Aquarium tropical d'eau douce.

Reconstitution d'un récif de corail dans un aquarium.

Un aquarium est un réservoir rempli d'eau dans lequel vivent des animaux et/ou des plantes aquatiques, par exemple des poissons, des mollusques, des crustacés, des tortues aquatiques ou des coraux, ainsi que des algues, mais aussi de nombreux microorganismes invisibles à l'œil nu.

L'aquarium communautaire décoratif, d'eau douce ou d'eau de mer, est la forme la plus populaire. Il s'agit d'un bac vitré de petite dimension placé dans une habitation ou un lieu public. Il est une reproduction de l'habitat naturel de l'espèce ou des espèces qui habite(ent) dans cet aquarium. Il peut aussi contenir des décorations diverses à l'apparence moins naturelle. Il demande des soins particuliers qui peuvent devenir un loisir, l'aquariophilie.

Par extension, un aquarium est aussi un lieu public rassemblant de nombreux bacs remplis d'eau, destinés à présenter des espèces aquatiques.

Voir aussi: terrarium, aquaterrarium.

Étymologie

Le mot aquarium vient du latin aqua qui veut dire eau avec le suffixe -rium- qui signifie lieu ou structure.

Contrairement au mot vivarium dont l'existence remonte à la Rome antique, le terme aquarium a été développé plus récemment, en Angleterre au milieu du XIX siècle. En effet, ce sont les britanniques Robert Warington et Philip Henry Gosse qui inventèrent le terme aquarium (Latin scientifique, 1854) dans leurs publications originales sur le sujet pour signifier un vivarium aquatique.

Histoire

Étang artificiel avec des tilapias sur une peinture murale de la chapelle funéraire de Nebamun, autour de 1400 av. J.-C.

Représentation d'un aquarium d'eau douce en 1873.

L'existence du cycle de l'azote et son importance pour la survie des animaux aquatiques en milieu clos a été découverte en 1805.

C'est une femme, Jeanne Villepreux-Power, qui inventa l’aquarium dès 1832 pour ses expérimentations sur les Argonautes, mollusques céphalopodes, qui proliféraient à Messine. Ses "cages à la Power" ont été fabriquées pour leur observation. Ceci vingt ans plus tôt qu'il ne l'est généralement indiqué. Elle a également été à l'origine de la biologie marine et de l'océanographie. Honorée à son époque - en 1839, Jeanne Power sera admise comme membre correspondant de la célèbre Société zoologique de Londres, comme de 18 autres académies, très rares honneurs pour une femme - cette scientifique a été oubliée par la suite et l'on redécouvre seulement au XXI siècle ses nombreux travaux.

Les premiers aquariums ont été construits en Angleterre en 1850. Ils sont inspirés de la caisse de Ward, une serre d'horticulture en verre. Le néologisme aquarium a été créé par contraction de aquatic et vivarium. L'idée était de créer un lieu en circuit fermé, dans lequel les organismes vivent en équilibre naturel, contrairement aux vivariums et bassins qui étaient jusqu'alors des circuits ouverts.

L'intérêt pour les aquariums dans les années 1850 est venu d'un intérêt grandissant pour la vie marine, un sujet encore en grande partie inconnu, et tabou jusqu'à la fin du XVIII siècle. L'élevage de poissons est cependant bien plus ancien que l'invention de l'aquarium. Plusieurs siècles avant les premiers aquariums, en Chine, en Grèce et dans l'empire romain on élevait des poissons d'ornement dans des bassins et des jarres pour des raisons autres que culinaires.

Le premier grand aquarium public a ouvert ses portes en 1853, au Zoo de Londres. Philip Henry Gosse semble être la première personne à utiliser le terme "aquarium" (au lieu de "vivarium") en 1854 dans son livre intitulé The Aquarium: An Unveiling of the Wonders of the Deep Sea qui traite principalement d'aquarium d'eau de mer.

Jusqu'à l'arrivée de l'électricité dans les ménages, au début du XX siècle, les aquariums n'avaient ni chauffage ni filtre. L'élévation de la température de l'eau nécessaire à la survie des poissons tropicaux était assurée par une bougie, ou une lampe à pétrole, placée de temps en temps au-dessous de l'aquarium.

