中华绒螯蟹对掩蔽所和垫层的选择性研究

刘凯，陈泽伟，江国青，马行空，王志红，葛家春*

[1.南京大学，江苏 南京 210023；2.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210017；3.南京市高淳区两湖（石臼湖、固城湖）管理中心，江苏 南京 211300]

中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis），又名河蟹，是方蟹科绒螯蟹属的经济甲壳类动物。其昼伏夜出，在野外喜栖于泥岸的洞穴，或匿藏于石砾及水草丛中，具有利用天然隐蔽物或人工材料作为藏身之所的习性。河蟹的栖息，分为穴居和隐居2 种，幼蟹穴居习性强于成蟹。掩蔽所不仅有利于河蟹躲避天敌捕食和竞争者攻击，还有利于越冬[1]。研究表明[2-3]，群养条件下，适当数量的掩蔽所，能够增加环境的复杂度，减少同类攻击次数，从而提高其成活率。此外，粗糙的沙砾底质和光滑的塑料底相比，锯缘青蟹（Scylla serrata）在沙砾上面的成活率更高[4]，因此垫层和掩蔽所在丰容（enrichment）中很重要。幼年的克氏原螯虾（Procambarus clarkii），已经具备了分辨同类性别的能力[5]，而幼蟹是否具有这个能力未见研究报道。此外，强光、异种入侵等，都会对甲壳类的行为产生影响，如在16 000 lx 光照下，克氏原螯虾活跃度变高[6]；在水迷宫中，克氏原螯虾幼虾显著回避较大体型河蟹[7]。但在强干扰下，河蟹的行为变化还未知。

丰容，动物园术语，统指给动物提供更适宜居住环境的措施，例如提供与野外相似的环境。丰容可以保持动物的野生行为和身心健康，减少刻板行为，还可以提高养殖动物的产量和质量[8-9]。在水生生物中，丰容的研究，主要集中在鱼类的观赏、试验、增养殖等方面[10]。如Pounder 等[11]研究发现，栖息地丰容（添加砾石和植物），可以减轻应激源的不利影响，增强虹鳟的恢复能力；Carbia 等[12]研究发现，结构复杂的栖息地，能够提高幼虾虎鱼（Bathygobius cocosensis）的认知能力。在甲壳类中，田捷[13]研究发现，在克氏原螯虾（Procambarus clarkii）的养殖中，社会丰容促进了霸王虾的产生。

在人工饲养中，掩蔽所和适宜的底质，能够满足甲壳类对安全性和趋触性的需求[4，14]。因此开发河蟹微生境的丰容技术，提高其养殖效率，是目前人工养殖中关注的重点。现通过观察分析河蟹对不同长度、开口的掩蔽所以及曾被栖息或占领过的垫层的选择性，探究其对掩蔽所和垫层的喜好程度，以期丰富河蟹微生境丰容技术，为今后的集约化生产实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 时间与地点

河蟹对垫层的选择试验，于2020年11月在江苏省淡水水产研究所实验室进行；河蟹对不同规格掩蔽所的选择试验，于2020年9月在南京大学生命科学学院动物行为实验室进行。

1.2 材料

（1）河蟹取自江苏省淡水水产研究所扬中基地，体质量（15.0±2.0）g，壳长（以头中部凹陷处到尾部垂线的距离为壳长）（3.0±0.2）cm，壳宽[15]（以壳的最宽处为壳宽）（3.7±0.3）cm。在室内暂养1 个月，水温22～26 ℃，盐度0.005%～0.010%，pH 值为6.8～7.4，白天光照强度500～800 lx，夜晚10 h 为黑暗。每2 d 投喂1 次饵料，投喂前虹吸残饵兼换水，换水量为40%。

（2）饲养箱。试验所用河蟹都是先养殖在饲养箱中，待进行试验时，将其转入40 cm×30 cm×16 cm的水箱。河蟹群体饲养掩蔽所选择试验采用水箱（77 cm×55 cm×22 cm）作为饲养箱；单独饲养垫层选择试验采用底直径16 cm、高24 cm 的圆桶型容器作为饲养箱。

