朱成希 金奕天

在參觀學(xué)校魚(yú)菜共生系統(tǒng)裝置時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)玻璃魚(yú)缸底部、壁上附著了很多綠藻，使整個(gè)魚(yú)缸呈綠色，魚(yú)缸中的魚(yú)還出現(xiàn)了死亡的現(xiàn)象。

對(duì)此，我們提出疑問(wèn)：在食物充足的情況下，魚(yú)為什么會(huì)死亡？是什么破壞了魚(yú)缸內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)？

一、原因分析

通過(guò)觀察，我們發(fā)現(xiàn)魚(yú)缸內(nèi)的藻類(lèi)主要是綠藻，猜測(cè)是綠藻較多導(dǎo)致魚(yú)缸內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)被破壞。

綠藻生活在淡水里，葉綠素含量高，能通過(guò)光合作用產(chǎn)生大量氧氣和營(yíng)養(yǎng)素。綠藻有強(qiáng)大的繁殖能力，魚(yú)缸長(zhǎng)期使用純凈水或自來(lái)水都會(huì)滋生綠藻；使用基肥過(guò)多使得水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類(lèi)暴發(fā)；魚(yú)蝦數(shù)量過(guò)多，糞便排放過(guò)多導(dǎo)致綠藻無(wú)法盡快被水體吸收而泛濫。

過(guò)多的綠藻改變了水體的顏色，水體透明度下降使附生的藻類(lèi)、植物等光照不足，光合作用不能正常進(jìn)行。綠藻在夜間釋放大量的二氧化碳，導(dǎo)致水中氧氣含量降低，造成其他生物缺氧，致使水中有害細(xì)菌的數(shù)量增多。

二、魚(yú)缸藻類(lèi)去除方法的調(diào)查研究

通過(guò)查找文獻(xiàn)和咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)養(yǎng)殖技術(shù)人員，我們了解到，目前去除魚(yú)缸內(nèi)藻類(lèi)的主要方法有建立完善的過(guò)濾系統(tǒng)將氨和硝酸鹽消除、減少或降低有機(jī)物的來(lái)源、控制光照等，但很少有利用生物治理的實(shí)踐與研究。

三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

在魚(yú)缸內(nèi)建一個(gè)小型水生態(tài)系統(tǒng)，解決魚(yú)缸內(nèi)藻類(lèi)泛濫的問(wèn)題，同時(shí)豐富魚(yú)缸的生態(tài)系統(tǒng)。椎實(shí)螺以綠藻為食，可用它來(lái)緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化，免去人工除藻的麻煩，避免使用化學(xué)除藻劑可能造成的危害。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找椎實(shí)螺、魚(yú)、藻類(lèi)的數(shù)量配比，探尋良性的生態(tài)平衡，開(kāi)展生態(tài)治理并應(yīng)用到實(shí)際養(yǎng)殖環(huán)境中。

四、實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果分析

（一）利用椎實(shí)螺去除魚(yú)缸綠藻的預(yù)備實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)材料與方法

將10 g綠藻撈出后瀝干5分鐘，然后將綠藻置于直徑20 cm的魚(yú)缸中，并投放10只取自學(xué)校魚(yú)缸自主孵化出的椎實(shí)螺。

2.實(shí)驗(yàn)方法

往魚(yú)缸中倒入清水，使椎實(shí)螺和綠藻形成一個(gè)小型的水生態(tài)系統(tǒng)，并放在15 ℃左右的通風(fēng)處，每3 d稱(chēng)量一次綠藻的質(zhì)量。

3.初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過(guò)3 d，綠藻質(zhì)量減少到9 g。經(jīng)過(guò)6 d，綠藻質(zhì)量減少到7 g，減少速率為0.75 g/d，平均每只椎實(shí)螺食綠藻速率為0.075 g/d。

該預(yù)備實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)了椎實(shí)螺對(duì)綠藻的啃食速率及效果。同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)，椎實(shí)螺基本在早上、中午、傍晚這三個(gè)時(shí)間段進(jìn)食，與人類(lèi)一日三餐的頻率相似。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)椎實(shí)螺治理生態(tài)的實(shí)際應(yīng)用有一定的啟發(fā)與研究?jī)r(jià)值。

（二）進(jìn)一步研究

為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，根據(jù)椎實(shí)螺的生長(zhǎng)條件，我們于2021年夏季再次開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，我們將通過(guò)藻類(lèi)生物量來(lái)計(jì)量藻類(lèi)的量，以椎實(shí)螺的數(shù)量變化及藻類(lèi)的減少量作為衡量指標(biāo)，得出椎實(shí)螺治理綠藻的更優(yōu)條件。

