稻-鸭-虾种养模式中浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

荆煜宸; 徐智威; 顾泽茂

doi:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.03.007

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

稻-鸭-虾种养模式中浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

更新时间：2026-11-05

- 稻-鸭-虾种养模式中浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系
- Community structure of phytoplankton and its relationship with environmental factors in rice-duck-crayfish integrated model
- 华中农业大学学报 2025年44卷第3期页码：53-64
- 作者机构：
  
  1.华中农业大学水产学院/双水双绿研究院/长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心，武汉 430070
  2.湖北洪山实验室，武汉 430070
- 作者简介：
  
  荆煜宸，E-mail：2725670233@qq.com
  顾泽茂，E-mail：guzemao@mail.hzau.edu.cn
- 基金信息：
  
  湖北洪山实验室重大项目(2021hszd002);国家重点研发计划项目(2022YFD2400700);国家自然科学基金项目(32270481);湖北省第四批现代农业产业技术体系水产产业技术体系项目(2023HBSTX4-05);湖北省农业科技创新中心项目(2025-621-000-001-029)
- DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.03.007
  中图分类号： S917
- 收稿：2025-04-14，
  
  纸质出版：2025-05-06
- 稿件说明：
移动端阅览
荆煜宸，徐智威，顾泽茂.稻-鸭-虾种养模式中浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系［J］.华中农业大学学报，2025，44（3）：53‐64.

JING Yuchen,XU Zhiwei,GU Zemao.Community structure of phytoplankton and its relationship with environmental factors in rice-duck-crayfish integrated model[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2025,44(03):53-64.
荆煜宸，徐智威，顾泽茂.稻-鸭-虾种养模式中浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系［J］.华中农业大学学报，2025，44（3）：53‐64. DOI： 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.03.007.

JING Yuchen,XU Zhiwei,GU Zemao.Community structure of phytoplankton and its relationship with environmental factors in rice-duck-crayfish integrated model[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2025,44(03):53-64. DOI： 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.03.007.

摘要

为了精准把握稻-鸭-虾种养模式的投喂及水质调控，2023年3月-2024年1月连续监测了稻-鸭-虾种养模式（rice-duck-crayfish integrated model， RDCI）和稻-虾连作模式（rice-crayfish continuous culture model， RCCC）水体浮游植物及水体理化因子，以探究稻-鸭-虾种养模式中浮游植物的群落结构特征及其与环境因子的关系。结果显示：RDCI中共检出浮游植物8门214种，高于RCCC中的8门196种，2种模式群落组成均以绿藻门、硅藻门和裸藻门为主。RDCI中优势种（

≥0.02）共有18种，多于RCCC中的14种。RDCI中浮游植物密度的变化范围为0.52×10

~2.19×10

ind/L，最大和最小值分别出现在4月和6月；生物量的变化范围为3.10~29.41 mg/L，最大和最小值分别出现在5月和7月；浮游植物Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数的全年均值分别为2.45、0.67和1.15。与RCCC相比，RDCI中浮游植物密度在养虾期和越冬期较低，浮游植物生物量和多样性指数在养虾期、越冬期和水稻成熟期较高。冗余分析结果显示RDCI中浮游植物优势种受到水温、溶氧、总氮和总磷的影响。综上所述，相较于RCCC，RDCI中浮游植物多样性更高，均匀度更好，表明其群落结构较为复杂和稳定。浮游植物的物种组成及相关指数反映出RDCI在养虾期和越冬期降低了水体富营养化程度，同时在种稻期增加了水体养分，这有利于减少农业面源污染，促进农业的绿色发展。

Abstract

To accurately manage precise feeding and water quality regulation in the rice-duck-crayfish integrated model （RDCI）， continuous monitoring of phytoplankton and physicochemical parameters in the water was conducted from March 2023 to January 2024 in both the RDCI and the rice-crayfish continuous culture model （RCCC）. This study aimed to investigate the community structure characteristics of phytoplankton and their relationships with environmental factors in the RDCI system

