分层导致底层有毒物质产生,引起养殖动物慢性或急性中毒,对虾的偷死可能与底层有毒物质有关;

不同光质的光穿透能力不同,在可见光的连续光谱中,其波长由大到小依次为:红一橙一黄一绿一蓝一靛一紫。其频率则是由小到大,穿透能力亦由小到大。通常波长较长的红、橙、黄光在几米深处就很容易被水体吸收掉;波长较短的绿、蓝光等能透入水体深处,这些光被水体的悬浮物质漫反射回到人眼中,构成肉眼可见的水色。

池塘是一个复杂的小型生态系统,其中有一类所占比重不小、在水生态系统中发挥重要功能的生物,其个体小,缺乏有效移动能力,但却是其它高等水生生物赖以生存的能量和物质基础,在池塘生物链中有基础性的重要作用,它们就是浮游植物,即藻类,其敏感性大、生长周期短、且易于分离培养。有关养殖池塘藻类的研究历来不少,本文综合阐述了水产养殖中藻类生长繁殖的相关影响因子及藻类对水产养殖鱼类的影响。1.藻类及群落研究概况藻类是一个生态学概念,目前世界上已发现的淡水藻类约25000种,中国约9000种。藻类是池塘生态系统中的初级生产者,它能够利用光能通过光合作用合成有机物,为其他生物提供饵料来源,因此对水体物质循环和能量流动有着重要作用。另一方面,它通过光合作用产生大量氧气,对国内淡水高产鱼塘的研究表明,通过藻类光合作用产生的氧气占池塘溶氧的86%。藻类与水环境之间相互作用,能够反映水体营养盐情况,因此也把藻类作为水质监测的重要指标。对于藻类的群落研究,大部分是从水体中采集样品经过镜检后确定其种类组成、优势种、密度和生物量,从而得到其群落结构及多样性等变化,并探讨藻类在水体中的作用机制以及与水环境因子的相互关系等,以利用浮游生物对池塘水坏境进行监测及调控,为养殖鱼类提供良好的生长环境。不同的生物种类构成了不同的生物群落,群落的种类组成是决定群落性质的一个重要特征,鉴别物种的种类组成能够反映该群落的结构特征,是研究群落的基础指标。目前,对水生生物多样性的分析方法主要有:香农-威尔指数、马格列夫指数和均匀度指数。一般分析时多釆用香农-威尔指数,但由于一种生物多样性指数对研究浮游生物多样性存在缺陷,导致结果出现偏差,因此在实际分析研究中,很多学者都同时使用香农-威尔指数和均匀度指数。此外,特征色素分析法、特征脂肪酸以及一些分子微观手段例如应用DNA指纹技术也被应用于藻类群落结构的研究。2.影响藻类群落结构的因素影响藻类群落结构变化的因素主要包括光照、水温、透明度、溶氧、营养盐、有机物、浮游动物及养殖模式等,不同的环境会导致藻类的种类组成表现出差异,另一方面藻类的生长繁殖也会对水体环境造成一定的影响。2.1光照藻类吸收光能进行光合作用,光照强度和光照时间会影响藻类的生物量、密度。适宜的光照强度是藻类生长繁殖的基础。不同藻类利用的最适光照强度不同,有研究表明微囊藻适宜低光照,而栅藻适宜较高的光照强度,因此,藻类因光照需求的差异往往表现出水层分布的差异。2.2溶解氧水体中溶氧量与藻类呈显著正相关。淡水养殖水体的溶解氧有86%来自于藻类光合作用,海水养殖池塘91.3%~100%的溶解氧来自于光合作用。对水体耗氧研究表明,处于迅速生长的藻类,每天呼吸耗氧量为其产氧量的10%~20%,对池塘水呼吸耗氧的调查显示,藻类占水呼吸耗氧19.1%,浮游动物占23.5%,细菌耗氧占57.4%。2.3透明度透明度是指光透入水中的深浅,与藻类的生长繁殖也息息相关。透明度取决于水体浮游生物和悬浮物的量,所以在一定程度上可以反映水体中藻类的多少。2.4营养盐营养盐是养殖水体藻类的物质来源,在其他水环境因子适宜的情况下,藻类生物量取决于水中营养盐含量,不同营养水平的水体藻类的组成、优势种、生物量等表现出不同的特征,一般藻类的生物量、密度等会随营养物质的增加而增加,而且基本上蓝藻会形成优势种群,绿藻、硅藻的数量也会较多。一般来说,当有效氮的浓度在0.03~1.3mg/L之间,有效磷的浓度保持0.04~0.05mg/L时,藻类的生物量会增加。实际生产中,养殖水体由于养殖密度大,投料频繁,代谢废物积累而影响鱼塘水质,通常在养殖中后期,由于投饵、施肥及水体中养殖动物的排泄等原因,有机物不断积累,水体氮、磷等营养盐过量而造成水质恶化,亚硝酸盐含量严重偏高。藻类群落的变化与水体中各项理化因子的变化有密切关系,藻类通过吸收营养盐,加速水中氨氮、亚硝酸盐、氰化物等有毒物质的氧化,降低其含量,因而藻类在一定程度上可作为水质改良剂来改良养殖鱼塘的水质。2.5浮游动物浮游动物的捕食是影响藻类群落结构的重要因子,它能够通过控制藻类的生物量,从而影响水体的初级生产量。不同种类的浮游动物喜食藻类的种类大小不同,例如研究发现哲水蚤的食物主要来源是鱼腥藻,这就造成了浮游动物和藻类群落结构之间的相互影响。