朱成希 金奕天

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

對此，我們提出疑問：在食物充足的情況下，魚為什么會死亡？是什么破壞了魚缸內的生態(tài)系統(tǒng)？

一、原因分析

通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)魚缸內的藻類主要是綠藻，猜測是綠藻較多導致魚缸內的生態(tài)系統(tǒng)被破壞。

綠藻生活在淡水里，葉綠素含量高，能通過光合作用產生大量氧氣和營養(yǎng)素。綠藻有強大的繁殖能力，魚缸長期使用純凈水或自來水都會滋生綠藻；使用基肥過多使得水體富營養(yǎng)化，導致藻類暴發(fā)；魚蝦數(shù)量過多，糞便排放過多導致綠藻無法盡快被水體吸收而泛濫。

過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、植物等光照不足，光合作用不能正常進行。綠藻在夜間釋放大量的二氧化碳，導致水中氧氣含量降低，造成其他生物缺氧，致使水中有害細菌的數(shù)量增多。

二、魚缸藻類去除方法的調查研究

通過查找文獻和咨詢專業(yè)養(yǎng)殖技術人員，我們了解到，目前去除魚缸內藻類的主要方法有建立完善的過濾系統(tǒng)將氨和硝酸鹽消除、減少或降低有機物的來源、控制光照等，但很少有利用生物治理的實踐與研究。

三、實驗目的

在魚缸內建一個小型水生態(tài)系統(tǒng)，解決魚缸內藻類泛濫的問題，同時豐富魚缸的生態(tài)系統(tǒng)。椎實螺以綠藻為食，可用它來緩解水體富營養(yǎng)化，免去人工除藻的麻煩，避免使用化學除藻劑可能造成的危害。

通過實驗尋找椎實螺、魚、藻類的數(shù)量配比，探尋良性的生態(tài)平衡，開展生態(tài)治理并應用到實際養(yǎng)殖環(huán)境中。

四、實驗方法與結果分析

（一）利用椎實螺去除魚缸綠藻的預備實驗

1.實驗材料與方法

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

2.實驗方法

往魚缸中倒入清水，使椎實螺和綠藻形成一個小型的水生態(tài)系統(tǒng)，并放在15 ℃左右的通風處，每3 d稱量一次綠藻的質量。

3.初步實驗結果

實驗數(shù)據(jù)表明，經過3 d，綠藻質量減少到9 g。經過6 d，綠藻質量減少到7 g，減少速率為0.75 g/d，平均每只椎實螺食綠藻速率為0.075 g/d。

該預備實驗初步證實了椎實螺對綠藻的啃食速率及效果。同時，我們還發(fā)現(xiàn)，椎實螺基本在早上、中午、傍晚這三個時間段進食，與人類一日三餐的頻率相似。這一發(fā)現(xiàn)對椎實螺治理生態(tài)的實際應用有一定的啟發(fā)與研究價值。

（二）進一步研究

為進一步提高實驗的準確性，根據(jù)椎實螺的生長條件，我們于2021年夏季再次開展實驗。重復實驗中，我們將通過藻類生物量來計量藻類的量，以椎實螺的數(shù)量變化及藻類的減少量作為衡量指標，得出椎實螺治理綠藻的更優(yōu)條件。

1.實驗材料與方法

將10個直徑為20 cm的玻璃魚缸分成4組，A1—A3為A組，B1—B3為B組，C1—C3為C組，D1為對照組。選擇體長4～5 cm、健康狀況相似的錦鯉作為實驗對象，每缸投喂5條。

2.對照實驗設計

每組投放綠藻10 g，A組投放椎實螺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照。每2 d等量喂食錦鯉一次。每天觀察椎實螺的生長情況、錦鯉的活躍程度。每隔3 d稱量綠藻的質量，計算減重率。分析數(shù)據(jù)，找到椎實螺數(shù)量和綠藻去除效果之間的關系，尋找最佳的螺藻配比。

3.實驗結果

A組經過3 d，綠藻質量平均減少到9 g；經過6 d，綠藻質量平均減少到7 g，平均減少速率0.75 g/d。

B組經過3 d，綠藻質量平均減少到6 g，經過6 d，綠藻平均質量減少到3 g，平均減少速率為1.17 g/d。

C組經過3 d，綠藻質量平均減少到5 g，經過6 d，綠藻質量平均減少到1 g，平均減少速率為1.5 g/ d。

椎實螺投放數(shù)量越多，綠藻減少速率越快。在實驗過程中，定期觀察錦鯉的生長狀態(tài)及活躍程度，錦鯉總體生長情況良好，體長有明顯增加。

五、展望與體會

在魚缸中同時養(yǎng)殖魚類、椎實螺，用水生植物銅錢草代替放置沉木、山石等景觀。銅錢草可減輕水體異味，凈化水質。

水體富營養(yǎng)化滋生綠藻時，利用椎實螺啃食綠藻的特性改善水質。魚的糞便可作為銅錢草的天然肥料。銅錢草在生長過程中對氮的吸收量較大，可有效去除水體中氮的含量，輔助緩解水體富營養(yǎng)化。

銅錢草還可通過光合作用為魚類供氧，提高魚類的生存率及整體的美觀性，減少人工清理的麻煩。

在進一步計算與實驗后，該研究結論可應用到更大的水體環(huán)境中，達到生態(tài)治理的效果。（指導老師：楊玲）

專家點評

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

實驗分為預備實驗和正式實驗兩部分，通過預備實驗了解椎實螺的食量，再通過正式實驗探究椎實螺治理綠藻的更優(yōu)條件，并根據(jù)實驗結果給出了合理的生物防治措施。

實驗設計科學合理，充分考慮了實驗變量的控制，但對實驗數(shù)據(jù)的分析較粗糙，建議對實驗數(shù)據(jù)進行更細致的處理，如進行差異顯著性分析等。

（欄目編輯? 秦銀銀）

本期點評專家

張永強? 高級教師，湖南省十佳科技教師?？破罩袊?021年十大科普人物獎獲得者，全國校園發(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)新編程與智能設計大賽、湖南省科學調查體驗活動評審專家組成員。