揭示生物和水產養殖中的分層現象

生物的分層現象是普遍存在的，造成分層的原因也是多種多樣的。生物分層的成因，有的是按生命規則自然形成的，是長期自然選擇的結果；有的是在人為干預下，即通過人工的方法形成的。生物通過分層配置，便于完成正常的生命活動。而研究生物的分層現象，能夠幫助人們正確地認識生命活動現象和本質。本文先從生物系統的分層敘述，來引申出水產養殖的分層現象，以期對養殖有一定的裨益作用。

一、自然因素導致的生物分層現象

1.由光照引起的分層

(1)群落垂直結構中的植物分層

群落的垂直結構也稱3D結構，主要指群落的分層現象。群落的分層與植物對光的利用有直接關系。植物的成層性包括地上成層與地下成層，層的分化主要決定于植物的生活型，因為生活型決定了該種處于地面以上不同的高度和地面以下不同的深度。成層結構是自然選擇的結果，它能夠提高植物利用環境資源的能力。睞

在發育成熟的森林中，上層的喬木可以充分利用陽光。穿過喬木層的光，有時僅占到達樹冠全部光照的1/10，但林下灌木層卻可利用這些微弱的光。在灌木層下的草本層卻能利用更加微弱的光。草本層以下還有更耐陰的苔蘚層。

(2)水生高等植物的分層

沉水植物的植物體完全沉沒于水中。其根系不發達或退化，植物體各部分都能吸收水分和養料，通氣組織特別發達，以利于在水中缺乏空氣的情況下進行氣體交換。此類植物的葉大多為帶狀或絲狀，如苦草、金魚藻、狐尾藻、黑藻等。

浮水植物又稱浮葉植物，指漂浮在水面上的植物。其體內多貯藏有較多的氣體，使葉片或植物體能平穩地漂浮于水面，氣孔也多生于葉片上表面。浮水植物中有的是植物體完全漂浮水面，如浮萍、鳳眼蓮、滿江紅、槐葉萍等；有的是根狀莖埋生于水底泥中，葉片漂浮在水面，如睡蓮；有的則是根生于水底泥中，莖細長而抽出水面，水面上莖的節間縮短，浮水葉密集于莖的頂端，葉柄具氣囊，如菱等。

大多數挺水植物都有根系，它們的根從水中吸收營養成份。挺水植物指根生水底中，莖直立的植物類型，主要為單子葉植物。挺水植物是根莖水生的水生植物；根生浮水植物是一面葉氣生的水生植物；只有沉水植物才是完全的水生植物。

三種植物的分層可歸納為：

浮水植物：如浮萍、滿江紅、鳳眼蓮、槐葉萍等；

挺水植物：如蓮等；

沉水植物：苦草、金魚藻、狐尾、藻黑藻等。

(3)藻類植物的分層

以海水藻類為例，在海洋中的藻類植物具有垂直分層現象：那就是在淺水處多生長的是綠藻，稍深處多為生長的是褐藻，而在較深處多為生長的紅藻。之所以會造成這種分層現象，是因為不同波長的光在水中的穿透力是有差別的。

按照物理學原理，波長越短其能量就越大，透射力就越強，穿透海水的深度也就越深。在可見光中紅光的波長最長，也就意味著其能量最小，故透射的深度最淺。一般在表層海水中有足夠的紅光可以滿足藻類植物的光合作用，所以在表層海水中分布有大量的綠藻。藍紫光的透射深度最深，但大部分藍光被海水反射掉了，因此顯示的海水是藍色。真正透射較深海域的是黃綠光，海洋中分布在較深處的藻類植物常含有能夠吸收綠光和黃光的光合色素，如藻紅素等。光線造成了藻類植物的分層現象。

2.由食物引起的分層

(1)陸地群落動物的分層

由于陽光的原因導致了植物的分層現象，而植物的分層又會導致動物的分層。動物之所以會出現分層現象，與食物和微氣候條件兩個因素有關，但主要與食物有關。這是因為不同層次的群落所提供的食物是不同的。例如，在歐亞大陸北方針葉林區，在植被層和草本層中棲息著兩棲類、爬行類以及鳥類（如丘鷸、榛雞）、獸類（如黃鼬）及各類嚙齒類；在灌木層和幼木層中棲息著鶯、葦鶯和花鼠等；在森林的中層棲息著山雀、啄木鳥、松鼠和貂等；而在樹冠層則棲息著柳鶯、交嘴和戴菊等。

由此看來，群落中的植物與動物之間有一定的對應關系。當然這種對應關系并非絕對，有些動物可以同時利用幾個不同層次的植物，但總有一個是它喜好的層次。

(2)水生動物的分層

在水域中的動物也有分層現象。無論淡水還是海洋，浮游動物總是表現出明顯的垂直分布現象。比如我國的淡水魚類有七百余種，常見的有幾十種，有些是優良的淡水魚養殖品種，主要有鳙魚、鰱魚、草魚、青魚、鯽魚和鯉魚。其中鳙魚、鰱魚、草魚和青魚通常稱為“四大家魚”，這幾種魚的棲息水層和食性各不相同。

鳙魚和鰱魚生活在水的上層，鳙魚的主要食物是浮游動物，如原生動物和水蚤；鰱魚的主要食物是浮游植物，如矽藻和綠藻。草魚主要生活在水的中層，以水草為食物。青魚、鯽魚、鯉魚生活在水的底層，青魚主要吃螺螄、蜆等軟體動物，鯽魚和鯉魚為雜食性的。

