,基,塘,特点,种稻与养蚕、鱼相结合，生产上有紧密的联系。植物与动物互养，形成良性的生态循环。塘与基合理分布，水陆资源相结合。,龙乡村社会主义新农村样板村,第二节病虫害生态防治技术,生物和理化因子特种水产品的摄食和生长免疫力生态防治技术的含义生态防治的优点常用的生态养殖技术,一特种水产品发生疾病的原因,是水环境变化产生的应激因素、病原体的侵袭和鱼类内在的生理因素相互作用的结果：环境因素病原体因素,环境因素,自然应激因素：水质、水温、溶氧人为因素：养殖密度过高、饲养管理不当、机械性损伤生物因素化学物质引起的中毒,病原体因素,病毒、细菌、霉菌、寄生虫、藻类,病原体的来源：水源病原体的传染力：含义鱼群的易感染性及抗病力：,二病虫害诊断,1现场调查：全面了解鱼池中病鱼的各种现象、调查饲养管理情况、调查环境因素、鱼池发病史2鱼体检查：目检（体表、鳃、内脏）、镜检,生物防治技术,1.以虫治虫技术；利用自然界有益昆虫和人工释放的昆虫来控制害虫的危害；有寄生性天敌，如寄生蜂、寄生蝇、线虫、原生动物、微孢子虫；捕食性天敌，瓢虫、草蛉、猎春、蜘蛛等，最成功的是人工释放赤眼蜂防治玉米螟技术广泛应用。2.以菌治虫技术；利用自然界微生物来消灭害虫，有细菌、真菌等，如苏云金杆菌、白僵菌、绿僵菌、颗粒体病毒、核型多角体病毒，白僵菌和苏云金杆菌应用较广。3.以菌治菌技术；主要是利用微生物在代谢中产生的抗生素来消灭病菌；有赤霉素、春雷霉素、阿维菌素、多抗霉素等生物抗生素农药已广泛应用。4.性信息素治虫技术用同类昆虫的雌性激素来诱杀害虫的雄虫。有玉米螟性诱剂、小菜蛾性诱剂，李小食心虫性诱剂等。5.转基因抗虫抗病技术。是国际、国内最流行的生物科学技术，已成功地培养出抗虫水稻、棉花、玉米、马铃薯等作物新品种，但本身还面临许多问题，有对人类的安全性、抗基因的漂移、次要害虫上升为主要害虫等方面的问题没有解决。目前国家正式在我省设立了转基因中试及产业化基地，重点开展了玉米、水稻、大豆、苜蓿等作物的转基因研究，获得了一大批转基因植株材料，其中有转GNA基因抗蚜虫大豆品种。6.以菌治草。利用病原微生物防治杂草的技术，如我国用鲁保一号防治大豆菟丝子，美国利用炭疽菌防治水田杂草，效果都很好。7.植物性杀虫、杀菌技术是新兴的技术。光活化素类是利用一些植物次生物质在光照下对害虫、病菌的毒效作用，这种物质叫光活化素，用他们制成光活化农药，这是一类新型的无公害农药。印楝素是一类高度氧化的柠檬酸，从印楝种子中分离出活性物质，具有杀虫成分。是目前世界公认的理想的杀虫植物，对400余种昆虫具有拒食绝育等作用，我国已研制出0.3%印楝素乳油杀虫剂。精油就是植物组织中的水蒸汽蒸馏成分，具有植物的特征气味，较高的折光率等特性，对昆虫具有引诱、杀卵、影响昆虫生长发育等作用。也是一种新型的无公害生物农药。8.生化农药以昆虫生长调节剂产品为主，随着国外新品种的引进和推广，国内有关科研单位和企业也相几继研究开发了一些新品种的生化农药。灭霜素、菌毒杀星、氟幼灵、杀铃脲等。,三病虫害的生态预防措施,1清理鱼池2加强养殖管理3药物防治,第三节防治自相残杀技术,一动物自相残杀的条件性二防止动物自相残杀的技术,近年来，我国发展的多数特种水产品属于肉食性动物，如鳜、鲈、乌鳢、鳖;少数属于杂食偏动物性动物，如罗氏沼虾、日本沼虾、黄鳝、河蟹。