水族缸附壁藻组成及其水质环境分析

刘 畅， 杨 惠， 骆锟峰， 周艾丽， 高云霓

（河南师范大学水产学院， 河南 新乡453007）

近年来，我国国民经济迅速发展，人民生活水平日益提高，物质条件的满足刺激了精神文化的需要，也推动我国水族产业走上蓬勃发展之路。小到小巧玲珑的水族缸，大到气势恢宏的海洋馆，水族产业发展已初具规模[1]。然而，在水族缸观赏鱼养殖过程中，水族缸内壁易滋生附着藻，成为影响水族景观价值和观赏鱼养殖环境的重要制约因素之一[2]。关于水族缸内壁附着藻类组成和成因仍缺乏研究。为此，本研究以形成附壁藻的6个水族缸和内壁无附着藻的1个水族缸为对象，分类鉴定水族缸附壁藻种类并测定水族缸水质指标，从而分析水族缸附壁藻组成特征及其生长环境特点，旨在为进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础资料。

1 材料与方法

1.1 样品采集

试验水族缸位于河南师范大学水产学院校内基地玻璃房中，尺寸大小为150 cm×60 cm×80 cm，共7个水族缸。其中，1#-6#水族缸内壁均附有不同形态的附壁藻（图1），另设一内壁无附壁藻类的水族缸为对照。

附壁藻采集：用小勺子刮取或镊子夹取1#-6#水族缸四周内壁附着的绿色片状物质，放于洗净的矿泉水瓶中，带回实验室，鲁哥氏液固定。

水样采集：取各水族缸水样1000 mL，用于各项水质指标测定。同时现场测定水族缸所处最大光照强度、水温、pH、溶氧、电导、氧化还原电位等。

1.2 指标测定

光学显微镜下制片对采集的附壁藻类进行鉴定，并根据每种藻类出现的频率对优势藻种进行估测。每个藻样重复镜检三次，并拍照鉴定。

光照强度采用照度计（AS823）测定；温度、pH、溶解氧、电导率、氧化还原电位（ORP）采用便携式水质分析仪（HACH）测定；丙酮提取-分光光度法测定叶绿素a；非色散红外吸收法测定总有机碳（DOC）、无机碳（DIC）、总碳（DTC）[3]；紫外吸收法测定硝态氮（NO3-N）[3]；酸性高锰酸钾法测定化学需氧量（COD）；酸碱滴定法测定碱度；EDTA络合滴定法（GB 7477—87）测定硬度；邻菲啰啉吸光光度法测定铁离子；吸光光度法测定可溶性活性磷；纳氏试剂法测定氨态氮；重氮-偶氮光度法测定亚硝态氮（NO2-N）；过硫酸钾-硼酸-氢氧化钠加压联合消化法测定总氮和总磷[4]。实验室测定指标（除叶绿素a）均重复分析3次，取平均值和标准偏差。

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

2 结果与分析

2.1 附壁藻种类组成

6个水族缸附壁藻的主要种类组成和丰富度不同（表1）。1#水族缸3门9属12种，其中绿藻有9种；2#水族缸3门9属9种，其中蓝藻4种；3#水族缸3门8属8种，其中蓝藻4种；4#水族缸3门8属8种，其中蓝藻和绿藻各3种；5#水族缸2门3属3种，其中蓝藻2种；6#水族缸4门10属10种，其中绿藻4种，蓝藻3种，硅藻2种，裸藻1种。

镜检过程中发现，2#、5#和6#水族缸附壁藻中，蓝藻门微囊藻占优势；3#水族缸则以蓝藻门假鱼腥藻为优势；1#水族缸以绿藻门网状空星藻为优势；4#水族缸以绿藻门鞘藻为优势。

表1 各水族缸附壁藻种类组成Table 1 Species composition of periphyton algae on the walls of each aquarium tank

2.2 水质环境特征

各水族缸水质参数测定结果如表2所示。其中采样阶段水族缸光照强度范围为4070 lux-25130 lux，其中4#光照最强，5#光照最弱，这与水族缸在玻璃房中所处位置不同有关。采样时间为上午，下午可能各水族缸光照强度会发生变化。各水族缸水温、pH、DO、ORP等指标差异不明显。1#水族缸电导率最低，仅335.00 μS/cm，2#和4#分 别 为578.00 μS/cm 和576.00 μS/cm，3#、5# 和6# 分 别 为771.00 μS/cm、749.00 μS/cm和704.00 μS/cm，对照缸最高，为1301.00 μS/cm。对照缸叶绿素a含量最高，达268.12 μg/L，其次为5#和6#，达61.86 μg/L和51.65 μg/L，1# 为33.44 μg/L，4# 为15.98 μg/L，2#和3#最低，分别为5.98 μg/L和5.84 μg/L。

