养殖池塘硅藻一新记录种—小塘生藻（Eolimna subminuscula）的形态和生境特征

代杜娟，张曼，范良义，杜海娜，董静，高云霓，李学军

（河南师范大学水产学院，河南 新乡 453007）

《中国渔业统计年鉴2020》数据显示，2019 年我国淡水养殖中池塘养殖所占比重高达51.69%，是淡水养殖的主要养殖方式。池塘养殖在带来巨大产量及经济效益的同时也带来了一系列生态环境问题。水质的优劣直接关系着养殖水产品的质量与安全。常用来反映水质的指标有水体理化指标和生物指标等。浮游藻类作为水域生态系统中的初级生产者，与水环境、水体水质状况关联，常用来做水环境水体评价指标。

为摸清河南养殖池塘藻类多样性，提升池塘集约化养殖水质管理水平，在2019 年春、夏两季共采集349 个养殖池塘水样，涵盖全省18 个市。在鉴定中，硅藻细胞形态上复杂多变，通常通过观察其细胞壁形态、结构和纹饰等特征对硅藻门藻类进行分类，而色素体存在有时候会影响硅藻细胞壁的观察，需要在光镜鉴定的基础上利用电子显微镜进行进一步确认。

通过观察硅藻壳面花纹和壳缝发现了1 种形态上与其他养殖池塘藻类不同的硅藻，属于舟形藻科（Naviculaceae）塘生藻属（Eolimna），被定名为小塘生藻（Eolimna subminuscula）[1]。

1 材料与方法

1.1 样品采集地与水体理化指标的测定

在采集的349 个养殖池塘中，在河南省许昌市襄城县茨沟襄城艺景园林有限公司（33°50'12.56"N，113°35'57.63"E）的浮游植物样品中发现了小塘生藻。该养殖池塘泥底质，主养草鱼（Ctenopharyngodon idella）、混养青鱼（Mylopharyngodon piceus），养殖密度0.30 kg/m2，采用地下水养殖。采用水质分析仪现场测定养殖池塘水体的温度（WT）、电导率（EC）、pH、溶解氧（DO）含量。取1 L 水样，于48 h 内测定水体的碱度、可溶性总有机碳、可溶性总无机碳、可溶性总碳、氨氮、正磷酸盐、硝态氮、亚硝态氮、叶绿素a 等含量，测定方法参照《水和废水监测分析方法》[2]。

1.2 水体营养状况评价方法

用透明度、磷和叶绿素a 含量评价水体营养状况（表1）。以营养状况指数（TSI）判断水体营养状态，：当TSI＜40，水体属于贫营养；40≤TSI≤50，水体属于中营养；TSI＞50，水体富营养[3]。

表1 水体营养状态指数及其相关参数Tab.1 Completed trophic state index and its associated parameters

1.3 样品采集与鉴定

用深水采水器采集水下0.5 m 处的水样1 L，立即加入1%的甲醛溶液固定浮游植物，静置沉降48 h，用虹吸管缓慢抽取上清液，留下约30 mL 的沉淀溶液用于浮游藻类鉴定。

取样鉴定时，摇匀沉淀藻类，用移液器吸取沉淀物0.1 mL 于浮游植物计数框，在光学显微镜（Nikon Eclipse E100）下观察藻类形态特征初步鉴定种类[4]并计算数量。

硅藻门种类的进一步鉴定用扫描电子显微镜观察，具体步骤为：将适量藻液置于烧杯中，加入等量浓硝酸于60℃～70℃加热30 min 去除有机物，静置24 h 以上，去除上清液，再加入蒸馏水静置5 h以上，反复清洗直至液体无色。取适量沉淀藻液制片，经真空干燥并喷金，在超高分辨热场发射扫描电镜（日本电子，JSM-7800F）下拍摄硅藻装片。

2 结果与分析

2.1 新纪录种的形态特征

小塘生藻（Eolimna subminuscula）属于硅藻门（Bacillariophyta）硅藻纲（Bacillariophyceae）舟形藻目（Naviculales）舟形藻科（Naviculaceae）塘生藻属（Eolimna）[1]。

光学显微镜（LM）下（图1）：壳面呈椭圆披针形，壳面宽3.3～5.0 μm，长7.3～10.5 μm。片状色素体位于藻细胞两极。通常在高倍镜下，可见点纹圆形或沿中心伸长。

扫描电子显微镜（SEM）下：壳面弯曲，壳缝呈线形，末端极节向一侧略弯曲，中轴区向两端加厚，呈线形，仅在中心稍微变宽，横向点纹在中央平行排列，两端点纹略呈辐射状分布（图2）。

图2 小塘生藻扫描电镜照片Fig.2 The scanning electric-microscopic photograph of Eolimna subminuscula

2.2 水体理化性质特征

2019 年8 月15 日，小塘生藻采集地襄城县茨沟水体理化性质特征见表2。现行的《中华人民共和国国家标准-渔业水质标准》[5]要求养殖水体氮含量小于或等于50 μg·L-1，而该养殖水体氨氮含量高达76.72 μg·L-1，超过规定的氮含量。