（3）掩蔽所。取长度不同但内径相同的塑料管（9 cm 与18 cm）各一个，捆绑作为掩蔽所A[图1（a）]；将直径6 cm 矿泉水瓶的底部剪去，其有效长度为18 cm，保留瓶盖的为一端开口的掩蔽所，去除瓶盖的为两端开口的掩蔽所，取2 种掩蔽所各1 个，捆绑作为掩蔽所B[图1（b）]；选用大小为14 cm×10 cm 毛糙的绿色尼龙布作为垫层，即市售百洁布[图1（c）]。

图1 掩蔽所试验材料

（4）饲料。采用江苏省淡水水产研究所自行研制的河蟹饲料，主要原料为鱼粉、豆粨、花生粨、棉粨、小麦粉、鱿鱼膏和虾壳粉等。产品成分:粗蛋白质≥32.0%、粗脂肪≥4.0%、粗纤维≤7.0%、粗灰分≤18.0%和水分≤12.0%。

（5）其他材料。试验用光源为冷光，光源型号为DBL-QPD-003。溶解氧测量仪采用Polymetron 9582。

1.3 试验方法

1.3.1 群体饲养下河蟹对不同长度掩蔽所的选择

为模拟现行的群体养殖，选取25 只相同规格河蟹，放入4 个试验箱中（7，6，6，6 只）群养。箱子的正中放置和河蟹数量一样掩蔽所A，并用石块固定，保证每只河蟹都有二选一的机会（图2）。采用点取样法，每天08:00—09:00、13:00—14:00、18:00—19:00、23:00—24:00 各观察1 次，统计河蟹进入掩蔽所的只数，连续观察7 d。试验过程中，若发生河蟹死亡，则补充新的河蟹。

图2 掩蔽所选择试验方法

1.3.2 群体饲养下河蟹对不同开口掩蔽所的选择

在箱子正中放置和河蟹数量一样的掩蔽所B，其余操作方法同1.3.1。试验完，测定不同掩蔽所内溶解氧。

1.3.3 单体饲养无干扰下对不同曾占有垫层的选择

为模拟未来集约化单养模式，选取120 只大小相等、雌雄各半的河蟹，放入配有1 个垫层的饲养箱中。单养3 d 后，将单只河蟹移入新的观察箱内，观察箱正中间隔一定的距离放置2 个不同的垫层（图3）。在黑暗情况下任其选择，排除视觉干扰。新垫层指提前用清水浸泡1 d 的垫层，自己垫层指河蟹单养时自身使用过的垫层，同性垫层指同组试验中其他同性别的河蟹单养时使用过的垫层，异性垫层选用方法同上。

图3 垫层选择试验方法

试验分为3 组，每组30 只河蟹。3 组分别为:新垫层/自己垫层组、新垫层/同性垫层组和新垫层/异性垫层，除使用垫层不同外，其余试验方法同上。

采用连续取样法，放入河蟹后，0.5 h 以内记录河蟹面对2 种垫层时的选择行为，以及在新旧垫层的占据时间和在外围游荡时间。

1.3.4 单体饲养强干扰下对不同曾占有垫层的选择

本试验中，使用强光和克氏原螯虾探究强干扰下河蟹的选择。试验在暗室中进行，箱子上方用光源照明，使得箱子正中光照强度为10 000 lx。箱中放入1 只亚成体的克氏原螯虾，若其跑到了垫层上，人工将其拨开。其余操作同1.3.3。

1.4 数据处理

使用R 软件对试验数据进行处理，采用单样本百分率差异检验，比较各组河蟹对掩蔽所的选择参数间统计性差异，2.58＞|u|＞1.96 为显著差异，|u|＞2.58 极显著差异；对时间和河蟹对掩蔽所选择的之间关联性使用二联表卡方检验，P＜0.05 为显著关联，P＜0.01 为极显著关联；采用双样本t 检验，比较各组河蟹对垫层选择的统计性差异，P＜0.05 为差异显著，P＜0.01 为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 河蟹对不同长度掩蔽所的选择比例

试验共得到606 只河蟹的选择数据，将其记为总选择数。记录时，有些河蟹在箱底活动并没有进入掩蔽所，所以只有362 只河蟹在不同掩蔽所之间做出了选择，将其记为有效选择数。白天的数据为早上、中午、下午的总和。