L'aquarium est devenu un objet de commerce en 1930 avec le développement de la vente et de l'exportation de poissons d'aquarium. Dans les années 1960 l'utilisation de cornières métalliques a été remplacée par de la colle au silicone, ce qui a apporté une meilleure étanchéité et une meilleure résistance à la corrosion provoquée par l'eau de mer.

Utilisation

Un aquarium public en Lituanie.

Un des trois requins-baleines de l'aquarium de Géorgie.

Un aquarium peut servir à élever des animaux et cultiver des plantes pour des études scientifiques ou à élever des animaux dans un but commercial (aquaculture), notamment pour le marché de l'alimentation et de l'aquariophilie. Un aquarium et son contenu peut également servir d'objet de décoration et de loisir ou peut servir à élever des espèces en voie de disparition ou des animaux malades.

Un aquarium pourra être rempli avec de l'eau douce, de l'eau de mer ou de l'eau saumâtre, cette dernière est un mélange d'eau douce et d'eau de mer qu'on peut trouver dans certains estuaires et lagunes. Les animaux et les plantes qui seront placés dans l'aquarium sont fonction du type d'eau, de sa température, son pH et sa dureté ; les animaux d'eau douce ne survivent pas dans l'eau salée, et inversement. Les espèces d'eau froide demandent une température d'eau inférieure à 15 °C alors que les espèces tropicales auront besoin d'une température supérieure ou égale à 23 °C, et les animaux vivant dans une eau douce et acide vivront difficilement dans une eau dure et basique.

Outre leur utilisation industrielle et scientifique, les aquariums peuvent être placés comme objet de décoration dans les restaurants et les habitations ou peuvent être mis à disposition du public dans des aquariums publics. Il s'agit de muséums et zoos qui exposent des animaux dans des aquariums ; ils qui sont parfois équipés d'un oceanarium, un aquarium de grande dimension, qui élève et expose des grands animaux marins (requins, phoques, tortues marines).

Selon l'utilisation qui en est faite, un aquarium peut être rempli avec uniquement des poissons (fish only), il pourra être rempli avec des plantes et des animaux, voire un récif de corail. Les plantes et les animaux peuvent provenir de la même région (exemple: Amazonie, grands lacs d'Afrique) ou d'un biotope semblable : l'aquarium reproduira alors les conditions de vie dans ce milieu et propre à cet écosystème. Il peut être utilisé de manière communautaire et héberger des animaux de différentes régions du monde, qui ne se côtoient pas dans la nature. Il peut aussi servir à faire pousser des plantes aquatiques, comme c'est le cas des aquarium hollandais (du nom d'une discipline de jardinage popularisée aux Pays-Bas).

Les appareils présents dans l'aquarium servent à stabiliser la température de l'eau, apporter la lumière nécessaire aux plantes et l'oxygène dissous nécessaire aux animaux. Ils servent également à éliminer les toxines qui se forment naturellement dans l'eau (voir cycle de l'azote).

L'équilibre écologique

Le cycle de l'azote.

Un aquarium contient des animaux, des plantes et des bactéries, dans une eau qui circule en circuit fermé. Les déchets produits par les animaux et les plantes, une fois transformés par les microorganismes, nourrissent les plantes. Les plantes et l'oxygène qu'elles produisent nourrissent les animaux et les bactéries. La nourriture circule ainsi dans un écosystème en circuit fermé. Un aquarium est en équilibre écologique lorsque les animaux produisent suffisamment de déchets pour nourrir les plantes et que les plantes produisent suffisamment de déchets pour faire vivre les animaux. Dans ces conditions le cycle production-consommation - cycle de l'azote - se perpétue indéfiniment et les plantes et les animaux vivent en autarcie.

L'équilibre écologique nécessite un grand volume d'eau, de nombreuses plantes et peu d'animaux. Ces conditions sont courantes dans la nature et rares en aquarium, où le volume d'eau est généralement faible par rapport à la population de poissons. Les filtres des aquariums contemporains visent à maintenir un certain équilibre malgré une concentration élevée de poissons.

Les bactéries présentes dans l'aquarium digèrent les déchets produits par les poissons, et produisent des nitrates qui nourrissent les plantes. Un manque de bactéries provoque une accumulation des toxines dues à la décomposition des déchets produits par les poissons. Ce phénomène - signe de déséquilibre biologique - se produit d'ordinaire quelques semaines après le remplissage de l'aquarium. Ceci est dû à l'absence de bactéries dans l'eau du robinet et peut provoquer la mort des poissons. La présence de nitrates non consommés par les plantes - autre signe de déséquilibre - peut provoquer la prolifération d'algues microscopiques qui colorent l'eau en vert ou en brun.

