養(yǎng)殖池塘硅藻一新記錄種—小塘生藻（Eolimna subminuscula）的形態(tài)和生境特征

代杜娟，張曼，范良義，杜海娜，董靜，高云霓，李學軍

（河南師范大學水產(chǎn)學院，河南 新鄉(xiāng) 453007）

《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒2020》數(shù)據(jù)顯示，2019 年我國淡水養(yǎng)殖中池塘養(yǎng)殖所占比重高達51.69%，是淡水養(yǎng)殖的主要養(yǎng)殖方式。池塘養(yǎng)殖在帶來巨大產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的同時也帶來了一系列生態(tài)環(huán)境問題。水質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)系著養(yǎng)殖水產(chǎn)品的質(zhì)量與安全。常用來反映水質(zhì)的指標有水體理化指標和生物指標等。浮游藻類作為水域生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者，與水環(huán)境、水體水質(zhì)狀況關(guān)聯(lián)，常用來做水環(huán)境水體評價指標。

為摸清河南養(yǎng)殖池塘藻類多樣性，提升池塘集約化養(yǎng)殖水質(zhì)管理水平，在2019 年春、夏兩季共采集349 個養(yǎng)殖池塘水樣，涵蓋全省18 個市。在鑒定中，硅藻細胞形態(tài)上復雜多變，通常通過觀察其細胞壁形態(tài)、結(jié)構(gòu)和紋飾等特征對硅藻門藻類進行分類，而色素體存在有時候會影響硅藻細胞壁的觀察，需要在光鏡鑒定的基礎(chǔ)上利用電子顯微鏡進行進一步確認。

通過觀察硅藻殼面花紋和殼縫發(fā)現(xiàn)了1 種形態(tài)上與其他養(yǎng)殖池塘藻類不同的硅藻，屬于舟形藻科（Naviculaceae）塘生藻屬（Eolimna），被定名為小塘生藻（Eolimna subminuscula）[1]。

1 材料與方法

1.1 樣品采集地與水體理化指標的測定

在采集的349 個養(yǎng)殖池塘中，在河南省許昌市襄城縣茨溝襄城藝景園林有限公司（33°50'12.56"N，113°35'57.63"E）的浮游植物樣品中發(fā)現(xiàn)了小塘生藻。該養(yǎng)殖池塘泥底質(zhì)，主養(yǎng)草魚（Ctenopharyngodon idella）、混養(yǎng)青魚（Mylopharyngodon piceus），養(yǎng)殖密度0.30 kg/m2，采用地下水養(yǎng)殖。采用水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定養(yǎng)殖池塘水體的溫度（WT）、電導率（EC）、pH、溶解氧（DO）含量。取1 L 水樣，于48 h 內(nèi)測定水體的堿度、可溶性總有機碳、可溶性總無機碳、可溶性總碳、氨氮、正磷酸鹽、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a 等含量，測定方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》[2]。

1.2 水體營養(yǎng)狀況評價方法

用透明度、磷和葉綠素a 含量評價水體營養(yǎng)狀況（表1）。以營養(yǎng)狀況指數(shù)（TSI）判斷水體營養(yǎng)狀態(tài)，：當TSI＜40，水體屬于貧營養(yǎng)；40≤TSI≤50，水體屬于中營養(yǎng)；TSI＞50，水體富營養(yǎng)[3]。

表1 水體營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)及其相關(guān)參數(shù)Tab.1 Completed trophic state index and its associated parameters

1.3 樣品采集與鑒定

用深水采水器采集水下0.5 m 處的水樣1 L，立即加入1%的甲醛溶液固定浮游植物，靜置沉降48 h，用虹吸管緩慢抽取上清液，留下約30 mL 的沉淀溶液用于浮游藻類鑒定。

取樣鑒定時，搖勻沉淀藻類，用移液器吸取沉淀物0.1 mL 于浮游植物計數(shù)框，在光學顯微鏡（Nikon Eclipse E100）下觀察藻類形態(tài)特征初步鑒定種類[4]并計算數(shù)量。