1.實(shí)驗(yàn)材料與方法

將10個(gè)直徑為20 cm的玻璃魚(yú)缸分成4組，A1—A3為A組，B1—B3為B組，C1—C3為C組，D1為對(duì)照組。選擇體長(zhǎng)4～5 cm、健康狀況相似的錦鯉作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，每缸投喂5條。

2.對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

每組投放綠藻10 g，A組投放椎實(shí)螺10只，B組投放30只，C組投放50只，D1組僅投放綠藻和錦鯉作為對(duì)照。每2 d等量喂食錦鯉一次。每天觀察椎實(shí)螺的生長(zhǎng)情況、錦鯉的活躍程度。每隔3 d稱(chēng)量綠藻的質(zhì)量，計(jì)算減重率。分析數(shù)據(jù)，找到椎實(shí)螺數(shù)量和綠藻去除效果之間的關(guān)系，尋找最佳的螺藻配比。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

A組經(jīng)過(guò)3 d，綠藻質(zhì)量平均減少到9 g；經(jīng)過(guò)6 d，綠藻質(zhì)量平均減少到7 g，平均減少速率0.75 g/d。

B組經(jīng)過(guò)3 d，綠藻質(zhì)量平均減少到6 g，經(jīng)過(guò)6 d，綠藻平均質(zhì)量減少到3 g，平均減少速率為1.17 g/d。

C組經(jīng)過(guò)3 d，綠藻質(zhì)量平均減少到5 g，經(jīng)過(guò)6 d，綠藻質(zhì)量平均減少到1 g，平均減少速率為1.5 g/ d。

椎實(shí)螺投放數(shù)量越多，綠藻減少速率越快。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，定期觀察錦鯉的生長(zhǎng)狀態(tài)及活躍程度，錦鯉總體生長(zhǎng)情況良好，體長(zhǎng)有明顯增加。

五、展望與體會(huì)

在魚(yú)缸中同時(shí)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)、椎實(shí)螺，用水生植物銅錢(qián)草代替放置沉木、山石等景觀。銅錢(qián)草可減輕水體異味，凈化水質(zhì)。

水體富營(yíng)養(yǎng)化滋生綠藻時(shí)，利用椎實(shí)螺啃食綠藻的特性改善水質(zhì)。魚(yú)的糞便可作為銅錢(qián)草的天然肥料。銅錢(qián)草在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)氮的吸收量較大，可有效去除水體中氮的含量，輔助緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化。

銅錢(qián)草還可通過(guò)光合作用為魚(yú)類(lèi)供氧，提高魚(yú)類(lèi)的生存率及整體的美觀性，減少人工清理的麻煩。

在進(jìn)一步計(jì)算與實(shí)驗(yàn)后，該研究結(jié)論可應(yīng)用到更大的水體環(huán)境中，達(dá)到生態(tài)治理的效果。（指導(dǎo)老師：楊玲）

專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)

本課題選題貼合生活實(shí)際，從魚(yú)菜共生系統(tǒng)出發(fā)，以生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性為理論依據(jù)，在魚(yú)菜共生系統(tǒng)中引入椎實(shí)螺抑制綠藻的數(shù)量，探究椎實(shí)螺和魚(yú)、藻類(lèi)的數(shù)量的配比，尋找良性的生態(tài)平衡，進(jìn)而應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖和湖泊等自然生態(tài)系統(tǒng)的藻類(lèi)防治工作。

實(shí)驗(yàn)分為預(yù)備實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)兩部分，通過(guò)預(yù)備實(shí)驗(yàn)了解椎實(shí)螺的食量，再通過(guò)正式實(shí)驗(yàn)探究椎實(shí)螺治理綠藻的更優(yōu)條件，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了合理的生物防治措施。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，充分考慮了實(shí)驗(yàn)變量的控制，但對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析較粗糙，建議對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行更細(xì)致的處理，如進(jìn)行差異顯著性分析等。

（欄目編輯? 秦銀銀）

本期點(diǎn)評(píng)專(zhuān)家

張永強(qiáng)? 高級(jí)教師，湖南省十佳科技教師?？破罩袊?guó)2021年十大科普人物獎(jiǎng)獲得者，全國(guó)校園發(fā)明創(chuàng)意大賽、湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽、湖南省創(chuàng)新編程與智能設(shè)計(jì)大賽、湖南省科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)評(píng)審專(zhuān)家組成員。