Environmental influence on summer survival of Manila Clam Ruditapes philippinarum: A case study in an aquaculture bay  

環境因素對菲律賓蛤仔夏季存活的影響：以養殖海灣為例  

來源：Marine Environmental Research, Volume 192, 2023, 106242

《海洋環境研究》期刊，192卷 2023年 文章編號：106242

 

 

摘要內容

 

研究通過2019–2020年夏季對萊州灣菲律賓蛤仔養殖區的野外調查，探究環境因素對其夏季高死亡率的影響。結果顯示：2020年未發生大規模死亡事件，環境因子空間差異不顯著；而2019年8月中潮區出現顯著環境異常——最高水溫31.49°C、硫化氫(H?S)濃度峰值24.72 μmol/L、溶解氧(DO)最低值3.35 mg/L，同期該區域蛤仔存活率下降80%。糖原含量較肥滿度(CI)更敏感地反映蛤仔健康狀態，主成分分析表明高溫、低氧與H?S的協同脅迫是導致死亡的主因。  

 

研究目的

識別菲律賓蛤仔夏季大規模死亡的環境驅動機制  

 

評估多重環境脅迫（高溫、低氧、H?S）的協同效應  

 

驗證糖原含量與肥滿度作為蛤仔健康預警指標的適用性  

 

研究思路

混合監測策略：  

 

連續監測（每兩日）：底層水溫、溶解氧（YSI水質儀）  

 

月度野外調查：水環境（鹽度、葉綠素a、pH）、沉積環境（H?S、氧化還原電位Eh、有機碳OC）、蛤仔生理指標（存活率、糖原、CI）  

 

應急響應：當連續監測檢測到水溫>30°C或DO<5 mg/L時，立即觸發補充調查  

空間分區：  

 

高潮區（站點1#、2#）、中潮區（3#–5#）、低潮區（6#、7#）、混養區（8#–10#）  

數據分析：  

 

方差分析(ANOVA)比較區域/時間差異  

 

主成分分析(PCA)解析環境因子與死亡的關聯  

 

Pearson相關性檢驗生理指標與環境因子的關系  

 

測量數據及研究意義

水環境數據（圖2, 圖3）  

 

 

數據：2019年8月中潮區持續高溫（>30°C）、低氧（DO最低3.35 mg/L）；2020年無異常。  

 

意義：揭示高溫與低氧的時空耦合是死亡事件的觸發條件，為亞致死脅迫協同效應提供證據。  

沉積環境數據（圖4, 表1）  

 

 

數據：2019年8月中潮區H?S濃度驟升（23.08±2.40 μmol/L），Eh降至還原態（~170 mV）；OC含量較高（1.17%）。  

 

意義：證實高有機質沉積物在高溫下促進硫酸鹽還原菌活動，釋放毒性H?S，加劇低氧脅迫。  

蛤仔生理數據（圖5, 圖6）  

 

 

 

數據：2019年中潮區糖原含量7月顯著下降（早于CI變化），8月存活率暴跌80%；其他區域變化不顯著。  

 

意義：糖原含量是比CI更敏感的早期健康指標，為養殖預警提供關鍵參數。  

 

丹麥Unisense電極數據的詳細研究意義

 

使用Unisense微電極（丹麥）原位測定沉積物3–5 cm深處的H?S濃度和氧化還原電位(Eh)，其研究意義在于：  

高精度原位監測：  

 

避免傳統取樣導致的H?S氧化損失，準確捕獲沉積物微界面的還原狀態變化（圖4a顯示2019年8月中潮區H?S濃度異常峰值）。  

揭示環境鏈式反應：  

 

Eh數據（圖4b）顯示中潮區沉積物從氧化態（Eh>200 mV）突變為還原態（Eh~170 mV），直接關聯有機質厭氧分解產生的H?S爆發，闡明"高溫→低氧→H?S釋放"的級聯脅迫機制。  

量化毒性閾值：  

 

H?S濃度>20 μmol/L（雖低于實驗室單一脅迫致死限）與高溫/低氧協同作用下導致蛤仔生理崩潰，解釋亞致死條件死亡現象。  

 

結論

死亡主因：高溫、低氧與H?S的協同脅迫（非單一因素超標）導致蛤仔能量耗竭（糖原銳減）和生理崩潰（CI下降），2019年中潮區三重脅迫疊加引發80%死亡率（圖5, 圖7）。  

 

 

關鍵指標：糖原含量較CI更早反映脅迫（7月即顯著下降），是有效的早期預警指標（圖6b）。  

 

密度效應：高養殖密度（中潮區）加劇有機污染，促進低氧/H?S生成，增加死亡風險（表1顯示中潮區OC與H?S正相關）。  

 

管理建議：夏季需重點監控底層DO，及時干預；優化養殖密度，優先選擇水交換強的區域。