.The results showed that a total of 214 species from 8 phyla of phytoplankton were found in the RDCI， which is higher than the 196 species from 8 phyla in the RCCC. Both systems were predominantly composed of Chlorophyta， Bacillariophyta， and Euglenophyta. The RDCI had 18 dominant species （

≥0.02）， more than the 14 in the RCCC. The density of phytoplankton in RDCI ranged from 0.52×10⁸ to 2.19×10⁸ ind/L， with the maximum observed in June and the minimum in April. The biomass ranged from 3.10 to 29.41 mg/L， with the maximum in May and the minimum in July. The annual mean values for the phytoplankton Margalef richness index， Pielou evenness index， and Shannon-Wiener diversity index were 2.45， 0.67， and 1.15， respectively. Compared with RCCC， the density of phytoplankton in RDCI was lower during the crayfish farming and overwintering stages， while the biomass and diversity indices of phytoplankton were higher during the crayfish farming， overwintering， and rice maturity stages.The redundancy analysis results showed that the dominant species of phytoplankton in RDCI were influenced by water temperature， dissolved oxygen， total nitrogen， and total phosphorus. In summary， compared with RCCC， RDCI exhibits higher phytoplankton diversity and better evenness， suggesting a more complex and stable community structure. The species composition of phytoplankton and related indices indicate that RDCI mitigates the degree of eutrophication in water during both the shrimp farming and the overwintering stages， while increasing nutrients levels during the rice planting stage. This approch is benificial for reducing non-point source pollution in agriculture and promoting green agricultural development.

关键词

Keywords

references

全国水产技术推广总站，中国水产学会.中国小龙虾产业发展报告（2024）［J］.中国水产，2024（7）：14-20.National Fisheries Technology Extension Center，China Society of Fisheries.China crayfish industry development report （2024）［J］.China fisheries，2024（7）：14-20 （in Chinese） .

张启发.“双水双绿”产业发展的理论与实践［M］.北京：科学出版社，2021：8-9.ZHANG Q F.Theory and practice of “Shuangshui shuanglü” industry development［M］.Beijing：Science Press，2021：8-9 （in Chinese） .

陈松文，江洋，汪金平，等.湖北省稻虾模式发展现状与对策分析［J］.华中农业大学学报，2020，39（2）：1-7.CHEN S W，JIANG Y，WANG J P，et al.Situation and countermeasures of integrated rice-crayfish farming in Hubei Province［J］.Journal of Huazhong Agricultural University，2020，39（2）：1-7 （in Chinese with English abstract） .

魏守辉，强胜，马波，等.长期稻鸭共作对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响［J］.植物生态学报，2006，30（1）：9-16.WEI S H，QIANG S，MA B，et al.Influence of long-term rice-duck far ming systems on the composition and diversity of weed communities in paddy fields［J］.Chinese journal of plant ecology，2006，30（1）：9-16 （in Chinese with English abstract） .

黄兴国.稻鸭生态种养对稻、鸭生长与营养品质及生态环境的影响研究［D］.长沙：湖南农业大学，2008.HUANG X G.Effects of integrated rice-duck farming on growth performance and nutritional quality of rice and ducks， and ecological environment of paddy fields［D］.Changsha：Hunan Agricultural University，2008 （in Chinese with English abstract） .

胡鉴轩.稻-鸭-虾模式中鸭品种筛选和氮磷平衡与循环的研究［D］.武汉：华中农业大学，2024.HU J X.Studies on screening duck varieties and nitrogen and phosphorus balance and cycle of rice-duck-crayfish integrated system［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2024 （in Chinese with English abstract） .

CAI Y Y，CAO Y J，TANG C Y.Evidence for the primary role of phytoplankton on nitrogen cycle in a subtropical reservoir：reflected by the stable isotope ratios of particulate nitrogen and total dissolved nitrogen［J/OL］.Frontiers in microbiology，2019，10：2202［2025-04-14］. https：//doi.org/10.3389/fmicb.2019.02202.

金晖.稻、鸭、鱼共育稻田浮游植物群落的研究［D］.武汉：华中农业大学，2009.JIN H.The study on the phytoplankton community in the rice fields cultivating ducks and fishes［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2009 （in Chinese with English abstract） .