En plus de produits azotés, l'eau de l'aquarium contient quelques milligrammes par litre de gaz dissous, notamment l'oxygène et le dioxyde de carbone. Les plantes produisent de l'oxygène, et celui-ci est vital aux animaux et aux bactéries. Les animaux produisent du dioxyde de carbone et celui-ci favorise la croissance des plantes. Ces gaz s'échangent avec ceux de l'air de la surface. L'air - riche en oxygène - apporte de l'oxygène à l'eau et absorbe le dioxyde de carbone. Les pompes qui provoquent un mouvement de l'eau de surface ou un jet de bulles d'air accélèrent les échanges de gaz. La quantité maximale de gaz que l'eau douce peut absorber diminue avec la température et la salinité.

Construction et entretien

La cuve, le filtre, le chauffage et le substrat sont les éléments essentiels d'un aquarium.

Osmoseur

La cuve de l'aquarium peut être construite par simple collage de plaques de verre avec de la colle au silicone. Les bacs sont aussi construits en plexiglas. Ce plastique transparent est plus léger que le verre, plus cher, peut être facilement moulé et soudé, mais se raye facilement.

Le plexiglas est utilisé dans les aquariums publics pour obtenir des formes originales, ou créer un tunnel de visite. Les bacs du commerce sont la plupart du temps rectangulaires, faits de plaques de verre collées ensemble.

Une fois construit et rempli d'eau, le cycle de l'azote devra être lancé, puis l'aquarium sera progressivement peuplé et planté, en vue d'obtenir et de maintenir l'équilibre naturel de l'écosystème qui vit dans l'aquarium. La mise en route du cycle de l'azote provoque un déséquilibre temporaire, cette situation dure environ 4 semaines.

Un aquarium contient typiquement un excédent de poissons et une quantité insuffisante de plantes. Ceci provoque une accumulation de nitrates non consommés, qui nuisent à la santé des poissons, et doivent par conséquent être dilués par des ajouts d'eau propre. L'accumulation est d'autant plus rapide que l'aquarium est petit et le corail y est particulièrement sensible.

Les aquariums publics, les élevages et les magasins utilisent souvent un groupe d'appareils - filtres et pompe - pour plusieurs aquariums, reliés à un circuit d'eau. Le circuit est souvent directement relié au robinet, par l'intermédiaire d'un goutte-à-goutte et parfois un osmoseur, qui apportent continuellement l'eau nécessaire pour diluer les nitrates et compenser l'évaporation.

Dans les aquariums domestiques, les nitrates sont dilués par ajout d'eau propre à intervalles réguliers. La fréquence de cette opération dépend du nombre de plantes, du volume d'eau et de la sensibilité des animaux.

Opérations de maintenance

Un aquarium correctement installé et peuplé nécessite peu de maintenance :

Renouvellements d'eau : un renouvellement régulier d'une partie de l'eau (par exemple 1/3 toutes les deux semaines) permet d'évacuer les déchets organiques. On procède habituellement par siphonnage, en aspirant l'eau près du sol, afin d'évacuer par la même opération les déchets solides. Le remplissage en complément se fera avec de l'eau préparée à l'avance selon les conditions de maintenance utiles aux poissons et plantes.

Nettoyage des vitres : une raclette permet de rendre leur transparence aux vitres.

Nettoyage des plantes : les plantes salies par des algues sont nettoyées à la main.

Nettoyage du sol : en siphonnant le sol au moyen d'une cloche transparente, on peut extraire les déchets qui s'y trouvent et y permettre la circulation d'eau.

Engrais à plantes (essentiellement à base de fer organique).

Alimentation des poissons, à base de nourritures sèches, congelées ou vivantes (daphnies, artémies, vers, etc.).

Etc.

Peuplement

Un aquarium bien planté.

