生态学诗话
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溶解气体的生态作用

水中气体十余类,

氧碳氨氮甲烷氢。

呼吸排碳需耗氧,

氧气稀薄生难兴。

富型水体源植物,

光合放氧氧充盈。

贫大江海依空解,

温盐气压扩散经。

动物缺氧会窒息,

氧阈知悉保命行。

氧足气泡随身带,

耐氧有道生机兴。

二氧化碳光合用,

硫化氢毒杀生灵。

谈氨色变需防范,

绝技降氨甲烷清。

【注释】

1.溶解气体:水中溶解气体主要有氧气、氮气和二氧化碳,此外有时还有硫化氢、沼气、氨、氢以及其他稀有气体。氧气和二氧化碳是呼吸作用和光合作用的基本物质,特别是氧气,对水生生物的生活和分布意义重大。

2.溶氧来源:富营养型水体溶氧主要来自浮游植物等植物的光合作用,贫营养型的大型水体溶氧来源主要依托大气溶解,故称“富型水体源植物”“贫大江海依空解”。

3.氧阈:某种动物在环境含氧量降低到使其开始窒息死亡时的界限称为该种动物的氧阈(即窒息点)。淡水池塘主养鱼类的氧阈(mg O2/L)一般在0.1~ 0.8之间,如鲫为0.1,鲤在0.2~0.3之间,草鱼(Ctenopharyngodon idellus)在0.4~0.6之间,鲢和鳙(Aristichtys nobilis)在0.25~0.4之间。

4.耐氧有道:水生生物对缺氧的耐受或适应有很多策略。(1)在氧气情况变化时,鱼类首先通过调节呼吸频率来保持必要的呼吸强度,如斜齿鳊鳃运动的次数随水中含氧量的增高而减少。(2)某些没有专门呼吸器官的动物也具有一定呼吸调节机能,例如淡水的颤蚓,当水中含氧不足时,则拉长身体并增加摆动次数进行呼吸调节。(3)增加体内血红素含量和增强血红素对氧的亲和力,也是对氧气变化的一种适应。当水中溶氧降低时,通过血液中血红素含量的增多可以加强对氧的吸收能力,如枝角类。(4)皮肤呼吸也是很多动物在氧气不足条件下的一种适应方法,如泥鳅和鳗鲡。(5)当外界含氧量降到接近临界浓度时,很多动物能直接利用大气中的氧呼吸,例如鱼类在池水缺氧时的浮头现象,也是利用大气的一种呼吸。(6)某些无脊椎动物的代谢水平很低,并能在含氧量降低的情况下,降低其代谢作用率,以至于很少的氧气就能维持其生活。另外有些动物能进行一定程度的嫌气性呼吸,它们借助于体内贮存的肝糖的异化作用而获得能量,特别是在低温条件下,甚至能在缺氧环境下度过相当长的时间。这种适应能力在少数鱼类中也有发现。

5.降氨绝技:氨是含氮有机质分解的中间产物,硝酸盐在反硝化细菌的作用下也能产生氨,此外某些光合细菌和蓝藻进行固氮作用时也能产生氨。铵离子是水生植物营养的主要氮源,对水生生物一般是无毒的。但是氨,特别是非离子态氨对鱼虾和其他水生动物具有强烈毒性,轻则抑制生长、损害鳃组织、导致皮肤中黏液细胞充血、改变血液成分、破坏红细胞、使抗病力下降,重则导致鱼虾大批死亡,一般非离子态氨的安全浓度为0.025 mg/LNH4-N。水体降氨措施有:(1)利用微生物净化氨,如微生态制剂;(2)移植或接种水生植物;(3)人造水藻(塑料条或附着基);(4)杀灭水蚤;(5)换注新水;(6)斜发沸石,沸石的泼洒使用量20 mg/L,饲料中可添加5%~10%。