硅藻門種類的進一步鑒定用掃描電子顯微鏡觀察，具體步驟為：將適量藻液置于燒杯中，加入等量濃硝酸于60℃～70℃加熱30 min 去除有機物，靜置24 h 以上，去除上清液，再加入蒸餾水靜置5 h以上，反復清洗直至液體無色。取適量沉淀藻液制片，經(jīng)真空干燥并噴金，在超高分辨熱場發(fā)射掃描電鏡（日本電子，JSM-7800F）下拍攝硅藻裝片。

2 結(jié)果與分析

2.1 新紀錄種的形態(tài)特征

小塘生藻（Eolimna subminuscula）屬于硅藻門（Bacillariophyta）硅藻綱（Bacillariophyceae）舟形藻目（Naviculales）舟形藻科（Naviculaceae）塘生藻屬（Eolimna）[1]。

光學顯微鏡（LM）下（圖1）：殼面呈橢圓披針形，殼面寬3.3～5.0 μm，長7.3～10.5 μm。片狀色素體位于藻細胞兩極。通常在高倍鏡下，可見點紋圓形或沿中心伸長。

掃描電子顯微鏡（SEM）下：殼面彎曲，殼縫呈線形，末端極節(jié)向一側(cè)略彎曲，中軸區(qū)向兩端加厚，呈線形，僅在中心稍微變寬，橫向點紋在中央平行排列，兩端點紋略呈輻射狀分布（圖2）。

圖2 小塘生藻掃描電鏡照片F(xiàn)ig.2 The scanning electric-microscopic photograph of Eolimna subminuscula

2.2 水體理化性質(zhì)特征

2019 年8 月15 日，小塘生藻采集地襄城縣茨溝水體理化性質(zhì)特征見表2?，F(xiàn)行的《中華人民共和國國家標準-漁業(yè)水質(zhì)標準》[5]要求養(yǎng)殖水體氮含量小于或等于50 μg·L-1，而該養(yǎng)殖水體氨氮含量高達76.72 μg·L-1，超過規(guī)定的氮含量。

表2 小塘生藻采樣地水體理化性質(zhì)特征Tab.2 Physical and chemical characteristics of the Eolimna subminuscula sampling sites

該池塘水體透明度為22 cm，磷含量為263.64 μg·L-1，葉綠素a 含量達3 837.16 μg·L-1，得出該水體TSI=90＞50，屬于富營養(yǎng)化水體。

2.3 浮游植物群落組成

本樣品采集地共鑒定浮游藻類20 種（含變種），隸屬于3 門（藍藻門、硅藻門和綠藻門）4 綱9目11 科17 屬。其中藍藻門種類占15.00%，硅藻門種類占35.00%，綠藻門種類占50.00%。

圖3 采樣地浮游藻類種類組成Fig.3 Phytoplankton species composition in sampling sites

該養(yǎng)殖池塘發(fā)現(xiàn)的藍藻門浮游藻類豐度最高，總豐度18.35×105個·L-1；其中微囊藻（Microcystis sp.）占該水體浮游藻類總豐度的75.57%。水體中藍藻形成優(yōu)勢，這與該水體富營養(yǎng)化的特征相適應(yīng)。水體浮游藻類總豐度為24.11×105個·L-1，總生物量為23.13 mg·L-1，其中硅藻門浮游藻類豐度占18.50%，生物量占69.04%，其中小塘生藻豐度和生物量分別占總豐度和總生物量的0.62%和3.32%；占硅藻豐度和生物量的3.36%和4.82%?？傮w來說，小塘生藻在該池塘并未形成優(yōu)勢類群，為偶見種。