河蟹对不同长度掩蔽所和箱底的选择比例及百分比显著性检验结果见表1 和2。河蟹对18 cm 长掩蔽所的选择率（选择率为75%），极显著高于9 cm长的掩蔽所（选择率25%），而且白天对掩蔽所的选择率（选择率63%），极显著高于箱底（选择率37%），夜晚则无明显选择倾向。

表1 河蟹对不同长度掩蔽所的选择比例及百分比显著性检验①

表2 河蟹对掩蔽所和箱底的选择比例及百分比显著性检验①

河蟹选择掩蔽所数量和时间的关联性检验结果见3。由表3 可见，河蟹对不同长度掩蔽所的选择率和时间无显著关联，而掩蔽所和箱底的选择率和时间具有极显著关联，白天河蟹极显著选择掩蔽所。

表3 河蟹选择掩蔽所数量和时间的关联性检验结果

2.2 河蟹对不同开口掩蔽所的选择比例

本试验中，总选择数为825，有效选择数为553，白天一栏的含义同上。试验测定10 个一端开口和10 个两端开口的掩蔽所溶解氧值。

河蟹对不同开口掩蔽所和箱底的选择比例及百分比显著性检验结果见表4、5。由表4、5 可见，在群体饲养条件下，河蟹对两端开口掩蔽所的选择性（选择率为71%）极显著高于一端开口的掩蔽所（选择率29%），而且白天时掩蔽所的选择率（选择率为72%）极显著高于箱底（选择率为28%），夜晚时则无明显选择倾向。

表4 河蟹不同开口掩蔽所的选择比例及百分比显著性检验①

表5 河蟹对掩蔽所和箱底的选择比例及百分比显著性检验①

河蟹选择掩蔽所数量和时间的关联性检验的结果见表6。由表6 可见，河蟹对不同开口掩蔽所的选择率和时间无显著关联性，而掩蔽所和箱底的选择率和时间具有极显著关联性，白天河蟹极显著选择掩蔽所。

表6 河蟹选择掩蔽所数量和时间的关联性检验结果

不同开口掩蔽所中溶解氧及t 检验的结果见表7。由表7 可见，两端开口的掩蔽所溶解氧含量，显著大于一端开口的掩蔽所溶解氧含量。

表7 不同开口掩蔽所中溶解氧及t 检验结果①

2.3 无干扰下河蟹在垫层的停留时间

在试验过程中，最短的时间间隔设置为10 s，若试验过程中河蟹在箱底停留的时间不足10 s，仍然记录为10 s。试验中河蟹有部分时间停留在箱底上，这一段时间视作河蟹没有在垫层之间做出有效选择，所以不包含在新旧垫层间的分析之中。将河蟹停留在自己/异性/同性曾占有的垫层和新垫层上的时长之和，记为垫层停留时间。

河蟹在自己/异性/同性曾占有的垫层和新垫层之上的停留时间及双尾t 检验结果见表8。由表8可见，在单独饲养且无干扰的情况下，雄河蟹对自己垫层没有明显偏好（仅单尾显著，P＜0.05），对异性和同性垫层有极显著偏好，雌性对3 种旧垫层都表现出极显著偏好，河蟹总体对3 种旧垫层有极显著偏好。

表8 河蟹在自己/异性/同性曾占有的垫层和新垫层之上的停留时间及双尾t 检验结果

河蟹在垫层和箱底之上的停留时间及双尾t 检验结果见表9。由表9 可见，在3 组试验中，河蟹对对毛糙垫层的选择率极显著高于光滑箱底。

表9 河蟹在垫层和箱底之上的停留时间及双尾t 检验（P 值）结果

2.4 强干扰下河蟹在垫层的停留时间

试验最短时间的设置和数据的处理方法同2.3。强干扰下河蟹在自己/异性/同性曾占有的垫层和新垫层之间的停留时间及双尾t 检验结果见表10。由表10 可见，单独饲养且强干扰（强光、异种入侵、人类干扰）情况下，河蟹对新旧垫层没有表现出明显偏好。