水体中藻类生物量的不同会使浮游动物的群落组成有所差异:例如有研究表明在藻类生物量较高的水体中,尤其是小型单细胞藻类丰富的水体,枝角类由于喜食单细胞藻类而易形成优势种;在藻类贫瘠的水体中,哲水蚤由于能更有效地摄食藻类而占优势。另一方面,藻类对浮游动物的摄食也会产生相应的抵御机制,例如蓝藻、绿藻通过增大自身的体积、数量,紧密的连在一起,使其难以被浮游动物滤食;一些种类的藻类甚至在长期进化中形成了分泌有毒物质的机制来抵御被摄食。2.6养殖模式我国大宗淡水养殖鱼类主要包括青鱼、草鱼、鲢、鳙、鲤、鲫等。其中,鲢和鳙是滤食性鱼类,分布于水体的中上层,鲢主要以浮游植物为食,鳙则主要摄食浮游动物。此外,鲢鱼也能滤食部分浮游动物,研究发现,鲢鱼能够滤食原生动物、轮虫和逃逸能力较弱的枝角类,对逃逸能力较强的桡足类,主要靠滤食其无节幼体来抑制桡足类的生长。因此,放养鱼种的不同也导致了水体浮游生物不同的种群结构。鲢鱼的滤食作用能够加快养殖水体的物质循环速率和养分的周转率,从而使藻类的生长增加。在实际生产中,一般将草鱼和鲢、鳙进行混养,一方面可以充分利用养殖水体的空间资源和食物,另一方面,三者间的协同作用,可以改善养殖环境并增加鱼类产量。鲤、鲫食谱广而杂,属于底层杂食性鱼类,既吃动物性食物,又吃植物性食物,动物性饵料以轮虫、摇蚊幼虫以及甲壳动物等为主,植物性食物则以浮游植物硅藻类、丝状藻类等及其碎屑为最主,对水质有一定的净化作用,能使底栖无脊椎动物的丰度大幅度降低,藻类生物量和水体初级生产力增加。3.藻类对养殖动物的影响3.1藻类为养殖动物提供氧气和良好的环境养殖动物的生存离不开氧气的供应,藻类的光合作用为养殖动物的存活和生长代谢提供了充足的氧气。藻类在一定程度上能净化养殖水质,有研究表明硅藻和绿藻具有吸附有害物质、保持水质“爽、活”的作用,可用来构建优良藻相,从而达到改善水质的目的。在西施舌幼贝养殖中引入固定化微藻后发现,实验组水体中的氨氮和亚硝酸盐明显低于对照组;有文献也报导了底栖藻类对水体中的氮、磷有明显的去除效果;稳定的波吉卵囊藻和微绿球藻不仅可以提高水中的溶氧含量,还能降低水中的氨氮、亚硝酸盐等有害因子的浓度,从而达到净化污水和保持良好水环境条件的作用。藻类的生长繁殖有改善底质的作用,生活在底层的藻类其光合作用可为底泥中的细菌提供氧气,促进其分解底泥中的有机质,从而间接地改善底质。另外,藻类的繁殖可消耗底泥中过多的氨氮,从而净化底质。3.2藻类为养殖动物提供饵料藻类特别是微藻含有丰富的蛋白质和氨基酸,是很好的蛋白质来源。有研究表明,螺旋藻的粗蛋白含量高达69.3%,且氨基酸的种类齐全,且由于其细胞壁纤维素含量很少,其所含蛋白质很容易被动物消化吸收。微藻的脂肪含量也很高,检测得到20种微藻脂肪含量大都超过15%,其中金藻门的含量一般均在20%以上。且所含的脂肪酸中有很大一部分为多不饱和脂肪酸,它们是许多水产养殖生物幼体存活和发育的必需脂肪酸,如硅藻门含有丰富的二十碳五烯酸,金藻门含有丰富的二十二碳六烯酸。藻类还含丰富的维生素和微量元素,如生物素,叶酸,钙、镁、铁、锰、铜和锌等,它们是参与养殖动物的新陈代谢中许多酶的辅助因子。3.3藻类可在一定程度上增强养殖动物的抗病能力有研究表明在凡纳滨对虾养殖水体中引入波吉卵囊藻和微绿球藻,发现对虾的血细胞数目、血清蛋白含量以及酚氧化酶、超氧化物歧化酶、溶菌酶、抗菌酶的活性都较对照组有显著提高。对小球藻的研究表明:小球藻中含有的小球藻生长因子能激活淋巴细胞,增强水生动物机体免疫能力。藻类的生长可抑制致病菌的生长,从而间接地提高养殖动物抗病能力。研究认为,微藻由于体积小,生长迅速,与水中不良微生物竞争可优先占得生态空间,从而抑制不良微生物例如弧菌的滋生,提高养殖动物免疫力;另一方面,藻类能产生抗生素类物质,可以杀死水中的致病菌,提高养殖动物的免疫力和抗病力。3.4藻类对养殖动物的危害有些藻类的生长繁殖是对养殖动物有危害的。研究发现一些甲藻在繁殖过程中,可产生多种神经毒素,引起养殖鱼体的神经麻木、代谢失调及呼吸障碍,严重时可导致死亡。水体中的青泥苔和水网藻大量繁殖时,因消耗水体中的养分使水质变得清瘦,也可导致养殖鱼类特别是苗种被缠绕致其呼吸困难或者无法摄食而死亡。养殖鱼塘三毛金藻中毒的鱼体,大多停留在四角及浅水池边,头朝岸边整齐排列,在水下静止不动,无浮头现象,受到惊吓也没有反应;观察死亡鱼体,可见鱼体体表鳍基部充血,鱼体后部颜色变浅;鳃内有大量粘液,鳃丝轻度腐烂;解剖鱼体后发现其肠道无食,无明显病灶。有的藻类其死亡后分解会产生有害物质,如微囊藻死亡后,其蛋白质分解产生的有毒的羟胺和硫化氢会毒死鱼类。此外,藻类如若大量繁殖,然后迅速衰败,死亡的藻类会在底部不断积累,其腐烂分解会消耗水中大量的氧气,使水体特别是底部严重缺氧,对养殖动物造成不利的影响。(来源:《中大水生通讯》第58期作者:广州市诚一水产科技有限公司
白小丽)