SER-GIACOMI E，ZINGER L，MALVIYA S，et al.Ubiquitous abundance distribution of non-dominant plankton across the global ocean［J］.Nature ecology & evolution，2018，2（8）：1243-1249.

李成芳，曹凑贵，汪金平，等.稻鸭、稻鱼共作生态系统中稻田田面水的N素动态变化及淋溶损失［J］.环境科学学报，2008，28（10）：2125-2132.LI C F，CAO C G，WANG J P，et al.Dynamic variations and losses of N in floodwater of paddy fields in integrated rice-duck ecosystems［J］.Acta scientiae circumstantiae，2008，28（10）：2125-2132 （in Chinese with English abstract） .

CHEN L，XU J，WAN W T，et al.The microbiome structure of a rice-crayfish integrated breeding model and its association with crayfish growth and water quality［J/OL］.Microbiology spectrum，2022，10（2）：e0220421［2025-04-14］. https：//doi.org/10.1128/spectrum.02204-21.

孙文通，张庆阳，马旭洲，等.不同河蟹放养密度对养蟹稻田水环境及水稻产量影响的研究［J］.上海海洋大学学报，2014，23（3）：366-373.SUN W T，ZHANG Q Y，MA X Z，et al.A study on effects of different crab stocking density on water environment and rice yield［J］.Journal of Shanghai Ocean University，2014，23（3）：366-373 （in Chinese with English abstract） .

袁伟玲，曹凑贵，汪金平，等.稻鱼共作生态系统浮游植物群落结构和生物多样性［J］.生态学报，2010，30（1）：253-257.YUAN W L，CAO C G，WANG J P，et al.The community structure and diversity of phytoplankton in rice-fish ecological system［J］.Acta ecologica sinica，2010，30（1）：253-257 （in Chinese with English abstract） .

宋庆洋，米武娟，王斌梁，等.稻虾共作水体浮游植物群落结构特征分析［J］.水生生物学报，2019，43（2）：415-422.SONG Q Y，MI W J，WANG B L，et al.Characteristics of community structure of phytoplankton in the integrated rice- crayfish symbiosis farming system［J］.Acta hydrobiologica sinica，2019，43（2）：415-422 （in Chinese with English abstract） .

汪金平，曹凑贵，金晖，等.稻鸭共生对稻田水生生物群落的影响［J］.中国农业科学，2006，39（10）：2001-2008.WANG J P，CAO C G，JIN H，et al.Effects of rice-duck farming on aquatic community in rice fields［J］.Scientia agricultura sinica，2006，39（10）：2001-2008 （in Chinese with English abstract） .

章宗涉，黄祥飞.淡水浮游生物研究方法［M］.北京：科学出版社，1991：340-344.ZHANG Z S，HUANG X F.Methods for study on freshwater plankton［M］.Beijing：Science Press，1991：340-344 （in Chinese） .

胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类：系统、分类及生态［M］.北京：科学出版社，2006：29-900. HU H J，WEI Y X.The freshwater algae of China：systematics，taxonomy and ecology［M］.Beijing：Science Press，2006：29-900 （in Chinese） .

刘晓红，李校，彭志杰.生物多样性计算方法的探讨［J］.河北林果研究，2008，23（2）：166-168.LIU X H，LI X，PENG Z J.The discussion on calculation methods of biodiversity［J］.Hebei journal of forestry and orchard research，2008，23（2）：166-168 （in Chinese with English abstract） .

程慧俊.克氏原螯虾稻田养殖生态学的初步研究［D］.武汉：湖北大学，2014.CHENG H J.A preliminary study on the ecological aspects of culture the crayfish （ Procambarus clarkia ） in rice fields［D］.Wuhan：Hubei University，2014 （in Chinese with English abstract） .

郑敏.稻鸭共育稻田水体藻类多样性及其与氮磷相关性研究［D］.武汉：华中农业大学，2012.ZHRNG M.Study on algae diversity and its relationship with nitrogen and phosphorus in rice and duck co-breeding paddy fields［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2012 （in Chinese with English abstract） .