表10 强干扰下河蟹在自己/异性/同性曾占有的垫层和新垫层之间的停留时间及双尾t 检验结果

强干扰下河蟹在垫层和箱底之间的选择时间及双尾t 检验见表11。由表11 可见，河蟹对对毛糙垫层的选择率极显著高于光滑箱底。

表11 强干扰下河蟹在垫层和箱底之间的选择时间及双尾t 检验

3 讨论

3.1 河蟹对不同长度掩蔽所的选择

矿泉水瓶易得性高，方便推广，而且大小符合试验要求，故本试验掩蔽所采用矿泉水瓶制作。掩蔽所颜色、空间大小、长度等均会影响河蟹的选择。

本试验中，河蟹极显著选择较长的掩蔽所，这和唐建清等[16]的试验中克氏原螯虾偏好选择长于自己体长掩蔽所的结果相似。猜测安全感影响了河蟹的选择，在较短的掩蔽所中，河蟹腿露出，缺少安全感。试验中较短掩蔽所为9 cm（三倍壳长），因为预试验中，河蟹不会选择长度太短的掩蔽所。虽然野外河蟹的洞穴深度是20～80 cm[1]，但试验中没有使用更长的掩蔽所，因为这对于工厂化养殖并不适用。

3.2 河蟹对不同开口掩蔽所的选择

河蟹极显著偏好两端开口的掩蔽所。但Ghia等[17]试验发现，螯虾（Austropotamobius pallipes complex）偏向选择一端开口的掩蔽所，光照强度和捕食者影响了螯虾的选择。本试验中，这2 个影响因素均不存在。河蟹偏好氧气充足的环境[18]，推测掩蔽所中溶解氧的不同，导致了这一结果，表7 也证实了这一结果。

在2 个掩蔽所选择试验中，对于掩蔽所和箱底，早上和中午河蟹极显著选择掩蔽所，因为掩蔽所满足了甲壳类安全性和趋触性的要求[14]。夜晚，河蟹选择倾向不明显，这是因为甲壳类动物昼伏夜出的习性[19]。下午，2 个试验中选择结果不同，该差异可能因为记录时间（18:00—19:00）刚好处在河蟹摄食曲线快速变化区[20]。

3.3 无干扰下对不同曾占有垫层的选择

在单体养殖中，盒子已经发挥了掩蔽所的作用，而垫层粗糙多孔，既可以防滑，还具有一定的净化功能。预试验中，用氯化铵（NH4Cl）模拟河蟹化学信号，0.5 h 内新旧垫层（相距15 cm）的ρ（NH4+）仍有差别，1 h 后无差别，故试验选用0.5 h。

无干扰的情况下，河蟹对3 种旧垫层显著偏好。因为本试验在较黑暗环境进行，河蟹不能根据视觉做出选择，而且甲壳类的触角可以感受水中信号分子[21]，信号分子还会影响其的行为和发育，比如攻击性，心跳，蜕壳等[22-24]，故推测河蟹行为是由旧垫层残留气味介导的。本试验没有异性和同性垫层之间的选择试验，所以主导该行为的气味分子和性别的关系有待进一步验证。

面对粗糙的垫层和光滑的箱底，河蟹极显著偏好垫层，这可能因为垫层满足了河蟹的趋触性[4]。在刘琦[25]试验中，面对光滑的PVC 管和粗糙的百洁布掩蔽所，河蟹极显著选择百洁布掩蔽所，这和本试验的结果是一致的。

3.4 强干扰下对不同曾占有垫层的选择

为了探究异种威胁状态下河蟹的选择行为，引入强光、活体动物、人类等强干扰。压力会改变水生生物的行为模式，过大的压力会影响水生生物的产量，甚至导致水生生物的死亡[26]。在本试验中，河蟹行为也发生显著变化，其对新旧垫层没有表现出明显偏好。文献[27]研究表明，当存在潜在捕食者时，龙虾（Palinurus elephas）对掩蔽所的偏好消失，这和本试验结果有相似之处。

甲壳动物主要通过化学感受器获得其生存环境的信息，从而表现出摄食、逃避捕食者等行为反应[28-29]。然而强干扰下，河蟹对于深色的毛糙垫层的偏好并未改变。推测强干扰之下，决定河蟹行为的是趋触性，而不是气味。

4 结语

建议在河蟹集约化养殖中，依据河蟹个体大小，设置两端开口的河蟹六倍壳长的掩蔽所，方便河蟹栖息；为了河蟹安静栖息，在饲养盒基底层设置毛糙垫层，且尽量减少更换频次，在必须更换垫层时，对垫层作信息化预处理。