水的持热能力很大。水的比热是统一的,即1克水升高1度需要1卡的热量。当光线穿过水体时太阳能量被吸收,水被加热。光能随深度按指数的形式被吸收,所以多数热量在水的上层被吸收。尤其是在池塘里,由于溶解的有机物质和颗粒物质的浓度高,相对于浑浊度较低的水体来说,浑浊度高的水体大大地提高了能量的吸收。热从上层水体向下层水体的转移很大程度上依赖于风的混合作用。

藻类是水体中的一类主要悬浮物质,不同藻类除了叶绿素外还含有各自的特征色素,色素对光的选择性吸收和漫反射不同而使藻体看起来具有不同的颜色:

(康洁药业)

绿藻含叶绿素较多,亦含叶黄素和胡萝卜素,对绿光只少量吸收,大部分以漫反射形式反射出去,看起来呈绿色。

分层导致溶解氧低的底层水体中大量病原微生物生长,是导致鱼病发生的重要因素;

(裸藻水华)

分层导致植物营养素得不到及时周转,不能回到上层供透光层的浮游植物生长,是导致浮游植物老化的重要因素;

褐藻除含叶绿素外,还含有类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光,因而呈现褐色。

分层导致水体底层还原物质所形成的氧债积累,如果氧债所需要的氧气大于水体溶解氧的总和,一旦由于某种原因在短时间内消层,将导致整个池塘无完全缺氧而全军覆没,如果这种消层是由降雨引起的,俗称“白撞雨”;

水色的内涵

水体分层是池塘诸多问题的主要根源:

不仅如此,不同藻类由于对自然光的选择性吸收因而在水体空间分布上具有明显的差异,对红光吸收较少,对绿、蓝、黄光吸收较多的部分红藻,生活于红光难以到达,而绿、蓝、黄光能到达的较深海水中(有的种可生活在深达100
m处);绿藻对绿光吸收较少、对红光和蓝紫光吸收较多,而生活于包括红光在内各种光均能到达的浅水中。这种不同藻类的分层分布,有利于充分利用阳光和空问,是对环境的一种适应机制;同时不同藻类种类和数量的空间分层分布使水体具有各种各样的水色。

