水族缸附壁藻組成及其水質環境分析

劉 暢， 楊 惠， 駱錕峰， 周艾麗， 高云霓

（河南師范大學水產學院， 河南 新鄉453007）

近年來，我國國民經濟迅速發展，人民生活水平日益提高，物質條件的滿足刺激了精神文化的需要，也推動我國水族產業走上蓬勃發展之路。小到小巧玲瓏的水族缸，大到氣勢恢宏的海洋館，水族產業發展已初具規模[1]。然而，在水族缸觀賞魚養殖過程中，水族缸內壁易滋生附著藻，成為影響水族景觀價值和觀賞魚養殖環境的重要制約因素之一[2]。關于水族缸內壁附著藻類組成和成因仍缺乏研究。為此，本研究以形成附壁藻的6個水族缸和內壁無附著藻的1個水族缸為對象，分類鑒定水族缸附壁藻種類并測定水族缸水質指標，從而分析水族缸附壁藻組成特征及其生長環境特點，旨在為進一步了解水族缸附壁藻的成因和防治水族缸附壁藻提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

試驗水族缸位于河南師范大學水產學院校內基地玻璃房中，尺寸大小為150 cm×60 cm×80 cm，共7個水族缸。其中，1#-6#水族缸內壁均附有不同形態的附壁藻（圖1），另設一內壁無附壁藻類的水族缸為對照。

附壁藻采集：用小勺子刮取或鑷子夾取1#-6#水族缸四周內壁附著的綠色片狀物質，放于洗凈的礦泉水瓶中，帶回實驗室，魯哥氏液固定。

水樣采集：取各水族缸水樣1000 mL，用于各項水質指標測定。同時現場測定水族缸所處最大光照強度、水溫、pH、溶氧、電導、氧化還原電位等。

1.2 指標測定

光學顯微鏡下制片對采集的附壁藻類進行鑒定，并根據每種藻類出現的頻率對優勢藻種進行估測。每個藻樣重復鏡檢三次，并拍照鑒定。

光照強度采用照度計（AS823）測定；溫度、pH、溶解氧、電導率、氧化還原電位（ORP）采用便攜式水質分析儀（HACH）測定；丙酮提取-分光光度法測定葉綠素a；非色散紅外吸收法測定總有機碳（DOC）、無機碳（DIC）、總碳（DTC）[3]；紫外吸收法測定硝態氮（NO3-N）[3]；酸性高錳酸鉀法測定化學需氧量（COD）；酸堿滴定法測定堿度；EDTA絡合滴定法（GB 7477—87）測定硬度；鄰菲啰啉吸光光度法測定鐵離子；吸光光度法測定可溶性活性磷；納氏試劑法測定氨態氮；重氮-偶氮光度法測定亞硝態氮（NO2-N）；過硫酸鉀-硼酸-氫氧化鈉加壓聯合消化法測定總氮和總磷[4]。實驗室測定指標（除葉綠素a）均重復分析3次，取平均值和標準偏差。

圖1 1#-6#水族缸附壁藻形態Figure.1 The morphology of periphyton algae on the walls of 1#-6# aquarium tanks

2 結果與分析

2.1 附壁藻種類組成

6個水族缸附壁藻的主要種類組成和豐富度不同（表1）。1#水族缸3門9屬12種，其中綠藻有9種；2#水族缸3門9屬9種，其中藍藻4種；3#水族缸3門8屬8種，其中藍藻4種；4#水族缸3門8屬8種，其中藍藻和綠藻各3種；5#水族缸2門3屬3種，其中藍藻2種；6#水族缸4門10屬10種，其中綠藻4種，藍藻3種，硅藻2種，裸藻1種。

鏡檢過程中發現，2#、5#和6#水族缸附壁藻中，藍藻門微囊藻占優勢；3#水族缸則以藍藻門假魚腥藻為優勢；1#水族缸以綠藻門網狀空星藻為優勢；4#水族缸以綠藻門鞘藻為優勢。

表1 各水族缸附壁藻種類組成Table 1 Species composition of periphyton algae on the walls of each aquarium tank

2.2 水質環境特征

各水族缸水質參數測定結果如表2所示。其中采樣階段水族缸光照強度范圍為4070 lux-25130 lux，其中4#光照最強，5#光照最弱，這與水族缸在玻璃房中所處位置不同有關。采樣時間為上午，下午可能各水族缸光照強度會發生變化。各水族缸水溫、pH、DO、ORP等指標差異不明顯。1#水族缸電導率最低，僅335.00 μS/cm，2#和4#分 別 為578.00 μS/cm 和576.00 μS/cm，3#、5# 和6# 分 別 為771.00 μS/cm、749.00 μS/cm和704.00 μS/cm，對照缸最高，為1301.00 μS/cm。對照缸葉綠素a含量最高，達268.12 μg/L，其次為5#和6#，達61.86 μg/L和51.65 μg/L，1# 為33.44 μg/L，4# 為15.98 μg/L，2#和3#最低，分別為5.98 μg/L和5.84 μg/L。

