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

代杜娟，張曼，范良義，杜海娜，董靜，高云霓，李學軍

（河南師范大學水產學院，河南 新鄉 453007）

《中國漁業統計年鑒2020》數據顯示，2019 年我國淡水養殖中池塘養殖所占比重高達51.69%，是淡水養殖的主要養殖方式。池塘養殖在帶來巨大產量及經濟效益的同時也帶來了一系列生態環境問題。水質的優劣直接關系著養殖水產品的質量與安全。常用來反映水質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系統中的初級生產者，與水環境、水體水質狀況關聯，常用來做水環境水體評價指標。

為摸清河南養殖池塘藻類多樣性，提升池塘集約化養殖水質管理水平，在2019 年春、夏兩季共采集349 個養殖池塘水樣，涵蓋全省18 個市。在鑒定中，硅藻細胞形態上復雜多變，通常通過觀察其細胞壁形態、結構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現了1 種形態上與其他養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現了小塘生藻。該養殖池塘泥底質，主養草魚（Ctenopharyngodon idella）、混養青魚（Mylopharyngodon piceus），養殖密度0.30 kg/m2，采用地下水養殖。采用水質分析儀現場測定養殖池塘水體的溫度（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、硝態氮、亞硝態氮、葉綠素a 等含量，測定方法參照《水和廢水監測分析方法》[2]。

1.2 水體營養狀況評價方法

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

表1 水體營養狀態指數及其相關參數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 于浮游植物計數框，在光學顯微鏡（Nikon Eclipse E100）下觀察藻類形態特征初步鑒定種類[4]并計算數量。

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，經真空干燥并噴金，在超高分辨熱場發射掃描電鏡（日本電子，JSM-7800F）下拍攝硅藻裝片。

2 結果與分析

2.1 新紀錄種的形態特征

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，末端極節向一側略彎曲，中軸區向兩端加厚，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Fig.2 The scanning electric-microscopic photograph of Eolimna subminuscula

2.2 水體理化性質特征

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

表2 小塘生藻采樣地水體理化性質特征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

該養殖池塘發現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%。水體中藍藻形成優勢，這與該水體富營養化的特征相適應。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，目前僅發現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，殼環狹窄；簡單蜂窩狀的肋突結構；被膜覆蓋的孔紋位于大孔內部或外部的中部；具有一排或多或少不規則排列的彼此靠近的孔紋，位于一個或多個節間帶上，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上相似，但略有不同，塘生藻屬的殼面呈橢圓披針形或寬披針形，殼面花紋在光鏡下常以點紋形式出現，呈輻射狀排列[1]；舟形藻屬殼面并不呈橢圓披針形或寬披針形，以舟形常見，殼面在光鏡下常見橫線紋單列，少數呈雙列排布[13]。2001年Beszteri 等[14]基于18S 基因構建了藻類的系統發育樹，指出小塘生藻以及Eolimna minima 親緣關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，以固著藻類狀態分布在與墨累河相連的3 個濕地中，更適應中鹽度水體[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，且在多地和多個地點形成優勢種[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]。藻類結構能在水化指標的基礎上進一步反映出水體的理化性質，優勢種藻類的形成與所在水體營養狀況相關。小塘生藻的形成優勢反映出當地的水體氮元素水平較高。水體營養指數顯示，該養殖池塘處于富營養狀況：水體中氮、磷等營養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。

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，國內外對藻類資源的調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，但對漁業水體中藻類資源的研究相對較少，也未在漁業用水的報道中發現小塘生藻。本次在高營養養殖池塘水體發現小塘生藻，這與其耐污染的特點相適應。作為養殖池塘生產者之一，小塘生藻可能和漁業水體中的其它藻類一起形成藻類功能團，在漁業養殖水體環境中發揮重要的生態作用，具體作用值得進一步研究。養殖池塘新記錄種小塘生藻的發現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數據。