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2009年11月16日

有趣的野外觀察:水流、水草和藻類




Tom Barr 與水草導師團隊


圖文:Tom Barr
編譯:Erich Sia



水流在各種水草書籍或論壇內,
不論是資深玩家或入門新手,
可說是最少被人探討的議題之一。

水流不論在淡水或海水系統都有其影響力。
潮池(Tide pool)受到大浪無情的拍打,
長出了最清新的海藻。
當波浪不夠強大且水流靜滯時,
這些潮池就變成了藍綠藻和矽藻暴發的加工製造中心。

同樣的在淡水河流和小溪中,
我們也看得到類似的模式。

下圖是某個進行黑藻氾濫整治的灌溉溝渠。
水流的速度在溝渠中央是每秒鐘 44.7-89.4 公分,
沒有藻類且水草表面乾淨;
在溝渠的邊緣之水流非常緩慢,
甚至無法測得。

讀者可看見明顯的差異,
水質、光照和底床等等都是一樣的。

那麼,
把這些因素都考量在一起,
可以想到什麼?
在這裡能夠影響水草和藻類生長的因素為何?

靠近岸邊的水草,長滿了藻類;中央水流快速的地帶,則無藻類。


如果我們把水流速度增加至每秒鐘 223 公分、447 公分或 894 公分時,
那麼水草的成長會變得更好呢?
還是更糟?
那又是為什麼呢?

我們會看到水草成長和水流速度間的鐘型曲線,
水草成長好且沒藻類。

在水流速度很低的時候,
會有很多的藻類;
當水流速度中等時,
或說每秒鐘 22.4-134 公分時,
水草成長很好且無啥藻類;
當水流速度超過了每秒鐘 89.4-134 公分時,
有些水草種類上會出現較多的藻類,
而且是較多的細絲狀的藻類,
水草也會發生破碎等物理性破壞。

這很令人驚訝嗎?
其實並不會。
但沒有幾個水草玩家曾經思考過為何會如此。

當水草越長越大的時候,
會大幅的降地周圍的水流速度,
通常可達近乎 90%。
這在湖泊、溪流和河川等等都是如此,
是個相當可靠的數值。

水流太強時,會出現較多的細絲狀藻類,而水草也會發生破碎等物理性破壞。


如果有人認為水草周遭的水流降低了 90%,
對水草不會產生什麼影響,
那麼這些人可說是太忠厚老實了。

十年前我曾為此議題瘋狂過。
水流降低 90% 造成了氣體交換速率的巨大差異,
矽藻或附生性藻類等等會阻斷水草的葉面吸收,
然後也會有光照和水草間的競爭互動。

有些水草宛如雜草,
能夠在這樣的環境中生存下來,
有些水草則沒有辦法。

如果我們保持水草的修剪,
那麼水流降低的後果就不會被人注意到,
可是這和剋它物質(allelochemicals)是沒有任何關係的。
很多人認為藻類和水草間有剋它物質,
不過植物間的案例研究非常的多,
但就是至今未曾在水草上發現過。

較有可能的是單純的資源競爭。
當水流越來越低時,
光照、二氧化碳和其它的營養也變少了。

我們只要用簡單的方法,
就能看到維持同樣的水草質量/水流所帶來的差異了。
修剪水草便能見到曙光!
可是有些粗魯笨拙的人偏要把責任都怪到營養或者是施肥的方法上。

並不是所有的水草都能在水流速度很低的環境下生存下來。


我們不要做太多的假設,
也不要覺得自己有那麼聰明,
我們的智力其實沒那麼好。
至少我就沒那麼好!
所以我必須一再的檢視每個因子好幾次,
並且回頭再看一些很簡單的構想,
然後從最基本的地方開始探討。

從最簡單的概念開始,
並且從所有的角度來攪和一番,
我們便能獲得更好的理解。
我不論在二氧化碳、光照、營養、換水、藻類或魚類等等,
都以這樣的方式進行過多次的探討,
每次我都能學到新的東西。

水流在學術領域是個很重要的主題。
水草的質量對水流和過濾有著逆相關性。
當水草質量增加時,
水流會大幅的減少。
然而隨著水草質量的增加,
也造成磷酸、硝酸和氨氮的濾清作用增加,
同時也增加了氧氣產量。

