海洋生态与环境科学重点实验室知识库

仿刺参Apostichopus japonicus，又称刺参，具有很高的生态价值和经济价值，是我国海水养殖产业中重要的养殖物种。刺参浅海底播增养殖模式是一种充分利用自然生产力的绿色可持续的增养殖模式，但现阶段浅海底播刺参面临去向难测、踪迹难觅的困境，难以突破资源科学评估和成参高效采捕的技术瓶颈。研究刺参的集群行为及其影响因素是解决以上难题的重要途径。集群行为对动物的时空分布具有重要影响，但目前刺参的集群行为研究在我国仍处于起步阶段，诸多研究仍有待开展。本研究以刺参为研究对象，通过野外调查筛选影响浅海底播刺参分布的主要因素，根据调查结果，选取种群内部因素（密度、规格和昼夜节律）和种群外部因素（饥饿和诱食剂）进行研究，借助缩时摄影技术，观察记录刺参在不同因素作用下的集群行为，明确上述因素对刺参集群行为的影响，研究的主要内容及结果如下：

1. 浅海底播刺参的分布及其影响因素

通过潜水录像和样方调查分析了唐山祥云湾海洋牧场浅海底播区刺参的分布及其与环境因素的相关性，结果表明：增殖礁区刺参密度和生物量显著高于未增殖礁区和非礁区（P<0.05）；导致增殖礁区、未增殖礁区和非礁区环境差异的主要因素为沉积物有机质含量、粒度和底层光照强度；沉积物中有机质含量和光照强度是影响浅海底播刺参密度和生物量的关键因素。

2. 内因对刺参集群行为的影响

在室内环境中研究密度对大规格（102.41±5.74 g）刺参集群行为的影响，将密度梯度设置为5 ind/m2、10 ind/m2和15 ind/m2，结果表明：5 ind/m2、10 ind/m2和15 ind/m2密度下，刺参聚集率分别为21.33±3.61%、49.67±2.92%和57.33±4.47%，不同密度下刺参的聚集率之间具有显著差异（P<0.05）；5 ind/m2、10 ind/m2和15 ind/m2密度下刺参标准聚集规模分别为1.25±0.06 ind、1.72±0.14 ind和2.45±0.27 ind，不同密度下刺参的标准聚集规模之间也存在显著差异（P<0.05）。随着密度的升高，刺参的聚集率和标准聚集规模都显著增加（P<0.05）。

根据湿重将刺参分为小规格（4.37±0.63 g）、中规格（22.81±2.62 g）和大规格（102.41±5.74 g），分别代表底播刺参增养殖过程的投苗期、养成期和采收期，研究同一密度下规格对刺参集群行为的影响，结果表明：在10 ind/m2密度下，小规格、中规格和大规格刺参的聚集率分别为18.67±1.62%、48.83±0.73%、55.33±0.77%，三种规格刺参的聚集率之间存在显著差异（P<0.05）；刺参的标准聚集规模也受刺参规格的影响，小规格、中规格和大规格刺参的标准聚集规模分别为1.23±0.05 ind、1.71±0.06 ind和2.17±0.08 ind，不同规格刺参的标准聚集规模之间存在显著差异（P<0.05）。以上结果表明，刺参的规格会显著影响刺参的集群行为，随着规格的增大，刺参的聚集率和标准聚集规模都显著增加（P<0.05），规格越大的刺参，集群行为程度越高。

借助缩时摄影机分别记录三种规格的刺参在10 ind/m2密度下的集群行为在24小时周期内的变化情况，结果表明：小规格刺参的聚集率在0-50%内波动，聚集率高峰期出现在12:00-19:00，中规格刺参的聚集率在20%-80%内波动，聚集率高峰期出现在10:00-15:00，大规格刺参的聚集率在20%-80%范围内波动，高峰期出现在9:00-15:00；小规格刺参的标准聚集规模在1-2 ind内波动，标准聚集规模高峰期出现在13:00-19:00，中规格刺参的标准聚集规模在1-3 ind范围内波动，高峰期出现在11:00-15:00，大规格刺参的标准聚集规模在1-4 ind范围内波动，高峰期出现在11:00-15:00，且在13:00附近达到峰值。三种规格刺参在白天（6:00-18:00）的聚集率和标准聚集规模均显著高于夜间（18:00-6:00）（P<0.05），表明刺参的集群行为呈现“昼聚夜散”的特点。

3. 外因对刺参集群行为的影响

对大规格刺参进行为期15天的饥饿处理，分别在饥饿0天（对照组）、5天、10天和15天时取样，研究同一密度下饥饿状态对刺参集群行为的影响，结果表明：随着饥饿时间的延长，刺参的聚集率先降低，后升高，再保持稳定，饥饿5天的刺参聚集率显著低于饥饿0天、10天和15天的刺参（P<0.05），饥饿10天和15天的刺参的聚集率显著高于饥饿0天的刺参（P<0.05），但饥饿10天和15天的刺参聚集率之间不存在显著差异；不同饥饿状态下刺参的标准聚集规模呈现出与聚集率相同的变化规律，即先降低，后升高，再保持稳定，除饥饿10天和15天组之间外，其余各组之间刺参标准聚集规模都存在显著差异（P<0.05）。

选择三种常用的水产诱食剂DMPT、甜菜碱和鱿鱼内脏粉，设置三个浓度梯度（质量分数分别为0.1%、1%和10%），利用迷宫装置研究不同浓度不同种类诱食剂对刺参的诱集效果，结果表明：DMPT对刺参有排斥作用，随着质量分数的增加，排斥作用呈现出上升的趋势。甜菜碱和鱿鱼内脏粉对刺参有吸引作用，且吸引作用有随质量分数的增加而增强的趋势，具有作为刺参化学引诱剂的潜力。

研究丰富了刺集行为学研究的内容，初步查明了密度、规格、昼夜节律和饥饿因素对刺参集群行为的影响，并发现两种常用的水产诱食剂（甜菜碱和鱿鱼内脏粉）具有作为刺参化学引诱剂的潜力，为浅海底播刺参的资源科学评估和高效采捕策略研发提供了理论支持。