對照缸的總溶解態碳（DTC）含量最高，達115.13 mg/L，其次是3#和4#，1#最低，為45.33 mg/L。對照缸的溶解態無機碳（DIC）含量也最高，達77.09 mg/L，6#最低，僅為12.33 mg/L。4#水族缸有機質含量最高，溶解態有機碳（DOC）和化學需氧量（COD）均為最高，分別為58.53 mg/L和39.77 mg/L，1#最低，分別為24.66 mg/L和12.90 mg/L。對照缸堿度最高，為5.80 mmol/L，6#最低，為1.11 mmol/L。6#水族缸硬度最高，為11.27 mmol/L，1#最低，為2.62 mmol/L。7個水族缸中鐵離子含量范圍為0.01-0.07 mg/L。4#、6#和對照缸總氮含量相對最高，分別為15.87 mg/L、18.74 mg/L和13.58 mg/L，1#最低，僅為0.99 mg/L。6#水族缸硝態氮含量最高，為9.54 mg/L，1#最低，為0.01 mg/L。5#水族缸亞硝態氮最高，為3.00 mg/L，1#最低，為0.04 mg/L。3#水族缸氨氮含量最高，為1.10 mg/L，1#最低，為0.45 mg/L。6#水族缸總磷和活性磷含量均最高，分別為3.36 mg/L和0.26 mg/L，1#最低，分別為0.05 mg/L和0.01 mg/L。

表2 各水族缸水質理化指標Table 2 Physic-chemical data of water quality of each aquarium tank

2.3 水族缸附壁藻種類組成與水質環境因子的相關分析

對照缸電導率、總溶解態碳、溶解態無機碳、堿度水平均較高，大部分指標均高于滋生附壁藻的水族缸，葉綠素a含量也最高。相關分析結果顯示，水族缸附壁藻的組成種數與其所處水環境的電導率、DTC、亞硝態氮含量顯著負相關（P ＜0.05，表3）。

表3 水族缸附壁藻的組成種數與各項理化因子相關系數Table 3 The correlation between the species number of periphyton algae in aquarium tanks and various physicchemical parameters

3 討論

水中著生藻類組成受環境和附著基質影響。鄱陽湖著生藻類中，硅藻門最多，其次為綠藻門、藍藻門、裸藻門、甲藻門[5]。明水期松花江哈爾濱段表層和底層著生藻類均以硅藻門最多[6]。甘河上游著生藻類主要是硅藻門、綠藻門，中下游主要是硅藻門、藍藻門，少數點位硅藻門占比為100%[7]。而本研究水族缸中附壁藻類以藍藻和綠藻種類數較多，硅藻較少。這與水族缸水質、水文環境和玻璃基質有關。水族缸中，附著綠藻或藍藻可在缸壁形成斑點狀、苔狀、絲狀等多種形態，影響水族缸觀賞價值和維護。

本次調查的6個水族缸附壁藻形態以苔蘚狀為主，但各缸種類組成存在差別，可能與水環境參數有關。無附壁藻生長對照缸中總溶解碳、溶解態無機碳、堿度和葉綠素a含量最高。水族缸附壁藻種類數與電導率、總溶解碳、亞硝態氮顯著負相關（P ＜0.05）。電導率的變化可以引起藻類多樣性和群落結構的改變[8]。部分硅藻、藍藻和綠藻的生長與電導率呈負相關，在電導率較低時生長較快[9]。總溶解碳包括溶解無機碳和溶解有機碳。適當提高水體中的無機碳濃度能夠改變藍藻門和綠藻門種類的比例[10]。氮的含量也是影響藻類生長的重要因子。水體中的氮可以分為無機氮和有機氮，而無機氮包括氨氮、硝態氮和亞硝態氮。各種形式無機氮均可作為藻類的氮源，但不同藻類對不同形式氮的吸收能力有差異[11]。光照強度、溫度、pH值、N、P等營養鹽以及水流速度等因素共同作用于藻類生長。關于水族缸附壁藻與理化因子的關系有待進一步研究。

4 結論

水族缸附壁藻主要由藍藻門、綠藻門、硅藻門和裸藻門組成，其中藍藻門或綠藻門種類占優勢。不同水族缸的養殖水環境條件存在差異，所以其附壁藻類組成也不同。水族缸電導率、總碳、亞硝態氮與附壁藻種數呈負相關，可能是影響水族缸附壁藻類多樣性的主要環境因子。