Suivant le biotope choisi, le peuplement d'un aquarium est très différent. Les espèces animales et végétales ne peuvent pas toujours cohabiter surtout si elles n'appartiennent pas au même biotope. Pour les aquariums tropicaux, il existe différents biotopes, comme l'Asie, l'Amazonie, les lacs africains (Malawi et Tanganyika) et le type hollandais caractérisé par l'abondance des plantes.

aquarium communautaire : un aquarium peuplé d'animaux et de plantes provenant de différentes régions du monde. Le choix de peuplement est limité principalement par la sociabilité des animaux (prédateur / proie, territoire, agressivité, ...)

aquarium régional : un aquarium peuplé d'animaux, de plantes et décorations provenant toutes du même biotope. Les biotopes d'une grande biodiversité tels que l'Amazonie ou le Lac Tanganyika sont particulièrement appréciés des adeptes de l'aquariophilie.

aquarium hollandais : un aquarium peuplé principalement de plantes aquatiques, où les animaux sont hébergés pour des raisons utilitaires.

aquarium marin : un aquarium d'eau de mer, généralement peuplé de poissons mais sans invertébrés, par opposition à l'aquarium récifal.

aquarium récifal : un aquarium d'eau de mer, peuplé d'un récif de corail, ainsi que des invertébrés et des poissons de mer. La difficulté principale est la santé fragile du corail.

aquarium d'élevage : un aquarium qui sert à la reproduction des poissons. Il est peuplé avec des alevins et des jeunes poissons mis à l'écart des animaux plus grands - qui les auraient mangés. La décoration de ce type d'aquarium est souvent réduite au minimum.

Plantes

Une plante d'aquarium : la fougère de Java (Microsorum pteropus).

Il est possible de placer des plantes naturelles ou des plantes artificielles dans un aquarium. Le rendu esthétique et les contraintes de nettoyage sont différentes. Les plantes artificielles rendent l'aquarium moins vivant mais procurent une facilité d'entretien même si ces dernières ont tendance à devenir le support de nombreuses algues. Les poissons peuvent se blesser en s'égratignant contre les plantes artificielles. En aquariophilie, les plantes naturelles sont largement utilisées dans les bacs car elles offrent un rendu visuel plus naturel et offrent des abris aux poissons. De nombreuses espèces de plantes sont couramment commercialisées dans les magasins spécialisés. Parfois, certaines plantes non aquatiques sont abusivement vendues comme telles. Il s'agit le plus souvent de plantes non aquatiques qui ont été noyées pour leur côté esthétique (souvent de très jolies plantes à rayures blanches ou rouges).

Les plantes peuvent être plantées abondamment dans les aquariums d'eau douce car elles permettent le recyclage des déchets azotés.

En eau de mer, plusieurs espèces d'algues peuvent se trouver dans le commerce (Caulerpa).

Animaux

Aquarium du zoo de Bristol.

En aquarium d'eau douce, de nombreuses espèces de poissons sont maintenues. Mais, il existe aussi quelques invertébrés capables de vivre en captivité : gastéropodes, crevettes, etc.

En eau de mer, on peut installer de nombreux invertébrés : oursins, anémones, spirographes, coraux, éponges, avec des poissons. L'hébergement des invertébrés est un domaine particulier qui nécessite une filtration particulière, dont on trouvera un résumé sur la page des bacs récifaux. Il faut toutefois rester raisonnable, et éviter le surpeuplement de l'aquarium qui est cause de maladie et de mortalité élevée.

美国佐治亚水族馆内的一个热带水族箱

水族箱又称为水族缸或水族槽，是为观赏用、专门饲养水生动植物的生态箱，通常至少有一面为透明的玻璃或高强度的塑料。水族箱内人工饲养的通常为鱼类，但亦可是无脊椎动物、两栖动物、海洋哺乳动物或爬行动物和适应水中生长的植物。水族饲养是世界各地盛行的嗜好之一，全球约有6千万名爱好者，并持续成长。

人们很早就懂得饲养水族，但直到1850年代，玻璃所制成的水族箱成为当时的一个新玩意，人类水族从由上到下的变成侧面的立体欣赏场景。随着发展出更复杂的水族系统如照明、过滤系统，水族鱼变得更加健康。

海洋生物馆里的水族箱可以非常巨大，以阿拉斯加水族馆为例，水族箱容量逹5,400立方米，饲养着约580个水生生物品种。

水族箱的种类有很多变化，由简单的只饲养一条鱼的小鱼缸，到复杂得需要配备精密支持系统的生态仿真水族箱。水族箱一般分为淡水或咸水、热带或低温。这些是决定饲养哪类生物的条件。水族生物多数是于野外捕捉，但也有部分是可作人工繁殖，以供应水族贸易。