歸納：按照形態學的分層，四大家魚從上層到底層的生活順序為：鰱魚和鳙魚、草魚、青魚。

影響浮游動物垂直分層的因素主要是陽光、食物、溫度以及含氧量。多數浮游動物是趨向弱光的，因此，它們白天多分布在較深的水層，在夜間上升到水體的表層活動。此外，在不同的季節也會因為光照條件不同而引起垂直分布的變化。

3.由某些生態因子引起的分層

(1)淡水中的微生物分層

淡水分為靜水和流水兩類，前者主要指湖泊、沼澤、池塘和水庫等，后者如泉水、小溪和河流等。在靜水的水體中，表層溶氧較多，底層溶氧量較少。

微生物的分層還與水流有關，中溫水體中的微生物數量比低溫水體中多，深層水體中的厭氧微生物多，表層水體中的好氧微生物較多。

(2)海水中的微生物分層

在近海和接近海底淤泥層的海水中菌數較多，遠離海岸菌數較少。在海灣的海水中，細菌數約為105個/mL，遠洋的海水中只有12-250個/mL。由于陽光入射水體的濃度可達10～100個/mL。其垂直分布也不均勻，表層0～10m較少，10～50m隨深度的增加而增加。但在50m以下，微生物的數量隨著深度增加而減少。

在接近海底沉積物的深水，微生物的數量增多。海洋細菌多為革蘭氏陰性，具有鞭毛和色素，常見的有假單胞菌屬、弧菌屬、黃桿菌屬、生絲微菌屬和微環菌屬等。海底主要有嚴格厭氧的脫硫弧菌屬和甲烷菌等。

二、水產養殖的水體分層現象

1.水深的水體更容易出現水體分層

白天表層水體溫度比較高，但底層水的溫度比表層水的溫度低好幾度，但是，夜晚表層水體熱量不斷向外散發，到黎明表層水溫又比底層水溫低，表層水的密度比底層水稍大形成一定規模的密度流，特別是在氣壓變化頻繁風向多變的晴朗日子比較容易出現“反底”而造成水體分層。

2.投喂飼料過多的蝦塘水體容易出現分層

飼料含有大量的蛋白質，投料過多，殘餌不斷積累在底部，經過微生物參與的一系列的生化反應，水體分層造成底部積累較多有毒有害氣體，各氣體分壓大于表層分壓，在天氣突變時容易反底，危害養殖動物。

3.用活菌制劑過多的水體容易出現分層

活菌制劑不管是液體發酵還是固體發酵，菌種基本上都脫離不了芽孢桿菌、硝化菌、酵母菌、乳酸菌等，這些菌種作用于有機物的分解時必須消耗水體中的氧氣。如果用菌量過大特別是遇上陰雨天，很容易造成水體缺氧，特別是底部缺氧尤為嚴重，在缺氧的環境下魚蝦和其它水生生物的活動量會加大，容易造成底部水體渾濁，嚴重時則會出現魚蝦游塘。

4.養殖密度大的水體容易出現分層

如果放養密度過大，投料造成的殘餌積累和糞便排泄物的積累增多，有機物分解耗氧嚴重，水體的污染遠遠超過池塘的自凈能力，到了養殖的中后期以后出現水體分層較多，往往發病率也是最高的。

5.使用刺激性比較大的藥物的水體容易出現分層
通常我們使用的消毒藥物分子量越小刺激性越大，例如常規的消毒藥物如甲醛，氯制劑，溴制劑。溴氯制劑分子量比較小的消毒劑刺激性都比較大，而像聚維酮碘、雙鏈季銨鹽及部分的碘制劑分子量都比較大，屬于比較溫和的消毒藥物。

由于消毒藥物的刺激性會使得魚蝦和其它水生生物在短時間內的運動量加大，另外，消毒藥物也能抑制菌類的代謝繁殖等，同時藻類特別是偏老化的藻類也會受到一定程度的損傷。在魚蝦的消毒藥物的選擇和用量上必須要嚴格控制，使魚蝦有一個相對穩定的生存環境。

6.池塘藻類的種類組成和分布不同，水體出現分層的難易程度也有所不同

通過長期的觀察，總結得出以下結論：通常以藍藻為優勢種特別是微囊藻，囊球藻和藍纖維藻的水體特別容易出現水體分層，這與藍藻的生活特性有關。通常有了藍藻為優勢種群的池塘，在同樣的放養密度下，魚蝦的生長速度都比較慢，且中后期增氧機底下或多或少都有死魚死蝦。

7.養殖水體出現分層現象對魚蝦造成的影響

從物理方面考慮，分層的水體溶解氧也會出現分層，表層溶解氧比較高，但底層的溶解氧非常缺乏。底部還原性很強，在這種還原性的厭氧環境下，厭氧致病菌的生長繁殖速度加快, 而魚蝦的體質卻不斷下降。對氮循環的影響很大。在還原性厭氧的環境下，由于缺乏足夠的氧化還原電位，低價位的氨或銨很難被氧化為高價位的硝酸鹽供藻類利用。

從生物方面考慮，分層的水體藻類多分布在表層，往往造成喜強光的藻類慢慢占據優勢，并且藻類組成向單一化轉變，這都不利于養殖環境的穩定。根據一些專家學者統計，約有70%的有害菌都是厭氧菌或兼性厭氧菌，在分層水體的生態環境更易滋生。

8.改善養殖水體分層的方法

在處理分層水體時，要根據不同原因采取不同的處理方法，有很多人喜歡咬文嚼字的講出一大堆的方法。但最簡單最有效果的當數利用增氧機打起水浪，引發水流的形成，可以輕易的打破水體的分層，從而讓養殖水體趨向于水產養殖的順利開展。

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