這在水族缸內是很明顯可見的,
隨著水草質量的越來越多,
也會對光照、二氧化碳和營養的需求越多。

水草間的競爭才是更重要的議題。


水草對光照需求的增加,
從水草成長的向光性就可看得很清楚。
可是當水草成長接近光源而獲得更強的光照時,
此時二氧化碳的供應卻絕少跟得上需求。

同樣的情況,
營養的添加也僅止於某個設定濃度,
而且不管水草的質量如何變化,
都不去做調整。
EI 或吃到飽施肥法的效果很好,
那是因為 EI 添加了比水草實際需求還要更多的營養,
底床施肥的原理也是一樣的,
不管水草的需求量如何變動,
水中或底床內總是有豐富的營養。

所以對水族愛好者來說,
最主要的問題點是,
水草的質量增加後,
對二氧化碳的需求也會增加。

在一個新設置的水草缸中,
水草的質量非常的低,
過濾器內是過濾效果很差的濾材。
如果我們使用的是從另一個水族缸轉移來的過濾器,
或者添加汙物、先透過無水啟動的方式等等,
那麼"新"過濾器所帶來的問題就降低了。

隨著水草的質量增加,將嚴重影響水流的速度。

如果我們增添了許多的有莖水草,
那麼過濾器所引發的問題也能大幅降低,
因為水草對水質的濾清效果更快速。
舉例來說,
有幾片小小的迷你矮珍珠種在岩石為主的佈景內,
隨著迷你矮珍珠總質量的增加(也的確會增加),
水草的濾清效果也會增加,
而不必那樣的依賴過濾器。

然而當水草缸演變至某個程度時,
水族缸中的水流開始大幅度的減緩,
太多的水草質量而水流又太少,
相對於水草需求而言二氧化碳不足,
而二氧化碳的混合擴散效果也變差了。

當水族缸的水草質量越來越多,
並且越來越靠近光源時,
此時水草對二氧化碳的需求也越來越多。
可是我們如果只增加了二氧化碳的供給,
卻沒注意到水流的重要性,
那麼我們就會有一大堆的二氧化碳在局部聚積,
但由無法做很好的混合散布,
這對魚類來說是很糟糕的狀況。

解決的方法並不是降低二氧化碳,
並且認為暴藻和水草成長不良是和藻類、燈光的色溫或自來水等等有關。
真正的解決方法是增加水流,
然後觀察增加二氧化碳所帶來的改善。

水草質量或密度小時,對水流影響較小,對光照和二氧化碳的競爭也小。


其次我們要試著更常修剪水草,
將水草的質量維持在中等的程度。
保持在這個基礎上,
看看脆弱的營養、二氧化碳和光照能否因此穩定下來。
修剪水草對於光照、二氧化碳和營養的影響非常的大,
這可從所有的因子來推斷出來。

如果隨著時間變化要應付這些改變或問題時,
那麼我們應該要怎麼做?
有幾件事或衡量要記住:

1. 
更常修剪水草;
2. 
增加水流;
3. 
設缸之初使用生化過濾器;
4.
隨著調整營養時也要調整二氧化碳,
不要開玩笑只添加剛好足夠的營養;
5.
降低光照強度,
這是對任何問題都很有用的解決方法;
6.
選擇生長緩慢且容易栽培的水草;
7.
增加更多的硬景觀比例。

選擇生長緩慢且容易栽培的水草,搭配更多的硬景觀,較能維持水族缸的平衡。


對於水族缸的水流,
我自己是使用至少十倍的過濾循環,
例如 100 公升的水就使用每小時 1000 公升的循環,
過濾器的出入水口放在同一側,
出水口放在角落位於水面下 2.5 公分的位置,
出水口的角度略為朝下,
就能造成還不錯的渦流。

讓水面出現一些漣漪,
但絕不可讓水面的波紋大到能破壞了水表。
如果我的水流循環降低了 1/2 或以下,
就會開始出現一些藻類。
所以必須要清理過濾器。

我想上述的這些概念,
對於如何維持一個水族缸的「平衡」很有幫助,
並且也能了解隨著時間的變化,
哪些的因子才是真正控制著平衡。


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