分层同时也是导致蓝藻暴发的重要因素。

水色与藻类的关系

分层的稳定性是由将整个水体混合至温度一致所需要的能量而决定的,所需能量越大,分层越稳定。水产养殖的池塘往往相对比较小而浅,分层不像大水体那么稳定。强风可能提供足够的能量,导致完全对流,或冷而大的降雨进入暖和的变温层引起对流使分层消失。由于浮游生物藻华的消失导致加热层变深也会引起完全混合。

一般情况下藻类类群是水色的表征,不同水色下的藻类群落结构不同;而藻类生活在一定的营养中,水体营养状况是水色的重要影响因子

水的密度与水的温度有关。由于接近水体表面的热吸收更快,以及暖和的水的密度比冷水小,池塘和湖泊会形成热分层。当上层和下层水体的密度差大到风力不能将它们混合时就出现分层。概括来说,在春季解冻后和冬季末,在没有冰覆盖的湖泊或池塘,水柱的温度相对均匀。在阳光明媚的日子里,尽管热在水面被吸收,但风的混合作用没有阻力,整个水柱循环并升温。随着春季的推移,表层水体受热的速度大于通过风力的混合作用将热由上层向下层扩散的速度,最终导致上层的水体比下层的水体暖和得多,而且风速往往随着天气的暖和而下降,已经没有足够的力量将两层水体混合。上层称为变温层,下层称为均温层。在变温层和均温层之间有一个温度差异显著的水层被称为变相层。不过,更常用“跃温层”来描述中间层。在湖泊方面,跃温层被定义为随着深度的增加温度下降的速度至少1℃╱米的水层。跃温层在水面下的深度则随着天气条件而变动。但大多数湖泊在秋季到来之前分层不会消失。在秋季期间,气温下降,表层水体的热散失到空气中,最终上下层之间的密度差下降到风力的混合作用引起整个湖泊的水体循环并使分层消失。

此外,所有影响藻类生长繁殖的因子对水色都具有一定程度的影响作用,如温度、光照、pH、盐度、水体底质和溶解氧等。

水产养殖的池塘更浅、更浑浊,更能抵抗风力,而且表面积比湖泊小。常规温水池塘的平均深度很少超过2米,面积很少大于几公顷。然而,在无风、阳光充足的日子里,由于浑浊条件导致表层水迅速升温,即使是非常浅的池塘也会形成显著的温度分层。跃温层的传统定义对池塘并不适用,因为甚至在冬天,温度梯度往往超过1℃╱米水深。在池塘温度分层期间,跃温层的温度变化最大,所以很容易辨认。

(水中浮游植物)

因此,池塘水体上下温差的管理是水质管理、病害预防、生态稳定的关键。

绿藻在氮磷比为3~7:1时繁殖最快,易成为优势种,形成绿色水。

池塘中的水温与太阳辐射和气温有关。水温密切地跟随着气温。所以,水温一般可以根据季节和地理位置来预测。很重要的一点是,在给定位置某一特定期间的气温可能偏离常规,水温也可能偏离。

水色是自然光中不同光质穿透水体达到悬浮物质表面后反射的颜色,分真色和外表色。其中以浮游生物对水色的影响最大,一般意义的水色主要是浮游生物的颜色,又称之为藻色,俗称“绿藻水”。

(裸藻)

水色是水体的颜色,不同水体,所含溶解色素、腐殖质、悬浮微粒、透明度、氮磷钾含量及有效辐射吸收作用等不同,形成适合不同藻类群体生存和繁衍的生态环境,在太阳下就呈现不同的水色。

而其它单胞藻和大型藻类在氮磷比1:1时会快速生长形成一些不良水色。

大多数红藻虽含叶绿素、藻蓝素等,但以藻红素的含量占优势,对红光只能少量吸收,藻体通常呈红色,如紫菜、石花菜。

(蓝藻)

蓝藻除了叶绿素外,还含有藻蓝素和藻红素,对蓝绿光的吸收少,故为蓝绿色。

硅藻在氮磷比为10:1时快速繁殖,易成为优势种,形成茶褐色水色。

水体的营养水平影响藻类的生长繁殖,进而影响水体浮游生物的数量和种类,导致水环境中优势种群的差异,从而影响水色。

(铁锈水)

藻类对水色具有重要意义,但关于二者之问关系的专门研究报道却很少见,本文综述了藻类对水色的影响以及不同水色中的优势藻类群落,使人们详细了解藻类和水色的关系,
为识别水色和管理水质提供帮助。

藻类群落的胞形状、大小、适应性分布和体色是水色的重要内容,是水体环境质量的外观表现,在环境保护和水产养殖日益受到重视的今天,藻类已经成为水环境评价的一个重要生物指标。