表2 小塘生藻采样地水体理化性质特征Tab.2 Physical and chemical characteristics of the Eolimna subminuscula sampling sites

该池塘水体透明度为22 cm，磷含量为263.64 μg·L-1，叶绿素a 含量达3 837.16 μg·L-1，得出该水体TSI=90＞50，属于富营养化水体。

2.3 浮游植物群落组成

本样品采集地共鉴定浮游藻类20 种（含变种），隶属于3 门（蓝藻门、硅藻门和绿藻门）4 纲9目11 科17 属。其中蓝藻门种类占15.00%，硅藻门种类占35.00%，绿藻门种类占50.00%。

图3 采样地浮游藻类种类组成Fig.3 Phytoplankton species composition in sampling sites

该养殖池塘发现的蓝藻门浮游藻类丰度最高，总丰度18.35×105个·L-1；其中微囊藻（Microcystis sp.）占该水体浮游藻类总丰度的75.57%。水体中蓝藻形成优势，这与该水体富营养化的特征相适应。水体浮游藻类总丰度为24.11×105个·L-1，总生物量为23.13 mg·L-1，其中硅藻门浮游藻类丰度占18.50%，生物量占69.04%，其中小塘生藻丰度和生物量分别占总丰度和总生物量的0.62%和3.32%；占硅藻丰度和生物量的3.36%和4.82%。总体来说，小塘生藻在该池塘并未形成优势类群，为偶见种。

3 讨论

3.1 小塘生藻的分类学地位

1997 年塘生藻属最早由Lange-Bertalot&Schiller提出，该属种类较少，目前仅发现11 种[6-11]，中国仅报道1 种。塘生藻属藻类常以单细胞存在，藻细胞较小，壳环狭窄；简单蜂窝状的肋突结构；被膜覆盖的孔纹位于大孔内部或外部的中部；具有一排或多或少不规则排列的彼此靠近的孔纹，位于一个或多个节间带上，典型种类为Eolimna martini[10]。

塘生藻属在分类地位上曾被归为舟形藻属（Navicula）。如Eolimna adnate Hustedt 曾被命名为Navicula adnata Hustedt[12]，1998 在新种分类时把这种藻类划分到鞍形藻科塘生藻属[6]。塘生藻属和舟形藻属在形态上相似，但略有不同，塘生藻属的壳面呈椭圆披针形或宽披针形，壳面花纹在光镜下常以点纹形式出现，呈辐射状排列[1]；舟形藻属壳面并不呈椭圆披针形或宽披针形，以舟形常见，壳面在光镜下常见横线纹单列，少数呈双列排布[13]。2001年Beszteri 等[14]基于18S 基因构建了藻类的系统发育树，指出小塘生藻以及Eolimna minima 亲缘关系与舟形藻属植物较远，建议单独分属。小塘生藻在我国也有报道，但鉴于前期模糊的分类地位，报道时均被命名为小舟形藻（Navicula subminuscula）[15-17]。

3.2 小塘生藻生境特点分析

关于小塘生藻在自然水体中的分布有一些报道。在澳大利亚维多利亚州西北部，以固着藻类状态分布在与墨累河相连的3 个湿地中，更适应中盐度水体[18]，在中盐度的湿地中分布较广；2000—2002年Salomoni 等在调查巴西格拉瓦塔河时，小塘生藻作为严重有机污染和富营养化耐受物种有分布[19]。小塘生藻在我国自然水体也有分布，主要集中在我国南方地区，且在多地和多个地点形成优势种[15-17]。2014 年，在我国的一个亚热带河流—汉江，小塘生藻则被认为是河流高氮含量的指示生物被报道[20]。藻类结构能在水化指标的基础上进一步反映出水体的理化性质，优势种藻类的形成与所在水体营养状况相关。小塘生藻的形成优势反映出当地的水体氮元素水平较高。水体营养指数显示，该养殖池塘处于富营养状况：水体中氮、磷等营养盐含量处于较高水平，微囊藻等污染种类占比较高，这与小塘生藻耐污染的特点相适应。

表3 采样地浮游藻类的丰度与生物量Tab.3 The abundance and biomass of phytoplankton in the sampling sites

迄今为止，国内外对藻类资源的调查都集中于河流湖泊等自然水域，对于小塘生藻的报道都集中在自然水体，但对渔业水体中藻类资源的研究相对较少，也未在渔业用水的报道中发现小塘生藻。本次在高营养养殖池塘水体发现小塘生藻，这与其耐污染的特点相适应。作为养殖池塘生产者之一，小塘生藻可能和渔业水体中的其它藻类一起形成藻类功能团，在渔业养殖水体环境中发挥重要的生态作用，具体作用值得进一步研究。养殖池塘新记录种小塘生藻的发现丰富了中国浮游植物的藻类类群，为藻类资源的保护和利用提供了重要的基础数据。