椎实螺抑制鱼缸绿藻效果的探究

朱成希 金奕天

在参观学校鱼菜共生系统装置时，我们发现玻璃鱼缸底部、壁上附着了很多绿藻，使整个鱼缸呈绿色，鱼缸中的鱼还出现了死亡的现象。

对此，我们提出疑问：在食物充足的情况下，鱼为什么会死亡？是什么破坏了鱼缸内的生态系统？

一、原因分析

通过观察，我们发现鱼缸内的藻类主要是绿藻，猜测是绿藻较多导致鱼缸内的生态系统被破坏。

绿藻生活在淡水里，叶绿素含量高，能通过光合作用产生大量氧气和营养素。绿藻有强大的繁殖能力，鱼缸长期使用纯净水或自来水都会滋生绿藻；使用基肥过多使得水体富营养化，导致藻类暴发；鱼虾数量过多，粪便排放过多导致绿藻无法尽快被水体吸收而泛滥。

过多的绿藻改变了水体的颜色，水体透明度下降使附生的藻类、植物等光照不足，光合作用不能正常进行。绿藻在夜间释放大量的二氧化碳，导致水中氧气含量降低，造成其他生物缺氧，致使水中有害细菌的数量增多。

二、鱼缸藻类去除方法的调查研究

通过查找文献和咨询专业养殖技术人员，我们了解到，目前去除鱼缸内藻类的主要方法有建立完善的过滤系统将氨和硝酸盐消除、减少或降低有机物的来源、控制光照等，但很少有利用生物治理的实践与研究。

三、实验目的

在鱼缸内建一个小型水生态系统，解决鱼缸内藻类泛滥的问题，同时丰富鱼缸的生态系统。椎实螺以绿藻为食，可用它来缓解水体富营养化，免去人工除藻的麻烦，避免使用化学除藻剂可能造成的危害。

通过实验寻找椎实螺、鱼、藻类的数量配比，探寻良性的生态平衡，开展生态治理并应用到实际养殖环境中。

四、实验方法与结果分析

（一）利用椎实螺去除鱼缸绿藻的预备实验

1.实验材料与方法

将10 g绿藻捞出后沥干5分钟，然后将绿藻置于直径20 cm的鱼缸中，并投放10只取自学校鱼缸自主孵化出的椎实螺。

2.实验方法

往鱼缸中倒入清水，使椎实螺和绿藻形成一个小型的水生态系统，并放在15 ℃左右的通风处，每3 d称量一次绿藻的质量。

3.初步实验结果

实验数据表明，经过3 d，绿藻质量减少到9 g。经过6 d，绿藻质量减少到7 g，减少速率为0.75 g/d，平均每只椎实螺食绿藻速率为0.075 g/d。

该预备实验初步证实了椎实螺对绿藻的啃食速率及效果。同时，我们还发现，椎实螺基本在早上、中午、傍晚这三个时间段进食，与人类一日三餐的频率相似。这一发现对椎实螺治理生态的实际应用有一定的启发与研究价值。

（二）进一步研究

为进一步提高实验的准确性，根据椎实螺的生长条件，我们于2021年夏季再次开展实验。重复实验中，我们将通过藻类生物量来计量藻类的量，以椎实螺的数量变化及藻类的减少量作为衡量指标，得出椎实螺治理绿藻的更优条件。

1.实验材料与方法

将10个直径为20 cm的玻璃鱼缸分成4组，A1—A3为A组，B1—B3为B组，C1—C3为C组，D1为对照组。选择体长4～5 cm、健康状况相似的锦鲤作为实验对象，每缸投喂5条。

2.对照实验设计

每组投放绿藻10 g，A组投放椎实螺10只，B组投放30只，C组投放50只，D1组仅投放绿藻和锦鲤作为对照。每2 d等量喂食锦鲤一次。每天观察椎实螺的生长情况、锦鲤的活跃程度。每隔3 d称量绿藻的质量，计算减重率。分析数据，找到椎实螺数量和绿藻去除效果之间的关系，寻找最佳的螺藻配比。

3.实验结果

A组经过3 d，绿藻质量平均减少到9 g；经过6 d，绿藻质量平均减少到7 g，平均减少速率0.75 g/d。

B组经过3 d，绿藻质量平均减少到6 g，经过6 d，绿藻平均质量减少到3 g，平均减少速率为1.17 g/d。

C组经过3 d，绿藻质量平均减少到5 g，经过6 d，绿藻质量平均减少到1 g，平均减少速率为1.5 g/ d。

椎实螺投放数量越多，绿藻减少速率越快。在实验过程中，定期观察锦鲤的生长状态及活跃程度，锦鲤总体生长情况良好，体长有明显增加。

五、展望与体会

在鱼缸中同时养殖鱼类、椎实螺，用水生植物铜钱草代替放置沉木、山石等景观。铜钱草可减轻水体异味，净化水质。

水体富营养化滋生绿藻时，利用椎实螺啃食绿藻的特性改善水质。鱼的粪便可作为铜钱草的天然肥料。铜钱草在生长过程中对氮的吸收量较大，可有效去除水体中氮的含量，辅助缓解水体富营养化。

铜钱草还可通过光合作用为鱼类供氧，提高鱼类的生存率及整体的美观性，减少人工清理的麻烦。

在进一步计算与实验后，该研究结论可应用到更大的水体环境中，达到生态治理的效果。（指导老师：杨玲）

专家点评

本课题选题贴合生活实际，从鱼菜共生系统出发，以生态系统稳定性为理论依据，在鱼菜共生系统中引入椎实螺抑制绿藻的数量，探究椎实螺和鱼、藻类的数量的配比，尋找良性的生态平衡，进而应用到水产养殖和湖泊等自然生态系统的藻类防治工作。

实验分为预备实验和正式实验两部分，通过预备实验了解椎实螺的食量，再通过正式实验探究椎实螺治理绿藻的更优条件，并根据实验结果给出了合理的生物防治措施。

实验设计科学合理，充分考虑了实验变量的控制，但对实验数据的分析较粗糙，建议对实验数据进行更细致的处理，如进行差异显著性分析等。

（栏目编辑  秦银银）

本期点评专家

张永强  高级教师，湖南省十佳科技教师。科普中国2021年十大科普人物奖获得者，全国校园发明创意大赛、湖南省青少年科技创新大赛、湖南省创新编程与智能设计大赛、湖南省科学调查体验活动评审专家组成员。