一些水族专家会尽力维持水族箱内的生态，并仿真所饲养生物的天然居住环境。水族箱的水质控制，包括了管理营养的流出及流入，更需要注意的是废物管理。水族箱内的氮循环是指氮元素从食物中流入箱内，生物进食后将其转化成有毒的氮废物，再由箱内的益菌转化成毒性较低的氮化合物。要维持一个良好的水族环境，还需要恰当的物种选择、生物负荷管理及良好的环境设计，牵一发而动全身。除此之外，美观与否也是观赏性水族的一大要点之一。

英国布里斯托动物园内的东南亚鱼类，水族箱高约2米

历史及发展

古时的水族箱 中国及日本数世纪以来于观赏池塘中饲养锦鲤 于人工环境饲养鱼类已有很久历史，古时的苏美尔人将野外捕捉的鱼饲养于池塘内供日后食用；于中国，以鲤鱼配种出锦鲤及金鱼相信始于超过2,000年前；于古埃及的图画中可见庙宇的长方型池塘饲养着俄克喜林库斯（Oxyrhynchus，古埃及的州，现为一考古遗址）一种神圣的鱼。中国宋朝时，金鱼被饲养于陶瓶里作观赏用途。其他文化的历史里，亦有养鱼作为实际或装饰用途。 玻璃水族箱 将鱼饲养于室内透明的缸内作观赏用途这个概念，是近代衍生出来的。但难以准确定出其出现的时间。1665年，日记作者佩皮斯（Samuel Pepys）记述于伦敦看见「一件精巧的珍品，鱼儿被饲养于一玻璃缸的水里，牠们可以生存很长时间，牠们被细致地标示着牠们是外来的」。佩皮斯所见的鱼，很可能是盖斑斗鱼（Macropodus opercularis），一种中国广州常见饲养于花园的鱼，当时由不列颠东印度公司进行买卖。18世纪，瑞士博物学家特朗布雷（Abraham Trembley）将发现于荷兰一个花园河道里的水螅饲养在圆柱型的玻璃瓶内作研究。换而言之，将鱼饲养于玻璃容器这个概念的出现，不迟于这段时期。 普及 于1851年在英国举行的万国工业博览会展示了一个装饰华丽、以铸铁作框架的玻璃水族箱，水族饲养亦随之首先于英国成为大众的嗜好。有框架的水族箱设计，是演变自华德箱（Wardian case，即生物育养箱，于1830年代发展出来，供英国园艺学家于运送外国植物的长途船程中保护植物）。现代水族喜好者或许会感奇怪的是，19世纪的水族箱底部为金属，可用火加热箱内的水。德国与英国在这个嗜好上竞争，踏入20世纪，汉堡市成为欧洲入口新奇水族品种的港口。第一次世界大战后几乎所有家居都已经有电力供应，水族箱亦因此更广泛地受欢迎。电力的改善使水族科技得以发展，使人工照明、通风、过滤、水温加热都成为可能。空中运输的出现使更多远方的外地品种能够入口，亦使水族饲养更受欢迎。 现时，估计全球有大约6千万水族喜好者。水族嗜好最强列的地区依次序为欧洲、亚洲及北美洲。在美国，许多人（40%）同时打理2个或以上的水族箱。