王晓莹，冯金侠，韦生宝，等.不同年限稻鸭共作对水体藻类群落结构的影响［J］.农业环境科学学报，2021，40（9）：1860-1868.WANG X Y，FENG J X，WEI S B，et al.Effects of different durations of rice-duck farming on the structure of algal communities in water［J］.Journal of agro-environment science，2021，40（9）：1860-1868 （in Chinese with English abstract） .

CHEN Y C，YU X，ZHU D J，et al.Possible influencing factors on phytoplankton growth and decay in rivers：review and perspective ［J］.Journal of hydraulics engineering，2014，33：186-195.

ZHANG Y，LI Z Y，KHOLODKEVICH S，et al.Microcystin-LR-induced changes of hepatopancreatic transcriptome，intestinal microbiota，and histopathology of freshwater crayfish （ Procambarus clarkii ）［J/OL］.Science of the total environment，2020，711：134549［2025-04-14］.https：//doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134549.

姚冬梅，张达娟，张树林，等.小球藻对凡纳滨对虾池塘微藻群落的影响及与环境因子的关系［J］.水产科学，2022，41（4）：581-588.YAO D M，ZHANG D J，ZHANG S L，et al.Effects of green alga chlorella vulgaris on microalga community and its relationship with environmental factors in pacific white shrimp Litopenaeus vannamei culture ponds［J］.Fisheries science，2022，41（4）：581-588 （in Chinese with English abstract） .

盛锋.稻鸭共育对稻田环境的影响及效益评估［D］.武汉：华中农业大学，2019.SHENG F.Effects of rice-duck farming on rice field environment and its benefit evaluation［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2019 （in Chinese with English abstract） .

张凯凯，万民熙，章真，等.纤细裸藻培养及其产物功能的研究与展望［J］.生物工程学报，2024，40（3）：705-721.ZHANG K K，WAN M X，ZHANG Z，et al.Advances of studies on culture and product functions of Euglena gracilis ［J］.Chinese journal of biotechnology，2024，40（3）：705-721 （in Chinese with English abstract） .

黄巍，余经纬，李玉成，等.“稻-鸭-虾”生态种养模式水体中的氮磷浓度及藻类生物量变化［J］.水土保持通报，2019，39（4）：229-235.HUANG W，YU J W，LI Y C，et al.Changes of nitrogen，phosphorus and algae in water under rice-duck-shrimp ecological planting and breeding model［J］.Bulletin of soil and water conservation，2019，39（4）：229-235 （in Chinese with English abstract） .

冯竞楠，曾昭琪，杨永华.不同培养基、温度、光照及pH值对卵形隐藻生长的影响［J］.河南大学学报（自然科学版），2005，35（2）：63-66. FENG J N，ZENG Z Q，YANG Y H.Effects of different culture media，temperature，illumination and pH on the growth of Cryptomonas ovata ［J］.Journal of Henan University （natural science），2005，35（2）：63-66 （in Chinese with English abstract） .

NALEWAJKO C，MURPHY T P.Effects of temperature，and availability of nitrogen and phosphorus on the abundance of Anabaena and Microcystis in Lake Biwa，Japan：an experimental approach［J］.Limnology，2001，2（1）：45-48.

张露，李滔，章叶飞，等.水深对克氏原鳌虾稻田养殖水体浮游植物群落结构的影响［J］.生态学杂志，2023，42（8）：1920-1927.ZHANG L，LI T，ZHANG Y F，et al.2023.Effects of water depth on phytoplankton community structure in rice- Procambarus clarkii cultivation model［J］.Chinese journal of ecology，42（8）：1920-1927 （in Chinese with English abstract） .

BORICS G，ABONYI A，SALMASO N，et al.Freshwater phytoplankton diversity：models，drivers and implications forecosystem properties［J］.Hydrobiologia，2021，848：53-75.

VALLINA S M，CERMENO P，DUTKIEWICZ S，et al.Phytoplankton functional diversity increases ecosystem productivity and stability［J］.Ecological modelling，2017，361：184-196.