3 討論

3.1 小塘生藻的分類學地位

1997 年塘生藻屬最早由Lange-Bertalot&Schiller提出，該屬種類較少，目前僅發(fā)現(xiàn)11 種[6-11]，中國僅報道1 種。塘生藻屬藻類常以單細胞存在，藻細胞較小，殼環(huán)狹窄；簡單蜂窩狀的肋突結(jié)構(gòu)；被膜覆蓋的孔紋位于大孔內(nèi)部或外部的中部；具有一排或多或少不規(guī)則排列的彼此靠近的孔紋，位于一個或多個節(jié)間帶上，典型種類為Eolimna martini[10]。

塘生藻屬在分類地位上曾被歸為舟形藻屬（Navicula）。如Eolimna adnate Hustedt 曾被命名為Navicula adnata Hustedt[12]，1998 在新種分類時把這種藻類劃分到鞍形藻科塘生藻屬[6]。塘生藻屬和舟形藻屬在形態(tài)上相似，但略有不同，塘生藻屬的殼面呈橢圓披針形或?qū)捙樞?，殼面花紋在光鏡下常以點紋形式出現(xiàn)，呈輻射狀排列[1]；舟形藻屬殼面并不呈橢圓披針形或?qū)捙樞?，以舟形常見，殼面在光鏡下常見橫線紋單列，少數(shù)呈雙列排布[13]。2001年Beszteri 等[14]基于18S 基因構(gòu)建了藻類的系統(tǒng)發(fā)育樹，指出小塘生藻以及Eolimna minima 親緣關(guān)系與舟形藻屬植物較遠，建議單獨分屬。小塘生藻在我國也有報道，但鑒于前期模糊的分類地位，報道時均被命名為小舟形藻（Navicula subminuscula）[15-17]。

3.2 小塘生藻生境特點分析

關(guān)于小塘生藻在自然水體中的分布有一些報道。在澳大利亞維多利亞州西北部，以固著藻類狀態(tài)分布在與墨累河相連的3 個濕地中，更適應(yīng)中鹽度水體[18]，在中鹽度的濕地中分布較廣；2000—2002年Salomoni 等在調(diào)查巴西格拉瓦塔河時，小塘生藻作為嚴重有機污染和富營養(yǎng)化耐受物種有分布[19]。小塘生藻在我國自然水體也有分布，主要集中在我國南方地區(qū)，且在多地和多個地點形成優(yōu)勢種[15-17]。2014 年，在我國的一個亞熱帶河流—漢江，小塘生藻則被認為是河流高氮含量的指示生物被報道[20]。藻類結(jié)構(gòu)能在水化指標的基礎(chǔ)上進一步反映出水體的理化性質(zhì)，優(yōu)勢種藻類的形成與所在水體營養(yǎng)狀況相關(guān)。小塘生藻的形成優(yōu)勢反映出當?shù)氐乃w氮元素水平較高。水體營養(yǎng)指數(shù)顯示，該養(yǎng)殖池塘處于富營養(yǎng)狀況：水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽含量處于較高水平，微囊藻等污染種類占比較高，這與小塘生藻耐污染的特點相適應(yīng)。

表3 采樣地浮游藻類的豐度與生物量Tab.3 The abundance and biomass of phytoplankton in the sampling sites

迄今為止，國內(nèi)外對藻類資源的調(diào)查都集中于河流湖泊等自然水域，對于小塘生藻的報道都集中在自然水體，但對漁業(yè)水體中藻類資源的研究相對較少，也未在漁業(yè)用水的報道中發(fā)現(xiàn)小塘生藻。本次在高營養(yǎng)養(yǎng)殖池塘水體發(fā)現(xiàn)小塘生藻，這與其耐污染的特點相適應(yīng)。作為養(yǎng)殖池塘生產(chǎn)者之一，小塘生藻可能和漁業(yè)水體中的其它藻類一起形成藻類功能團，在漁業(yè)養(yǎng)殖水體環(huán)境中發(fā)揮重要的生態(tài)作用，具體作用值得進一步研究。養(yǎng)殖池塘新記錄種小塘生藻的發(fā)現(xiàn)豐富了中國浮游植物的藻類類群，為藻類資源的保護和利用提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。