功能及设计

物理过滤 物理过滤采用密度较高的滤材将水族箱中的排泄物或有毒物质以阻挡或吸附的方式排除，并将干净的水返回箱内。

物理过滤采用密度较高的滤材将水族箱中的排泄物或有毒物质以阻挡或吸附的方式排除，并将干净的水返回箱内。

生物过滤 生物过滤采用密度较低的滤材，借以让有益的微生物附着其中，并分解水中有害物质。

生物过滤采用密度较低的滤材，借以让有益的微生物附着其中，并分解水中有害物质。

外部过滤 使用圆桶、插件或上部过滤器，抽水马达与滤材均设置于水族箱外部。

使用圆桶、插件或上部过滤器，抽水马达与滤材均设置于水族箱外部。

沉水过滤 使用搭配潜水泵的过滤器，滤材与潜水泵均设置在水族箱内的水位下。

使用搭配潜水泵的过滤器，滤材与潜水泵均设置在水族箱内的水位下。

活沙过滤 选用合适的底砂铺设方式，透过自然的扩散作用造成水流及生物过滤达成过滤效果。

选用合适的底砂铺设方式，透过自然的扩散作用造成水流及生物过滤达成过滤效果。

水族饲料

不同种类的人工干制饲料 水族饲料种类繁多，大致可分为3种：人工合成饲料、急冻／干制饲养及活饵，视乎物种的需要选择。 人工饲料多是根本特定物种的营养需要，混合植物及动物物质，并加入维生素、矿物质等养料调配而成。有些饲料会加入人工显色剂／扬色剂，强调喂食后会使鱼的体色更为明显（尤其是金鱼及锦鲤饲料），但这些显色剂对鱼本身可能无益，甚至有害，故应细心选择较少化学成分，而且不会在喂食时污染水质的饲料。人工饲料的形状多为颗粒状，而薄片状饲料亦十分普遍。人工饲料多为浮水性，使鱼池边的饲主可看见鱼儿在水面觅食时的情况。 活饵即是活生生的饲料，例如红虫、血虫、丰年虾、蚯蚓、水蚤等，对于一些较大型的物种，或需喂食小鱼或小虾。这些饲料对于饲养一些不食用／不习惯食用人工饲养的动物尤其重要。活饵难以作长时间保存，未进食的活饵需要另外饲养着，或保持冷藏。市场上有一些急冻及干制成方块状的活饵，在处理上较新鲜活饵方便。