,为了有效地防止特种水产品种内的自相残杀，在养殖过程中应做到：1.科学投饵首先根据不同养殖对象及同一对象不同生长时期对饵料的不同要求进行人工配制饵料。其次要坚持科学的投喂方法。即做到定时、定质、定量、定位投饵。既要防止饵料浪费，对水体造成污染，又要防止部分个体吃不到或吃不饱。2.统一放养规格放养时力求规格统一，同时在养殖过程中，定期拉网分池，将不同规格的鱼进行分池养殖。如鳜鱼在成鱼养殖阶段每隔1个月要拉网1次，通过拉网，不但能掌握鳜鱼生长情况，而且可以将部分大的个体分到其他池塘中进行养殖。,3.科学调整放养密度对于水源条件好、池塘条件好、防病工作做得好且管理水平较高的养殖户，放养密度可适当高一些，反之则宜低一些。同时在养殖过程中根据养殖对象的生长情况不断拉网分池，使养殖密度始终保持在较为经济合理的水平。4.适时加注新水无论是养殖青虾还是养殖鳜鱼、黄鳝或其他特种水产品，1次加注新水不宜过量，原则上以换去原池的1/3为度。另外，过频过量换水易造成水体透明度增大，对于一些名特优水产品如鳖、河纯等在透明度大的水体中会缺乏安全感，摄食量降低，生长减缓，相互残杀的机会也相应增多。为此，对于此类特种水产品养殖过程中的换水，除严格控制1次换水量外，通常还可以在加注新水后，人为添加蓝绿藻类，适当降低透明度。5.增加水体复杂程度，改善水体小环境如河蟹、罗氏沼虾、红螯螯虾等都有争夺地盘的习性。为了增加相对栖息面积，可以人为种植水生蔬菜或其他水生植物。这不但可以为鱼虾类提供躲避场所，降低个体接触机会，而且植物的嫩叶根可以为鱼虾蟹类所食。同时，水生植物还可以通过吸附水体中的代谢废物，起到净化水质作用。,1.雄性红背蛛：为交配献身雄性红背蛛：为交配献身图片中那个“大块头”是一只澳大利亚雌性红背蛛，另一个则是雄性红背蛛，现已成为雌蛛的盘中餐。交配过程中，雄蛛经常翻着“筋斗”钻进体积更大的雌蛛口内。整个过程中，雌蛛有三分之二的时间用来吃掉雄蛛。雌蛛用生命换取了更长的交配时间，同时也提高了雌蛛未来拒绝其它求爱者的可能性。与甘愿牺牲自我的雄性红背蛛相比，其它雄性蜘蛛则显得更为谨慎小心，其中的佼佼者当属加拿大秋麒麟蟹蛛。交配过程中，它们会善加利用吐丝能力，将雌蛛捆得结结实实，而不是结一个网。,咸水鳄：以小鳄鱼充饥咸水鳄：以小鳄鱼充饥2008年夏季，一名澳大利亚渔民在行船于米申河之上时拍下了这张令人吃惊的照片一只咸水鳄鱼正在啮咬另一只鳄鱼。食物短缺时，没有太大抵抗能力的小鳄鱼经常成为成年同类下手的对象。但一名澳大利亚生物学家对当地媒体表示，这张照片反映的也可能是一种食腐行为。,3.螳螂：交配后将“夫君”吃掉螳螂：交配后将“夫君”吃掉母螳螂是动物世界最臭名卓著的同类残食者之一。有时候并非总是如此母螳螂会在公螳螂跳上其背部进行交配后将“夫君”吃掉。公螳螂很清楚，与母螳螂交配等于“自寻死路”，如果非要大胆地进行尝试，它们经常试图从远处跃上母螳螂背部，一旦成功“播种”便立即逃之夭夭，不给母螳螂下嘴机会。即使惨遭母螳螂毒手，它们也能在掉脑袋后数小时内继续上演交配大计。,4.沙虎鲨：幼鱼子宫内相互残杀沙虎鲨：幼鱼子宫内相互残杀在沙虎鲨家族，兄弟姐妹间的竞争可谓极其血腥和残忍。当仍在母亲子宫里的时候，小沙虎鲨就已发育出尖牙利齿。最为年长的沙虎鲨会“消灭”一些弟弟妹妹，以确保在争夺海洋食物资源中获得更理想的生存机会。,5.