对照缸的总溶解态碳（DTC）含量最高，达115.13 mg/L，其次是3#和4#，1#最低，为45.33 mg/L。对照缸的溶解态无机碳（DIC）含量也最高，达77.09 mg/L，6#最低，仅为12.33 mg/L。4#水族缸有机质含量最高，溶解态有机碳（DOC）和化学需氧量（COD）均为最高，分别为58.53 mg/L和39.77 mg/L，1#最低，分别为24.66 mg/L和12.90 mg/L。对照缸碱度最高，为5.80 mmol/L，6#最低，为1.11 mmol/L。6#水族缸硬度最高，为11.27 mmol/L，1#最低，为2.62 mmol/L。7个水族缸中铁离子含量范围为0.01-0.07 mg/L。4#、6#和对照缸总氮含量相对最高，分别为15.87 mg/L、18.74 mg/L和13.58 mg/L，1#最低，仅为0.99 mg/L。6#水族缸硝态氮含量最高，为9.54 mg/L，1#最低，为0.01 mg/L。5#水族缸亚硝态氮最高，为3.00 mg/L，1#最低，为0.04 mg/L。3#水族缸氨氮含量最高，为1.10 mg/L，1#最低，为0.45 mg/L。6#水族缸总磷和活性磷含量均最高，分别为3.36 mg/L和0.26 mg/L，1#最低，分别为0.05 mg/L和0.01 mg/L。

表2 各水族缸水质理化指标Table 2 Physic-chemical data of water quality of each aquarium tank

2.3 水族缸附壁藻种类组成与水质环境因子的相关分析

对照缸电导率、总溶解态碳、溶解态无机碳、碱度水平均较高，大部分指标均高于滋生附壁藻的水族缸，叶绿素a含量也最高。相关分析结果显示，水族缸附壁藻的组成种数与其所处水环境的电导率、DTC、亚硝态氮含量显著负相关（P ＜0.05，表3）。

表3 水族缸附壁藻的组成种数与各项理化因子相关系数Table 3 The correlation between the species number of periphyton algae in aquarium tanks and various physicchemical parameters

3 讨论

水中着生藻类组成受环境和附着基质影响。鄱阳湖着生藻类中，硅藻门最多，其次为绿藻门、蓝藻门、裸藻门、甲藻门[5]。明水期松花江哈尔滨段表层和底层着生藻类均以硅藻门最多[6]。甘河上游着生藻类主要是硅藻门、绿藻门，中下游主要是硅藻门、蓝藻门，少数点位硅藻门占比为100%[7]。而本研究水族缸中附壁藻类以蓝藻和绿藻种类数较多，硅藻较少。这与水族缸水质、水文环境和玻璃基质有关。水族缸中，附着绿藻或蓝藻可在缸壁形成斑点状、苔状、丝状等多种形态，影响水族缸观赏价值和维护。

本次调查的6个水族缸附壁藻形态以苔藓状为主，但各缸种类组成存在差别，可能与水环境参数有关。无附壁藻生长对照缸中总溶解碳、溶解态无机碳、碱度和叶绿素a含量最高。水族缸附壁藻种类数与电导率、总溶解碳、亚硝态氮显著负相关（P ＜0.05）。电导率的变化可以引起藻类多样性和群落结构的改变[8]。部分硅藻、蓝藻和绿藻的生长与电导率呈负相关，在电导率较低时生长较快[9]。总溶解碳包括溶解无机碳和溶解有机碳。适当提高水体中的无机碳浓度能够改变蓝藻门和绿藻门种类的比例[10]。氮的含量也是影响藻类生长的重要因子。水体中的氮可以分为无机氮和有机氮，而无机氮包括氨氮、硝态氮和亚硝态氮。各种形式无机氮均可作为藻类的氮源，但不同藻类对不同形式氮的吸收能力有差异[11]。光照强度、温度、pH值、N、P等营养盐以及水流速度等因素共同作用于藻类生长。关于水族缸附壁藻与理化因子的关系有待进一步研究。

4 结论

水族缸附壁藻主要由蓝藻门、绿藻门、硅藻门和裸藻门组成，其中蓝藻门或绿藻门种类占优势。不同水族缸的养殖水环境条件存在差异，所以其附壁藻类组成也不同。水族缸电导率、总碳、亚硝态氮与附壁藻种数呈负相关，可能是影响水族缸附壁藻类多样性的主要环境因子。