赵孟绪，韩博平.汤溪水库蓝藻水华发生的影响因子分析［J］.生态学报，2005，25（7）：1554-1561. ZHAO M X，HAN B P.Analysis of factors affecting cyanobacteria bloom in a tropical reservoir （Tangxi Reservoir，China）［J］.Acta ecologica sinica，2005，25（7）：1554-1561 （in Chinese with English abstract） .

陈碧鹃，陈聚法，崔毅，等.莱州湾东部养殖区浮游植物的生态特征［J］.海洋水产研究，2001，22（3）：64-70. CHEN B J，CHEN J F，CUI Y，et al.The ecological characteristics of phytoplankton in the Eastern marineculture area of Laizhou Bay［J］.Marine fisheries reseach，2001，22（3）：64-70 （in Chinese with English abstract） .

房冬梅.长江中游宜昌至武穴江段浮游生物群落结构研究［D］.南京：南京农业大学，2015.FANG D M.Annual characteristics of plankton mmunities at yichang to wuxue section in the middle reac h of the Yangtze River［D］.Nanjing：Nanjing Agricultural University，2015 （in Chinese with English abstract） .

刘绍俊，吉正元，普发贵，等.星云湖浮游植物群落结构及水体营养状态生物评价［J］.安全与环境学报，2019，19（4）：1439-1447.LIU S J，JI Z Y，PU F G，et al.On phytoplankton community composition structure and biological assessment of water trophic state in Xingyun Lake［J］.Journal of safety and environment，2019，19（4）：1439-1447 （in Chinese with English abstract） .

覃丽蓉，李为，黄丰，等.莲虾共作池塘夏季浮游植物群落及其与环境因子关系［J］.生物资源，2019，41（6）：499-508.QIN L R，LI W，HUANG F，et al.Phytoplankton community and its relationship with environmental factors in lotus⁃crayfish culture pond in summer［J］.Biotic resources，2019，41（6）：499-508 （in Chinese with English abstract） .

孔繁翔，高光.大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考［J］.生态学报，2005，25（3）：589-595. KONG F X，GAO G.Hypothesis on cyanobacteria bloom-forming mechanism in large shallow eutrophic lakes［J］.Acta ecologica sinica，2005，25（3）：589-595 （in Chinese with English abstract） .

吴国平.不同氮磷和光照水平对小球藻（ Cholorella vulgaris ）和谷皮菱形藻（ Nitzchia palea ）生长的影响［D］.重庆：西南大学，2006.WU G P.Effects of nitrogen， phosphorus and light on the growth of Cholorella vulgaris and Nitzchia palea ［D］.Chongqing：Southwest University，2006 （in Chinese with English abstract） .

陈瑜，李继影，高昕，等.太湖东部水域浮游硅藻群落特征及其与环境因子关系［J］.环境监控与预警，2021，13（2）：44-50.CHEN Y，LI J Y，GAO X，et al.The relationship between planktonic diatom community and the environmental factors of the eastern eastern Taihu Lake［J］.Environmental monitoring and forewarning，2021，13（2）：44-50 （in Chinese with English abstract） .

方丽娟，刘德富，杨正健，等.水温对浮游植物群落结构的影响实验研究［J］.环境科学与技术，2014，37（S2）：45-50. FANG L J，LIU D F，YANG Z J，et al.Effects of water temperature on the phytoplankton community structure［J］.Environmental science & technology，2014，37（S2）：45-50 （in Chinese with English abstract） .

吴利，贾鑫，李为，等.稻虾共作稻田浮游植物群落格局及环境影响因子［J］.合肥师范学院学报，2024，42（3）：7-14.WU L，JIA X，LI W，et al.Phytoplankton community patterns and environmental influencing factors in integrated rice-crayfish symbiosis framing system［J］.Journal of Hefei Normal University，2024，42（3）：7-14 （in Chinese with English abstract） .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

清江流域恩施段浮游生物及鱼类资源现状调查

2个品种鸭稻田控草、除虫及捕食残余克氏原螯虾效率的比较

秸秆还田配施氮肥对水稻根际微生物的影响

山桐子IRAP标记开发及种质的分子鉴定

1株异养硝化-好氧反硝化菌株NF-1的分离鉴定、脱氮性能以及生物安全评价