黑寡妇：雄蛛充满食欲黑寡妇：雄蛛充满食欲在雌性“黑寡妇”蜘蛛背部，我们能够清楚地看到亮红色标记，这一标记是在警告人们“最好离我远点雌性“黑寡妇”是一种具有强烈神经毒素的蜘蛛，被它们咬一口可能面临生命危险。雄性“黑寡妇”身体呈褐色，体型要比雌蛛小很多，在雌蛛面前，它们没有一丝反抗能力，有时会付出生命代价。世界上的“黑寡妇”有很多种，背部标记因生活地区存在差异，其共同点就是对雄蛛充满食欲。,6.蝎子：杀死并吃掉同类蝎子：杀死并吃掉同类蜘蛛虽是“性食同类”(交尾前后甚至交尾过程中，雌性吃掉与之交尾的雄性)的杰出代表，但它们至少还可以让性事发生，相比之下，与其同属蜘蛛纲的蝎子似乎彼此厌恶对方。蝎子过着独居生活，遇到同伴时经常互殴，杀死并吃掉对方，正如我们在图片中所看到的那样。有时候，如果不能马上战至身死，蝎子也会上演性食同类的一幕。1980年有关沙漠蝎子的一项研究显示，其它同类是蝎子的第四大常见食物，但如果按份量来计算，同类则排在蝎子食谱的第一位，超过总数的25%。,7.摩门蟋蟀：充满死亡气息的迁移摩门蟋蟀：充满死亡气息的迁移摩门蟋蟀并不是蟋蟀，而是一种树螽，它们是蝗虫的近亲。科学家普遍认为摩门蟋蟀成群结队大迁移是由食物短缺所致，但这种因饥饿进行的迁移也有其可怕的一面如果一只摩门蟋蟀停止迁移脚步，其它同伴就会群起而攻之，将其当成盘中餐。饥饿的摩门蟋蟀需要补充蛋白质和盐份，在这种情况下，向同类伸出黑手自然是一种理想选择。,8.响尾蛇：吃掉亲生骨肉恢复体力响尾蛇：吃掉亲生骨肉恢复体力2月，一支生物学家小组发现，雌性响尾蛇生产后的体重平均有11%是通过吃掉自己的亲生骨肉获得的，沦为母亲盘中餐的不幸儿主要是死胎或者无法活下去的后代。据悉，它们这么做能够在生产后恢复部分体力，同时为下一次生产做好准备。相比之下，新响尾蛇妈妈吃掉部分死胎是一种更为普遍的现象。在研究中涉及的190条雌蛇中，有68%的雌蛇至少吃掉了部分死胎。,9.雄狮：杀死对手幼崽争夺统治权雄狮：杀死对手幼崽争夺统治权有时候，动物杀死同类与食物短缺没有太大关系，更多的是为了争夺统治权。当年轻的成年雄师为成为新的统治者向年迈的竞争对手发出挑战时，它们并不希望对手的孩子留在附近。如果成功击败对手，它们经常杀死对手的幼崽，以便给自己的孩子腾地方。,10.人类的近亲黑猩猩也很残忍人类的近亲黑猩猩也很残忍人类的近亲黑猩猩并不非常在意同类灵长类动物的生死。母猩猩会上演杀婴行为，其中的缘由至今仍不十分清楚。“猎杀党”则会疯狂地追杀黑猩猩和猴子，其所表现出的杀戮欲令人不寒而栗。猎杀过程中，黑猩猩会残忍地将受害者撕成两半，不管它是不是一只黑猩猩。有时候，黑猩猩甚至会将攻击矛头指向人类，2月发生在美国康涅狄格的袭击事件就是一个血淋淋的例子。,企鹅：重大轻小在电影帝企鹅日记中，帝企鹅被描绘成精灵母亲，它们爱护每一个它们所产下的企鹅蛋，对每个在没有孵化出小企鹅前便破裂的蛋都会感到异常悲痛。而在现实中，企鹅妈妈在每个产卵季节会产下两个蛋，第二个蛋的体积比第一个大60%，就在第二个蛋产出前企鹅妈妈会毫无感情地将第一只蛋踢出巢穴。麦哲伦企鹅妈妈也会产下两只蛋，并且会将两只蛋孵化，在这之后它开始对两只小麦哲伦企鹅区别对待。它会将带到巢穴的鱼中的90%喂给较大的那只，即使较小的一只哀叫着讨要食物它也丝毫不为所动，在气候异常严酷的南极洲，较小的那只麦哲伦企鹅往往因为营养不良而最终死去。像企鹅一样，其他会