生态

一个最理想的水族生态是能够将天然的生态平衡于一个封闭的环境中重现，但实际上是没有可能于水族箱维持一个完美的平衡。举例，如一个平衡的捕食关系即使于最大的水族箱中亦不可能维持。饲主一般都需要人工地维持水族箱内的生态平衡。 大量的水可以使生态更容易达至近乎平衡。假若出现任何使系统偏离平衡点的事故，更多的水就有更强吸收系统震荡的能力，从而淡化该事故对系统的影响。简单举例，一个11公升容量的水族箱内，唯一的一条鱼死了，对整个系统会造成重大影响；一个400公升的水族箱，在大量的鱼当中死了一条，对整个系统的影响则相对轻微。故此，水族人士喜欢尽量设置较大的水族箱，这样可提供一个更稳定的系统，无需密切注意维持箱内的生态平衡。 氮元素循环 水族箱内的气元素循环 水族人士最关注的是如何管理水族生物排出的生物废料。鱼、无脊椎动物、真菌及细菌会排出氮废物氨（NH3）（氨可能会被转化为铵，NH4），而动物及植物物质，包括粪便，在分解过程中同样会发布氨。当这些氮废物积累到一个高的浓度水平就会使生物中毒，故此务必通过氮循环将这些物质控制于一个低浓度范围。 一个平衡良好的水族箱应该含有可将废物转化的生物。氮废物是由硝化细菌（亚硝酸菌属，Nitrosomonas）转化。硝化细菌将水中的氨转化成亚硝酸盐（NO2）。惟高浓度的亚硝酸盐同样可毒害生物。另一种的细菌（硝化螺旋菌属，Nitrospira）会将亚硝酸盐转化成毒性较低的硝酸盐（NO3），饲养者再以换水的方式稀释水中硝酸盐的浓度。这个硝化作用的过程是水族嗜好者所熟知的。（硝酸菌，Nitrobacter，以往被认为是将亚硝酸盐转化成硝酸盐的最要角色，市面上亦可购买此细菌，用以加快硝化系统的创建。虽然在生物学上硝酸菌的确与硝化螺旋菌有同样的功能，但研究发现，一个建设好的水族箱内却未能侦测出硝酸菌的存在，但硝化螺旋菌则非常丰富。） 在水族箱中，硝化菌往往附着在滤材以及底砂上，形成数种菌类共生的菌膜。除了物理过滤使用的白棉及羊毛绒之外，亦有专门用以培养硝化菌的生化棉、陶瓷环等等生化滤材，或提供较佳的水流，或提供较大的附着环境，以培养硝化菌。 除了细菌外，水生植物亦能够透过转化氨及硝酸盐，去除水中的氮废物。植物会将水中的氮化物吸收并转化为身体一部分。但时，这个转化只是暂时性的，当枯萎的叶脱落，分解过程中又会将氮废物释放出来，硝酸盐始终存在于水中，必须透过换水将硝酸盐的浓度稀释。 虽然水族人士称这个为氮循环，但实际上这只是整个氮循环的一节：系统中的氮是由外面加进去的（大部分是饲料中的氮）。但无论如何，硝酸盐到最后始终存在，或是被封锁于植物之内。故此，饲主需要定期更换箱内高浓度硝酸盐的水，或除去枯萎的植物。 养水 新设立的水族箱，硝化系统往往还未健全，因而水族界中经常会听到「养鱼先养水」这句话。所谓「养水」是指先培育出一定数量的硝化细菌，才逐步将鱼放入缸内。养水的时间长短视比重而定，水的比重越高，硝化菌繁殖的速度就越慢。淡水缸通常为三天到一个礼拜，而海水缸往往需时一个月以上。 养水有几种不同的方法，水族饲养者可不添加任何菌种便开始养水（因一般环境中就有硝化菌的存在），或将含有少量硝化菌种的添加剂直接加进水内（对加速培养硝化菌有一定程度的效果），或从另一个水族箱中将成熟的硝化细菌菌落搬进来培育（例如砂石或生物过滤器中的菌落），一般来说以后者培养的速度最快，然而不可忽略的是，无论以何种方式养水，均需要一段时间方能培养出基础的硝化系统，且刚培养出来的硝化系统功能尚不足以支撑大量的生物，必须每隔一段时间才增加新的生物，给硝化菌繁殖的时间，以免含氮废物超出硝化系统的处理能力，使缸中生物中毒。 有两种「养水」方法于近年愈来愈流行，这就是「无鱼养水」或靠种植水生植物去养水。 「无鱼养水」，顾名思义在过程中没有鱼的存在，仅加入死体、鱼便、饲料等作为氮的来源，有时甚至会在水族箱中加入少量的氨以培育细菌。过程中，氨、亚硝酸盐及硝酸盐的含量需不时作监测。待硝化系统有一定基础之后全缸换水2/3以上，才将生物放入。 另一个方法是密集地种植生长速度较快的植物，如浮萍，依靠这些植物去消耗水中的氮化物。据一些专门种植水草的水族人士的报称，植物消耗氮化物的能力远比传统的除氮方法更有效率，水中的氮化物含量减少至不能侦测到的水平。 一个水族箱如果没有适当地「养水」，水中的有毒废物就会快速地积累至一个高浓度，杀死水族箱内的生物。 其他营养循环 氮并不是水族箱内唯一循环的养料。溶解的氧气由水面或气泵进入系统内，二氧化碳亦离开系统进入空气。磷酸盐循环亦是一个重要，但经常被忽略的营养循环。硫、铁及其他微养料亦会随食物进入，以废物方式排出，并于系统内循环。洽当地掌握氮循环，适量地给予均衡的食物，并且注意生物负荷，通常已经足够维持其他营养循环的平衡。 生物负荷 生物负荷是指水族箱内的生物对该生态系统所造成的负荷。愈重的生物负荷代表愈复杂的水族生态，亦代表愈难维持生态平衡。此外，水族箱的体积会限制了水族箱所能承受的生物负荷。暴露于空气的水面面积限制了水族箱吸收溶解氧气的能力。硝化细菌的硝化能力受制于牠们所能占据的空间。而实际上，水族箱的体积亦限制了可饲养的鱼及植物数量。 为免系统的生物负荷过重，水族人士有几个基本法则。最为流行的法则是「每1吋的鱼需要1美制加仑的水」，意思是所有鱼的长度总和不得超过水族箱的美制加仑数（大约是每7毫米的鱼，就需要1公升的水）。当然，计算时需要考虑到鱼继续生长至成熟时的长度，以免长大后变得挤迫而影响鱼的健康（注意，这个法则并不适用于一些身型较粗状的鱼，如鲇鱼，或一些具侵略性的鱼，如，丽鱼）。而金鱼一类排废量较大的鱼，水族人士建议加倍至每1吋鱼需要2美制加仑的水。但有水族人士质疑这个法则，因为这个法则没有考虑到鱼的体温、活动力、与箱内同伴的兼容性（例如2条雄鱼或许不能共存）、水箱的尺寸及过滤系统的能力。最安全决定生物负荷极限的方法是与有经验的水族人士讨论。 生物负荷的极限及最理想的生物负荷，在实际及理论层面上都是难以计算的。因计算需考虑到废物产出速率、硝化反应效率、于水面的空气转换速率、以及其他难以测量的变量。故此，水族人士一般都会参考基本法则，并不断尝试，直接达到一个适当的生物负荷水平。